Overexpression of the phosphatidylinositol synthase gene (ZmPIS) conferring drought stress tolerance by altering membrane lipid composition and increasing ABA synthesis in maize

Phosphatidylinositol (PtdIns) synthase is a key enzyme in the phospholipid pathway and catalyses the formation of PtdIns. PtdIns is not only a structural component of cell membranes, but also the precursor of the phospholipid signal molecules that regulate plant response to environment stresses. Here, we obtained transgenic maize constitutively overexpressing or underexpressing PIS from maize (ZmPIS) under the control of a maize ubiquitin promoter. Transgenic plants were confirmed by PCR, Southern blotting analysis and real‐time RT‐PCR assay. The electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI‐MS/MS)‐based lipid profiling analysis showed that, under drought stress conditions, the overexpression of ZmPIS in maize resulted in significantly elevated levels of most phospholipids and galactolipids in leaves compared with those in wild type (WT). At the same time, the expression of some genes involved in the phospholipid metabolism pathway and the abscisic acid (ABA) biosynthesis pathway including ZmPLC, ZmPLD, ZmDGK1, ZmDGK3, ZmPIP5K9, ZmABA1, ZmNCED, ZmAAO1, ZmAAO2 and ZmSCA1 was markedly up‐regulated in the overexpression lines after drought stress. Consistent with these results, the drought stress tolerance of the ZmPIS sense transgenic plants was enhanced significantly at the pre‐flowering stages compared with WT maize plants. These results imply that ZmPIS regulates the plant response to drought stress through altering membrane lipid composition and increasing ABA synthesis in maize.     

1-MCP和CO2对‘南果梨’冷藏后货架期能量代谢特性的影响

分别对‘南果梨’果实采用0.75μL/L 1-甲基环丙烯(1-MCP)在20℃熏蒸20h后装入保鲜袋(0.02mm)、用2%CO2充气果实包装袋(0.04mm)、以保鲜袋果实为对照,各处理组果实均置于(0±1)℃贮藏5个月后移至室温下(18℃±3℃),测定各处理果实在货架期间的褐变度以及果实线粒体蛋白含量、MDA含量、ATP含量,以明确1-MCP和CO2对南果梨冷藏后果实货架期的能量代谢特性。结果显示:(1)1-MCP和CO2处理可不同程度延缓南果梨冷藏后货架期果实果心褐变指数和褐变度,且1-MCP处理效果更好,但CO2处理在货架后期反而使果实褐变度较对照提高。(2)1-MCP和CO2处理可有效抑制果实MDA含量增加,延缓细胞膜透性的升高,保持细胞完整性。(3)1-MCP处理有利于提高货架前期果实中线粒体蛋白质含量,能够在货架后期保持较高的ATP含量和能荷水平,而CO2处理在货架前期果实内含有较高水平的ATP,促进了果实内的能荷水平。研究发现,1-MCP和CO2处理均可以通过影响南果梨果实的能量代谢特性从而影响果实的成熟衰老进程,且1-MCP处理可以抑制货架前期的ATP含量和能量供应,有利于保持细胞膜完整性,抑制果心褐变的发生,延缓果实成熟衰老进程;而2%CO2处理与对照相比对果实能量代谢特性的影响不大。     

尤溪天然米槠林植物碳氮磷的化学计量特征及其分配格局

以福建尤溪的天然米槠[Castanopsis carlesii(Hemsl.) Hayata]林乔木层、灌木层和草本层的26个主要优势种为研究对象,分析了植物不同器官的C、N和P含量及其比值的差异及相关性,并对不同器官C、N和P含量在不同层次间的分布特征进行了研究.结果显示:同一器官中均为C平均含量最高、P平均含量最低;其中,叶片中C、N和P含量分别为344.95 ～ 486.15、6.26 ～ 19.50和0.18 ～0.62 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为22.52 ～61.21、696.64～2 589.72和11.38 ～58.94;根系中的C、N和P含量分别为277.95 ～458.30、1.41 ～12.73和0.13 ～0.44mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为34.63 ～296.17、731.45 ～3 372.69和8.81 ～34.41;乔木层和灌木层植物枝条中C、N和P含量分别为407.75 ～473.75、3.10 ～7.39和0.09～0.61 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为57.43 ～148.15、776.64～5 054.44和7.05 ～48.11;乔木层植物树干中的C、N和P含量分别为432.56 ～463.32、2.67 ～6.35和0.16 ～0.31 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为68.12 ～167.73、1 494.58 ～2 860.63和11.35 ～29.06.乔木层植物的不同器官按C含量由高至低依次排序为叶片、枝条、树干、根系,按N和P含量由高至低依次排序为叶片、枝条、根系、树干;灌木层植物的C含量在枝条中最高、根系中最低,N和P含量在叶片中最高、枝条中最低;而草本层植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分.除根系中的N含量与P含量呈极显著正相关外,同一器官的C、N和P含量间均无显著相关性,但与C/N、C/P和N/P比值间大多有极显著的相关性.不同器官的C、N和P含量也因植物所处层次的不同而异,其中乔木层植物叶片中均最高、草本层植物叶片中均最低;乔木层植物全株的C含量最高、N含量最低,草本层植物全株的N含量最高、C含量最低,各层植物全株的P含量比较接近.研究结果表明:尤溪天然米槠林内植物叶片的C、N和P含量均偏低,P缺乏很可能是限制该林分植物生产力的最重要元素.     

