苜蓿叶绿素合成酶(CHLG)编码基因的表达及对生物量的影响

叶绿素由一系列酶促反应催化生成,其最后一步是叶绿素合成酶(chlorophyll synthase, CHLG)催化合成叶绿素a和叶绿素b。该实验主要以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)生态型R108和两种不同秋眠级紫花苜蓿(Medicago sativa)为材料,采用生物信息学方法对蒺藜苜蓿叶绿素合成酶(MtCHLG)的进化关系和基因结构进行分析,采用实时荧光定量方法分析MtCHLG对光照/黑暗、脱落酸(ABA)及聚乙二醇(PEG)的响应,利用叶绿素酸酯a加氧酶(MtCAO)突变体确定其与MtCHLG的上下游关系,并分析豆科牧草紫花苜蓿中MsCHLG表达量与其株高和产量的关系。结果表明:(1)植物CHLG功能域保守,其基因结构高度一致,植物在向陆生进化的过程中,CHLG基因数目略有增加,内含子长度明显增长。(2)克隆到MtCHLG的CDS为1,137 bp,其编码378个氨基酸,蛋白与紫花苜蓿MsCHLG相似性高达99.2%。(3)qRT-PCR分析显示,MtCHLG基因主要在蒺藜苜蓿幼嫩叶中表达且受光诱导和黑暗抑制,表现为显著的昼增夜降的表达特征;100μmol·L~(-1)的ABA在短时间(2 h)处理后叶片中MtCHLG基因表达量下降为对照的26%(P0.05);5%的PEG长时间(24 h)处理后MtCHLG基因表达量降低至对照的42%(P0.05)。(4)瞬时表达重组蛋白MtCHLG-GFP于烟草(Nicotiana benthamiana)表皮细胞,荧光检测结果显示,该蛋白主要定位在叶绿体上。(5)定量分析发现,mtcao突变体中几乎检测不到MtCAO基因的表达,且MtCHLG基因的表达水平约为野生型的44%,证明MtCAO功能缺失导致了MtCHLG转录水平降低,表明MtCHLG位于MtCAO的下游。(6)高秋眠级紫花苜蓿材料的株高为低秋眠级材料的2.5～3.5倍,其平均产量约为低秋眠级材料的2.1倍,且前者中MsCHLG基因的表达量略高于后者(1.2～1.5倍);相关性分析发现,紫花苜蓿中MsCHLG基因的表达水平与株高、产量成正相关。研究暗示,MsCHLG表达可作为苜蓿产量早期预测的参考指标,CHLG基因也可作为培育高产豆科饲草的备选基因。     

黄土高塬沟壑区草地沟头立壁土壤抗冲性特征

黄土高原植被恢复使沟头立璧土壤侵蚀过程发生显著变化.为明确黄土高塬沟壑区草地沟头立壁土壤抗冲性特征及其影响因素,以裸地为对照,利用室内原状土槽冲刷试验研究了草地沟头立壁O～1m不同土层(0～10、10～20、20 ～ 40、40～ 60、60 ～ 80、80～ 100 cm)土壤理化性质和抗冲性特征.结果 表明:草地和...     

华北平原冬小麦农田生态系统CO_2通量特征及其影响因素

利用2014—2015年中国科学院封丘农业生态实验站涡度相关系统观测的冬小麦农田生态系统CO_2通量数据,结合试验地常规气象观测系统的气象数据,分析冬小麦4个生育期(分蘖期、越冬期、拔节期和灌浆期)内CO_2通量的日变化,研究净生态系统碳交换(NEE)的季节变化及其与气象要素的关系.结果表明:冬小麦整个生育期内NEE为-360.15g C·m^-2,总初级生产力总量为1920.01 g C·m^-2,冬小麦农田生态系统具有较强的固碳能力.冬小麦农田生态系统CO_2通量具有明显的日变化和季节变化特征,分蘖期表现为碳源,越冬期、拔节期和灌浆期表现为碳汇.表观初始光能利用率平均值为0.03 mg CO_2·μmol^-1,光饱和时的生态系统生产量平均值为1.53 mg CO_2·m^-2·s^-1,月平均生态系统呼吸为193.92g C·m^-2·month^-1.冬小麦农田生态系统4个生育期NEE与光合有效辐射的相关关系均达到极显著水平.分蘖期、拔节期和灌浆期NEE与饱和水汽压差的相关关系极显著,越冬期达显著水平.冬小麦分蘖期、越冬期和灌浆期NEE日总量与土壤温度呈正相关,拔节期呈负相关关系.     

