无绿藻分子生物学鉴定与分型研究新进展

以基因序列为鉴定基础的分子生物学方法以其客观、可重复性好等优点,被认为是分子鉴定无绿藻的"金标准"。该文对近年来应用在无绿藻鉴定和分型方面的实时定量PCR(Real-Time Quantitative PCR,RT-PCR)技术、单链构象多态性(Single Stranded Conformation Polymophism,SSCP)分析、限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)分析、高分辨率熔解曲线(High Resolution Melting,HRM)分析、质谱(Mass Spectrometry,MS)分析等分子生物学新技术和新方法进行综述。     

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。     

中山杉及其父母本幼苗对干旱胁迫和复水的响应

本文研究了落羽杉和墨杉及其杂交后代中山杉302(落羽杉♀×墨杉♂)、中山杉407(墨杉♀×落羽杉♂)、回交代中山杉118(中山杉302♀×墨杉♂)在自然干旱胁迫和复水过程中,光合特征、抗氧化酶系统和形态特性等的响应.结果表明:随干旱时间的延长,所有植株的净光合速率逐渐降低、脯氨酸开始积累且抗氧化酶系统逐渐清除丙二醛的毒性.胁迫至第8天,落羽杉净光合速率的下降幅度最大,而中山杉118的水分利用效率最高、丙二醛含量最少;墨杉的超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量增长最大.复水2 d后,所有植物的参数均有不同程度的恢复,其中,中山杉118恢复速率最快,其净光合速率和脯氨酸含量分别恢复了74.4%和60.2%.复水9 d后,所有植株的测定指标基本恢复至或接近正常水平,其中,中山杉118的生物量未受影响且根冠比显著增加.植物的耐旱能力依次为墨杉>中山杉118>中山杉407>中山杉302>落羽杉.回交品种中山杉118的杂种优势明显,较大程度地遗传了墨杉的耐旱性,该结论可为耐旱中山杉品种的杂交选育和推广应用提供科学依据.     

高寒草甸高原早熟禾个体性状对放牧与围封的响应

植物对放牧的响应是植物在响应过程中为生存和繁殖所形成的适应策略,研究植物表型反应对揭示草原生态系统的放牧响应机制具有重要意义。以青藏高原高寒草甸主要植物高原早熟禾(Poa alpigena)为研究对象,通过放牧和围封试验,研究其个体性状对放牧与围封的响应,旨在为草原生态系统放牧机制提供理论依据。结果表明:1)在长期放牧干扰下,除叶片数和根重外,其他性状株高、分枝数、叶长、叶宽、叶面积、茎粗、茎长、根长、根粗、穗长、总叶质量、单叶质量、茎重、穗重、全株重均出现显著变小的特征(P0.05);而短期围封对于高原早熟禾叶长、叶宽、总叶质量、单叶质量、茎重、穗重、根重等功能性状的恢复效果并不显著(P0.05),表明放牧退化草原植物性状具有保守性;2)通过构建高原早熟禾性状可塑性变化谱,发现穗重、茎重、全株重、分蘖数、茎长、株高等可塑性幅度较大,为放牧响应的敏感指标,叶片数、叶宽、茎粗、根粗的可塑性变化幅度较小,为惰性性状。     

