苔藓植物对青岛市大气重金属污染的生物监测作用

苔藓植物因具有独特的形态和生理特征, 对空气污染反应十分敏感, 已被广泛用于监测城市或地区的环境质量与变化。通过分析连续2年采自青岛市崂山区的苔藓植物体内重金属含量, 并与崂山土壤重金属含量相比较, 探讨苔藓植物对大气重金属污染物的积累和指示作用。结果表明, 苔藓植物体内重金属含量能够反映空气重金属污染程度和空气质量变化。在崂山广泛分布的毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)对空气中重金属Pb、Zn、Cu和Cd都有着很强的富集能力, 是一种很好的重金属污染指示植物。长叶鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum)、大灰藓(Hypnum plumaeforme)和深绿绢藓(Entodon luridus)在崂山分布较多, 对重金属的积累能力也较强, 可用来监测青岛大气重金属污染。该研究为评价青岛市空气重金属污染状况提供了一个有效的生物监测方法。     

flg22诱导的拟南芥转录组分析及芥子油苷代谢途径的变化

flg22是细菌鞭毛蛋白N端的一段保守性极高的区域,能够诱导植物天然的免疫反应,为全面了解植物在受到细菌性病原菌侵害后的系统响应,利用Illumina Hiseq2000对flg22处理和未处理的拟南芥幼苗进行转录组测序。对两组数据进行差异表达分析,共获得1 200个差异表达基因,包括290个下调基因和910个上调基因。对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG pathway富集分析,结果显示,flg22处理后,拟南芥在能量代谢、氨基酸代谢及次生代谢产物的生物合成等方面产生了巨大变化。芥子油苷是一类在植物防御病原菌的天然免疫反应中起重要作用的次生代谢产物,因此对芥子油苷代谢途径的变化进行了深入分析。根据测序结果,Flg22处理后吲哚族芥子油苷合成途径的基因表达水平显著提高,而脂肪族芥子油苷代谢途径几乎没有变化,进一步对吲哚族芥子油苷合成途径的关键酶基因进行Real Time RT-PCR的分析,验证了测序结果的正确性,证明了吲哚族芥子油苷在植物抗病防御反应中的重要作用。这为深入理解病原菌诱导的植物防御性反应及吲哚族芥子油苷的抗病机制提供了大量参考数据。     

中子与X-光衍射相结合解析木聚糖酶突变体N44D的晶体结构

木聚糖酶（Xylanase）是降解木质纤维素中半纤维素的特定酶,在酶法生产生物能源的过程中有重要应用. 木质纤维素在降解时需要用酸或碱预处理,而木聚糖酶反应的最适pH值为中性. 因此,获得在酸或碱性条件下酶活力仍然很高的木聚糖酶,是生物能源生产中的重要课题. 木聚糖酶活性中心的天冬酰胺突变为天冬氨酸（N44D）后,木聚糖酶的最适pH值从5.7下调到4.6,酶活提高20%. 本课题首次获得了分辨率为2.20A的木聚糖酶突变体N44D的晶体在291 K的中子衍射数据. 同时,本课题分别获得了分辨率为1.70A和1.07A的在291 K和100 K的X-光衍射晶体数据. 通过解析以上数据,本实验获得了木聚糖酶中几乎所有原子的空间位置. 以上结果将有助于在原子水平研究这种突变是如何影响酶反应最适pH值,并进一步为酶蛋白的改性提供了结构生物学的依据.     

外源β-胡萝卜素、光照对青霉PT95菌株菌核分化和类胡萝卜素产率的影响

初步研究了外源β-胡萝卜素和光照对青霉PT95菌株菌核分化和类胡萝卜素产率的影响。结果表明,在培养基中加入外源β-胡萝卜素后,PT95菌株渗出液出现的时间、菌核出现的时间延迟了,但菌核成熟的时间没变。培养基中的外源β胡萝卜素浓度越大,其渗出液、菌核出现的时间越迟。外源β胡萝卜素亦能降低PT95菌株的脂质过氧化水平和菌核中的类胡萝卜素含量。高氧胁迫的光照培养条件有利于PT95菌株的菌核分化和色素在菌核中的积累;与低氧胁迫的黑暗培养条件相比,其菌核生物量和类胡萝卜素产率分别增加了18.7%和101%。以上实验结果表明,若想获得高的菌核生物量和类胡萝卜素产率,应该尽可能在高氧胁迫、无抗氧化剂存在的条件下培养PT95菌株。     

