黑线仓鼠的BMR个体差异及其应对高脂食物的能量学对策

为探讨高脂食物对小型哺乳动物能量代谢的影响及其与基础代谢率(Basal metabolic rate, BMR)的关系,将成年雌性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)分为高、低BMR组,每组再随机分为低脂、高脂食物组,驯化6周后,测定体重、摄入能和代谢率,以及消化酶活力、褐色脂肪组织(Brown adipose tissue, BAT)和主要内脏器官与肌肉的细胞色素c氧化酶(Cytochrome c oxidase, COX)活性、解偶联蛋白(Uncoupling protein, UCP) mRNA表达等。结果显示,高脂食物对高、低BMR组动物体重均无显著影响。与低脂食物组相比,高脂食物组的摄食量、摄入能和消化能显著下降,小肠脂肪酶活力显著增强,消化率明显增加,但高、低BMR组的组间差异不显著。夜间代谢水平显著高于昼间,高脂食物使高BMR组的夜间代谢率显著升高。BAT、肌肉和内脏器官COX活性不受高脂食物的影响,高、低BMR组的组间差异也不显著。高脂食物组仅肝脏UCP2表达显著上调。结果表明,能量摄入和消化系统形态及功能的可塑性调节是黑线仓鼠应对高脂食物的主要策略;黑线仓鼠的代谢率具有显著的昼夜节律,既受高脂食物的影响,也与动物自身的BMR水平有关,但UCP表达具有组织特异性,这可能不是导致BMR个体差异的因素。     

金花茶茶花的营养成分分析

该研究采用氨基酸自动分析仪、分光光度法等对金花茶花蕾、开放花和初谢花的营养成分进行了比较分析。结果表明:金花茶茶花中主要营养成分是碳水化合物,含有丰富的水溶性糖和粗纤维。茶花中的脂肪、粗纤维和水溶性糖含量随花蕾至开放的形成过程呈增加趋势,谢花后其含量呈下降趋势。开放花中总黄酮、皂甙、儿茶素、VE含量比花蕾和谢花中含量高。金花茶花蕾、开放花和初谢花三个阶段中氨基酸总量分别是7.44、5.14、5.00 g·100 g~(-1)。金花茶茶花含有丰富的氨基酸,花蕾内氨基酸含量尤为丰富。综合表明,金花茶茶花具较高的开发利用价值。该研究结果为了解金花茶花朵不同采收期的营养组成以及金花茶花朵的开发及采收利用提供了科学依据。     

华南石灰岩地区苦苣苔科植物一新种——散序小花苣苔

该文报道了华南地区石灰岩地区苦苣苔科报春苣苔属(Primulina Hance)一新种——散序小花苣苔(Primulina effusa F.WenB.Pan),并对该新分类群的濒危现状进行了评估,认为根据现在已知的居群和所受威胁情况,可暂定为"极危"之级别。     

大豆KUP/HAK/KT钾转运体基因家族的鉴定与表达分析

该研究基于已公布的大豆基因组序列信息,对大豆KUP/HAK/KT钾转运体基因家族进行了全基因组鉴定,并对该家族成员的基因特征、蛋白结构、染色体定位、基因复制和表达模式等进行了全面分析,为进一步了解该家族基因的功能及培育钾高效大豆品种提供理论支撑。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定30个KUP/HAK/KT基因(简写为GmHAK01~GmHAK30),这些基因分布在大豆的15条染色体上,串联复制和片段复制可能导致了GmHAKs基因在大豆基因组中的扩增。(2)大豆GmHAKs蛋白间序列一致性很高,均具有12~14个跨膜区,且都定位于质膜上。(3)进化分析表明大豆GmHAKs可聚为4个进化簇ClusterⅠ~Ⅳ,其中ClusterⅡ的成员数目最多(16个),ClusterⅣ的成员数目最少(1个)。(4)所有GmHAKs基因均包含内含子和外显子,其内含子数目在7~9个之间,且同一亚家族的GmHAKs基因大部分具有相似的内含子-外显子分布模式。(5)表达模式分析表明,大豆GmHAKs的表达大致可分为两类:一类是一些组织特异性表达的基因,包括了ClusterⅠ和ClusterⅣ的全部成员,ClusterⅡ的部分成员,他们在根(GmHAK30和GmHAK04)、花(GmHAK03和GmHAK15)、荚(GmHAK10)或种子(GmHAK25)中表达量很高;另外一类是一些非组织特异性表达的基因,包括了ClusterⅢ的全部成员和ClusterⅡ的部分成员,这些基因(GmHAK05、GmHAK17和GmHAK28等)在所有被检测的组织中均有较高的表达;KUP/HAK/KT家族基因表达模式在不同进化簇的差异化结果表明,其在进化过程可能受到了选择的作用。以上研究结果为今后研究KUP/HAK/KT家族基因功能及定向改良大豆的钾吸收物性提供了重要的基因信息,也为大豆钾高效品种的选育提供了理论基础。     

