钙离子通道蛋白的研究进展

钙离子是最广泛存在的细胞内信使,调控着几乎所有生命过程。最近的结构生物学研究解析了很多不同种类的钙离子通道在不同开放-关闭状态下的近原子分辨率结构。有关进展揭示了这些通道的分子组成、动态活动、生理功能、调控修饰的分子基础,为阐明钙信号转导和相关疾病的微观机制提供了理论基础.     

裂解多糖单加氧酶高效催化的研究进展

裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases,LPMOs)是一类新发现的铜离子依赖性的氧化酶,常具有多种模块化组合,能够高效氧化降解生物质多糖.LPMOs的催化结构域为β三明治结构,活性中心含有一个铜离子.该酶的催化反应过程相对于糖苷水解酶类更加复杂,LPMOs结合底物后,首先要接受电子供体提供的电子,通过电子传递链传递给活性中心的Cu[Ⅱ],将其还原为Cu[Ⅰ],Cu[Ⅰ]结合并活化分子氧后,再氧化降解多糖链的糖苷键,生成氧化产物和非氧化产物.近年来的研究表明,在木质纤维素降解酶系中加入LPMOs能显著提高其对结晶纤维素的转化效率,因此LPMOs相关研究的深入开展可以拓展人们对其高效降解机制的认识,从而为高效降解酶系的复配以降低工业规模的生产成本等提供理论指导.本文综述了该领域相关研究的最新进展,分析了LPMOs潜在的研究方向与工业化应用的前景.     

中国酢浆草科1新记录种——长梗感应草及其后选模式指定

报道了酢浆草科(Oxalidaceae)感应草属(Biophytum DC.)的1个中国新记录种——长梗感应草[Biophytum reinwardtii(Zucc.)Klotzsch],提供了其形态描述和标本照片,并对其后选模式作了选定。该种新发现于中国西南部中缅边境的盈江县。长梗感应草与感应草[B.sensitivum(Linn.)Candolle]最为近似,但前者的花梗在花期长5~7mm,而后者的花梗长约1mm,两者容易区别。     

5-氨基乙酰丙酸对苹果叶片耐弱光能力的影响

为了探讨5-氨基乙酰丙酸(ALA)对苹果耐弱光性的影响,以‘润太2号’和‘郑优3号’两个品种苹果为材料,设置露天对照(CK)、轻度遮荫(LS)和重度遮荫(SS)3种光照条件,通过根际浇灌法研究了10mg·L~(-1) ALA处理对弱光条件下苹果叶片活性氧代谢与叶绿素荧光特性的影响。结果显示:(1)与CK相比,弱光胁迫显著降低了两品种苹果叶片的超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)的活性,增大了超氧阴离子(O_2~(-·))产生速率以及过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,且‘郑优3号’的活性氧产生速率及MDA含量在弱光下的升高幅度更大;ALA处理显著提高了弱光胁迫下两品种的保护酶活性,降低了活性氧产生速率和MDA含量,并以耐弱光性较差的‘郑优3号’的变化更显著。(2)在弱光胁迫下,苹果叶片的叶绿素含量和叶绿素b/a升高,而ALA处理使二者进一步显著升高。(3)弱光胁迫下,苹果叶片的叶绿素荧光参数V_J、M_o、DI_o/RC显著升高,而ψ_o、ψE_o、ψR_o、PI_(ABS)、PI_(CS)和PI_(total)显著降低;ALA处理抑制了叶绿素荧光参数在弱光胁迫下的变化,甚至使其达到优于对照的水平。研究表明,弱光条件下苹果的抗氧化能力较差,受到明显的氧化伤害,且‘郑优3号’的耐弱光能力比‘润太2号’差;ALA处理提高了苹果在弱光下的抗氧化能力,降低了弱光对苹果叶片的氧化伤害,同时还提高了弱光条件下苹果叶片捕捉、传递和转化光能的效率,改善了光合电子传递情况,增大了苹果叶片在弱光胁迫下的光能利用效率,改善了光合性能;根灌ALA可以明显提高苹果的耐弱光性。     