条形柄锈菌小麦专化型葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因PsG6PDH1的表达特征及功能分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径中的关键限速酶。基于已测序的条形柄锈菌小麦专化型基因组序列,利用RT-PCR方法克隆了该病菌葡萄糖-6-磷酸脱氢酶PsG6PDH1的全长cDNA序列（1 497bp）,编码498个氨基酸的蛋白。编码蛋白含有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的保守功能域。系统进化分析发现,PsG6PDH1与禾柄锈菌小麦专化型的G6PDH聚为一簇。qRT-PCR分析表明,PsG6PDH1在病菌侵染早期的表达明显上调,其中侵染24h时表达量最高,为对照夏孢子的30倍。将PsG6PDH1导入酿酒酵母G6PDH缺失突变体中成功表达,并表现出较强的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性,明显酵母增强了菌株对过氧化氢的耐受性。由此推测,PsG6PDH1可能参与了条形柄锈菌小麦专化型在侵染寄主时抵御寄主的氧化胁迫反应。研究结果为进一步研究该病菌基础代谢及侵染机理奠定一定的理论基础。     

重金属Hg2+、Cd2+对西藏拟溞的急性毒性研究

在静置不换水条件下,研究了重金属Hg2+、Cd2+对西藏拟溞的急性毒性作用。结果表明,Hg2+和Cd2+对西藏拟溞的24hLC50分别是468.3441μg/L、12.3140 mg/L,48hLC50分别是124.3158μg/L、6.8183 mg/L,Hg2+、Cd2+对西藏拟溞急性毒性的安全浓度分别是2.6277μg/L、0.6271 mg/L。Hg2+对西藏拟溞的毒性大于Cd2+的毒性。     

桂林岩溶石山檵木种群空间格局及其关联性

种群的空间分布格局及其关联性反映了种群演替方式和对环境因子的适应策略,对植被的恢复与重建、生物多样性保护等具有重要的意义和价值.为了解桂林岩溶石山檵木种群的空间分布格局及其关联性,在对其进行群落调查的基础上,采用点格局方法,以Ripley K函数为基础,运用其衍生的成对相关函数和Ripley L函数对檵木种群的空间分布格局以及不同径级之间关联性进行分析.结果表明:檵木种群的径级结构呈倒“J”型分布,小径级个体占较大比例,种群自然更新状况良好,属增长型种群;檵木种群3个径级的个体在小尺度上呈聚集分布,但随着空间尺度的增大,聚集强度逐渐减弱,趋向随机分布;檵木种群3个不同径级的个体间在小尺度下均呈现无关联,随着尺度增大,不同径级个体的空间关联性呈现正关联或负关联;檵木种群个体间径级差异越大,它们的空间关联性越弱,甚至可能逐渐转变为负关联.本研究结果有助于了解桂林岩溶石山檵木种群在生长发育过程中的生态策略和物种共存的尺度依赖性特征及其形成机制,从而为岩溶石山森林植被的恢复与重建、保护和经营管理提供参考.     

