枯草芽孢杆菌SCK6超级感受态的制备和转化条件优化

枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性好氧细菌,因其安全性和高分泌特性,已被广泛用作异源蛋白的表达宿主。然而,相比大肠杆菌,枯草芽孢杆菌的转化效率低,限制了其作为宿主的异源蛋白的定向进化。本文通过改变培养基、诱导剂浓度、质粒类型等参数优化感受态制备的条件,利用常规质粒进行转化,结果表明,用营养丰富的YN培养基替代常规LB培养基制备感受态,可以使转化效率提高4倍左右;加入1.5%的木糖诱导2 h,感受态的转化效率又提高2倍左右;用大肠杆菌Escherichia coli GM272来源的质粒又可进一步提高转化效率3倍左右。综合最优条件制备SCK6的感受态,转化整合型质粒pDG1730,效率可以达到10~6 CFU/μg,相对未优化的条件提高了2个数量级,为基于枯草芽孢杆菌的酶的定向进化和代谢工程奠定了基础。     

5种野生无髯鸢尾种子休眠与萌发特性研究

以5种野生无髯鸢尾种子为材料,从种子的吸水率和发芽率两个方面分析休眠原因与打破休眠促进萌发的方法,为中国鸢尾属植物的种质资源保护与应用提供技术支持。结果表明:(1)5种野生无髯鸢尾种子的吸水率比较显示,玉蝉花和山鸢尾的种皮透水性最好,其次是燕子花的种皮透水性,溪荪的种皮透水性最差;种皮的透水、透气性差及致密的胚乳是抑制马蔺种子萌发的主要原因;另外,变温可增加野生无髯鸢尾种子种皮和胚乳的透水性。(2)马蔺和溪荪种子的种皮对萌发存在强烈的抑制作用,而燕子花、山鸢尾和玉蝉花种子的种皮抑制作用不显著;珠孔端胚乳是5种野生鸢尾种子休眠的主要因素。(3)温度对5种野生无髯鸢尾种子萌发影响很大,变温处理显著提高了马蔺、溪荪、玉蝉花种子的萌发率,且最适条件为:变温30℃/20℃、8h光照/16h黑暗,但该条件对山鸢尾和燕子花种子萌发的影响不显著,即单一因子不能打破燕子花和山鸢尾种子的休眠。研究发现,5种野生无髯鸢尾种子休眠和萌发特征各异,主要影响因素也不尽相同,但珠孔端胚乳是5种野生无髯鸢尾种子休眠的主要因素;低温层积处理与变温30℃/20℃相结合能明显提高野生无髯鸢尾属种子的发芽率,是其种子打破休眠的有效措施。     

一种载样简单的多重可视化PCR微芯片

在核酸检测领域急需一种能够经济、快速、操作简便且同时检测多个靶标的新技术。常规多重PCR能够同时扩增多个靶标,但由于在一个试管中引物间的相互作用和竞争,重数往往受到限制。本研究设计了一种操作简单的多重PCR芯片,可以同时进行54个靶标的扩增。芯片结构简单,一条微通道将正下方平行排列的多个微孔连接在一起,微通道只留加样口和出样口。同时整个微通道呈疏水状态,微孔呈亲水状态。将不同的引物对和低溶点琼脂糖提前固定于不同的微孔中,通过一次加入PCR mix,并加入矿物油推动PCR mix进入到每个微腔室中,同时微孔也被矿物油相互隔离避免交叉反应。加样后将芯片放置于平板PCR仪上进行扩增,在整个反应过程中低溶点琼脂糖呈液态,反应结束后凝固成固体,便可引入核酸染料进行染色,最后利用自制小型的紫外照射仪上进行可视化检测和拍照记录。利用此平台成功实现了对7种非常重要和常用的转基因作物靶标的并行检测,结果显示此平台具有较高的灵活性和特异性。此技术经过进一步优化可应用于包括转基因检测在内的多重核酸检测领域。     

磁流体肿瘤热疗技术的研究进展

热疗在近年来已经成为肿瘤治疗最为重要的手段之一,但存在一定的局限性。磁流体热疗技术作为新兴发展起来的热疗手段,克服了常规热疗的缺陷,可以辅助治疗,甚至发展成独立治疗手段。本文综述了国内外近年来有关磁流体热疗基础研究及试验领域的最近进展,首先对磁流体特性、常见磁流体材料和交变磁场装置等方面进行了介绍,最后介绍了磁流体肿瘤热疗技术在体外试验、动物试验和临床研究方面的进展状况。虽然磁流体热疗逐步进入临床阶段,但仍存在不足,需要进一步的完善提高治疗效果。     