基于SSR标记的新疆野杏群体遗传多样性及遗传结构

利用27对SSR分子标记对新疆4个野杏群体遗传多样性和遗传结构进行分析,评价新疆野杏遗传多样性水平和分化程度,为新疆野杏合理保护与利用提供科学依据。结果显示：（1）27对SSR引物共检测到431个等位基因（N_a）,各位点平均等位基因数（N_a）和多态性信息含量（PIC）分别为15.96和0.84;物种水平上Shannons信息指数（I）和期望杂合度（H_e）分别为2.21和0.78。（2）群体水平上等位基因数（N_a）、有效等位基因（N_e）、Shannons信息指数（I）、期望杂合度（H_e）和观察杂合度（H_o）分别为10.98、5.85、1.92、0.79和0.55;其中新源县野杏群体遗传多样性最丰富,巩留县群体遗传多样性最低。（3）基于F统计量分析的遗传分化系数（F_st）为0.05,基因流（N_m）为5.26;分子方差分析显示新疆野杏群体大部分遗传变异来自群体内（95.4%）,群体间的遗传变异仅占4.6%。（4）新疆野杏群体遗传距离为0.06~0.49,平均为0.24;遗传相似度为0.61~0.94,平均为0.80;遗传相似度的聚类分析和遗传距离的主坐标分析结果一致,均将供试4个群体划分为两组;Mantel检测显示,新疆野杏群体遗传距离与地理距离无显著相关（r=0.332,P＝0.16）。研究表明,新疆野杏资源具有丰富的遗传多样性,群体遗传分化程度较低,群体间遗传距离较小,这与新疆野杏群体的大小和悠久的演化历史以及群体间频繁的基因交流相关。     

荒漠草原中间锦鸡儿林土壤养分效应对群落组分和多样性的影响

为系统认识荒漠草原中间锦鸡儿人工林草本植被特征及演变趋势对土壤养分的响应,采用空间代替时间的方法,以天然草地为对照,构建3个中间锦鸡儿林龄(16a、25a、37a)研究序列,调查不同中间锦鸡儿林灌丛内外土壤植被并分析二者之间的关系。结果表明:(1)随林龄增加,不同功能群植物重要值呈不同变化趋势,其中禾本科植物显著增加,豆科植物显著降低,杂草类植物先减小后增加。(2)α多样性分析显示,荒漠草原中间锦鸡儿人工林16a灌丛外物种丰富度(S)、香浓维纳指数(H)最高(P0.01);不同林龄均匀度指数(J)、优势度指数(P)未表现出明显的变化规律。(3)β多样性分析显示,Cody指数(βc)和Morisita-Horn(CMH)相似指数均表现出16a与25a、37a之间的物种差异较大、25a与37a之间物种差异相对较小、37a中间锦鸡儿林与天然草地物种组成相似,βws指数在25a中间锦鸡儿林最大。(4)人工中间锦鸡儿林存在显著的土壤碳氮"肥岛效应",其中土壤有机碳是不同林龄植物群落组成差异的显著性影响因子,土壤速效氮为不同林龄灌丛外植物多样性差异的显著性影响因子,但灌丛内植物多样性对土壤养分的响应并不显著。研究认为,中间锦鸡儿林土壤养分演替正效应提高了植物多样性,增强了植物物种的更替程度,但建植后期(37a)植物群落存在向天然草地演替趋势。     

干旱胁迫对枇杷生理特性及生长的影响

以3年生‘大五星’枇杷嫁接苗为试验材料,通过盆栽控水试验设置4个水分处理梯度:对照(CK)、轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)和重度胁迫(SS),研究不同程度土壤干旱对枇杷幼树的生长和生理特性的影响。结果显示:(1)枇杷的株高、地上和地下生物量随干旱胁迫的增强呈下降趋势。(2)在轻度和中度胁迫下叶片叶绿素含量增加,随着土壤水分的减少,叶绿素含量和叶片相对含水量(LRWC)均显著下降。(3)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着干旱胁迫的加剧均显著下降,其中Gs下降幅度最大,而胞间CO2浓度(Ci)则表现为先下降后上升,重度胁迫时叶片的水分利用率(WUE)最低。(4)干旱的加重使叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性呈现先增加后降低的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性在轻度胁迫下最为活跃但在重度胁迫时显著降低,丙二醛(MDA)含量在中度胁迫第10天开始显著升高。(5)随干旱胁迫的加剧游离脯氨酸(Pro)含量增加且在重度胁迫第10天达到最大值,而可溶性蛋白(SP)含量在胁迫后期与对照无显著差异,可溶性糖(SS)含量在重度胁迫后期达到峰值且与对照差异显著。研究表明,在轻度和中度干旱胁迫下,枇杷叶片光合作用受到抑制,但能够积极调控抗氧化酶的活性和渗透调节物质的含量等来增强耐受性,而重度胁迫下,叶片膜系统和光合系统受到损伤,枇杷生长受到严重抑制。     

