马蔺IlWRKY28基因的克隆与表达分析

马蔺(Iris lactea var. chinensis)是鸢尾属多年生草本盐生植物,具有很高的耐盐性和观赏价值。为研究马蔺耐盐的分子机制,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE)从马蔺中克隆到一个WRKY转录因子基因IlWRKY28,获得了1 302 bp的全长cDNA序列,其包含一个108 bp 5′末端非翻译区(UTR),一个174 bp 3′末端UTR和一个1 020 bp开放阅读框。IlWRKY28编码339个氨基酸,预测的蛋白质分子量为37.22 kD,等电点为7.04。氨基酸序列分析显示,IlWRKY28包含一个保守的WRKY基序和一个C2H2型锌指结构域。系统发育分析表明,马蔺IlWRKY28与菠萝(Ananas comosus)AcWRKY28和藏北嵩草(Kobresia littledalei)ClWRKY28亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,盐处理后,IlWRKY28基因在马蔺地上部显著上调表达。该研究结果为进一步研究IlWRKY28在马蔺适应高盐胁迫中的功能和作用机制奠定了重要的分子基础。     

H2S作为下游信号参与SA对低温弱光下黄瓜幼苗光合作用的调控

水杨酸(SA)和硫化氢(H₂S)在调控非生物胁迫下植物生长发育和生理代谢中均起着非常重要的作用,但二者作为信号分子在调控低温弱光下黄瓜光合作用中的互作关系还不清楚。本试验以黄瓜幼苗为试材,分别用SA和硫氢化钠(NaHS,H₂S供体)及其清除剂或抑制剂喷撒叶面,以适宜温光下去离子水处理为对照(CK),研究低温(8 ℃/5 ℃,昼/夜)弱光(100 μmol·m^-2·s^-1)下SA和H₂S对黄瓜幼苗光合作用的调控及互作关系。结果表明: SA可明显增强L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(LCD、DCD)活性及其mRNA表达,促进内源H₂S产生;NaHS对苯丙氨酸解氨酶和异分支酸合成酶活性、mRNA表达量及内源SA含量影响不大。SA和NaHS可使低温弱光下黄瓜幼苗的光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显提高,胞间CO₂浓度显著降低;同时增强核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶、Rubisco活化酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性及其mRNA表达,促进光合碳同化;提高光下PSⅡ实际光化学效率和暗下PSⅡ最大光化学效率,从而减轻低温弱光胁迫对黄瓜幼苗的光合机构的损伤和生长量的影响。H₂S清除剂次牛磺酸(HT)可使SA对低温弱光下黄瓜幼苗的光合作用和生长促进效应明显减弱,而SA抑制剂多效唑和氨基茚磷酸对H₂S诱导的黄瓜幼苗光合机构对低温弱光的耐受性无显著影响,说明H₂S作为SA的下游信号,参与调控低温弱光下黄瓜幼苗的光合作用。     

柽柳灌丛关键物候参数多种植被指数遥感提取的适用性——基于CO2通量观测和Sentinel-2数据

本研究以额济纳绿洲四道桥超级站为研究区,结合2018—2019年涡度通量、气象数据和2017—2020年Sentinel-2遥感影像,分析通量塔总初级生产力(GPP)与环境因子的关系,评估12种遥感植被指数对柽柳灌丛长势模拟和关键物候参数提取的适用性。采用7参数双逻辑斯蒂函数(DL-7)+全局模型函数(GMF)拟合GPP和各植被指数生长曲线,并逐年提取生长季始期(SOS)、生长季峰期(POS)和生长季末期(EOS)3种关键物候参数。结果表明: 有效积温(GDD)和土壤含水量是影响柽柳灌丛物候动态的主要环境因子。与2018年相比,2019年由于气温较低,SOS前的积温累积速率较慢,柽柳灌丛需要更长时间的热量积累来进入生长季,从而导致2019年SOS比2018年晚。在SOS与POS之间,2018和2019年水热条件相似,但2019年POS比2018年晚8 d,可能是2019年SOS较晚所致。POS以后,2019年较高的GDD和较低的土壤含水量使柽柳灌丛遭受水分胁迫,导致其生长季后期时间缩短。标准化的Sentinel-2植被指数与10:00—14:00 GPP均值的线性回归结果表明,宽波段植被指数中的增强型植被指数和窄波段植被指数中的叶绿素红边指数、倒红边叶绿素指数、红边归一化植被指数(NDVI705)能够较好地反映与柽柳灌丛GPP具有较高的一致性。柽柳灌丛SOS和EOS的遥感提取结果表明,Sentinel-2窄波段植被指数比宽波段植被指数的准确性更高,尤其是修正叶绿素吸收反射率指数提取SOS最准确,MERIS陆地叶绿素指数提取EOS最准确;Sentinel-2宽波段植被指数提取POS的准确性更高,尤其是两波段增强型植被指数和植被近红外反射率指数最准确。综合所有物候参数来看,NDVI705综合表现最佳。     

