云杉矮槲寄生遗传多样性及其群体遗传结构分析

该研究采用CTAB法提取云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)的基因组DNA,利用ITS1片段的序列信息对中国9个不同地理群体的62份云杉矮槲寄生样本的遗传多样性及群体遗传结构进行分析。结果表明:(1)62条ITS1序列共定义16个单倍型(H1~H16),表现出较低的遗传多样性水平(h=0.678 5,π=0.005 9),而群体间的遗传多样性水平则表现出较大差异(h=0~1.000 0,π=0~0.009 4);AMOVA分析显示云杉矮槲寄生群体内的遗传变异占到51.37%,群体间为48.63%。(2)Network单倍型网络分析表明,单倍型H1和H12较为古老,且所有群体对2种单倍型无共享现象;单倍型H1是广布单倍型,存在于青海和甘肃的6个群体中,单倍型H12仅在四川的2个群体中有分布。(3)基于最大似然法(ML)构建的群体聚类和中介邻接法构建的单倍型网络图均显示,四川的3个群体为独立类群,区别于青海、甘肃群体,且甘肃和青海的群体之间没有明显分化。该研究首次报道了云杉矮槲寄生遗传多样性和遗传结构,为进一步研究其进化及后续的病害防控提供了一定的参考。     

裂解多糖单加氧酶高效催化的研究进展

裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases,LPMOs)是一类新发现的铜离子依赖性的氧化酶,常具有多种模块化组合,能够高效氧化降解生物质多糖.LPMOs的催化结构域为β三明治结构,活性中心含有一个铜离子.该酶的催化反应过程相对于糖苷水解酶类更加复杂,LPMOs结合底物后,首先要接受电子供体提供的电子,通过电子传递链传递给活性中心的Cu[Ⅱ],将其还原为Cu[Ⅰ],Cu[Ⅰ]结合并活化分子氧后,再氧化降解多糖链的糖苷键,生成氧化产物和非氧化产物.近年来的研究表明,在木质纤维素降解酶系中加入LPMOs能显著提高其对结晶纤维素的转化效率,因此LPMOs相关研究的深入开展可以拓展人们对其高效降解机制的认识,从而为高效降解酶系的复配以降低工业规模的生产成本等提供理论指导.本文综述了该领域相关研究的最新进展,分析了LPMOs潜在的研究方向与工业化应用的前景.     

志贺菌基因组进化研究进展

志贺菌属(Shigella)是引起全球范围内细菌性痢疾的重要病原菌.近年来,多重耐药型和新血清型志贺菌的不断出现给志贺菌的监测和防控带来了新的挑战.基因组学的快速发展为深入了解志贺菌的进化来源、变异机制及传播规律等提供了极大的帮助,对控制细菌性痢疾的蔓延具有重要的科学意义.本文首先从遗传来源角度探讨志贺菌与大肠杆菌的进化关系及其可能的分子机制,随后对福氏、宋内和1型痢疾志贺菌的基因组进化进展进行了总结,详细描述了它们的时空分布特点以及耐药基因变异在进化中所发挥的作用,以期为志贺菌的研究和防控提供参考.     

肉桂醛对增强辣椒疫霉病抗性的作用机制研究

该实验以辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)致病性菌株NJ01和‘苏椒5号’辣椒幼苗为研究对象,通过肉桂醛对辣椒疫霉菌的体外抑菌作用、室内侵染效果以及对辣椒幼苗防卫反应的调控作用,揭示肉桂醛对增强辣椒疫霉病抗性的作用机制。结果表明:(1)肉桂醛对实验所用致病性菌株NJ01的抑制中浓度(EC50)值为0.81mmol/L;肉桂醛处理可导致NJ01菌丝严重皱缩、畸形、断裂;PI染色显示NJ01菌丝出现明显的细胞死亡现象。(2)单独NJ01菌株接种的辣椒植株表现出明显病症(茎基部变黑褐色、干枯萎缩,植株倒伏,叶片脱落,生物量下降);而肉桂醛处理2h后接种NJ01菌株的辣椒植株长势良好,无明显病症,鲜重和叶绿素含量显著上升至对照水平。(3)与单独接种NJ01菌株处理相比,肉桂醛处理2h后接种NJ01菌株的辣椒植株体内抗氧化酶(CAT、SOD、POD)活性显著上升,抗氧化物质(GSH和ASA)含量显著增加。研究认为,肉桂醛可能通过抑制辣椒疫霉菌的生长及其对辣椒植株的侵染能力,同时调控辣椒植株防卫反应,进而提高辣椒对疫病抗性。     

