Two calcium-dependent protein kinases enhance maize drought tolerance by activating anion channel ZmSLAC1 in guard cells

Stomatal closure is an important process to prevent water loss in plants response to drought stress, which is finely modulated by ion channels together with their regulators in guard cells, especially the S-type anion channel AtSLAC1 in Arabidopsis. However, the functional characterization and regulation analyses of anion channels in gramineous crops, such as in maize guard cells are still limited. In this study, we identified an S-type anion channel ZmSLAC1 that was preferentially expressed in maize guard cells and involved in stomatal closure under drought stress. We found that two Ca²⁺-dependent protein kinases ZmCPK35 and ZmCPK37 were expressed in maize guard cells and localized on the plasma membrane. Lesion of ZmCPK37 resulted in drought-sensitive phenotypes. Mutation of ZmSLAC1 and ZmCPK37 impaired ABA-activated S-type anion currents in maize guard cells, while the S-type anion currents were increased in the guard cells of ZmCPK35- and ZmCPK37-overexpression lines. Electrophysiological characterization in maize guard cells and Xenopus oocytes indicated that ZmCPK35 and ZmCPK37 could activate ZmSLAC1-mediated Cl^- and NO₃^- currents. The maize inbred and hybrid lines overexpressing ZmCPK35 and ZmCPK37 exhibited enhanced tolerance and increased yield under drought conditions. In conclusion, our results demonstrate that ZmSLAC1 plays crucial roles in stomatal closure in maize, whose activity is regulated by ZmCPK35 and ZmCPK37. Elevation of ZmCPK35 and ZmCPK37 expression levels is a feasible way to improve maize drought tolerance as well as reduce yield loss under drought stress.     

冠状动脉支架植入患者心理弹性状况调查及与生活质量的关系研究

目的:调查冠状动脉支架植入(ICS)患者心理弹性状况,并分析心理弹性与生活质量的关系。方法:选取2019年3月~2021年4月我院收治的ICS患者120例作为观察组,另选取同期来我院进行健康体检的志愿者80例作为对照组,对比两组患者的生活质量评分,以心理弹性量表(CD-RICS)调查ICS患者的心理弹性状况,采用Pearson相关分析ICS患者生活质量与心理弹性的相关性,采用Logistic回归分析ICS患者心理弹性水平的影响因素。结果:观察组36条目健康调查简表(SF-36)各维度评分及总评分均低于对照组(P<0.05)。120例ICS患者的心理弹性总分为(64.41±5.73)分,心理弹性各维度得分由低到高分别为乐观、力量、坚韧。Pearson相关分析结果表明,ICS患者的生活质量平均分与心理弹性总分呈正相关(P<0.05)。冠心病病程、文化程度、家庭月收入、兴趣爱好数量、居住地对ICS患者的心理弹性得分有影响(P<0.05)。冠心病患病时间≥10年、文化程度为初中及其以下、家庭月收入≤3000元、兴趣爱好为1~2个、居住地为农村是ICS患者心理弹性水平的影响因素(P<0.05)。结论:ICS患者的心理弹性水平一般,且可影响患者生活质量,受到冠心病病程时长、文化程度、家庭收入水平、兴趣爱好、居住地等多种因素影响,应制定合理措施来提高ICS患者的心理弹性,促进患者身心健康。     

盐酸多奈哌齐联合综合康复训练对老年痴呆患者认知功能、事件相关电位及血清BDNF、IGF-1的影响

目的:探讨盐酸多奈哌齐联合综合康复训练对老年痴呆患者认知功能、事件相关电位及血清脑源性神经营养因子(BDNF)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)的影响。方法:选取2017年3月~2020年3月期间来我院接受治疗的120例老年痴呆患者,根据随机数字表法分为对照组(n=60,盐酸多奈哌齐治疗)和联合组(n=60,盐酸多奈哌齐联合综合康复训练治疗)。对比两组疗效,治疗前、治疗3个月后的认知功能评分、事件相关电位、血清BDNF和IGF-1水平变化,以及治疗期间不良反应发生情况。结果:联合组的临床总有效率为91.67%,高于对照组的70.00%(P<0.05)。两组治疗3个月后日常生活能力评估量表(ADL)、临床痴呆量表(CDR)评分降低,且联合组低于对照组(P<0.05);简易精神状态量表(MMSE)评分升高,且联合组高于对照组(P<0.05)。两组治疗3个月后N1潜伏期、P2潜伏期均缩短,P3波幅均升高,且联合组治疗3个月后P2潜伏期短于对照组,P3波幅高于对照组(P<0.05);两组治疗3个月后N1潜伏期比较未见统计学差异(P>0.05)。联合组治疗3个月后BDNF水平高于对照组(P<0.05);两组治疗3个月后IGF-1水平比较未见统计学差异(P>0.05)。对照组与联合组不良反应发生率对比无统计学差异(P>0.05)。结论:老年痴呆患者在盐酸多奈哌齐基础上联合综合康复训练,认知功能可得到明显改善,同时还可调节患者事件相关电位及血清BDNF、IGF-1水平。     

