刺槐核糖体蛋白同源基因RpRPL22在共生结瘤过程中功能研究

目的: 核糖体蛋白(RPs)属于多功能蛋白,能够参与调控细胞生长和响应胁迫条件。RpRPL22是一个从豆科植物刺槐中分离得到的结瘤相关基因,通过序列比对发现其与核糖体大亚基蛋白RPL22高度同源。对其如何通过调控根瘤菌侵染而在共生结瘤过程中发挥重要作用进行了较为深入的探索。方法: 利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析RpRPL22在接菌后不同时间及不同植物组织的表达变化。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得目的基因cDNA全长。通过GFP报告基因进行RpRPL22亚细胞定位分析。通过Gateway BP重组技术构建RNA干扰(RNAi)重组载体,借助电转化法将重组载体转至农杆菌K599,利用农杆菌介导植物根部,接菌后观察和测量植株表型。首先从宏观水平统计观察目的基因是否对结瘤过程有影响,其次从分子水平揭示目的基因在共生结瘤过程的重要功能。结果: 不同接菌时期、不同植物组织目的基因qRT-PCR相对表达量结果显示,几乎在所有取样的接菌时间,目的基因RpRPL22在接菌根中的相对表达量都低于未接菌对照根,只有接菌后第25天除外。在成熟的根瘤中,接菌后第25天该基因的表达量也最高。洋葱表皮和毛状根亚细胞定位结果均显示在椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子控制下,RpRPL22融合绿色荧光蛋白GFP的荧光信号在细胞核和细胞质有明显的表达。RNAi转化植株的表型统计观察结果,比如植株鲜重、植株的有效结瘤数目较对照组均有明显的降低;同时RNAi转化植株在根瘤菌侵染过程形成的侵染线数目和根瘤原基数目较对照均显著降低。根瘤切片实验用于观察根瘤显微超微结构,结果显示RNAi植株根瘤中固氮区的受菌侵染细胞数目与对照相比明显减少。电镜观察根瘤单个受菌侵染细胞中类菌体形态显示,RNAi根瘤中类菌体侵染细胞胞体多呈不规则形状,皱缩变形严重,环类菌体周间隙空间增大,多共生体融合,表现出细胞凋亡的迹象。对照根瘤中的受菌侵染细胞胞体多呈圆形椭圆形,胞质饱满丰富且分布均匀,细胞发育正常,表明RNAi植株根瘤发育过程明显受阻。结论: 核糖体蛋白(RP)能够参与调控豆科植物共生结瘤过程,相关同源基因RpRPL22可能在起始根瘤菌侵染植物和阻止类菌体降解过程中起重要作用。     

楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌群落结构和多样性

以1、2、3年生的楸树实生苗和嫁接苗（梓树砧木）根系为研究对象,通过对ITS rDNA区域标记扩增子的Illumina MiSeq测序,分析不同苗龄楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌的结构组成和多样性。获得根相关真菌OTU共842个,分属4门、24纲、70目、134科、233属、347种;丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）AMF-OTU共42个,分属1门、1纲、3目、3科、3属、13种。根相关真菌和AMF的OTU数量、丰度和多样性在实生苗中均随苗龄的增加而降低,而在嫁接苗中则随着苗龄的增加而增加。门水平上,实生苗与嫁接苗根相关真菌的优势菌都是子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和接合菌门Zygomycota,但它们的相对丰度有所差异;属水平上,实生苗和嫁接苗根相关真菌的优势菌种在组成和数量上都具有一定的差异性。楸树根相关真菌拥有3种营养模式和12个生态功能群,其中实生苗根系中病理营养型真菌的比例大于嫁接苗,腐生营养型则差异不大,而共生营养型则小于嫁接苗。生态功能群分析显示大多数楸树根系真菌表现出多种生存策略,部分真菌可以在植物-真菌-动物中跨界侵染。该研究可为楸树根相关真菌的利用提供一定的理论依据和基础。     

