基于转录组测序分析甜菜夜蛾卵巢细胞离体培养成系进程

【目的】本研究旨在分析甜菜夜蛾Spodoptera exigua蛹卵巢细胞建立细胞系的整个过程,探究细胞由体内到体外培养过程中其基因表达在转录水平的变化,为昆虫体外培养模型的建立提供理论基础。【方法】利用Illumina Hiseq测序平台对甜菜夜蛾蛹卵巢细胞离体培养过程中各阶段的细胞分别进行转录组测序,对获得注释的差异表达基因及其相关信号通路进行分析;通过荧光定量PCR对部分细胞周期相关基因(cycd和cdk4)、调控基因(cdc20,apc1,skp2和mad1)、增殖相关分子标志物(mcm4和pcna)在甜菜夜蛾卵巢细胞离体培养过程中的转录进行验证。【结果】甜菜夜蛾蛹卵巢细胞离体培养过程包括5个阶段:解剖获得离体的卵巢组织,卵巢组织贴壁培养后游离出原代细胞,细胞转化重新具备增殖能力,成功首次传代,以及能够连续传代15代以上建立细胞系。上述5个阶段的细胞经转录组测序、数据组装后共获得46 796条unigenes序列,组装得到序列长度完整性好;转录本unigenes序列拼接长度分布合理,样本碱基Q30均在94%以上。通过KEGG数据库获得注释的unigenes有1 473条,参与细胞过程紧密相关的20条信号通路,其中有92条unigenes在细胞周期信号通路中获得注释。聚类分析表明,在体内处于快速发育状态的卵巢细胞与同样处于增殖状态的细胞系基因表达模式非常接近。原代细胞由短暂停滞生长至成簇细胞的转化关键期,筛选到差异表达基因619个,cdk4在离体培养期表达量显著降低,cycd在细胞转化关键期之后表达量显著升高,cdc20,apc1,skp2和mad1在卵巢组织和细胞系的表达量显著高于原代细胞、转化关键期细胞和首次传代细胞的。从原代细胞至传代后,cycd的表达显著升高8.7倍,显著高于mcm4和pcna的变化水平。【结论】甜菜夜蛾卵巢细胞离体培养过程中5个阶段的细胞转录组测序获得的序列质量符合数据分析的基本要求。筛选获得了甜菜夜蛾蛹卵巢细胞经离体培养过程中的差异表达基因。原代细胞逆转增殖可能与cdk4,cycd,skp2和mad1等细胞周期调控基因表达有关。另外,cycd可作为原代细胞具备传代能力的标志物。     

犬瘟热病毒XJ株的分离鉴定

应用犬肺原代巨噬细胞,从新疆阿克苏送检的一只病死犬肺脏中分离出1株犬瘟热病毒,并对其进行了形态学、理化学、血清学、动物感染试验、分子生物学鉴定。结果证明所分离的XJ株为1株CDV的强毒株。     

鲜花的光学性质

本文采用反射光谱、荧光光谱、激发光谱研究了迎春花、紫红色芍药、大红月季和橙红月季的光生态。结果表明,不同的鲜花光生态有明显的差异,鲜花中的花青素和类胡萝卜素在紫外光、可见光的激发下发出荧光,使鲜花更加鲜艳靓丽。通过对鲜花光生态的讨论,揭示出阳光对花儿的影响与作用,为鲜花光生态膜的开发以及人工照明的应用提供一定的生态依据。     

CdCl2对质粒的生态效应及质粒在其宿主抗镉性中的作用

用ＣｄＣｌ２处理体外或大肠杆蓖体内质粒ｐＷＨ５８后,通过琼脂糖电泳和限制性内切酶分析,研究了Ｃｄ对质粒ＤＮＡ结构的影响。通过比较带质粒与不带质粒大肠杆菌在含不同浓度ＣｄＣｌ２的氨苄ＬＢ与无抗ＬＢ培养液中的生长量,研究了Ｃｄ对大肠杆菌体内质粒的影响及质粒在其宿主Ｃｄ耐性的作用。结果表明,体外、体内ＣｄＣｌ２处理对质粒ｐＷＨ５８ ＤＮＡ结构无明显诱变性。Ｃｄ胁迫下大肠杆菌体内质粒ｐＷＨ５８可进行复制传     

