Bacillus halodurans菌株xynM基因的克隆、表达和序列分析

目的:用2株新分离鉴定的细菌克隆与最近源种(Bacillus halodurans C-125)木聚糖酶基因的同源序列,并对其进行序列分析。方法:根据已发表的近源种(C-125)的保守区序列设计引物,扩增出与其同源的木聚糖酶基因,进而用pQE31载体对该基因进行表达。同时对表达蛋白的三维空间结构进行网络模拟分析,对蛋白同源性进行比对分析。结果:克隆的木聚糖酶基因片段分别为1284bp和1236bp,而且该基因也成功表达;该蛋白是(α/α)6折叠构象,与C-125三者同属于一个分支上。结论:通过分析、表达蛋白编码外切-1,4-β-木聚糖酶,属于M家族。这该新分离菌株木聚糖酶的研究和应用提供了重要线索。     

南海北部浮游桡足类对浮游植物的摄食压力

于2004年2月(冬季)和8月(夏季)在南海北部使用肠道色素法研究了浮游桡足类群落对浮游植物现存量的摄食压力。将底到表垂直拖网(网孔径200μm)获得的桡足类分为中型(>500μm)和小型(200~500μm)两个体长组。冬季:中型桡足类的丰度为103~2343(平均633)ind/m3,肠道色素为0.15~2.71(平均1.31)ng/ind,肠道排空率为0.011(A4)~0.019(C1)min-1,个体摄食率为3.13~58.48(平均28.36)ng/(ind.d),群落摄食率为1902~62369(平均18679)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为每天0.25%~6.39%(平均3.04%)。小型桡足类的丰度为418~6250(平均1691)ind/m3,肠道色素为0.18~3.44(平均1.19)ng/ind,肠道排空率为0.012(A4)~0.016(C1)min-1,个体摄食率为3.67~70.04(平均24.34)ng/(ind.d),群落摄食率为1540~158561(平均44227)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为每天0.44%~15.70%(平均6.59%)。浮游桡足类群体对浮游植物生物量的摄食压力为每天1.02%~20.10%(平均9.63%)。夏季:中型桡足类的丰度为111~1298(平均621)ind/m3,肠道色素分别为0.22~1.58(平均1.03)ng/ind,肠道排空率为0.017min-1,个体摄食率为5.52~39.92(平均25.95)ng/(ind.d),群落摄食率为4411~26667(平均12878)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为每天0.23%~6.52%(平均2.52%)。小型桡足类的丰度为756~8804(平均2990)ind/m3,肠道色素含量为0.09~2.92(平均0.87)ng/ind,肠道排空率为0.020min-1,个体摄食率为2.73~87.77(平均26.26)ng/(ind.d),群落摄食率为9309~139817(平均47191)ng/(d.m3),对浮游植物生物量的摄食压力为0.86%~37.79%(平均10.99%)。浮游桡足类群体对浮游植物生物量的摄食压力为1.09%~39.95%(平均13.51%)。数据表明,2月份和8月份桡足类群体对浮游植物现存量的摄食压力较低,桡足类摄食不是南海北部浮游植物死亡的主要原因。     

阻断子宫动脉建立FGR大鼠模型的研究

目的通过暂时阻断妊娠期大鼠子宫血供的方法建立子宫缺血引起胎儿生长受限的动物模型。方法根据大鼠子宫动脉是卵巢动脉的一个分支的解剖特点,于孕鼠妊娠第15天时施行手术暂时阻断卵巢动脉并于第21天行剖宫产术,术后称量新生胎仔体重及胎盘、脑、心、肝、肺、肾等重要脏器重量,对比各组间新生胎仔的预后的不同,并对照研究阻断血供10、20、30及40 min对胎仔的不同影响。结果妊娠晚期阻断孕鼠卵巢动脉20min可成功构建胎儿生长受限模型,这种方法与阻断动脉血流30或40 min相比,手术时间短,技术要求不高,胎仔死亡率与对照组差异无显著性(P>0.05)。各实验组较对照组新生胎仔体重及胎盘、各重要脏器重量均明显降低(P<0.05)。结论通过阻断卵巢动脉从而阻断子宫动脉血流,成功建立缺血缺氧性FGR孕鼠模型。该模型重复性好,操作简便,并可成功设立同体对照,为进行FGR相关的产科理论研究提供了一个有利的技术平台。     