产丁二酸工程菌的构建及其厌氧发酵

为了考察过量表达苹果酸酶对于E.coli NZN111(ldhA::Kan pfl::Cam)厌氧发酵产丁二酸的影响, 将连接有苹果酸酶基因sfcA的表达载体pTrc99a-sfcA转化进NZN111中, 构建了重组NZN111(pTrc99a-sfcA)。0.5 mmol/L IPTG诱导8 h后, 测定的苹果酸酶比酶活为30.67 u/mg, 比受体菌提高了140倍。采用两阶段发酵模式, 结果表明: 过量表达的苹果酸酶在NZN111体内催化了从丙酮酸到苹果酸的逆向反应, 丁二酸是发酵过程中积累的主要有机酸, 且当加入0.7 mmol/L IPTG诱导, 初始葡萄糖糖浓度为18.5 g/L时, 选择对数生长期后期的菌种以10%的接种量转入厌氧发酵, 发酵结束时发酵液中丁二酸的浓度为12.84 g/L, 对葡萄糖的收率为69.43%, 乙酸为0.58 g/L, 二者浓度比为22:1, 没有检测到甲酸和乳酸。构建的菌种具有高产丁二酸和副产物极少的优点, 在同类菌种中处于先进水平。     

白术同源四倍体的诱导和鉴定及其与二倍体过氧化物酶的比较

以白术（Atractylodes macrooephala Koidz.）二倍体组培苗为材料,对其四倍体诱导方法进行研究,共获得45个白术同源四倍体株系,为优良株系的选育提供了材料。此外,还分析比较了其中8个白术四倍体株系与二倍体的过氧化物酶同工酶（POD）的酶谱差异,发现四倍体各株系过氧化物酶同工酶谱比二倍体的均多了Rf0.310的谱带,且总过氧化物酶比活力也发生了很大改变,对探讨白术四倍体优良株系的生理生化机理具有一定的参考价值。     

苦荞麦的化学成分和药理作用

苦荞麦主要含黄酮类、有机酸类、氨基酸、多肽、蛋白质、微量元素等。具有防治心脑血管疾病、糖尿病、抗菌消炎、抗乙肝表面抗原等作用。     

螅状独缩虫口区微纤维结构的研究

常规电镜观察显示螅状独缩虫口部单毛基索(HK)、第一(P1)和第二咽膜(P2)旁各有一片微纤维结构。经一步抽提后,这些微纤维结构仍存在。三步抽提显示它们是由直径12nm左右的类中间纤维构成的网格结构,细胞松弛素B不能使其解体。HK和P1旁的微纤维结构在口围唇处即已形成,随着向胞口延伸,微纤维结构逐渐变宽,并形成典型的网格结构。     

生态系统服务价值的市场转化问题初探

为生态系统服务寻找建立特定的、真实的市场环境,将生态系统服务的间接价值转化为直接的经济价值,既有利于区域经济的发展,又可促进人们对生态系统服务功能的维持和保护。提出了生态系统服务价值的市场转化(率)概念,即生态系统服务价值市场转化是指为生态系统服务价值寻找建立特定的、真实的市场环境,使一些生态系统服务能够像普通商品一样进入市场流通,转化为直接的经济价值;而生态系统服务价值市场转化率(Cr)就是能够进入市场流通的服务价值(Va)占生态系统总服务价值(Vg)的比例。阐述了市场转化(率)的应用意义。在此基础上分析了全球及我国各类生态系统服务价值的市场转化情况,并提出了将来的发展思路。     

根据R基因保守区分离小麦R基因类似序列

用根据核苷酸结合位点(nucleotide binding site, NBS)和丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶域设计的2对简并性引物,以小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系的cDNA为模板进行PCR扩增.扩增产物克隆到pGEM-T载体中,经测序,共获得具有NBS结构域特征的片段克隆9个和具有丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶域特征的片段的克隆1个.将克隆之间核苷酸序列同源性高于90%的克隆归为一类,把9个NBS片段分为6类.这6类抗病基因类似序列(resistance gene analogs, RGA)均具有阅读框,并与已克隆的小麦抗条锈病基因Yr10、大麦抗白粉病基因Mla1和Mla6、拟南芥的抗病基因RPS2以及其他一些抗病基因在NBS保守区内具有高度的同源性.用小麦中国春缺体-四体初步将它们分别定位于小麦第一、第二和第五部分同源群上.进一步用5′-RACE技术获得RGA N5的5′-端,发现其编码产物的N端还具有6个亮氨酸拉链(leucine zipper, LZ),与RPS2的N-端有较高同源性.