山东省淡水真菌三个中国新记录种

2010年6–10月期间,我们对山东省的淡水真菌进行调查和采集,发现3个中国新记录种:长鞭状透明长棒孢Hyalocamposporium longiflagellatum、乌拉圭斯宾塞马丁氏孢菌Spencermartinsia uruguayensis和大洋格腔孢菌Pleospora pelagica。主要对这3种淡水真菌进行形态描述及讨论。     

陕西省烟草灰霉病病原及云芝多糖对其防治研究

采用形态学观察和分子鉴定方法对2011年在陕西省发生的一种烟草未知病害的病原菌进行鉴定。从病叶组织分离纯化得到病原菌,通过致病性测定以及人工接种后再分离病菌,证明编号LJL007的菌株为该病的致病菌。依据病原菌的形态学和培养特征,将菌株LJL007鉴定为灰葡萄孢Botrytis cinerea Pers.,其有性型为富氏葡萄孢盘菌Botryotinia fuckeliana Whetzel。通过核糖体DNAITS序列分析,分离菌株LJL007序列(登录号:HM17900)与富氏葡萄孢盘菌序列(登录号:HM849615)同源性达100%,进一步证明该病原菌是灰葡萄孢Botrytis cinerea。云芝多糖在离体条件下,对灰葡萄孢的菌丝生长和孢子萌发均无直接抑制作用。云芝多糖对烟草灰霉病有较好预防保护作用,其预防效果可达56.29%。云芝多糖可显著提高烟草体内几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,其活性峰值分别比对照提高56.89%和429.83%,说明云芝多糖可诱导植物产生抗病性。     

太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传及外施赤霉素分析

为了解太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传规律和原因,该研究以不育突变体为母本,自交系178、478为父本,对测交 F1、F2群体进行育性鉴定和株高分析,对 F2可育株进行基因型和株高分析,对姊妹交后代分离群体进行育性鉴定和株高、雄穗长度、节间数、节间长度分析,同时,还对姊妹交后代分离群体进行施赤霉素处理,调查育性和株高的变化。结果表明：178和478背景下的 F1表现出与测交母本一样的极显著差异;在178和478核背景下的 F2中,不育株株高极显著矮于可育株,两核背景下的不育株间株高差异不显著,而可育株间株高差异极显著;F2中纯合和杂合可育株的株高差异不显著;姊妹交后代分离群体中不育株株高、雄穗长度、节间数和节间长度极显著小于可育株;外施赤霉素的不育株在苗期表现出对赤霉素一定的敏感性,但株高最终未恢复正常高度。因此,得出该突变体矮化表现稳定,与不育性状并存,且不受细胞核背景的影响;核不育基因对植株株高的矮化无剂量效应;突变体的矮化与雄穗长度、节间数和节间长度有关;突变体不完全属于赤霉素不敏感型,其矮化并不是单一缺乏赤霉素而引起。该研究结果为认识太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传和生理机制提供了参考。     