西藏及其东南地区被子植物与其不同生活型的果实类型分析

统计了分布在西藏自治区的被子植物及各生活型果实的类型及比例,并与藏东南地区做了比较。结果如下,西藏自治区果实以蒴果为主(占37.74%),其次为瘦果、坚果、浆果等;干果的比例远远大于肉果;不同生活型的果实类型谱差异较大,乔木中核果的比例最高,藤本中浆果比例最高,灌木中瘦果比例最高,草本中蒴果占优势;4个生活型中,肉果的比例乔木为最高,其次为藤本、灌木、草本。藏东南地区植物的果实类型也以蒴果为主,其次为瘦果、浆果、核果等;藏东南乔木中核果比例最高,藤本中浆果比例最高,灌木和草本植物以蒴果占优势;乔木肉果的比例最高,其次为藤本、灌木、草本。藏东南肉果比例大于全藏区,而干果比例则相反。果实类型的这些性状特征与各自的环境相适应,是植物长期适应自然环境的进化结果,该研究对于理解植物果实对生态环境的长期适应进化具有一定的意义。     

‘香槟’月季的组织培养和试管开花诱导

本文对‘香槟’月季（80sachinensis‘Xiangbin’）的组织培养技术和诱导试管开花进行了研究。结果表明：以茎段为外植体能诱导获得无菌苗,适宜的启动培养基为MS＋6-BA1．0mg-L-1＋IBA0．1mg·L-1,幼芽继代增殖的最佳培养基是MS＋6．BA1．0mg·L-1。＋IBA0．1～0．2mg·L-1,诱导生根的适宜培养基为1／2MS＋NAA0．3mg·L-1,生根率达80．0％。诱导试管开花的适宜培养基为MS＋6．BA0．5mg·L-1＋NAA0．1mg·L-1最适宜的诱导试管开花的蔗糖含量是30g·L-1;在三角瓶中培养,试管花可以正常开放,在培养瓶中培养花芽不能正常开放;MS培养基中增加2倍磷的含量,可以提高花芽诱导率,为25．O％;诱导试管开花的最适培养条件为温度21℃,光照强度80～100μmol·m-2．s-1,光照时间16h—d-1。     

阿米巴-细菌互作：进化、生态与环境效应

阿米巴是原生动物的主要类群,是陆地和水生生态系统的关键组成部分。阿米巴与细菌之间有着密切而复杂的相互作用。一方面,阿米巴通过捕食直接影响细菌群落与多样性,增强细菌活性。另一方面,细菌也进化出抵抗捕食的机制来抵抗甚至感染阿米巴,反向影响阿米巴的生长和多样性。近年来,阿米巴-细菌互作的研究开始受到了广泛关注。本文总结了阿米巴-细菌互作的进化历史、生态关系(捕食、偏利共生、寄生和互利共生)以及其对环境的潜在影响,旨在更好地理解阿米巴-细菌互作这一研究领域,为其他原生动物-微生物之间的研究提供新的思路,也为探究宿主-微生物互作的机制提供参考。     

