轮虫同域性物种形成:来自萼花臂尾轮虫克隆间的分子系统发育关系和生殖隔离的证据

对采自芜湖市三个不同水体中的萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)17个克隆的线粒体COⅠ基因和rDNAITS1序列进行的分析结果表明:萼花臂尾轮虫不同克隆间COⅠ基因序列差异百分比为0-14.0%,平均为5.1%;ITS1序列差异百分比为0-7.4%,平均为2.2%。基于COⅠ基因序列构建的分子系统树(NJ树、MP树、ML树和贝叶斯树)均支持将17个克隆划分为三个姐妹种,各姐妹种间的序列差异百分比为7.2%-14.0%。基于ITS1序列构建的同样四种分子系统树也支持将17个克隆划分为三个姐妹种,但其中的克隆HE5在姐妹种中的归属与基于COⅠ基因序列构建的分子系统树所得出的结果不同,各姐妹种间的序列差异百分比为1.9%-7.4%。混交雌体和雄体间的交配实验结果表明,轮虫各姐妹种间存在着明显的生殖隔离,克隆HE5在姐妹种中的归属应与基于COⅠ基因序列构建的分子系统树所得出的结果一致;ITS1序列进化速率较低,不宜用于轮虫姐妹种的准确甄别。COⅠ基因进化钟计算结果显示,三个姐妹种间,克隆LE9所属的姐妹种早在8百万年前便分化形成出来,HE1、HE2、HE4-7所属的姐妹种于5百万年前分化产生。     

长白山不同海拔白桦幼苗移栽至同一生境的光合及反射光谱特性

环境是影响植物生理性状的主要因素之一,通过改变植物的生长环境来研究植物生理性状的改变是目前研究植物生理生态的热点,而高海拔地区多样的环境为研究物种适应环境变化提供了良好的实验条件。本研究通过移栽的技术手段,将分布在海拔750 m、海拔1200 m和海拔1400 m的3~5年生白桦幼苗移植到海拔750 m相同的林下环境条件下,将3种白桦移栽幼苗和野生白桦幼苗的光响应参数、光谱反射率以及光谱反射指数进行对比研究,分析移栽初期和移栽一年后植物生理性状的异同,探索白桦幼苗迁入新环境的适应性。研究结果表明:移栽初期,通过对比不同海拔来源的白桦移栽幼苗彼此之间各项生理性状以及与原海拔野生白桦幼苗的生理性状发现,包括最大净光合速率(A_(max))、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)在内的生理性状差异显著(P0.05),幼苗光谱反射指数差异性显著(P0.05)。经过一年的适应,不同海拔来源的白桦幼苗与移栽地海拔750 m野生白桦幼苗的生理性状之间差异不显著(P0.05),幼苗光谱反射指数差异性不显著(P0.05),而与原海拔野生幼苗生理性状之间差异显著(P0.05),幼苗光谱反射指数差异显著(P0.05)。在移栽初期,移栽幼苗的各项生理指标已经因环境的改变而发生变化,但仍保留原海拔野生幼苗的生理特性;移栽一年后,移栽幼苗逐渐适应环境,其相关生理性状发生改变,并趋同于移栽地野生白桦幼苗的生理性状。对比一个生长季前后白桦移栽幼苗生理性状的变化可以发现,白桦作为先锋种植物,在新迁入环境后具有良好的环境适应性,能通过调整生理性状适应新环境。研究对幼苗在林下的演替以及森林的更新具有借鉴意义。     

稻飞虱灾变机理及可持续治理的基础研究

稻飞虱(褐飞虱、白背飞虱和褐飞虱)是威胁我国粮食安全最大的生物灾害。本文基于稻飞虱致害能力的高度变异性、对农药的高适应性、传播病毒病和具有远距离迁飞能力等特点,以及研究中存在的稻飞虱迁飞动态、致害性变异和种间互作关系等灾变机理机制不清楚,提出了稻飞虱迁飞时空动态、致害性变异、稻飞虱传播的病毒病、农药对稻飞虱及其天敌的生态毒理效应、稻飞虱基因组数据分析和稻田生态系统对稻飞虱种群数量调控功能6个研究发展方向以阐明稻飞虱灾变的内在机理,为稻飞虱可持续治理体系建设提供理论依据。     

