植物质体基因工程:新的优化策略及应用

植物质体转化技术通过同源重组实现定点整合,与细胞核基因工程相比,使外源基因表达更为精确、安全和高效。该技术在基础研究中为叶绿体功能基因组研究提供了有效手段,同时在应用方面为外源基因表达提供了理想的平台,已成为植物遗传育种的一种新策略。本文总结了近年来质体基因工程在转化体系的建立和优化上的新思路,着重阐述了利用质体转化技术在遗传育种中提高作物抗性、改良品质等应用领域的最新研究进展。克服质体转化技术在作物遗传育种中面临的难题,必将为作物育种的发展带来新的绿色革命。     

我国四株埃可病毒6型全基因组序列及重组特征分析

埃可病毒6型(Echovirus 6,ECHO6)作为肠道病毒B组(Enterovirus B,EV-B)的一员,在临床上常导致无菌性脑膜炎(Aseptic meningitis,AM)、急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)、手足口病(Hand,foot,and mouth disease,HFMD)等多种疾病。本文挑选四株中国大陆地区不同年份、地区及疾病严重程度的代表毒株进行全基因组测定分析,与GenBank上ECHO6全长代表株及EV-B组原型株比对分析,了解其进化特征,并筛选BLAST结果的EV-B组流行株,探究我国流行的ECHO6与其他血清型的基因重组特征。结果提示,本研究四株ECHO6毒株在非结构蛋白区与EV-B其他血清型均发生重组,其中死亡病例标本重组模式更为复杂,可能与疾病严重程度有关。通过本研究分析,可进一步揭示ECHO6的遗传特征,为肠道病毒血清型研究提供基础数据,对了解其进化变异及临床致病力影响具有重要意义。     

罗霄山区生态用地时空演变及其生态系统服务功能的响应——以井冈山为例

生态用地的可持续利用对人类生存至关重要,而山区生态用地变化及其引起的资源环境效应是山区地域人地关系变化的反映,认识和探讨山区生态用地时空分布和形成机理对维持区域生态平衡和引导经济社会可持续发展具有深远意义。运用土地利用空间分析模型和Meta分析方法,分析井冈山的生态用地变化空间格局及其生态服务价值损益;利用Logistic回归和地理探测器,诊断生态用地的空间指向特征和时间演化过程。结果表明:(1)1990—2015年,井冈山生态用地变化显著,呈不断减少趋势,其中近城区表现最明显;生态用地转移的主要对象为城乡建设用地。1990—2000年间,井冈山生态用地的总体转移速率远远大于2000—2015年间的转移速率;林地的转移面积及占比最大,转移部分大于新增部分,属于生态用地减少型地类,而草地和水域属于生态增加型用地,且转移速率较大,是井冈山市较"活跃"的生态用地类型。(2)生态用地的时间演化过程的主导驱动因素包括人口数量和产业结构,空间演变格局中的主导驱动因素为到河流的距离和到地域中心的距离。(3)1990—2015年,生态系统服务价值不断降低但减少速率逐渐放缓,1990—2000年的年均减少量大于2000—2015年的年均减少量。其中,林地对生态服务价值的贡献最大。山区乡村振兴应以生态系统服务价值目标导向,实现农民生计和生态安全的协同优化,利用山区地域资源优势,强化三产融合,推进山区"乡村振兴"。     

桃蚜对正[反]—β法尼烯的行为及电生理反应

[反]-β-法尼烯([E]-β-farnesene)是多种蚜虫的报警信息素成分。本文用触角分部切 断法,检测到桃蚜Myzus persicae触角对[反]-β-法尼烯的敏感部位在原生感觉圈。嗅觉反应表明[反]-北京吃网-β-法尼烯对桃蚜的驱拒效果极显著。触角电位检测结果表明成蚜对[反]-β-法尼烯的电生理反应比若蚜敏感。     

植物双元表达载体pCRI1210的构建及其功能验证

pBI121是转基因研究中的常用载体,但是其多克隆位点相对较少,所携带的GUS基因检测较为复杂。为了增加其多克隆位点,增强其表达效率,简化其检测方法,本研究在pBI121载体的基础上,在其骨架中插入含有CaMV35S启动子、棉花β-tubulin基因内含子和CaMV 35S polyA终止子的干涉表达框,该表达框含有GFP报告基因。通过验证,所插入的干涉表达框能够正常表达插入的外源基因,且GFP基因可以正常表达。该载体被命名为pCRI1210,它是一种双元植物表达载体,既可以用来当作表达载体,又可以用作干涉载体。本研究为转基因研究提供了一种非常实用的工具。     