侵染中华蜜蜂6日龄幼虫的蜜蜂球囊菌的微小RNA差异表达谱及调控网络

【目的】蜜蜂球囊菌(Ascosphaeraapis,简称球囊菌)是专性侵染蜜蜂幼虫的致死性真菌病原。MicroRNA(miRNA)作为一类重要的基因表达调控因子,能够广泛参与真菌及其宿主的相互作用过程。本研究通过比较分析球囊菌孢子(AaCK)和侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂) 6日龄幼虫肠道内的球囊菌(AaT)的smallRNA(sRNA)组学数据对球囊菌的差异表达miRNA(differentiallyexpressed miRNA,DEmiRNA)、靶mRNA及二者间的调控网络进行全面解析,旨在揭示miRNA介导的球囊菌对中蜂幼虫的侵染机制。【方法】对于球囊菌侵染的中蜂6日龄幼虫肠道的small RNA-seq (sRNA-seq)数据,利用BLAST工具连续比对东方蜜蜂(Apiscerana)和球囊菌的参考基因组筛滤得到AaT的sRNA组学数据。分别将AaCK和AaT的sRNA组学数据比对miRBase数据库,对球囊菌侵染宿主前后miRNA的数量和结构特征进行分析。联用RNAhybrid+svm_light、Miranda和TargetScan软件预测AaCK vs AaT比较组中DEmiRNA的靶mRNA,进而利用相关生物信息学软件对上述靶mRNA进行GO分类和KEGG代谢通路富集分析。通过Cytoscape软件对DEmiRNA-mRNA调控网络进行可视化。利用Stem-loop RT-PCR、RT-qPCR和分子克隆验证测序结果的可靠性。【结果】在AaCK和AaT中分别鉴定到380和387个miRNA。结构特征分析结果显示,AaCK和AaT的mi RNA皆集中分布在18–25 nt,且首位碱基主要偏向于U。AaCKvsAaT比较组共有270个DEmiRNA,包含155个上调miRNA和115个下调miRNA,分别靶向结合6091和6145个mRNA。GO分类结果显示,上述靶mRNA主要涉及代谢进程、细胞进程、应激反应等15个生物学进程;细胞、细胞组分、细胞器等12个细胞组分;催化活性、结合、转运子活性等11个分子功能。KEGG代谢通路富集分析结果显示,上述靶mRNA富集在123条代谢通路,参与对氨基酸代谢、碳水化合物代谢以及核苷酸代谢等物质代谢,氧化磷酸化、硫代谢、氮代谢等能量代谢,以及MAPK和Hippo等信号通路的调控。球囊菌DEmiRNA与靶mRNA之间存在复杂的调控关系,其中miR-29-x、miR-250-x、miR-4968-y、miR-11200-x、novel-m0023-5p、novel-m0130-5p和novel-m0135-5p等DEmiRNA可靶向结合与球囊菌的半胱氨酸蛋白酶、DNA甲基化转移酶以及几丁质酶相关的mRNA;此外,miR-7-x、miR-9-z、miR-319-y和miR-5951-y等同时参与调控MAPK信号通路;进一步分析发现,miR-250-x同时参与对DNA甲基化转移酶、MAPK信号通路及其他酶类合成与代谢途径的调控,并可能参与球囊菌与中蜂6日龄幼虫之间的跨界调控。通过Stem-loopRT-PCR和RT-qPCR验证了4个DEmiRNA的差异表达,并利用分子克隆和Sanger测序证实miR-7-x的序列与测序结果一致。【结论】本研究解析了侵染中蜂6日龄幼虫的球囊菌的miRNA差异表达谱及DEmiRNA的调控网络,揭示了球囊菌DEmiRNA可能通过调控病原的物质和能量代谢、增殖、毒力、信号通路及相关mRNA参与对中蜂幼虫的侵染过程。miR-7-x、miR-250-x、novel-m0023-5p等关键DEmiRNA有望作为白垩病治疗的新型分子靶点。     

