入侵种的DNA条形码鉴定

生物安全研究的范畴涉及任何由生物威胁所造成的风险。随着害虫优先考虑级别的不断变化,以及国家和部门间相互协作的不断加强,对DNA分子鉴定技术的标准化提出了更迫切的要求,而DNA条形码的出现为此类问题的解决提供了很好的机遇。我们以前人对毒蛾和果蝇的研究为例,比较了DNA条形码技术与PCR-RFLP等传统方法的鉴定效果,在此基础上提出了建立一个可对不同入侵种进行快速和准确鉴定的条形码技术平台的构想。     

花棒茎流对降雨的响应

干旱半干旱区植物生理过程的水分响应依赖于降雨强度和频率,研究典型沙生植物对降雨的响应有助于预测未来气候条件下荒漠生态系统的结构和功能变化.2012和2013年花棒生长季,在宁夏盐池采用包裹式茎流仪对花棒茎流进行连续观测,分析茎流在晴天和雨天的变化特征及其对不同降雨事件的响应.结果表明: 雨天的花棒日茎流量低于晴天.晴天,茎流日变化呈“几”字型宽峰曲线,与太阳辐射和相对湿度呈正相关;雨天,茎流日变化呈多峰曲线或者一直处于极低状态,与太阳辐射和空气温度呈正相关.降雨不仅可以通过影响当天太阳辐射、空气温度、饱和蒸汽压差和相对湿度影响花棒茎流通量,还通过调控土壤含水量影响降雨后的茎流通量.降雨量<20 mm时,降雨前后茎流通量差异不显著;降雨量>20 mm时,降雨后的茎流通量比降雨前有显著提高.高土壤含水量不仅能够提高茎流通量,并且能够提高茎流通量对太阳辐射、饱和水汽压差和空气温度的响应敏感性.     

尖吻蝮蛇未知C类凝集素蛋白cDNA扩增、克隆与表达

蛇毒中C类凝集素(C-TLs)超家族蛋白,是具有抗凝血等功能的一族蛋白质.根据测得的蛇毒蛋白的N端氨基酸序列,设计PCR引物;从湖南尖吻蝮蛇毒腺中提取总RNA,经反转录,再通过温度降落锚式PCR,在只使用一个特异性引物和一个通用引物、进行一次循环数不超过30的非巢式反应的条件下,即获得两个较为清晰的扩增条带;其中之一带经克隆、测序、比较,证明其与已知的蛇毒中C类凝集素超家族蛋白质有较高的同源性.在大肠杆菌中获得高效融合表达,融合蛋白占细胞总蛋白的26%～30%.     

斑鳜myostatin基因及其启动子的克隆与序列分析

采用Tail-PCR和常规PCR技术首次克隆出斑鳜myostatin基因及其启动子序列。经生物信息学分析发现,斑鳜myostatin基因由3个外显子和2个内含子组成,编码区1131bp,共编码376个氨基酸。斑鳜myostatin启动子区域大小为840bp,存在1个TATAA-box、4个E-box和1个CAAT-box作用元件。利用软件CLUSTALW和MEGA3.1构建14种硬骨鱼的myostatin启动子的系统进化树结果表明:斑鳜同大口黑鲈亲缘关系最近,与鲤鱼和缨野鲮亲缘关系较远,其结果与传统形态学分类中的亲缘关系一致。斑鳜myostatin基因及其启动子克隆与特征分析,将为进一步研究鱼类myostatin基因的表达调控及其功能分析提供参考。     

一株内生砖红镰刀菌促进烟草生长和增强青枯病抗性

课题组前期报道了一株对马铃薯具有促生防病作用的内生砖红镰刀菌Fusarium lateritium (FL617)。为拓展该菌株的应用范围,本研究以同为茄科作物的烟草为研究对象,探究了砖红镰刀菌对其生长和抗病的影响。结果表明,与对照组相比,处理组叶表面积、主根数、叶片数、叶绿素a和叶绿素b含量分别提高了5.0、3.9、1.4、1.3和1.3倍;该结果表明砖红镰刀菌对烟草具有促生作用。生测结果表明,砖红镰刀菌增强了烟草对青枯病的抗病性,其青枯病病情指数下降约30%。植物激素合成相关基因表达模式分析,发现处理组植物激素合成相关基因表达显著上调(1.6-39.9倍);用青枯病菌Ralstonia solanacearum感染寄主植物后分析其水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和R基因信号相关基因的转录模式,发现与对照组相比,处理组SA、JA相关基因均显著上调(1.2-8.3倍),仅有一个R基因显著下调(50%)。进一步用GFP标记的菌株进行荧光定殖观察,发现植物根系周围簇生着带有绿色荧光信号的真菌菌丝,表明砖红镰刀菌可以定殖于烟草根系。综上所述,推测砖红镰刀菌F. lateritium能够通过定殖于烟草根系介导植物激素、免疫防御相关基因的表达从而影响植株的生长发育和抗病性。     

