三叶鬼针草与不同本地植物竞争对土壤 微生物和土壤养分的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对我国农牧业生产造成了重大的损失。本文主要研究三叶鬼针草入侵与不同本地植物竞争对土壤微生物群落结构和土壤养分的影响。利用磷脂脂肪酸方法(phospholipid fatty acids, PLFAs)测定土壤微生物群落组成, 同时测定土壤养分和酶活性, 并利用Canoco4.5软件分析了土壤微生物、土壤养分和土壤酶活性的相关性。结果表明: (1)三叶鬼针草对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌等土壤微生物具有较强的聚集能力, 且其根际土壤聚集的微生物类群与本地植物种类密切相关。(2)三叶鬼针草入侵显著增加了入侵地土壤的有机碳含量, 降低了铵态氮的含量; 土壤中的速效钾、速效磷和硝态氮的含量则与本地植物种类密切相关。(3)相关性分析表明, 16:00和16:1 ω5c对铵态氮的含量影响较大, 而三叶鬼针草入侵地16:00和16:1 ω5c的含量显著高于裸土对照, 进而推测这一状况导致了铵态氮含量的降低。(4) 15:1 anteiso A和18:1 ω5c与速效钾的含量呈显著正相关, 而其含量在狗尾草(Setaria viridis)中显著高于其他处理, 三叶鬼针草与狗尾草混种处理中土壤中速效钾的含量高于其他处理。以上结果说明, 三叶鬼针草通过改变土壤微生物群落结构影响了土壤酶活性和土壤养分, 且这种改变与入侵地本地植物种类有关。     

改良三倍体鲫鱼的生物学特性研究

利用鱼类远缘杂交和雌核发育相结合的方法培育出改良四倍体鲫鲤和改良二倍体红鲫,两者交配制备出一种改良三倍体鲫鱼（湘云鲫2号）.对改良三倍体鲫鱼的染色体数目和组型、性腺和垂体结构、外形特征、生长速度等方面进行了系统的研究.结果表明,改良三倍体鲫鱼的染色体数目为3n=150,核型公式为33m＋51sm＋33st＋33t;其精巢和卵巢在繁殖季节不能产生成熟配子,垂体超微结构显示,GTH细胞内的分泌颗粒和分泌小球在繁殖季节没有大量排出,该特征从内分泌的角度证明了它们的不育性;改良三倍体鲫鱼具有体背高、尾柄短和头部小的优良外形特征.与三倍体湘云鲫相比,改良三倍体鲫鱼不但保留了三倍体鱼生长速度快、不育等特点,而且在体形方面表现出明显的改良特征,是一种新型改良三倍体鲫鱼.     

The effects of Bacillus thuringiensis Cry6A on the survival, growth, reproduction, locomotion, and behavioral response of Caenorhabditis elegans

Several families of crystal proteins from Bacillus thuringiensis exhibit nematicidal activity. Cry5B protein, a pore-forming toxin, has been intensively studied yielding many insights into the mode of action of crystal protein at molecular level and pathogenesis of pore-forming toxins. However, little attention was paid to Cry6A, another representative nematicidal crystal protein. Cry6A shares very low homology with Cry5B at amino acid sequence and probably acts in a distinct pathway from Cry5B and even the other main commercial crystal proteins. In the current study, we comprehensively investigated the nematicidal properties of Cry6Aa2 against the free-living soil nematode Caenorhabditis elegans and examined the physical response of C. elegans to Cry6Aa2 attack. Our results indicate that Cry6Aa2 exhibits high lethal activity to C. elegans and could cause detrimental effects on C. elegans, including obviously suppressed growth, decreased brood size, and even abnormal motility. Meanwhile, our study additionally shows that C. elegans could defend against the Cry6Aa2 toxin harmful threat through behavioral defense responses, such as reduced oral uptake and physical avoidance. In general, this study suggests that Cry6Aa2 possesses diverse nematicidal properties, which strongly indicates that Cry6Aa2 is a promising potential candidate of nematicidal agent. Moreover, this study highlights the importance of behavioral responses in defense of C. elegans for survival and demonstrates the key role of crystal protein in the interaction of B. thuringiensis–C. elegans. These findings could shed light on understanding the interaction of C. elegans with B. thuringiensis and provide a perfect model to study the role of pathogenic factor in the interaction of pathogen–host.     

柳属一新变种

发表了东北柳属一新变种     

Non‐dormant Axillary Bud 1 regulates axillary bud outgrowth in sorghum

Tillering contributes to grain yield and plant architecture and therefore is an agronomically important trait in sorghum (Sorghum bicolor). Here, we identified and functionally characterized a mutant of the Non‐dormant Axillary Bud 1 (NAB1) gene from an ethyl methanesulfonate‐mutagenized sorghum population. The nab1 mutants have increased tillering and reduced plant height. Map‐based cloning revealed that NAB1 encodes a carotenoid‐cleavage dioxygenase 7 (CCD7) orthologous to rice (Oryza sativa) HIGH‐TILLERING DWARF1/DWARF17 and Arabidopsis thaliana MORE AXILLARY BRANCHING 3. NAB1 is primarily expressed in axillary nodes and tiller bases and NAB1 localizes to chloroplasts. The nab1 mutation causes outgrowth of basal axillary buds; removing these non‐dormant basal axillary buds restored the wild‐type phenotype. The tillering of nab1 plants was completely suppressed by exogenous application of the synthetic strigolactone analog GR24. Moreover, the nab1 plants had no detectable strigolactones and displayed stronger polar auxin transport than wild‐type plants. Finally, RNA‐seq showed that the expression of genes involved in multiple processes, including auxin‐related genes, was significantly altered in nab1. These results suggest that NAB1 functions in strigolactone biosynthesis and the regulation of shoot branching via an interaction with auxin transport.     