基于居群观测的木鱼坪淫羊藿复合种形态比较和分类学启示

基于"居群"概念,对木鱼坪淫羊藿复合种(Epimedium franchetii species complex)进行了系统的标本查阅,并于花期对该复合种9个居群的野外形态进行了观测和比较研究。结果显示,竹山淫羊藿(E.zhushanense K.F.Wu et S.X.Qian)花瓣为紫红色,易于与其它物种区分;时珍淫羊藿(E.lishihchenii Stearn)在模式产地(江西庐山)的JXLS居群中有1/5的个体根茎为结节状(并非像模式种一样根茎细长),其叶背被毛细长的性状较稳定,且与木鱼坪淫羊藿(E.franchetii Stearn)叶背被粗短伏毛的性状区别明显;JXJA居群(江西靖安)地理分布靠近江西庐山,叶背被毛也与时珍淫羊藿类似,但其典型的粗壮根茎则与木鱼坪淫羊藿一致,因此将其处理为木鱼坪淫羊藿-时珍淫羊藿过渡类型;保靖淫羊藿(E.baojingense Q.L.Chen et B.M.Yang)与木鱼坪淫羊藿主要区别在于前者小叶柄、叶柄、茎和节部密被柔毛,尤以节部明显,叶背被细长毛,而木鱼坪淫羊藿小叶柄、叶柄、茎和节部均光滑,叶背被粗短伏毛;HBFX居群(湖北房县)和HBMP居群(湖北神农架)小叶柄、叶柄、茎、节部和叶背均疏被毛,被毛特征介于木鱼坪淫羊藿和保靖淫羊藿之间,因此将HBFX和HBMP居群处理为木鱼坪淫羊藿-保靖淫羊藿过渡类型。聚类分析结果表明,9个居群可划分为3类,竹山淫羊藿与其它类群种间界限明显,建议将其从木鱼坪淫羊藿复合种中分离出来;木鱼坪淫羊藿与时珍淫羊藿和保靖淫羊藿的关系复杂;保靖淫羊藿与木鱼坪淫羊藿主要是被毛上的差异,地理上存在同域分布,推测其为微生境导致的生态宗,将其处理为木鱼坪淫羊藿的变种;时珍淫羊藿与木鱼坪淫羊藿地理分布相对隔离,是由地理隔离引起的地理宗,将其处理为木鱼坪淫羊藿亚种。     

烟粉虱内共生菌Rickettsia在植物体内的形态及动态变化

[目的]通过研究烟粉虱Bemisia tabaci取食传入植物体内的昆虫内共生菌种类,探明其在不同植物中的分布形态及时空动态.[方法]以B型烟粉虱、棉花、番茄、豇豆为实验材料,利用常规PCR检测烟粉虱取食后传入植物体内的共生菌种类;利用透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)检测Rickettsia传入植物后的分布及形态;利用q-PCR技术检测豇豆叶片中Rickettsia含量的动态变化.[结果]B型烟粉虱体内含有原生共生菌P0rtiera、次生共生菌Ricfettsia,Hamiltonella和Hemipteriphilus,但只检测到Rickettsia可经烟粉虱传入棉花、番茄、豇豆植物体内,并可在植物体内存活、转移.在3种植物体内Rickettsia均分布于叶片韧皮部的筛管细胞中.烟粉虱、棉花、番茄组织内的Rickettsia形态基本一致,但豇豆中Rickettsia在形态上较小而钝圆.相同数量的烟粉虱取食,在豇豆体内最先检测到Rickettsia.随着烟粉虱取食时间的增加,豇豆体内的Rickettsia含量先增加后下降;而当无烟粉虱持续取食时,一定时间段内豇豆体内的Rickettsia先下降再小幅度上升,并可以在一定时间内保持不变.基于16S rDNA序列的系统发育分析表明,传入棉花、番茄、豇豆叶片中的Rickettsia与B型烟粉虱体内的Rickettsia高度同源.[结论]Rickettsia可经烟粉虱取食传入植物体内,分布并存活于韧皮部的筛管细胞中,并可在植物不同叶片之间转移;在不同植物宿主中,Rickettsia的形态会发生轻微变化;烟粉虱对Rickettsia的传播效率受到植物种类的影响.     