不同生态烟区烤烟δ~(13)C值与生理及品质特征的比较研究

以烤烟品种K326为试验材料,在云南、福建和河南三个生态烟区大田种植,自烟叶生理成熟期起至工艺成熟期,分4次采集中部(第11叶位)烟样,对烟叶的δ13 C值、总碳、全氮、光合色素等进行测定,比较不同生态烟区烤烟δ13 C值的分布、生理生态适应性及品质特征。结果表明:(1)三个生态烟区烟叶δ13 C值、总碳、碳氮比、比叶重、叶绿素a、总叶绿素含量均表现为云南福建河南,全氮含量则为河南云南福建,叶绿素b含量为云南河南福建,类胡萝卜素含量为河南福建云南,其中的δ13 C值、总碳、碳氮比、类胡萝卜素含量在福建和云南烟区间较为接近。(2)烟叶δ13 C值与总碳含量在云南呈正相关,在福建、河南呈负相关关系;三个生态烟区烟叶δ13 C值与全氮含量均呈负相关关系;δ13 C值与光合色素含量在云南、河南烟区均呈正相关关系,在福建烟区均呈负相关关系;δ13 C值与烟碱、氮、钾、氯呈负相关关系,与总糖、还原糖呈正相关关系。(3)云南烤烟香韵丰富,刺激性中等,化学成分协调性最好;河南烤烟香气量较高,刺激性较大;福建烤烟在香气量和化学成分协调性方面表现较差。研究发现,烟叶δ13 C值与烟叶的生理特征、品质特征存在紧密联系,用烟叶的δ13 C值、生理指标、化学品质可区分不同生态烟区烤烟香气风格和品质特征。     

干旱胁迫下叶面喷施褪黑素对滁菊幼苗生理生化特性的影响

以滁菊品种"金玉"幼苗为材料,通过日光温室内盆栽实验,在中度干旱胁迫条件下(土壤田间持水量的40%),研究叶面喷施外源褪黑素(MT,100μmol·L-1)对滁菊幼苗生长及生理生化特性的影响,探讨提高滁菊耐干旱性的新途径。结果表明:(1)与对照相比,干旱胁迫处理降低了滁菊叶片叶绿素含量、净光合速率和水分利用效率,提高了可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,而叶片MDA含量和相对电导率显著增加,显著抑制了滁菊幼苗的生长。(2)在干旱胁迫条件下,外源MT可显著提高滁菊幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,并显著降低了叶片相对电导率和MDA含量,使幼苗保持较高叶绿素含量和净光合速率。(3)与干旱胁迫处理相比,外源MT处理的滁菊地上部和根系干重、鲜重均显著增加。研究发现,外源褪黑素(MT)在一定程度上可通过促进滁菊幼苗渗透调节物质的积累,有效降低干旱胁迫对其细胞膜的伤害,维持其正常的细胞膜功能,保持其较高的光合速率和水分利用效率,从而增加其对干旱环境的适应性。     

刚毛柽柳液泡膜H~+-PPase基因的克隆与胁迫下的表达分析

通过对刚毛柽柳转录组分析,鉴定获得1个液泡膜H~+-PPase基因的cDNA序列,命名为ThVP1。该cDNA序列全长3 022bp,开放阅读框为2 298bp,编码765个氨基酸,编码蛋白相对分子质量80.37kD,理论等电点5.25。ThVP1编码蛋白的疏水性较强,含有13个跨膜区。氨基酸多序列比对结果显示,ThVP1具有典型的液泡膜H~+-PPase家族3个高度保守片段(CS1、CS2和CS3),与大豆VP1氨基酸序列一致性最高,为93%。系统进化分析表明,ThVP1属于I型液泡膜H~+-PPase基因。实时荧光定量RT-PCR分析显示,NaCl和PEG胁迫下,ThVP1在柽柳根和叶中均呈现明显上调表达,表达量最高达到对照的20.9倍,暗示ThVP1可能在刚毛柽柳抗旱耐盐过程中发挥重要作用。