基于DNA高通量测序分析生料酿醋过程中的真菌多样性

【目的】了解生料酿醋不同阶段的真菌群落结构及其变化规律,为生料酿醋工艺优化提供理论指导。【方法】从山西一家生料酿醋企业采集原料、麸曲、发酵缸醋醅、熏醋样、淋醋样等涉及生料酿醋各阶段的样品共51份,扩增真菌ITS1区序列并利用高通量测序技术分析真菌多样性。【结果】除5份样品未扩增成功外,在剩余46份样品中共检测到489个真菌OTU,以子囊菌为主(占88.3%)。原料、麸曲、发酵缸醋醅、熏醋样、淋醋样等不同组别间在真菌群落结构方面存在显著差异。原料和麸曲中的真菌物种丰富度最低,发酵缸醋醅的真菌物种丰富度最高,熏醋样和淋醋样中的真菌物种丰富度又有所降低。原料和麸曲中的优势真菌分别为酿酒酵母和黑曲霉,是发酵阶段真菌的重要来源,但发酵缸醋醅中也检测到大量可能来源于发酵室环境的真菌。发酵缸醋醅在不同发酵时期间也存在明显的真菌群落结构差异,并可据此划分成发酵前期(包括发酵第2–13天的样品)和发酵后期(包括发酵第17–46天的样品)。酿酒酵母和亮白曲霉的丰度在发酵前期显著高于发酵后期,而黑曲霉、一种小戴卫霉科真菌等的丰度在发酵后期显著高于发酵前期。【结论】生料酿醋的不同阶段和发酵缸醋醅发酵的不同时期,其真菌群落结构都存在明显差异。酿酒酵母和黑曲霉是发酵阶段的优势真菌。本研究为生料酿醋工艺优化提供了理论依据。     

不同施肥处理对甜菊生长及糖苷含量和积累量的影响

采用盆栽法,以甜菊( Stevia rebaudiana Bertoni)品种‘中山4号'(‘Zhongshan No.4')当年生扦插苗为研究对象,研究不同形态氮肥(硫酸铵、硝酸钠和尿素)及不同施氮量(纯氮)、施磷量( P2 O5)和施钾量( K2 O)对幼苗生长及糖苷含量和单株积累量的影响。结果显示：随氮肥、磷肥和钾肥施用量的提高,甜菊幼苗的株高、茎粗、叶长、叶宽、单株叶干质量和单株茎干质量均呈先升后降的变化趋势,且总体上与对照无显著差异,仅施磷量300 mg·kg-1处理组的叶长显著高于对照;根据施肥量与单株叶干质量的回归方程,确定硫酸铵、硝酸钠、尿素、磷肥和钾肥的施用量分别为64.87、660.21、735.84、211.54和775.92 mg·kg-1时,幼苗单株叶干质量最高。在硫酸铵处理组中,300 mg·kg-1处理组甜菊叶片中的莱鲍迪苷A( R-A)含量及甜菊苷( St)、R-A和总苷的单株积累量以及600 mg·kg-1处理组的St单株积累量高于对照,多数处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均低于对照;在硝酸钠处理组中,1200 mg·kg-1处理组的R-A和总苷含量、600和900 mg·kg-1处理组的St单株积累量以及300~900 mg·kg-1处理组的R-A和总苷单株积累量高于对照,其他处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均低于对照;在尿素处理组中,1500 mg·kg-1处理组的R-A和总苷的含量和单株积累量以及600和900 mg·kg-1处理组的R-A和总苷单株积累量高于对照,其他处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均低于对照;各施氮处理组中,仅1500 mg·kg-1处理组的R-A含量与对照差异显著,其他指标均与对照无显著差异。在施磷处理组中,100 mg·kg-1处理组的R-A含量以及100和200 mg·kg-1处理组的St、R-A和总苷的单株积累量高于对照,多数处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量低于对照且与对照均无显著差异。在施钾处理组中,各处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均高于对照,其中仅900 mg·kg-1处理组的St、R-A和总苷含量与对照显著差异。各施肥处理组的St含量占总苷含量的百分率均低于对照、R-A含量占总苷含量的百分率均高于对照,且总体上与对照无显著差异。经过综合分析,建议在甜菊生育期内的施肥量为纯氮600~900 mg·kg-1、P2 O5200~300 mg·kg-1和K2 O 600~900 mg·kg-1,其中氮肥以尿素为宜。     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。