褐飞虱Nl15基因的克隆及功能分析

【目的】植食性刺吸式口器昆虫的唾液蛋白参与调控植物抗虫防御反应,影响其对寄主植物的适应性。本研究旨在通过克隆褐飞虱Nilaparvata lugens重要唾液蛋白基因Nl15,调查其时空表达模式,明确其在褐飞虱致害性中的作用。【方法】基于褐飞虱IR56种群转录组数据,用RT-PCR克隆褐飞虱基因Nl15 cDNA序列,并进行生物信息学分析。利用qPCR检测其在褐飞虱TN1和IR56种群不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和雌雄成虫)和雌成虫不同组织(头、胸、腹和足)中的表达模式。通过显微注射dsRNA对褐飞虱TN1和IR56种群的4龄若虫进行Nl15的RNAi,利用qPCR检测Nl15 RNAi后褐飞虱若虫中Nl15的相对表达量以及Nl15 RNAi后褐飞虱若虫取食3 d时水稻植株中防御相关基因(OsLecRK4, OsMPK10, OsWRKY24, OsLox, OsNPR1和OsGns5)的相对表达量,并生物测定Nl15 RNAi后褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量。【结果】克隆了褐飞虱Nl15 cDNA序列(GenBank登录号：OK181113),其开放阅读框长1 008 bp;预测编码335个氨基酸,理论等电点为7.54,分子量为38.7 kD,含有23个氨基酸的信号肽序列和一个糖基化修饰位点,不存在跨膜结构域和其他已知的功能域;Nl15与灰飞虱Laodelphax striatellus同源蛋白氨基酸序列一致性为45%。发育表达谱结果表明,Nl15在褐飞虱各个发育阶段均表达,在3-4龄若虫中的表达量最高;组织表达谱结果表明,Nl15在褐飞虱雌成虫头部中的表达量最高,且在IR56种群头部中的表达量高于在TN1种群头部中的。RNAi实验结果表明,与注射dsGFP的对照组相比,注射dsNl15的处理组中Nl15的表达量显著降低了89.5%,褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量均显著降低,上述6个水稻防御相关基因的表达量显著上调。【结论】褐飞虱IR56种群中的Nl15参与褐飞虱与水稻的防御与反防御分子互作。本研究为进一步阐述褐飞虱克服抗虫基因的机制及揭示昆虫与植物互作的分子网络提供了思路。     

proC及putP基因的敲除对钝齿棒杆菌产L-精氨酸生理代谢的影响

为了选育精氨酸高产菌株,基于谷氨酸棒杆菌的基因组尺度代谢网络模型的指导,以钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)MT-M4为出发菌株,通过基因敲除技术构建了pro C和put P敲除菌株。摇瓶发酵结果表明,pro C敲除菌株精氨酸产量达到9.94g/L,较出发菌株提高了15.90%,葡萄糖转化率提高了26.02%。由于其生长受到明显抑制,因此在发酵液中外源添加24mmol/L的脯氨酸,结果发现其精氨酸产量达到12.22g/L,且菌株恢复生长。put P敲除菌株精氨酸产量达到12.23g/L,较出发菌株提高了42.70%,葡萄糖转化率提高了49.31%。以上结果显示,put P的敲除比pro C的敲除更有利于精氨酸的合成,put P的敲除对菌株的生理代谢基本无影响且无需外添加脯氨酸。     

改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响

通过在亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)和米老排(Mytilaria laosensis)人工林中设置互换凋落物、去除凋落物、去除凋落物+去除根系和对照处理来分析改变地上、地下碳输入对人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响。结果显示,改变地上、地下碳输入对土壤微生物生物量碳、氮的影响因树种而异。在米老排林中,土壤微生物生物量不受碳源的限制。而在杉木林中,加入米老排凋落物、去除凋落物和去除凋落物+去除根系3种处理中土壤微生物生物量碳、氮具有明显增加的趋势。磷脂脂肪酸分析结果显示,杉木林中,添加高质量的米老排凋落物后,革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了24%、24%、53%、25%、28%,革兰氏阴性细菌和丛枝菌根真菌的相对丰度均有显著增加。与对照相比,杉木林中去除凋落物后革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了22%、29%、44%、25%、52%,真菌与细菌比值显著增加了21%。但是,去除凋落物+去除根系处理对两个树种人工林土壤微生物群落组成均无显著影响。米老排和杉木林土壤微生物生物量碳、氮的季节变化格局不同,土壤养分有效性可能是驱动土壤微生物生物量季节变化的主要因子。未来研究需要关注凋落物和根系在不同树种人工林中对土壤微生物群落的相对贡献。     

低温碱性蛋白酶菌株的筛选及产酶条件的研究

从 2 0株枯草芽孢杆菌筛选出了 1株产低温碱性蛋白酶菌株 ;并通过单因子实验、正交实验确定该菌株的最佳培养基为 :葡萄糖 8%,豆粕粉 6 %,Tween80 0 .0 3%,KH2 PO4 0 .0 6 %;确定了酶作用的最适条件为 30℃。     

环境无机汞对泥鳅视网膜S100表达影响

用含低浓度Hg2 的水饲养泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus),研究Hg2 污染对视网膜中S100免疫反应阳性结构数量及分布的影响。用免疫组织化学ABC法标记S100免疫阳性(S100-IR)细胞,显微镜下观察S100免疫反应阳性细胞并计数。结果显示,处理组S100首先在神经节细胞层(GCL)、神经纤维层(NFL)表达,然后逐渐在其他各层表达。与对照组相比,处理组S100免疫反应阳性细胞数显著增多,且该变化与环境中无机汞处理时间成正相关;阳性细胞胞体明显膨胀,突起稠密粗大,S100阳性反应强。研究提示,Hg2 的神经毒害作用导致泥鳅视网膜中S100-IR细胞数的增多。推测Hg2 污染可能对视网膜有伤害性影响,而神经胶质细胞在视网膜修复过程中起了重要作用。     