新疆两典型微咸水湖水体免培养古菌多样性

微咸水湖是湖泊演化过程中的一个重要中间状态,以新疆两典型微咸水湖-赛里木湖和柴窝堡湖水为研究对象,采用微孔滤膜收集菌体,SDS-酚-氯仿抽提法直接提取湖水总DNA,利用古菌16S rRNA基因通用引物进行PCR扩增,分别构建两湖古菌16S rRNA基因克隆文库。用限制性内切酶Hae Ⅲ对随机挑选的阳性克隆子进行酶切分型,分别得到7个和8个可操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs),两文库覆盖率均大于98%。BLAST比对和系统发育分析表明赛里木湖全部克隆子归属于泉古菌门(Crenarchaeota),97%的克隆子与不同环境免培养氨氧化泉古菌有较高的序列相似性(>97%)。柴窝堡湖水古菌归为3个门:Thaumarchaeota (81.2%)、广古菌门(Euryarchaeota)(13%)和泉古菌门(Crenarchaeota) (5.8%),81.2%的克隆子与具有氮代谢功能的氨氧化古菌纯培养物具有较高的序列相似性(97%-98%),13%的克隆子与已分离到的产甲烷古菌序列同源性大于97%。研究发现新疆微咸水湖可能存有大量新划分的古菌Thaumarchaeota门类群、可培养氨氧化及产甲烷古菌类群,两典型微咸水湖泊中古菌类群多样性较低且群落组成差异大。     

锦鸡儿属植物一些种类的染色体数目及核型研究

报道了国产10种锦鸡儿的染色体数目,并对其中9种的核型进行了研究。这9个种的核型公式分别为：荒漠锦鸡儿（Caragana roborovskyi）,2n＝16＝10m(2SAT)+6sm;川西锦鸡儿（C. erinacea）,2n=16=10m+6sm;密叶锦鸡儿（C. densa）,2n=16=10m（2SAT）+6sm;刺叶锦鸡儿（C. acanthophylla）,2n=16=12m+4sm;柄荚锦鸡儿（C. stipitata）,2n=16=10m+6sm;甘蒙锦鸡儿（C. opulens）,2n=16=12m(2SAT)+4sm;白皮锦鸡儿（C. leucophloea）,2n=32=22m(4SAT)＋10sm;北疆锦鸡儿（C. camilli-schneideri）,2n=32=20m(4SAT)+12sm;中亚锦鸡儿（C. tragacanthoides）,2n=32=20m(2SAT)+10sm+2st+2B。白毛锦鸡儿（C.licentiana）2个居群的染色体数目均为2n=32,为四倍体。研究结果表明,锦鸡儿属的核型一般比较对称,核型上的特化往往与其形态上的特化相关联,但也有例外。从倍性水平上来看,二倍体类群多是一些羽状叶的种,在分布上倾向于亚洲东部其祖先分布区,而四倍体的种类多是一些假掌状叶的类群,分布于西部干旱生境中,在形态上也表现的较为特化。这也符合锦鸡儿属的演化趋势。     

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。     

抗肿瘤疫苗MAGE1-MAGE3-HSP70蛋白特性及其纯化策略的研究

目的:对MAGE1-MAGE3-HSP70(M1-M3-HSP70)融合蛋白的理化性质及其纯化策略进行初步研究,为后期的临床前试验提供数据和依据。方法:以本实验室构建的菌种(BL21(DE3)pLysS-M1-M3-HSP70)为材料,采用常规细菌培养及诱导方法进行诱导表达,用聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳、免疫印迹(Western blotting)对目的蛋白进行分析,然后确定盐析条件,使用ButylSepharose HP疏水相互作用层析以及阴离子交换(Source 30Q填料)对目的蛋白的纯化进行分析。结果:M1-M3-HSP70蛋白在大肠杆菌中表达后,目的蛋白分为两部分,一部分为包涵体形式(44.9%),一部分为可溶表达(55.1%)。对其可溶部分进行研究发现,细菌裂解后,目的蛋白存在聚合和降解现象;确定了盐析条件、洗脱缓冲液以及稳定的PH值范围,基本确定了目的蛋白的纯化工艺。结论:明确了M1-M3-HSP70融合蛋白的基本性质,确定了目的蛋白的纯化方法,为基于融合蛋白的肿瘤疫苗的进一步研究提供了参考。