一种改良的二甲基亚硝胺肝纤维化模型诱导方法及其病理特点

目的探讨旨在降低死亡率的二甲基亚硝胺(DMN)肝纤维化改良造模方法及其病理特点。方法大鼠分为常规方法造模组(常规组)与改良方法造模组(改良组),每组再分为模型组与正常对照组,均设染毒后4周和8周共2个时间观察点。常规组造模以DMN10μL/kg大鼠体重的剂量,腹腔注射,每周连续3d,连续4周,共12次;改良组同上剂量的DMN腹腔注射,每2d一次,连续4周,共14次。观察大鼠体重、肝体比与脾体比,试剂盒测定血清肝功能,HE染色与天狼猩红染色分别观察肝组织炎症与胶原沉积,盐酸水解法测定肝组织羟脯氨酸含量。结果2种造模方法均在造模4周时形成典型的肝纤维化,模型大鼠的体重、肝体比、脾体比、血清肝功能等均有相应的变化趋势。与常规组比较,改良组模型大鼠造模8周后死亡率显著降低,肝细胞炎症坏死稍轻,而肝窦毛细血管化明显。结论隔日1次腹腔注射较之连续3d腹腔注射DMN是一种较为稳定的肝纤维化改良造模方法,具有肝窦毛细血管化与小叶内纤维化的肝纤维化病理特征。     

牛磺酸对乳鼠心肌细胞内钙浓度的影响

研究低氧、复氧对乳鼠心肌细胞内钙离子浓度的影响,以及牛磺酸在模拟心肌缺血/再灌注(I/R)过程中对细胞内钙的调节作用。采用SD大鼠乳鼠进行心肌细胞培养,建立模拟I/R模型。以Fluo-4/AM荧光指示剂负载,应用激光共聚焦显微镜技术(confocal laser scanning microscope,CLSM)检测心肌细胞钙离子浓度的变化。对照组心肌细胞内钙离子荧光强度(23.71±2.37U)较低;低氧180 min后复氧即刻,钙离子荧光强度开始增加(57.52±8.31U),复氧180 min后钙离子荧光强度(71.13±4.74U)显著增高(P<0.01vs对照组)。而牛磺酸组细胞内钙离子荧光强度较模拟I/R组显著降低[(42.42±4.17U)vs(71.13±4.74U),P<0.01]。心肌细胞缺血/缺氧导致Ca2+超载;模拟I/R Ca2+超载加剧,而牛磺酸有明显减轻心肌细胞模拟I/R时Ca2+超载的作用。     