‘云香’水仙ACC合成酶基因NtACS1的克隆及遗传转化

为探究多花水仙ACS基因的序列特征及功能,以‘云香’水仙盛花期花瓣为试验材料,根据‘云香’水仙花朵转录组数据信息,通过RT-PCR方法克隆出1个ACS基因,命名为NtACS1(GenBank KX082936);NtACS1开放阅读框(ORF)长度为552bp,编码183个氨基酸。编码蛋白质分子量约为20.6KDa,理论等电点为6.30,不稳定系数为65.49,属于不稳定的疏水性蛋白。通过qRT-PCR对‘云香’水仙不同时期花瓣和副冠中的NtACS1基因进行了表达分析,得到与‘云香’水仙花朵转录组数据中相同的结果:NtACS1基因在‘云香’水仙花瓣和副冠中的表达都是随着花衰老过程呈现逐渐下降的趋势,且NtACS1基因在花瓣和副冠中的表达峰值都在花苞期,表明NtACS1基因编码的蛋白是在乙烯生物合成途径的系统1发挥催化作用的ACC合成酶。成功构建了NtACS1基因的正义植物表达载体,并通过农杆菌介导法获得8株转基因烟草,PCR和RT-PCR检测显示其中有6株为阳性植株,初步证实NtACS1基因已导入烟草基因组中且在烟草中已表达。该研究结果为进一步分析NtACS1基因的功能和后续转化水仙延长其花期研究奠定了基础。     

宽体沙鳅的染色体核型与DNA含量分析

为了解宽体沙鳅(Sinibotia reevesae)的种质特征,以野生宽体沙鳅为材料,采用腹腔注射植物血球凝集素(PHA)和秋水仙素,肾组织细胞短期培养、常规空气干燥法制备染色体标本,并对其核型进行分析。以鸡(Gallus gallus)血细胞DNA含量(2.50 pg/2c,2c指二倍体)为标准,用流式细胞仪测定宽体沙鳅外周血细胞的DNA含量。结果表明:(1)宽体沙鳅的染色体数目为2n=96,核型组成公式为2n=36m+14sm+20st+26t,染色体总臂数NF=146;未发现与性别相关的异型染色体。(2)宽体沙鳅的DNA含量为(2.60±0.36)pg/2c。通过与其他26种鳅科鱼类核型进行比较,发现宽体沙鳅属于鳅科鱼类中的特化类群,其染色体核型经历了罗伯逊易位和染色体多倍化等过程。本研究结果可为宽体沙鳅种质资源保护和细胞遗传学研究提供基础资料。     

生境类型影响了茚虫威饵剂对红火蚁的防治效果

本文在3个类型生境中使用同一剂量茚虫威饵剂处理3个密度红火蚁区域,评价了该饵剂对红火蚁活蚁巢、工蚁的防治效果。结果显示,不同生境中随着处理时间的延长,茚虫威饵剂对低密度、中等密度、高密度红火蚁的防效总体变化动态趋势相近,均为由低到高,并趋于稳定;生境植被越茂盛,该饵剂对红火蚁的防效越低,由低到高以依次为浅草草坪、深草草坪、荒草地;蚁巢密度越大,同一剂量饵剂对蚁巢防效越低,由高到低依次为1-3个/100 m~2、4-7个/100 m~2、8个/100 m~2。研究结果表明,生境植被、红火蚁密度会对毒饵剂的防效产生明显影响。     