微藻异养高密度培养研究进展与发展趋势*

微藻细胞可以积累大量油脂、蛋白质、多糖、色素、不饱和脂肪酸等物质,在能源、食品、饵料、保健品及药品等行业有巨大的应用价值。然而,微藻在传统光自养模式下很难实现高密度培养来大量生产这些重要的物质,进而限制了微藻的实际应用。相反,微藻在异养模式下生长速度快、生物质浓度高,可以短时间内获得大量微藻生物质。因此,异养高密度培养微藻具备大规模、高效率培养微藻生产目标产物的巨大潜力。阐述微藻异养培养的优缺点及相应技术难点的解决思路、影响微藻异养生长及目标产物积累的主要营养因子和环境因子、微藻异养高密度培养的方式及微藻异养高密度培养的当前发展水平。结合文献报道分析微藻异养高密度培养的四个具有极大发展潜力的发展方向,以期更好地利用异养模式来高效率、低成本培养微藻生产大量目标产物,满足上述多个行业对微藻原材料的巨大需求,从而加速微藻产业的发展。     

楸树CbuATX1，CbuATX1-like和CbuATX2基因克隆及生物信息学分析

开花是高等植物内部遗传因素和外界环境因素共同调节完成的复杂生命过程,是植物进入生殖生长从而具备遗传能力和繁殖能力的象征。使用PCR技术,以楸树（Catalpa bungei）混合芽cDNA为模板分别克隆CbuATX1,CbuATX1-like和CbuATX2 3个基因,并利用相关生物信息学软件对这3个基因编码的蛋白质结构进行预测,同时对基因的启动子序列进行顺式作用元件分析,通过qRT-PCR技术检测3个基因在楸树混合芽不同发育时期的表达量。结果表明：CbuATX1的CDS全长为726 bp,编码241个氨基酸,存在跨膜运输结构,属于HMA蛋白家族,与芝麻（Sesamum indicum）、甜菜（Beta vulgaris）亲缘关系较近。CbuATX1-like的CDS全长为801 bp,编码266个氨基酸,存在跨膜运输结构,属于HMA蛋白家族,与胡萝卜（Daucus carota）、欧洲橄榄（Olea europaea）亲缘关系较近。CbuATX2的CDS全长为1 554 bp,编码517个氨基酸,不存在跨膜运输结构,属于PWWP蛋白家族,与马尾草（Erythranthe guttatus）亲缘关系较近。这3个基因启动子均含有多个真核生物启动子的基本元件,如CAAT-box和TATA-box等,此外,还含有光响应、低温响应、生长素响应,以及与干旱诱导相关的MYB结合位点等3个基因与光响应密切相关,还可能参与外界环境胁迫响应等过程。qRT-PCR结果显示,上述3个基因在1年生普通楸树无性系9-1和突变株系-百日花楸树不同发育时期的表达量呈现显著差异。通过以上研究以期能够进一步阐述百日花楸树开花的性状,为楸树开花机制的研究和楸树的定向遗传改良提供理论支持。     

不同抗性泡核桃对褐斑病病原菌侵染的生理生化响应北大核心CSCD

以抗病和感病泡核桃无性系为实验材料,人工接种褐斑病病原菌后测定不同时期叶片中保护酶活性、总酚、类黄酮、叶绿素含量等相关生理生化指标,探讨不同抗性泡核桃响应褐斑病病原菌侵染的生理生化差异。结果表明:(1)接种病原菌后,感病无性系64叶片带菌率随着侵染时间的增加而升高,且显著高于抗病无性系199(P<0.05)。(2)抗病无性系199和感病无性系64叶片的SOD、POD、CAT、APX和PPO活性随着侵染时间均呈现先升高后降低的变化趋势,其中SOD、POD和APX活性均在16 d时达到最大值;与较感病无性系相比,接种后抗病无性系的POD和APX活性较强;在接种前期(1~16 d),感病无性系PPO活性高于抗病无性系,后期(16~34 d)CAT活性也较抗病无性系高。(3)抗病无性系叶片叶绿素含量始终高于感病无性系;抗病无性系MDA含量在接种后无明显变化,而感病无性系先增加后降低,其细胞膜脂过氧化较重。(4)两个无性系叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量变化较平缓,且差异不显著,在接种后期(34 d)有升高的趋势;接种5 d以后,感病无性系叶片类黄酮和总酚含量始终显著高于抗病无性系。研究发现,泡核桃抗病无性系叶片带菌率较低,较难受到侵染,并且通过提高POD和APX活性以及积累较多叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖来应对病原菌侵染引起的氧化胁迫,抑制病原菌的繁殖,从而提高其抗病能力。