复方雷公藤逐痛颗粒辅助治疗痰瘀互结型类风湿关节炎的临床效果观察

目的:评价复方雷公藤逐痛颗粒治疗活动期类风湿关节炎痰瘀互结证的临床有效性和安全性。方法:选择2013年2月～2015年5月在上海光华中西医结合医院类风关内科门诊及住院的活动性痰瘀互结型类风湿关节炎患者63例,按治疗方式分为对照组33例和中西医结合治疗组30例,对照组采用西医治疗(甲氨蝶呤+青霉胺),治疗组采用中西医结合治疗(复方雷公藤逐痛颗粒+甲氨蝶呤+青霉胺)。治疗12周后,比较两组患者的临床疗效及各项观察指标的改善情况。结果:治疗后,两组患者晨僵持续时间、关节肿胀数、关节压痛数、中医症候积分、血沉(ESR)、血清CRP水平,疼痛VAS评分、患者总体状态自我VAS评分及DAS28评分均较治疗前显著下降(P0.05),且治疗组患者的上述各项指标均明显低于对照组(P0.05)。治疗期间,两组患者均未出现严重不良反应而中断治疗的情况,监测肝肾功能指标均未发现明显异常。结论:复方雷公藤逐痛颗粒辅助治疗痰瘀互结型类风湿关节炎的临床疗效确切,明显优于单用西医治疗,其有助于增强西医治疗对患者临床症状的缓解效果,提高患者的生活质量,且用药安全。     

湖北旋覆花化学成分及抗结核活性研究

为进一步研究湖北旋覆花花序中的化学成分及抗结核活性。实验采用硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱以及制备型高相液相等方法进行了成分系统研究,肉汤二倍稀释法测定化合物的体外抗结核分支杆菌活性。从其花序中分离得到10个化合物。应用波谱学方法分别鉴定为:7,8-epoxy-9-(isobutyryloxy)thymolisobutyrate(1)、10-(2-methylbutyloxy)-8,9-epoxythymolisobutyrate(2)、stigmasterol(3)、ayapin(4)、ergolide(5)、5,10-epi-2,3-dihydroaromatin(6)、xanthalongin(7)、bigelovin(8)、carpesiolin(9)、aromaticin(10)。化合物1、2、5、6、8～10均为首次从该植物中分离得到。其中化合物5～10均为倍半萜类化合物。化合物5、6、8～10对结核分枝杆菌细胞株具有较好的抑制活性,最小抑制浓度MIC值分别为10.00、30.00、5.00、3.15、3.15μM,9和10的活性效果显著。     

表层和下层免耕黑土有机碳矿化速率及激发效应

激发效应是调控土壤有机质分解的重要机制之一,而土层与激发效应的关系还不清晰.本研究通过室内培养试验,采用¹³C葡萄糖标记和动态碱液吸收的方法,探究免耕农田黑土表层土壤(0～10 cm)和下层土壤(30～40 cm)有机碳矿化速率及其激发效应.结果表明: 表层与下层土壤以单位有机碳表示的矿化速率并未发现显著差异.添加葡萄糖使表层土壤原有机质分解加快36.7%(正激发),但使下层土壤原有机质分解减慢12.4%(负激发).在整个培养期间(30 d),表层和下层土壤的累积激发碳量分别为3.14和-1.24 mg C·g^-1 SOC,但由于新碳(葡萄糖)的补偿作用,即使在产生显著正激发的表层土壤中,仍表现为有机碳净积累.说明外源碳输入使不同土层土壤有机质分解的幅度甚至方向产生明显差别.这为今后免耕和秸秆还田等保护性耕作措施的实践提供了重要的理论基础.     

泌桐高速公路生态护坡不同草灌混播10a后的植被群落特征

稳定的边坡群落是公路边坡生态防护的目标,为探究高速公路生态护坡工程10 a演替后群落特征,该研究以泌桐高速公路为依托,布设自然恢复、单一狗牙根播种和5个不同播种密度的草灌混播生态防护措施,分析不同恢复方式对边坡群落组成、生活型和物种多样性的影响。结果表明:(1)调查样方内共有52种植物,分属于17科49属。禾本科、菊科和豆科植物共26属29种,占种总数的55.77%,表明这三大科植物在边坡群落演替过程中起着重要作用。(2) 10 a演替后不同恢复方式下群落中多年生植物比例高于一年生草本植物。(3)在草灌混播样地中,群落物种多样性指数随着播种密度的增加呈先增加后降低的单峰变化趋势,在播种密度为每平方米500株时达到最大。(4)草灌混播的生态恢复效果优于纯草本种植和自然恢复方式。(5)播种密度对草灌混播群落类型,地上生物量和物种多样性指数没有显著影响。从植物的生长效果及成本方面考虑,初播密度每平方米为500~600株的草灌混播可构建较为稳定的边坡植物群落,实现最佳的边坡恢复效果,可应用于类似区域边坡生态恢复工程。