一种构建改形单域抗体的方法

为验证一种构建改形单域抗体的实用新方法,与以往方法不同的是,该方法不需要对抗体进行空间结构模拟,以确定人源抗体的FRs接受序列及在人源FRs接受序列中哪些氨基酸残基需要突变,并且该方法将抗体的改形与亲和力成熟于同一过程完成,利用该方法构建了改形抗CD28重链单域抗体,根据一种鼠源抗CD28重链单域抗体的氨基酸序列,于GenBank中查得两条与之最同源的人源抗体序列,利用其中一条的FRs作为改形抗体的主框架进行改形构建,将鼠源抗体的CDR区插入到人源FR区后,对人源FR区的一些氨基酸残基进行替换突变,替换的氨基酸残基数及替换原则主要是根据对查到的人源抗体序列,鼠源抗体序列,以及这些序列与Kabat分类中的种属序列进行的比较,为了增加改形抗体基因的多样性,对要被替换的氨基酸残基在基因合成中采用简并的方式,使要被替换的氨基酸残基和替换的氨基酸残基都有机会出现,二者出现的几率各为50%,同时,在将大小不同的合成核苷酸片段采用重叠PCR扩增以获得完整改形抗体基因时,采用高Mg^2 浓度下和使用TaqDNA聚合酶,以进一步随机引入突变,利用重叠PCR产物构建了一个噬菌体抗体库,经过3轮淘选后,获得了几个具有较高免疫学活性的改形抗体,对其中的两个抗体进行了进一步研究,将两个抗体的基因在大肠杆菌BL21（DE3）中表达,复性后的表达蛋白仍具有较高的免疫学活性,结果表明该方法是有效可行的。     

玉米蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的克隆及表达载体的构建

利用RT-PCR方法从玉米幼苗叶片总RNA中克隆出玉米的蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的全长cDNA片段。该片段与文献报道的序列具有99%的同源性。并分别构建了以双CaMV35S为启动子,以Tnos为终止子的植物双元表达载体PBISPS和以Pcab为启动子,以T35S为终止子的植物表达载体PBSPS,其中PBISPS含有NPTⅡ选择标记基因,PBSPS不含选择标记基因。     

菜蛾盘绒茧蜂多分DNA病毒的特性及其对小菜蛾幼虫的生理效应

对菜蛾盘绒茧蜂Cotesia plutellae多分DNA病毒的特性及其对寄主小菜蛾Plutella xylostella幼虫的生理效应进行了研究。结果表明：菜蛾盘绒茧蜂雌蜂输卵管萼中含有大量的多分DNA病毒（polydnavirus, PDV）;一个PDV内含多个核衣壳,最多可达16个;核衣壳长40～168 nm,直径39～40 nm;PDV仅在输卵管萼细胞内复制;雌蜂产卵时,随蜂卵将PDV注入寄主血腔,并扩散到寄主的许多组织中;PDV可能先通过脱膜再侵染寄主组织。雌蜂经Co⁶⁰辐射处理后再寄生（即假寄生）小菜蛾2龄、3龄和4龄初期的幼虫,被寄生后的寄主幼虫几乎全部不能化蛹,但末龄（即4龄）幼虫期显著延长,并在寄生后期,幼虫胸部有褐色的短翅芽出现;即将化蛹的4龄末小菜蛾幼虫被假寄生后,即使每头寄主被过寄生9次,依然能正常化蛹,但不能羽化。假寄生与正常寄生后寄主的脂肪体数量和形态结构有明显的不同,推测在正常寄生的情况下蜂卵孵化时释放的畸形细胞及随后的幼蜂可能对脂肪体的结构产生了作用。     