真核细胞非经典蛋白分泌途径

在生物体中, 细胞间的信息传递是细胞生长、分化、发育、增殖、凋亡等生命活动的基本保证, 而蛋白分泌是细胞间信息传递的重要方式。大多数分泌蛋白都是通过内质网-高尔基体(ER-Golgi)途径分泌的。然而越来越多的研究表明, 存在着一类无信号肽的分泌蛋白, 这类蛋白不依赖ER-Golgi途径就能分泌到细胞外发挥功能, 被称为非经典分泌蛋白。非经典蛋白的分泌有其特有的机制, 它对ER-Golgi分泌途径是一种必要和有益的补充。非经典分泌与细胞增殖、免疫反应、肿瘤形成、传染病病理学等密切相关。文章旨在对非经典分泌蛋白的特点、分泌机制及生物学意义进行概述。     

人工湿地在生态城市建设中的作用

生态城市的建设依赖于科学利用有限资源。随着我国城市化进程加快,水体污染日益严重,加剧了水资源的短缺。人工湿地是利用生物自净功能,低投入、低运行费、低能耗的环保型的污水处理技术。不仅可进行水资源的循环利用,而且美化环境、保护生物多样性。本文分析提出,人工湿地是生态城市建设中水资源利用的最有效模式,应大力发挥人工湿地在我国生态城市建设中的作用。     

社会竞争失败病因学的抑郁症树鼩模型

抑郁症是一种常见精神疾病,主要表现为持续两周以上的情绪低落。世界卫生组织预测在2030年抑郁症的疾病负担将高居所有疾病、伤残总负担的榜首。抑郁症面临三大难题:1)发病机理不完全清楚,因而缺乏有效的预测预防途径和生物学诊断;2)现有单胺类抗抑郁症药物起效慢,也可能导致患者自杀风险增加;3)缺乏副作用小的非单胺类快速起效抗抑郁症药物。针对这三大难题,长期以来,应用抑郁症啮齿类模型的众多研究并未取得实质性进展,至少部分因素归咎于啮齿类与人类大脑功能的极大种属差异。树鼩是灵长类近亲,具有更接近于人类的大脑功能。本文针对抑郁症发病机理假说、临床表象和抗抑郁症药物疗效等内容,综述了社会竞争失败病因学的抑郁症树鼩模型可能会具有更好的疾病同源性、表象一致性和药物预见性。这一被长期忽视的抑郁症树鼩模型尽管还需要进一步完善,但对其进一步深入研究可能为解决抑郁症的三大难题提供了一条新途径。     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系

采用剖面法对宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)的根系分布特征进行了研究;采用管式TDR系统对土壤剖面含水率变化动态进行了连续观测,并据此计算林木根系吸水速率,以探讨土壤含水率、根系分布和根系吸水分布之间的相关关系。研究结果表明:毛白杨的总平均根长密度在林带两侧和不同径向距离处非常接近(P>0.05);但在不同土层间变化很大(P<0.01),其中0-20和60-150 cm土层为根系主要分布区域,其根系所占比例共达86%;不同径阶间的根长密度差异显著(P<0.01),且其比例关系会随空间位置的改变而发生变化。不同栽植方位下,林带东侧毛白杨根系分布的浅层化程度高于西侧,且在径向240-280 cm内其0-0.5 mm的极细根显著多于西侧(P<0.05)。因此,宽窄行栽植模式下,深度和径阶是毛白杨根系分布的主要影响因子,而栽植方位会对其形态构型产生影响。毛白杨根系吸水模式受细根分布的影响,但会随土壤剖面水分有效性分布的变化而变化:当表土层水分有效性增加时,根系吸水主要集中在表土层;当表土层水分有效性降低时,深层土壤根系的吸水贡献率会逐渐增加;当土壤剖面水分条件异质性较高时,根系吸水主要集中在根系密度与水分有效性均较高的区域;当土壤剖面水分分布均匀且不存在水分胁迫时,根系吸水分布与细根分布最为一致。     

籼型常规早稻穗分化期低温对颖花形成和籽粒充实的影响

以籼型常规早稻中嘉早17为材料,于盆栽条件下采用人工气候箱控温,在水稻穗分化一次枝梗原基分化期(Ⅱ)与花粉母细胞减数分裂期(Ⅵ)进行17和20 ℃的低温胁迫处理,研究不同低温对水稻枝梗、颖花分化与退化及籽粒充实的影响.结果表明： 与对照相比,不同低温处理均显著降低每穗枝梗及颖花分化数和现存数,颖花现存数降幅为7.2%～12.4%,同时增加了枝梗和颖花的退化数,影响了花粉活性、花药开裂等花器官发育,导致籽粒充实不良,以17 ℃低温胁迫效应更明显.穗分化Ⅵ期低温处理总枝梗和颖花分化数与现存数低于穗分化Ⅱ期,但二次枝梗和颖花退化数较多,颖花退化数较穗分化Ⅱ期高11.6%;穗分化Ⅱ期低温处理穗部籽粒结实率显著低于穗分化Ⅵ期,降幅达3.7%,主要与花粉粒活性、柱头花粉散落数、花药开裂系数和籽粒充实度受低温影响较大有关.另外,穗分化Ⅱ、Ⅵ两时期受17 ℃低温胁迫效应大于20 ℃.综合穗分化两时期低温胁迫效应的差异,生产中需加强相应栽培措施的调控.