花椒叶浸提液对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

通过用花椒叶浸提液浇灌盆栽花椒幼苗,研究浸提液对土壤酶和土壤微生物的影响.结果表明, 花椒叶浸提液使根际土中细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数均有不同程度的减少,根际土中真菌和放线菌的数量变化呈降-升-降-升的趋势.20、60和80 g·L^-1浓度的叶浸提液使非根际土中细菌的数量显著增加21.59%、107.55%和8.62%,而40 g·L-1浓度的叶浸提液则使非根际土中细菌数量显著降低22.56%.叶浸提液使根际土蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显低于非根际土相应的酶活性,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则显著升高.土壤的蛋白酶活性与蔗糖酶活性呈显著正相关,与土壤放线菌数量呈显著负相关;多酚氧化酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关,与细菌、真菌、放线菌以及微生物总数呈显著正相关;放线菌只与蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3种酶活性及真菌呈显著相关,与过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及细菌和微生物总数的相关性均不显著.     

强光下高温与干旱胁迫对花生光系统的伤害机制

为探讨高温和干旱胁迫对花生光合系统的不同影响机制,以鲁花14为试材进行高温(42 ℃)强光(1200 μmol · m^-2 · s^-1)(HH)、干旱(PEG6000,30%)强光(1200 μmol · m^-2 · s^-1)(DH)和强光(1200 μmol · m^-2 · s^-1)胁迫(NH)处理,以未处理为对照(CK)的实验。与CK及NH处理相比,HH和DH的最大光化学效率(Fv/Fm)和820 nm光吸收大幅下降,叶绿素荧光动力学曲线上J点相对荧光(Vj)上升,单位面积内吸收的光量子(ABS/CSm)、单位面积内反应中心捕获的光量子(TRo/CSm)和单位面积内有活性的反应中心的数目(RC/CSm)均出现大幅下降,而PSⅡ的关闭程度(1-qP)明显升高,依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散(NPQ)升高,同时超氧化物歧化酶(SOD)活性出现下降,丙二醛(MDA)和膜透性增加,这些结果表明,HH和DH胁迫引起了花生叶片的严重光抑制,但快速叶绿素荧光诱导动力学曲线中均没有出现K点,表明花生叶片光合系统放氧复合体(OEC)对高温和干旱胁迫不敏感,光合系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心的受体侧更容易受到高温和干旱的影响,而对花生光系统造成严重破坏的主要原因则是过剩光能的积累,一方面虽然叶黄素循环可以耗散部分能量,但不是全部;另一方面水-水循环受到高温和干旱的影响不能有效起到能量消耗的作用,造成活性氧的大量积累。HH和DH处理对花生光系统造成的伤害相似,但DH处理对花生光系统的伤害程度大一些,强光下,高温和干旱对花生叶片的伤害位点及破坏机制却较为相似。     

大肠杆菌K12不同生长时期培养液和溶浆对其生长的影响

最近的研究中发现细菌中也存在类似多细胞生物的细胞与细胞的信息交流(如群体感应)。本实验提取了大肠杆菌不同生长时期的培养液和菌体经超声波破碎后得到的溶浆,发现它们可使其自身迟缓期缩短,生长加快,而且不同时期的培养液和溶浆对其生长的影响不同。这可能与存在于细菌中的相互作用有关。     

首次报道中国北方Fonsecaea monophora所致着色芽生菌病1例及其相关实验研究

目的首次报道中国北方1例由Fonsecaea monophora所致着色芽生菌病。方法患者男性,58岁,主因"右腕部皮损伴瘙痒8~9a"就诊。对皮损脓液直接镜检,皮损组织病理检查,真菌培养,并对培养获得菌株进行形态学,分子生物学鉴定等实验室研究。结果脓液直接镜检可见多个圆形、厚壁、棕色硬壳细胞,皮损组织病理表现为慢性肉芽肿样改变,并可见硬壳小体。真菌培养可见暗棕色,橄榄色至黑色菌落生长,生长速度较慢,镜下可见枝孢型和喙枝孢型产孢。ITS区序列分析鉴定为Fonsecaea monophora。依据临床及实验室检查确诊该例为Fonsecaea monophora所致的着色芽生菌病。口服伊曲康唑200mg,1次/d;特比萘芬250mg,1次/d。治疗3个月后,皮损消退痊愈。结论 Fonsecaea monophora感染也可见于我国北方地区的着色芽生菌病患者,而ITS区序列分析是该菌种鉴定的重要手段,伊曲康唑联合特比萘芬治疗本例患者显示较好疗效。     

武汉桂子山地区冬季鸟类群落结构及多样性研究

2005年11月～2006年3月,对武汉桂子山地区冬季鸟类群落进行了调查,共记录鸟类44种,隶属10目22科。有国家Ⅱ级保护鸟类2种,湖北省重点保护鸟类16种;留鸟32种,冬候鸟11种,旅鸟1种,留鸟构成了冬季鸟类的主体;该地区冬季鸟类密度为4．30只／hm^2,物种多样性指数为2．6477,均匀性指数为0．6997。居民点、乔灌林、绿地和水域生境中,乔灌林鸟类多样性最高,数量最多。