小麦光温敏雄性不育系BS366铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)是植物中一种主要的抗氧化酶,在植物应对逆境胁迫及抗衰老中起重要作用。本研究从基因芯片数据中筛选获得小麦Cu/Zn-SOD基因的EST序列,通过序列比对后拼接得到小麦Cu/Zn-SOD的候选基因,利用PCR技术在小麦光温敏雄性不育材料BS366中克隆并获得该基因。通过对Cu/Zn-SOD基因序列进行生物信息学分析,结果表明,该基因拥有连续且完整的开放阅读框,长495bp,编码164个氨基酸。氨基酸序列分析发现,该蛋白具有保守的Cu/Zn-SOD功能结构域与典型的Cu/Zn-SOD三维结构,且定位于细胞质中。通过同源进化分析表明,该蛋白与二穗短柄草(Brachypodium distachyon(L.)Beauv.)和大麦(Hordeum vulgare L.)的Cu/Zn-SOD蛋白亲缘关系较近,相似度分别为89%和94%。利用实时荧光定量PCR技术对其在小麦不同组织的表达特异性及不同逆境胁迫下的表达模式进行分析,结果表明,该基因在根、茎、叶、雌蕊、雄蕊、颖壳中均有表达,属于组成型表达,且在小麦的地上部含叶绿体的组织中含量较高;同时受多种胁迫诱导,可能参与了多种胁迫诱导调控途径。通过对该基因在不同育性环境中BS366育性转换期花药中的表达模式分析,发现可育环境下,在小孢子母细胞时期和减数分裂期的表达量分别约为对照的8倍与16倍;而不育环境下,该基因表达水平无明显变化。因而推测,小麦Cu/Zn-SOD基因可能参与了光温敏雄性不育系BS366的育性调控。本研究为深入研究Cu/Zn-SOD基因在小麦中的作用机理奠定了重要基础。     

黑河中游春玉米叶片水δD和δ18O的富集过程和影响因素

植物水的稳定同位素分馏过程是水在土壤-植物-大气连续体中循环的重要环节。以往研究由于叶片水¹⁸O同位素比值(δ¹⁸O _l,b)和氘(D)同位素比值(δD_l,b)(合称δ_l,b)实测数量少只能作为模型验证数据, 导致δ_l,b富集机制研究多集中于模型研究, 缺乏基于野外试验条件的δ_l,b富集的控制机制研究。叶片水δD_l,b和δ¹⁸O _l,b的富集程度(ΔD_l,b和Δ¹⁸O _l,b, 合称Δ_l,b)通常表示为δ_l,b与茎秆水D同位素比值(δD_x)和¹⁸O同位素比值(δ¹⁸O_x) (合称δ_x)之差, 即Δ_l,b = δ_l,b - δ_x。该研究以黑河中游沙漠绿洲春玉米(Zea mays)生态系统为研究对象, 重点采集和分析了季节和日尺度δ_l,b和δ_x数据, 配套开展了大气水汽δ¹⁸O和δD (合称δ_v)等辅助变量的原位连续观测, 探讨了季节和日尺度上的δ_l,b富集特征及其影响因素。结果表明: 叶片水δ_l,b和Δ_l,b的季节变化趋势不明显, 而受蒸腾作用影响表现出白天富集夜间贫化的单峰日变化特征。对于D来说, 无论季节尺度上还是日尺度上, 大气水汽δ_v和相对湿度是δD_l,b和ΔD_l,b的主要环境控制因素; 而对于¹⁸O来说, 无论季节尺度上还是日尺度上, 相对湿度是δ¹⁸O _l,b和Δ¹⁸O _l,b的主要环境控制因素。由于D和¹⁸O在热力学平衡分馏上有约8倍差异, 直接分析叶片水ΔD_l,b和Δ¹⁸O_l,b与影响因素的差异性, 有助于理解叶片水δD和δ¹⁸O富集过程以及对模型发展有一定的指导意义。     

金针菇淀粉酶家族基因鉴定及其表达特性分析

本研究对金针菇淀粉酶家族基因进行了信息分析,并选用金针菇双核菌株H1123作为实验材料,分析了菌丝生长过程中淀粉酶活性和淀粉酶基因表达特性之间的关系。结果表明,金针菇淀粉酶家族包含6个α淀粉酶和1个γ淀粉酶。7个淀粉酶基因的表达量均在菌丝接种后第10天出现峰值,并与胞外淀粉酶活性呈同步变化,说明基质中淀粉的分解和利用是淀粉酶家族各成员之间相互协调的结果。其中α-Amy-1、α-Amy-4、α-Amy-5的上调幅度最大,为淀粉降解和代谢过程的主效基因。值得注意的是胞内淀粉酶基因α-Amy-1在第10天时达到约90倍的上调表达水平。我们推测：金针菇胞外淀粉酶将淀粉分解为小分子单糖的同时,其胞内淀粉酶也参与了这些糖类的吸收和运输过程。