高速逆流色谱法制备灵芝萜烯酮醇

本研究建立一种从灵芝子实体提取物中快速制备灵芝萜烯酮醇的方法。以沪农灵芝1号子实体为原料,经乙醇提取、D101大孔树脂富集后,再经一次正相色谱柱层析,获得富含灵芝萜烯酮醇的流分。采用高速逆流色谱法对该流分进行分离,优化分离条件,获得的最佳条件为：溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水（V/V/V/V,12:24:18:9）,流速2.0mL/min,转速900r/min,上样量500mg,一次上样可得到纯度为90.9%的灵芝萜烯酮醇52.1mg,得率达到10.4%。该方法具有操作简单、污染小、成本低、得率和纯度高的特点,是规模化制备灵芝萜烯酮醇的一种新方法。     

基于UPLC-MS/MS定量检测法优化灵芝三萜热回流提取工艺的研究

基于超高效液相-三重四级杆质谱联用（UPLC-MS/MS）定量检测法优化出一种灵芝三萜热回流提取的工艺。通过本实验建立的灵芝三萜UPLC-MS/MS精确方法检测不同来源的7个栽培品种灵芝子实体中19个三萜化合物的含量,筛选出三萜含量较高的sd-2灵芝子实体作为提取原料,以三萜含量和提取物得率为指标,通过单因素和响应面实验对灵芝三萜的热回流工艺进行优化,获得的最佳条件为：乙醇浓度75%、提取时间2.5h、液料比14:1、提取次数2次。对获得的最佳提取工艺进行中试实验,灵芝子实体乙醇提取物的得率为6.10%,三萜含量为11.8591mg/g。研究结果可为灵芝三萜的工业大规模提取提供理论依据,为灵芝高附加值产品的开发利用提供技术支撑。     

不同处理方法对灵芝β-葡聚糖降解效果的比较研究

本研究采用酸法、碱法、酶法和微波法对灵芝β-葡聚糖进行降解,通过降解率、产物分子量变化、产物聚合度分布等指标比较了不同方法的降解效果。结果表明,微波法降解率高达94%,处理后产物的分子量明显降低,寡糖产物聚合度分布广。酶法降解率约为40%,寡糖产物中含有DP2-5的成分。酸法及碱法降解率低于20%,寡糖产物少。研究表明,与其他3种方法相比,微波法降解率高、产物丰富、操作条件易于控制,是一种简单、高效的降解灵芝β-葡聚糖、制备灵芝β-葡寡糖的方法。     

胞外ATP对壳聚糖诱导的ROS和PAL活性变化的影响

以烟草BY-2悬浮细胞为材料,探讨了胞外ATP对壳聚糖引起的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活性变化的影响。结果表明,5~20μg·mL^-1壳聚糖处理导致了烟草悬浮细胞细胞内ROS水平逐渐增加;壳聚糖也导致了PAL活性的增加,其活性在15μg·mL^-1壳聚糖处理下达到峰值,此后有所降低。10~40μmol·L^-1外源ATP处理未引起烟草悬浮细胞内ROS水平和PAL活性的显著变化。细胞外ATP水平则随壳聚糖浓度的增加而逐渐下降。本文进一步分析了细胞外ATP对壳聚糖引起的ROS水平和PAL活性变化的影响。结果显示,外源施加20μmol·L^-1ATP可以有效降低壳聚糖诱导的烟草悬浮细胞ROS水平上升,同时外源ATP也明显减缓了壳聚糖所诱导的PAL活性的上升。上述结果表明,细胞外ATP水平能够影响壳聚糖引起的ROS水平和PAL活性的变化。     

用于白蚁防治的联苯菊酯微胶囊的制备及性能研究

针对白蚁防治药剂联苯菊酯传统加工剂型存在的安全性差、持效期短等缺点,采用溶剂蒸发法制备联苯菊酯微胶囊.通过粒径大小、外观形貌、包封率以及载药量筛选出最佳芯壁比、乳化剂用量和剪切时间,并对微胶囊理化特性及释放性能进行表征,同时考察微胶囊对白蚁的杀灭效果和持效性.研究结果表明,芯壁比为1:1.5,乳化剂用量为7％,剪切时间为6 min时制备的联苯菊酯微胶囊粒径适中(97.6μm),包封率高达70.5％,缓释性能良好,与市售乳油相比,对白蚁的杀灭效果相当,但持效性能优异.该研究获得的联苯菊酯微胶囊为安全、高效防治白蚁提供了技术手段.     