四合木根部及茎部导管分子比较解剖学研究

采用显微照相技术对四合木根、茎部导管分子形态特征及数量特征进行比较研究,并运用SMA分析导管分子长度与直径之间的异速生长关系,探讨四合木的次生木质部导管分子对草原化荒漠地区的适应特性。结果表明:(1)四合木根部与茎部导管分子均以孔纹、网纹和两端无尾类型为主,具单穿孔板。(2)四合木根部与茎部导管分子在长度上均为短级水平,直径上均为小级水平,且宽窄导管并存;茎部导管分子较根部导管分子更加"小型化"。(3)不论根部或茎部,其导管分子的长度与直径之间均表现出异速生长的关系,且导管分子长度的增长速率大于直径的增长速率。这些结果有助于从细胞学尺度上了解荒漠区木本植物对草原化荒漠地区的适应策略。     

CRISPR/Cas9介导靶向敲除拟南芥GGB基因突变体的鉴定

GGB是抗旱负调控基因。为了获得拟南芥ggb突变体材料,构建了以拟南芥U6启动子驱动GGB sgRNA的CRISPR/Cas9基因组编辑载体。将构建好的编辑载体利用农杆菌介导的浸花法转化野生型拟南芥。对转基因后代GGB基因的测序结果分析发现,在靶位点处有缺失4个碱基和增加1个T碱基的2种突变体产生。分别对野生型拟南芥和上述2种ggb突变体进行半定量RT PCR分析结果显示,突变体材料中几乎检测不到GGB基因表达,说明获得了GGB基因敲除突变体。对野生型和ggb突变体叶片失水率、耐旱表型及单株种子量的测定结果表明,与野生型相比,拟南芥GGB基因突变后,叶片失水率显著减少,抗旱性明显增强,而单株种子量却并没有改变。研究表明,GGB是一种理想的作物分子育种的候选靶基因,获得的突变体为今后从农作物中克隆的GGB同源基因进行功能互补验证提供了有用的遗传材料。     

白芨SSR引物筛选及群体遗传多样性研究

白芨(Bletilla striata Rchb.)为中国珍稀濒危植物,重要的药用植物。该研究基于Illumina测序技术构建白芨基因组文库和微卫星文库,设计白芨微卫星引物,用白芨4个野生种群80个个体对引物进行多态性检测,应用4个白芨近缘种中进行引物的通用性检测,并在此基础上分析了白芨的遗传多样性和遗传分化,以探讨白芨的遗传结构和进化潜能。结果表明:(1)白芨基因组中微卫星片断丰富,共检测出17 841条微卫星片断。基于白芨微卫星库对100个位点设计了引物对,经PCR扩增和检测筛选出能够稳定扩增的多态性位点20个,每个位点的复等位基因数(Na)在2~6之间,平均为3.85;20对引物的大部分能够在4个白芨近缘种中成功扩增。(2)白芨在物种水平均有较高的遗传多样性(Na=3.85,I=1.07,H=0.614 7),白芨种群遗传分化强烈(Gst=0.43),居群间的基因流较弱(Nm=0.867 6),居群聚类分析结果均表明地理距离较近的居群具有较近的遗传关系。     