昼夜节律对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的影响

目的观察昼夜节律对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的影响。方法将大鼠置人工光(6:00-18:00)暗(18:00-6:00)环境中,适应性饲养4周。然后将大鼠随机分为6:00组、12:00组、18:00组和24:00组,分别在相应的时间点采用线栓法制备局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠模型。再灌注24 h后,观察昼夜节律对模型大鼠神经损伤症状,脑梗死范围,脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活性和MDA含量,脑细胞内游离Ca2+浓度,血清中内皮素(ET)和血管内皮细胞生长因子(VEGF),以及脑组织病理变化的影响。结果各组大鼠均具有明显的神经损伤症状,其中24:00组大鼠的神经损伤症状明显轻于6:00组;6:00、12:00组大鼠脑梗死范围明显大于18:00、24:00组;18:00、24:00组大鼠SOD活性均显著高于6:00、12:00组,MDA含量均显著低于6:00组;24:00组大鼠脑细胞内游离Ca2+浓度显著低于6:00和12:00组,18:00组大鼠脑细胞内游离Ca2+浓度显著低于6:00;18:00、24:00组大鼠血清ET含量显著低于6:00组大鼠;24:00组大鼠血清VEGF含量显著低于6:00、12:00组;18:00、24:00组大鼠脑组织病理变化明显轻于6:00、12:00组。结论昼夜节律对大鼠脑缺血再灌注损伤具有显著影响。     

玉米雄穗性状遗传结构与形成分子机制*

玉米为雌雄同株异花植物,其雄穗着生于植株顶部,雌穗腋生。雄穗一方面需产生足量花粉以保证雌穗授粉结实,另一方面由于对下部叶片的遮蔽作用和自身营养需求,其生长发育会同时影响叶片光合作用效率和能量分配,因此优化雄穗结构是提高玉米产量的重要措施之一。玉米雄穗性状包括雄穗分枝数、雄穗分枝长度、雄穗主轴长度、雄穗分枝总长度、雄穗分枝角度等,均为多基因控制的数量性状。自20世纪90年代,研究者开始利用数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位方法解析玉米雄穗性状遗传结构;随着玉米自交系B73等参考基因组释放,以及DNA微阵列、基因组重测序等高通量基因分型技术的日益成熟,全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)成为数量性状遗传研究的主流方法,目前已鉴定出大量玉米雄穗性状遗传位点。通过总结雄穗性状遗传定位研究结果,构建一致性图谱并挖掘定位热点区间,有助于进一步了解雄穗性状遗传结构特征及指导雄穗性状候选基因克隆。此外,通过对调控雄穗发育的已知基因进行功能分类,可为解析玉米雄穗发育的遗传网络和调控通路提供理论支撑。     

阿特拉津降解菌ATR3的分离鉴定与土壤修复

阿特拉津因效率高、价格低廉,是我国玉米田施用最广泛的除草剂之一,但其结构稳定,残留时间长,因此对生态环境和人类健康造成了一定的危害。从长期受阿特拉津污染的玉米田土壤中筛选并鉴定阿特拉津降解菌,明确其在不同类型土壤中的去除能力。对分离出的阿特拉津降解菌ATR3进行生理生化分析和16S rRNA序列鉴定,确定菌株ATR3为节杆菌属（Arthrobacter sp.）。该菌株以阿特拉津为唯一氮源,培养48 h后对1 000 mg/L阿特拉津的去除率达到97%以上。敏感作物盆栽试验结果表明,阿特拉津在棕壤上去除最快,褐土次之,黑土最慢,说明阿特拉津在土壤中的去除过程与土壤本身的理化性质呈相关关系。同时,该菌株处理14 d后,能明显恢复玉米的各项生物学指标,说明该菌株对阿特拉津污染土壤具有良好的修复能力。为阿特拉津降解菌剂的推广利用提供参考。     