石刁柏核质体DNA的生物信息学分析及染色体定位

在植物基因组中, 叶绿体DNA (cpDNA)序列可以向核基因组转移成为核质体DNA (NUPT)。NUPTs在植物染色体(包括性染色体)的演化过程中具有重要作用, 但目前相关研究比较缺乏。以雌雄异株植物石刁柏(Asparagus officinalis)为材料, 采用生物信息学方法对其核基因组NUPTs进行注释及分析, 并选取叶绿体基因组反向重复区(IR) 2个片段进行染色体定位。结果表明, 石刁柏核基因组中有2 239个NUPTs序列的插入, 总长度为565 970 bp, 占核基因组的0.047%。不同染色体上插入的NUPTs数量存在较大差异, Y染色体上的NUPTs数量、密度及总长度均高于其它染色体, 表明NUPTs在石刁柏性(Y)染色体上累积的更多。石刁柏叶绿体基因组中的IR区、大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)序列均能够向核基因组转移, 但IR区序列转移频率更高。此外, 对2个IR区的叶绿体序列进行荧光原位杂交, 其中AocpIR1主要分布在所有染色体的着丝粒部位, 而AocpIR2特异性分布在Y染色体上。研究结果为深入揭示石刁柏基因组的结构及其性染色体的演化奠定了坚实的基础。     

大气O3浓度升高对毛竹光合生理的影响

以毛竹(phyllostachys edulis)为试材,运用开顶式气室(OTCs)模拟了4个大气O3浓度情景,分别为CF(背景大气经活性炭过滤后的处理,22～25 nL·L-1)、NF(直接将背景大气输入气室内,40～45 nL·L-1)、T1(O3平均浓度100 nL·L-1,92～106 nL·L-1)、T2(O3平均浓度150 nL· L-1,142 ～160 nL· L-1),分析大气O3浓度对毛竹叶片光合色素、气体交换参数、光合参数的影响.结果表明:不同浓度O3处理的毛竹叶片Pn和Tr日变化均呈单峰型,随着O3浓度的升高,叶片Gs、Ci、Ls日变化规律趋于简单,WUE变化趋于平缓.与环境背景大气比较,高浓度O3(≥100 nL·L-1)条件下叶片Pn、Ls、WUE日均值和Chl、Chl-a、Chl-b和Car含量均显著降低,Gs、Tr日均值显著提高,但对Ci日均值及叶片光合色素组成影响并不明显.T1、T2处理下,毛竹的Pn、Tr与PPED、VpdL、Tair、Ca和RH环境因子间均呈显著或极显著相关,Gs与PPED无显著相关,而与VpdL、Tair、Ca和RH环境因子间均呈显著或极显著相关.研究表明:O3浓度100、150 nL·L-1时分别会造成毛竹叶片发生气孔、非气孔限制,气孔对环境条件的反应变得不敏感,影响了正常的调节反馈机制,增加了水分蒸散,光合色素降解或合成受阻,对毛竹光合作用产生严重的负面效应,不利于毛竹干物质积累.     

红鳍笛鲷仔、稚鱼异速生长

运用生态学和传统理论生物学的研究方法,对孵化后红鳍笛鲷（Lutjanus erythropterus）仔、稚鱼在早期生存和环境适应上的异速生长及器官优先发育生态学意义进行了研究,以期为红鳍笛鲷人工繁殖、育苗提供参考资料。以17日龄为红鳍笛鲷仔、稚鱼的区分时期,结果表明,红鳍笛鲷仔、稚鱼的感觉、呼吸摄食和游泳等器官快速分化,均存在异速生长现象。在头部器官中,吻长、口宽、眼径和头高在仔鱼期均为正异速生长,稚鱼期吻长为等速生长,口宽、眼径和头高为负异速生长。在身体各部位中,仔鱼期头长和体高为正异速生长,躯干部和尾长为负异速生长;稚鱼期体高和躯干长为正异速生长,头长和尾长为等速生长;在游泳器官中,仔鱼期红鳍笛鲷背鳍、腹鳍、尾鳍为正异速生长,胸鳍为等速生长,稚鱼期臀鳍为正异速生长,腹鳍、胸鳍和尾鳍为等速生长,背鳍为负异速生长。红鳍笛鲷这些关键器官的快速发育,使外源性营养开始后以最小的代谢损耗获得了生存能力的显著提升,对挑战和适应纷繁变换的外界压力具有重要的生态学意义。