不同组织分离期对大圆头蛹虫草菌种性能的影响

为明确大圆头蛹虫草组织分离最佳分离时期,以大圆头蛹虫草优良母种为母本,采用组织分离法制备子代母种,以优良母种为对照,通过对不同组织分离期（35、40、45、50 d）子代母种平板培养、液体培养及栽培实验,考察不同组织分离期对子代母种培养性状及子实体形成能力的影响。结果表明,不同组织分离期大圆头蛹虫草子代母种培养性状存在较大的差异,其子实体形成能力与子代母种培养性状具有显著相关性,以组织分离期为40 d的子代母种性能表现最优,优良菌种筛选率最高（48%）,45 d次之（44%）,50 d最低（32%）。 明确大圆头蛹虫草优良菌种选育组织分离最佳时期为40 d,试验结果为大圆头蛹虫草优质菌种选育、复壮提供参考。     

Gch在喋啶代谢通路中参与鱼类体色形成的研究

鸟苷三磷酸环化水解酶 (GTP cyclohydrolase,Gch)是具有GTP-cyclohydro结构域的蛋白酶,广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中。哺乳动物和鸟类中只具有Gch1,硬骨鱼类和两栖动物中Gch1存在旁系同源的Gch2和Gch3,且功能存在差异。Gch是以鸟苷三磷酸为底物,最终形成四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)的限速酶,而BH4是芳香族氨基酸羟化酶必须的辅助因子,参与多种激素和神经递质的合成。Gch是催化各种蝶呤生物合成的起始步骤,例如皮肤色素、眼色素、甲氨蝶呤、叶黄酸和BH4等,在体内一系列生理病理过程中发挥重要作用。Gch的生理功能与BH4的生物合成有着不可分割的联系,作为BH4生物合成的唯一限速酶,其活性可作为神经元和色素细胞的发育指示物,也是研究色素形成和神经递质生物合成的重要标志。目前,Gch在肿瘤和心血管等疾病的发病机制方面已获得广泛关注和解析,而色素合成和体色调控的作用研究多集中在昆虫方面,在硬骨鱼类中较少。因此,本文将重点对Gch基因、蛋白质、功能以及在鱼类体色方面中的作用进行总结归纳,对深入分析Gch在鱼类体色形成中的作用及后期鱼类体色改良具有重要的指导意义。     

双斑蟋营养成分分析及评价

由于具有较好的营养价值以及较高的食物转化效率,食用昆虫特别是蟋蟀受到普遍关注。在双斑蟋（Gryllus bimaculatus,GB）营养成分测定的基础上,对比家蟋（Acheta domesticus,AD）和黑蟋（Gryllus testaceus,GT）的营养及含量,分析评价了双斑蟋的使用价值。结果显示：双斑蟋水分含量71.0%、粗蛋白含量58.60%（干重）、粗脂肪含量28.90%（干重）、粗纤维含量7.23%（干重）、灰分4.93%（干重）;蛋白含量与黑蟋相当而高于家蟋,粗脂肪和灰分含量要高于家蟋和黑蟋;双斑蟋含有17种氨基酸,总氨基酸含量51.03%（干重）,必需氨基酸含量24.76%（干重）、占总氨基酸的48.3%,氨基酸含量低于其他两种蟋蟀;双斑蟋中常量元素含量最高的为钾（6 416 mg/kg,干重）、含量最低的是钙（92 mg/kg,干重）,微量元素中锌含量较高（241 mg/kg,干重）;双斑蟋油脂中不饱和脂肪酸的相对含量为65.33%,以亚油酸（37.05%）和油酸（25.86%）为主、饱和脂肪酸以棕榈酸（25.44%）和硬脂酸（8.74%）为主。双斑蟋的脂肪酸组成、含量与家蟋相近,而与黑蟋的脂肪酸组成差别较大,三种蟋蟀中含量最高的饱和脂肪酸为棕榈酸,而含量最高的不饱和酸为亚油酸。结果表明,双斑蟋的必需氨基酸组成符合FAO/WHO推荐的氨基酸构成比例的蛋白条件,具有较高的营养价值和食用价值。