黄土高原雨水集聚深层入渗(RWCI)系统下山地果园土壤水分时空变异特征

水资源短缺是影响黄土高原雨养农业发展的关键性因素,雨水资源开发是缓解该地区水资源短缺的有效措施.本研究利用管式 TDR 系统监测21年红富士老果园0～300 cm土层土壤含水率变化,分析了雨水集聚深层入渗(RWCI)系统下黄土高原旱作山地果园土壤水分时空分布特征.结果表明: RWCI系统能够显著增加果园土壤含水率,特别是40～80 cm土层(土壤含水率低值区)土壤含水率,在该区域,不同设计深度(40、60和80 cm)RWCI处理(RWCI₄₀、RWCI₆₀和RWCI₈₀)年均土壤含水率分别较鱼鳞坑(CK)处理提高75.3%、85.4%和62.4%,分别较裸露坡地(BS)处理提高39.2%、47.2%和29.1%.RWCI₄₀、RWCI₆₀和RWCI₈₀处理土壤水分入渗最大深度分别为80、120和180 cm,显著深于CK处理(60 cm),其中土壤水分变化幅度最大的土层分别主要发生在0～60、0～100和0～120 cm.在果树整个生育期内,RWCI处理土壤平均含水率(0～300 cm)以RWCI₈₀处理最大,其次是RWCI₄₀和RWCI₆₀处理.总体来看,RWCI系统是黄土高原实现雨水资源化和农业高效用水的有效措施.     

基于CLDAS强迫CLM3.5模式的新疆区域土壤温度陆面过程模拟及验证

利用中国气象局国家气象信息中心研发的中国气象局陆面数据同化系统(China Meteorological Administration Land Data Assimilation System,CLDAS)大气近地面强迫资料,驱动美国国家大气研究中心公用陆面模式(Community Land Model,CLM3.5),对中国新疆地区土壤温度时空分布进行逐小时Off-line模拟(模拟时段为2009—2012年);利用国家土壤温度自动站(新疆区域105站点)数据验证CLDAS驱动场强迫下的CLM3.5模式在中国新疆地区3个土壤层(5cm、20cm和80cm)的土壤温度模拟能力。研究发现:在月变化方面,第1层(5cm)土壤温度模拟与实测值差异最大,在每年7月最大差异达5k左右;第2层(20cm)在每年7月达最大差异(3k左右),而第3层(80cm)在每年7月均模拟的很好。造成这种现象的原因可能因为新疆地区7月前后浅层土壤温度变化剧烈,温度白天最高可达300K以上,昼夜温差大,导致模式不能很好抓住浅层土壤温度的变化趋势。研究还发现,在80cm土壤深度,模式在1月、12月的模拟结果均较前两层差。在日变化方面,研究发现:较浅的两层(5cm和20cm)土壤温度模拟值在夏季和秋季均较差。与月变化模拟结果类似的是,80cm土壤层日变化在1、12月模拟较差,然而在其他时段却模拟的很好。在小时变化方面,分析发现:第1层土壤(5cm)模拟结果在每年的1—4月及9—11月的全天(即24 h),模式也会有不同的偏差:其中,在03UTC—21UTC之间主要表现为模式结果比观测结果偏高,而在日内21UTC—00UTC主要表现为模拟结果偏小。在每年的5—8月,全天模拟值都偏小,其中在09UTC达当日最大值。而距离第2层(20cm)处的土壤温度模拟值在大部分月份都偏差较小(-1K至1k之间),并在日内12UTC偏差达到当日最大值。研究发现,在土壤20cm处,模式模拟的最大值较观测值提前,而第3层(80cm)的土壤温度基本不受日内变化影响,表现较为平稳。造成这种影响的原因可能是因为新疆地区5—8月、9—11月为昼夜温差大,深层土壤温度较浅层土壤温度温差变化小,这也造成了模式对于浅层土壤模拟较深层差的主要原因。总体研究表明:CLDAS驱动场强迫下的CLM3.5模式可较为精确的模拟中国新疆地区多年平均土壤温度时空分布,并较为准确的反映中国新疆地区土壤温度的小时、日、月及年际的变化规律。模式浅温度模拟不好的原因可能与模式参数化方案及地表参数有关,后期将继续修正该问题。     

甘肃窑街侏罗纪Pityostrobus sp.的原位花粉与分散花粉的关系

松柏类植物是侏罗纪最为繁盛的裸子植物类群之一。通过室内实验和镜下鉴定,对甘肃窑街盆地中侏罗世Pityostrobus sp.的原位花粉进行了研究,并结合现生松科花粉的形态特征,分析对比了其原位花粉与地层中的分散花粉的关系,经对比分析,初步认为Piceites arxanensis是化石Pityostrobus sp.的花粉,而后者是前者的母体植物。化石Pityostrobus sp.的原位花粉特征的研究,对古松柏类化石植物的鉴定和分类具有一定的指导意义;同时,可为进一步研究古松柏类植物在中生代侏罗纪的地理分布和生态特征提供新的线索。