植物泛基因组研究进展与展望

随着测序技术和生物信息学的快速发展,已有数百种植物的参考基因组被测序,极大地促进了植物功能基因组学、进化遗传学和分子育种学等领域的蓬勃发展。然而,随着研究的深入,越来越多的证据表明来自单一个体的参考基因组远不能代表整个物种的遗传多样性,由此催生了泛基因组(Pan-genome)的概念,并已成功应用于20余种植物的研究,揭示了丰富的遗传变异,发掘了大量的新基因,深化了对相关物种遗传多样性的认识。本文简述了泛基因组的概念、构建方法以及在当前植物研究中的应用现状,最后对其未来发展进行了展望。     

小檗碱改善流感病毒性肺炎小鼠肺血管通透性的作用及机制

目的:观察小檗碱对流感病毒感染所致病毒性肺炎小鼠肺血管通透性的影响,并探讨其作用机制。方法:BALB/c小鼠108只随机分为3组,正常组、模型组、小檗碱组,25μL 50LD50病毒液滴鼻建立流感病毒感染的小鼠肺炎模型,感染后1 h,正常组和模型组予以双蒸水灌胃,小檗碱组予药物0.005 g.kg-1d-1腹腔注射;各组均给药2次/d,连续给药5 d。感染后的2 d、4 d、6 d,处死小鼠,肺组织称重以检测肺含水量;1%伊文氏兰5 mL/kg尾静脉注射检测肺血管通透性;Bicinchoninic acid(BCA)法检测肺泡灌洗液(BALF)中蛋白含量;放免法或酶免法测定肺组织中PGE2、PLA2及LT-B4含量。结果:病毒感染后,模型组肺含水量持续升高,肺血管通透性及BALF蛋白含量在感染后第4天开始明显升高,小檗碱降低了肺含水量、肺血管通透性及BALF蛋白含量(P<0.01);模型组肺组织中PGE2、PLA2、LT-B4的含量明显升高,小檗碱不同程度地抑制了PGE2、PLA2、LT-B4的表达。结论:小檗碱通过抑制流感病毒感染后肺组织中PGE2、PLA2、LT-B4的释放,降低了肺血管通透性及肺含水量,对病毒性肺炎中肺水肿的形成,起到一定的治疗作用。     

数珠珊瑚(商陆科)的花器官发生

对数珠珊瑚的花器官发生和子房的发育过程进行了观察。结果表明：(1)数珠珊瑚花被呈2／5螺旋状发生,远轴侧的1枚先发生,其次为近轴侧的1枚发生,最后侧方的2枚花被几乎同时发生,第3枚花被在靠近第1枚的位置发生,第2枚和第3枚之间有1个空隙;(2)4枚雄蕊是同时发生的;(3)心皮发生于分生组织的远轴侧,心皮原基形成后,向上向轴生长,在子房成熟前在近轴侧非正中位形成1个孔,该孔为心皮最终愈合前的残迹,到子房成熟时．因子房的生长孔被挤压缩小,在进一步的生长过程中愈合。子房由1枚心皮构成;(4)从子房发育过程的切片看,该植物的胚珠是在子房发生后不久发生的,子房上的圆孔形成时,从近轴侧的分生组织发生胚珠原基,由胚珠原基分化出珠被与珠心。     

侧耳菌与粗毛栓菌在麦草培养基中产生木质纤维素降解酶的研究

草本植物,包括农作物秸杆的木质素主要是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇的脱氢聚合物和对香豆酸组成[1,2],是结构复杂、稳定、多样的生物大分子物质.虽难于被一般微生物降解,但自然界中仍存在一些可降解木质素的微生物种类,白腐真菌是最重要的一类,它们通过分泌漆酶(Laccases,Lac)、木质素过氧化物酶(Lignin peroxidases,LiP)、锰过氧化物酶(Manganese-dependent peroxidases,MnP)、纤维素酶(Cellulas-es,Cel)和半纤维素酶(Hemicellulases,Hcel)等降解植物生物质.由于白腐菌在造纸工业中的生物制浆和纸浆生物漂白、环境保护等方面[4]有着很好的应用前景,因此倍受关注. 本研究选用在液体培养基中产酶能力强且产酶较快的白腐真菌侧耳sp2和粗毛栓菌[5]进行固体培养,研究它们产生木质纤维素降解酶类和降解植物生物质的能力.研究结果报道如下.