长白山苔原带凋落物生态化学计量特征及其对模拟氮沉降的响应

长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草本3种不同类型的凋落物,凋落物数量和质量发生显著改变。与此同时长白山苔原氮沉降量也在逐年增加,导致了土壤中氮的累积,势必影响凋落物的分解。凋落物作为连接植物和土壤的纽带,其分解过程中碳（C）、氮（N）、磷（P）等化学组分和化学计量比的变化直接和间接影响着土壤养分有效性和植物养分利用策略。为揭示氮沉降增加对长白山苔原带不同类型凋落物化学组分及生态化学计量特征早期变化的影响,开展了为期8个月的模拟氮沉降室内凋落物分解实验。在苔原带采集灌木优势种牛皮杜鹃和草本优势种小叶章的凋落物带回实验室,模拟灌木牛皮杜鹃群落、灌草混合的牛皮杜鹃-小叶章群落和草本小叶章群落的3种不同类型凋落物,设置三个施氮处理：对照（CK,0 g N m^-2 a^-1）、低氮（LN,10 g N m^-2 a^-1）、高氮（HN,20 g N m^-2 a^-1）。研究表明：（1）不施氮处理时,3种凋落物的C、P均呈释放状态,木质素（Li）呈先累积再略有降解趋势;牛皮杜鹃凋落物的N元素富集而其余两种凋落物N元素呈释放状态;灌草混合和草本凋落物比原生的灌木凋落物C和N元素释放快、Li累积少;而灌木凋落物的P释放略快于灌草和草本凋落物。3种植被类型凋落物的C/N、C/P、Li/N大小表现为：牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物>小叶章凋落物;N/P表现为：小叶章凋落物>牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物。（2）氮沉降促进3种类型凋落物分解过程中C、N和P化学组分的释放,且氮浓度越高促进作用越显著。在牛皮杜鹃凋落物分解过程中,氮素添加到达某一阈值后,其C/N、C/P、N/P、Li/N的降幅最大,后续若再增加氮素,其对化学计量比的影响均会减弱;本实验中的氮素添加量增加促进了小叶章凋落物的C/N、Li/N下降。（3）草本植物入侵引起凋落物类型的变化带来凋落物分解加快,将导致长白山苔原带养分循环的变化;氮沉降增加对小叶章凋落物化学组分的释放及C/N、Li/N的下降更为促进,小叶章凋落物内难分解化合物减少,分解受到促进。高氮沉降加快了小叶章凋落物与土壤、草本植物之间的养分循环。因此,随着未来苔原带氮沉降量的增加,将更有利于小叶章在与牛皮杜鹃的竞争中获胜,使苔原带呈现草甸化趋势。     

Comparative transcriptome analysis of developmental stages of the Limonium bicolor leaf generates insights into salt gland differentiation

With the expansion of saline land worldwide, it is essential to establish a model halophyte to study the salt‐tolerance mechanism. The salt glands in the epidermis of Limonium bicolor (a recretohalophyte) play a pivotal role in salt tolerance by secreting excess salts from tissues. Despite the importance of salt secretion, nothing is known about the molecular mechanisms of salt gland development. In this study, we applied RNA sequencing to profile early leaf development using five distinct developmental stages, which were quantified by successive collections of the first true leaves of L. bicolor with precise spatial and temporal resolution. Specific gene expression patterns were identified for each developmental stage. In particular, we found that genes controlling salt gland differentiation in L. bicolor may evolve in a trichome formation, which was also confirmed by mutants with increased salt gland densities. Genes involved in the special ultrastructure of salt glands were also elucidated. Twenty‐six genes were proposed to participate in salt gland differentiation. Our dataset sheds light on the molecular processes underpinning salt gland development and thus represents a first step towards the bioengineering of active salt‐secretion capacity in crops.     

难培养菌的多条带PCR产物产生原因分析

【目的】分析严重威胁柑橘产业发展的毁灭性病害——柑橘黄龙病的强致病性病原亚洲种“Candidatus Liberibacter asiaticus”的种群多样性研究中出现多条带PCR产物的原因,为难培养菌的分子生物学研究提供参考。【方法】通过使用PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和测序相结合分析“Ca. L. asiaticus”基因组上2个短串联重复(Short tandem repeats,STR)基因的PCR产物。【结果】单个菌株可扩增获得多个PCR条带且其扩增产物多态性受寄主品种影响;这2个STR基因的PCR产物在菌株间呈明显的多态性;扩增所获得的序列可来自“Ca. L. asiaticus”本身,也可来自其寄主或内生菌。【结论】难培养菌的STR基因PCR产物多态性产生的主要原因是该基因内部的串联重复序列数目存在差异,但目的菌及外源物种(寄主或内生菌等)基因组的非特异性扩增也是影响其多态性的因素。     