管涔山青扦(Picea wilsoni)天然林年龄结构及其动态的研究

地种群年龄的研究表明,虽经人为频繁干扰,管涔肝扦天然林仍表现出异龄林结构特征,立木年龄范围超过一个级期,根据年龄结构特征值可分为相对龄林、相对异龄林和异龄林３种类型林下新一代种群的数量和结构受林冠郁闭度和结构的影响。具垂直郁闭型林冠的异龄林,林下更新数量充足,幼苗幼树年龄结构合理;而服闭型林冠,不利于一代种群的发生和发展,青扦种群年龄结构受种群发生和自疏两个过程的控制,林下种群的发生以小规模林冠空     

陇南越夏区自生麦苗条形柄锈菌毒性表型及分子基因型分析

为了解陇南地区越夏自生麦苗上条形柄锈菌的毒性组成及群体遗传结构,将采自天水、陇南及定西的自生麦苗上的39个单孢子堆菌系采用中、美鉴别寄主毒性分析法和TP-M13-SSR荧光标记技术,进行毒性鉴定并对其基因组DNA进行SSR标记分析。结果显示：在中国鉴别寄主上供试菌系被区分为9个致病类型,在美国鉴别寄主上则得到24个毒性类型,在中美鉴别寄主上共得到30个毒性表型。通过中国鉴别寄主鉴定的CYR32、CYR33为优势小种,毒性比率分别达到35.9%和30.8%。SSR标记将这些菌系划分为36个基因型,毒性分析与     

黄土丘陵沟壑区自然恢复草被对浅沟侵蚀的影响

浅沟侵蚀是黄土高原丘陵沟壑区的一种重要侵蚀类型.以往研究多侧重于农地浅沟,有关自然恢复草被对浅沟侵蚀影响的研究甚少.本研究采用野外原位冲刷试验,以裸地浅沟为对照,探究放水流量为5、10、15、20和25 L·min^-1条件下草地浅沟的径流产沙特征及侵蚀机理.结果表明: 与裸地相比,草地浅沟平均流速、稳定径流率、雷诺数、弗劳德数分别减小25.4%～67.3%、8.4%～26.6%、54.9%～80.5%、18.6%～65.1%,阻力系数增大0.09～7.18倍.草地浅沟最大产沙率、稳定产沙率和平均产沙率较裸地浅沟分别减小55.1%～90.9%、61.8%～95.4%和64.8%～92.4%;5～25 L·min^-1放水流量下,自然恢复草被的减沙效益可达65.9%～88.8%,且随放水流量增大,减沙效益呈减小趋势.与裸地相比,草地浅沟的平均径流功率和平均径流剪切力分别减小54.9%～80.5%和12.4%～51.1%,临界径流功率增大1.43倍,临界剪切力增大33.7%;草地和裸地浅沟平均产沙率与平均径流功率、平均径流剪切力均呈显著线性相关.自然恢复草被显著增加了浅沟抗蚀性能,降低了浅沟径流侵蚀能力.     

E1A 激活基因阻遏子促进人血管平滑肌细胞分化和迁移

为探讨 E1A 激活基因阻遏子 (cellular repressor of E1A-stimulated genes , CREG) 蛋白在人血管平滑肌细胞株 HITASY 分化和迁移中的调控作用,构建了重组逆转录病毒载体 pLNCX₂( ＋ )/CREG 和 pLXSN( － )/CREG. 以带绿色荧光蛋白 (green fluorescent protein , GFP) 的空载体 pLNCX( ＋ )/GFP 和正常 HITASY 为对照,用磷酸钙共沉淀法将重组逆转录病毒载体转染 293 细胞,包装出完整的逆转录病毒后,感染 HITASY. 经 G418 筛选,获得稳定感染的细胞克隆 . 应用免疫荧光染色、蛋白质印迹等方法检测 CREG 和平滑肌分化标志蛋白α- 肌动蛋白 (SMα -actin) 表达,同时通过刮伤实验、慢速显微摄像技术检测细胞迁移能力以及用明胶酶谱方法分析细胞基质金属蛋白酶 (matrix metalloproteinase , MMPs) 的活性 . 结果表明： pLNCX₂( ＋ )/CREG 稳定感染的 HITASY 中 CREG 和 SMα-actin 蛋白表达上调, MMP-2 和 MMP-9 活性升高,细胞迁移速度加快; pLXSN( － )/CREG 稳定感染的 HITASY 中 CREG 和 SMα -actin 蛋白表达下调, MMP-2 和 MMP-9 活性降低,细胞迁移速度减慢 . 上述研究提示 CREG 在诱导血管平滑肌细胞分化的同时促进细胞迁移 .