偃麦草属植物醇溶蛋白和谷蛋白多态性及系统学研究

运用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对偃麦草属(Elytrigia)24个物种的醇溶蛋白和谷蛋白进行了研究。以中国春为参照,按醇溶蛋白和谷蛋白电泳图谱条带迁移距离大小和条带多态性对供试材料进行聚类分析。结果显示,24份供试材料均呈现不同的醇溶蛋白和谷蛋白电泳图谱,共分离出醇溶蛋白带纹83条和谷蛋白带纹53条,多态性均达100%,并且在相同染色体组组成的物种中,染色体数目越多,其蛋白带纹越多;偃麦草属24个物种的醇溶蛋白和谷蛋白图谱均有明显差异,蛋白图谱可作为鉴定偃麦草属物种的指纹图谱。聚类分析结果显示,在材料间的醇溶蛋白遗传相似性系数为0.66时,24份材料被划分为6个主要类群,含E和St基因组的物种具有较近的亲缘关系;在谷蛋白遗传相似性系数为0.62时,24份材料被聚为4大类。聚类结果表明,染色体组成未知的物种Et.pachynera可能为异源多倍体物种。     

单细胞组学技术及其在植物保卫细胞研究中的应用

单细胞组学技术在动物研究中已经得到广泛应用,但在植物学领域尤其是保卫细胞研究中还处于起步阶段。由保卫细胞构成的气孔承担着植物生命过程中水分散发及气体交换大门的作用。将单细胞组学技术应用到保卫细胞功能解析中将有助于了解保卫细胞参与的基本生理过程。该文综述了植物单细胞组学技术的发展、保卫细胞研究现状及单细胞组学技术在植物保卫细胞研究中的初步应用,为借助该技术解决植物生物学中保卫细胞发育、代谢及对环境胁迫响应等基本问题提供研究思路和方法。     

珍稀濒危物种堇叶紫金牛高效快繁体系的建立

筛选堇叶紫金牛(Ardisia violacea)野生优株,以其当年新发带休眠腋芽茎段为外植体,通过启动培养、丛生芽诱导增殖、壮苗培养、生根培养和炼苗移栽等过程建立其组培快繁技术体系。研究结果表明,最佳启动培养基为MS+0.80 mg·L~(–1)KT+0.10 mg·L~(–1) NAA+0.10 mg·L~(–1) IBA,腋芽萌发率达92.60%;最佳丛生芽诱导增殖培养基为MS1+0.50 mg·L~(–1) TDZ+0.10mg·L~(–1) NAA,平均增殖系数达8.60;最佳壮苗培养基为MS+1.00 mg·L~(–1) KT+0.50 mg·L~(–1) NAA;最佳生根培养基为1/2MS+2.00 mg·L~(–1) IBA+1.00 mg·L~(–1) NAA+1.00 mg·L~(–1) AC,平均生根率达98.70%;采用松鳞和泥炭(2:1,v/v)作为炼苗基质,炼苗成活率可达85.30%。实验成功建立了堇叶紫金牛高效组培快繁技术体系,经验证该体系能够满足规模化生产的需求。     

山葡萄种质资源DNA条形码通用序列的筛选

对山葡萄(Vitis amurensis)种质资源样品的ITS、ITS2、psb A-trn H、rbc L和mat K序列进行PCR扩增及测序,优化PCR反应的退火温度,比较各序列的扩增效率、测序成功率、品种间和品种内的差异及barcoding gap图,使用BLAST和NJ树法比较不同序列的鉴定能力,最终从5条DNA片段中筛选出可用于山葡萄种质资源鉴定的DNA条形码通用序列。结果表明,在采集的11份33个山葡萄样品中,psb A-trn H和ITS2序列的扩增与测序成功率较高,其品种间、品种内差异及barcoding gap较ITS、rbc L和mat K序列具有明显的优势,且ITS2序列能够鉴别psb A-trn H序列无法鉴别的品种。实验证明,ITS2和psb A-trn H序列是较适合鉴别山葡萄资源的DNA条形码序列组合。DNA条形码弥补了形态学鉴定的不足,可为山葡萄种质资源的准确鉴定提供科学依据。     

利用锌特异性探针HL~1示踪植物细胞外Zn~(2+)的分布

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)和谷子(Setaria italic)为研究材料,利用锌特异性探针HL1,使用荧光分光光度仪、等温滴定热量测定仪(ITC200)和倒置荧光显微镜等仪器探究了该化学探针的特性以及植物细胞外游离Zn~(2+)的分布。结果表明,当HL1与不同元素溶液混合时,只与Zn~(2+)特异性结合,在紫外光(UV)激发下,发射出波长为500 nm的蓝色荧光;生成物的平衡解离常数KD=7.02×10–4 mol·L–1,具有很好的稳定性。拟南芥叶片中的Zn~(2+)分布于细胞间隙及叶表皮毛的外周和表层,且叶表皮毛的荧光强度具有明显的浓度依赖性;谷子叶片中的Zn~(2+)分布在细胞间隙以及维管组织。拟南芥根中的Zn~(2+)分布于根的伸长区,且荧光强度也明显地表现出与浓度相关。由此推断,根伸长区与Zn~(2+)运输有关,叶的维管组织是植物细胞外运输Zn~(2+)的主要途径,细胞间隙和叶表皮毛是植物储存Zn~(2+)的主要区域。HL1适用于检测细胞外Zn~(2+)的分布。     

植物铜转运蛋白的结构和功能

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。