西南三江(金沙江、澜沧江和怒江)流域化学风化过程

选择中国西南三江流域作为研究对象,结合水化学及溶解性无机碳碳同位素,借助正演模型,分析河水溶解性组分来源及混入比例,说明硫酸参与区域碳酸盐矿物风化过程及CO2净释放量。结果表明:(1)西南三江流域河水受复杂岩性控制,金沙江河水以Na-Ca-Cl-HCO3为主,与流域上游蒸发盐矿物溶解有关,澜沧江和怒江则以Ca-HCO3为主,显示碳酸盐和硅酸盐矿物溶解的影响;(2)蒸发盐矿物溶解是金沙江干流河水阳离子主要来源,其贡献均值为52%,对澜沧江和怒江河水贡献较小,平均值分别为11%和2%。碳酸盐矿物溶解是澜沧江和怒江干流河水阳离子主要来源,其贡献均值分别为70%和78%,对金沙江干流河水的贡献较小,平均为38%,但对金沙江支流河水的贡献较大,平均为74%。硅酸盐风化产物对金沙江、澜沧江和怒江干流的平均贡献分别为8%、16%和15%,对金沙江支流河水的贡献为15%;(3)金沙江、澜沧江和怒江流域硅酸盐矿物风化速率分别为1.39、3.27和4.27 t·km-2·a-1,CO2消耗速率分别为0.34×105、1.18×105和1.40×105mol·km-2·a-1,碳酸盐矿物风化速率分别为16.93、33.13和33.54 t·km-2·a-1,CO2消耗速率分别为1.40×105、2.47×105和2.22×105mol·km-2·a-1;(4)西南三江流域河水硫酸盐主要来源于硫化物矿物氧化,硫酸参与碳酸盐矿物风化净释放CO2量分别为0.73×105、3.01×105和4.27×105mol·km-2·a-1,高于中国贵州地区,应当在研究区域碳循环以及全球气候变化过程中引起重视。     

葡萄半不育花粉粒形态和细胞学观察及相关基因表达分析

以葡萄品种‘魏可’(可育)及其自交后代单株‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’以及品种‘钟山红’(雄性不育)为材料,对花器官特征、花粉萌发率、花粉粒形态以及小孢子发育过程的细胞学特征进行观察,并对绒毡层发育相关基因(DYT1、TDF1和MYB4)的表达进行分析,以初步鉴定葡萄半不育单株的不育特征,揭示花粉败育与基因调控的关系。结果显示:(1)‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的花粉萌发率均在10%左右,属于半不育花粉;其雄蕊主要特征为花丝卷曲,花丝短于花柱,花药内花粉量少,花药中既有正常长球形花粉粒也有异常近球形花粉粒。(2)‘魏可实生-3’、‘魏可实生-12’没有明显的药室壁结构,小孢子母细胞稀少、疏松;‘魏可实生-3’双核期绒毡层未完全降解,绒毡层细胞中的营养物质滞留没有及时供应小孢子的发育,致后期部分小孢子败育;‘魏可实生-12’绒毡层细胞在单核早期就大部分降解而导致营养供应异常,使部分小孢子败育。(3)在减数分裂期,‘魏可’的绒毡层发育相关基因DYT1和TDF1的表达均最高,MYB4最低,‘钟山红’的3个基因的表达与‘魏可’相反,‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的表达水平均在‘魏可’与‘钟山红’之间;单核早期以后,3个基因在‘魏可’的表达一直均较低,钟山红’的DYT1基因表达一直最高,其余2个基因均在最低水平,而‘魏可实生-3’的TDF1、MYB4基因在单核早期表达量最高,‘魏可实生-12’的TDF1在双核期表达量最高。研究表明,‘魏可实生-3’的花粉败育发生在单核晚期至双核期,‘魏可实生-12’的花粉败育发生在单核早期;部分药室绒毡层的异常降解,小孢子发育营养供应不均衡可能是导致其花粉半不育发生的原因;‘魏可实生-3’的绒毡层延迟降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足、单核期TDF1基因的过量表达以及MYB4基因在单核期的异常表达有关,而‘魏可实生-12’的绒毡层提前降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足而MYB4基因过量表达,以及双核期TDF1基因过量表达有关。