5-氨基乙酰丙酸对苹果叶片耐弱光能力的影响

为了探讨5-氨基乙酰丙酸(ALA)对苹果耐弱光性的影响,以‘润太2号’和‘郑优3号’两个品种苹果为材料,设置露天对照(CK)、轻度遮荫(LS)和重度遮荫(SS)3种光照条件,通过根际浇灌法研究了10mg·L~(-1) ALA处理对弱光条件下苹果叶片活性氧代谢与叶绿素荧光特性的影响。结果显示:(1)与CK相比,弱光胁迫显著降低了两品种苹果叶片的超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)的活性,增大了超氧阴离子(O_2~(-·))产生速率以及过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,且‘郑优3号’的活性氧产生速率及MDA含量在弱光下的升高幅度更大;ALA处理显著提高了弱光胁迫下两品种的保护酶活性,降低了活性氧产生速率和MDA含量,并以耐弱光性较差的‘郑优3号’的变化更显著。(2)在弱光胁迫下,苹果叶片的叶绿素含量和叶绿素b/a升高,而ALA处理使二者进一步显著升高。(3)弱光胁迫下,苹果叶片的叶绿素荧光参数V_J、M_o、DI_o/RC显著升高,而ψ_o、ψE_o、ψR_o、PI_(ABS)、PI_(CS)和PI_(total)显著降低;ALA处理抑制了叶绿素荧光参数在弱光胁迫下的变化,甚至使其达到优于对照的水平。研究表明,弱光条件下苹果的抗氧化能力较差,受到明显的氧化伤害,且‘郑优3号’的耐弱光能力比‘润太2号’差;ALA处理提高了苹果在弱光下的抗氧化能力,降低了弱光对苹果叶片的氧化伤害,同时还提高了弱光条件下苹果叶片捕捉、传递和转化光能的效率,改善了光合电子传递情况,增大了苹果叶片在弱光胁迫下的光能利用效率,改善了光合性能;根灌ALA可以明显提高苹果的耐弱光性。     

江西金盆山自然保护区种子植物区系研究

江西金盆山自然保护区位于江西省龙南县、全南县与信丰县的交汇处,为武夷山脉与南岭山脉之间的过渡区域,保护区植物种类丰富、区系地理成分复杂。经野外实地调查、查阅相关文献资料,对保护区内种子植物的科、属、种分布区类型进行统计分析。结果表明：（1）金盆山保护区共有野生种子植物161科659属1 474种,其中裸子植物6科7属7种,占江西裸子植物总种数（83种）的8.43%,被子植物155科652属1 467种,占江西被子植物总种数（4 369种）的33.58%。（2）区系分析显示,金盆山保护区内科的分布区类型中热带分布和温带分布分别占总科数（除去世界分布）的64.22%和35.77%,热带分布占优势地位;属的分布区类型中热带分布和温带分布分别占总属数（除去世界分布）的50.95%和47.55%,二者接近平衡;种的分布区类型中热带分布种和温带分布分别占总种数（除去世界分布）的33.98%和37.15%,而且中国特有种419种,占总种比的28.88%。（3）金盆山保护区种子植物具有单种属、寡种属多,植物区系起源古老的特点,其中有寡种属212属,占总属比的32.17%;单种属374属,占总属比的56.75%;其中寡种属所含种数537种,占总种比的36.43%。（4）与邻近6个保护区的植物区系比较表明,金盆山保护区与武夷山脉的联系较南岭山脉更近,而且金盆山保护区表现出比邻近的阳际峰等武夷山脉地区热带性质更明显。     

不同BR施用方式诱导黄瓜幼苗对Ca(NO_3)_2胁迫抗性的研究

为探讨外源油菜素内酯(brassinosteroid,BR)诱导黄瓜幼苗对Ca(NO3)2胁迫抗性的效果,研究了3种外源BR施用方法(0.01mg·L-1 BR浸种、0.1mg·L-1 BR喷叶及其二者结合施用)对Ca(NO3)2胁迫(60mmol·L-1)下黄瓜幼苗生长、生理活动以及光合作用的影响。结果表明:(1)3种外源BR方法处理后,Ca(NO3)2胁迫下的黄瓜幼苗株高、茎粗、展开叶片数、叶面积、干重含水量均显著提高,同时其叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量上升,过氧化物酶活性提高,而其丙二醛(MDA)含量趋于无Ca(NO3)2胁迫对照的水平;(2)外源BR处理还提高了Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,却抑制了Ca(NO3)2胁迫下胞间CO2浓度的升高。研究认为,适宜浓度的外源BR浸种和喷叶处理均可有效增强黄瓜幼苗渗透调节能力,降低细胞膜质过氧化伤害程度,提高抗氧化酶活性和光合效率,从而表现出对Ca(NO3)2胁迫的抗性,并以操作简便、用量极低的0.01mg·L-1 BR浸种方法效果最佳。