油蒿(Artemisia ordosica)光化学量子效率和非光化学淬灭的动态及其影响因子

叶绿素荧光的测定是探究干旱半干旱区沙生植物对环境变化响应的重要手段,叶绿素荧光的动力学研究对认识植物适应环境胁迫的生理生态过程与机制具有重要意义。本文于2012年6—10月研究了宁夏盐池油蒿(Artemisia ordosica)的光化学量子效率(Φ)和非光化学淬灭(NPQ)的季节变化和日变化,及其与光合有效辐射(PAR)、相对湿度(RH)和空气温度(Ta)的关系。结果表明:在观测期内,油蒿的Φ随PAR和Ta升高而降低,随RH的升高而升高,NPQ的变化与Φ相反;在日变化尺度,油蒿的Φ(R20.92)和NPQ(R20.90)与PAR紧密相关,而与空气温度(Ta)和相对湿度(RH)的日变化存在3~4 h的滞后;此外,在相同PAR下,生长季前期的Φ大于后期,生长季旺期的NPQ大于末期;因此,PAR、Ta和RH对Φ和NPQ均有影响。     

Contrasting Strategies of Alfalfa Stem Elongation in Response to Fall Dormancy in Early Growth Stage: The Tradeoff between Internode Length and Internode Number

Fall dormancy (FD) in alfalfa (Medicago sativa L.) can be described using 11 FD ratings, is widely used as an important indicator of stress resistance, productive performance and spring growth. However, the contrasting growth strategies in internode length and internode number in alfalfa cultivars with different FD rating are poorly understood. Here, a growth chamber study was conducted to investigate the effect of FD on plant height, aboveground biomass, internode length, and internode number in alfalfa individuals in the early growth stages. In order to simulate the alfalfa growth environment in the early stage, 11 alfalfa cultivars with FD ratings from one to 11 were chosen and seeded at the greenhouse, and then were transplanted into an artificial growth chamber. The experimental design was a randomized complete block in a split-plot arrangement with three replicates. Plant height, above-ground biomass, internode length, and internode number were measured in early growth stage in all individuals. Our findings showed that plant height and the aboveground biomass of alfalfa did not significantly differ among 11 different FD rated cultivars. Also, internode length and internode number positively affected plant height and the aboveground biomass of alfalfa individuals and the average internode length significantly increased with increasing FD rating. However, internode number tended to sharply decline when the FD rating increased. Moreover, there were no correlations, slightly negative correlations, and strongly negative correlations between internode length and internode number in alfalfa individuals among the three scales, including within-FD ratings, within-FD categories and inter-FD ratings, respectively. Therefore, our results highlighted that contrasting growth strategies in stem elongation were adopted by alfalfa with different FD ratings in the early growth stage. Alfalfa cultivars with a high FD rating have longer internodes, whereas more dormant alfalfa cultivars have a larger number of internodes. There were tradeoffs between internode length and internode number in response to FD in alfalfa, which reflected certain scale-dependence.     

林下引入耐阴树种功能性状特征及其与生长的关系

植物功能性状之间的协调性揭示了其适应特定生境的主要策略,而植物早期生长与功能性状可能具有很大关联性。为探讨林下引入耐阴树种的根、茎、叶功能性状协调性及其与生长的关系,研究了杉木人工林林下引入5种常绿阔叶树种（洒金叶珊瑚、杨桐、蚊母树、栀子和海桐）的生长率（树高和地径相对增长率）以及27个根茎叶形态、生理性状指标。结果表明：（1）由主成分分析（Principal component analysis,PCA）可知耐阴树种种间根茎功能性状关联更紧密。此外,种间根、茎性状的变异系数均小于叶面积;（2）耐阴树种种间和种内关键性状与生长率网络关联性差异较大。在种间水平上,生长率与大部分叶性状显著正相关,与根茎性状多为显著负相关;在种内水平上,关键性状与生长率关系网更加复杂;（3）树高相对增长率是种间和种内关系网中心性最高的生长率指标。种间中心性最高的性状指标是叶面积;叶、茎生物量占比和根干物质含量是种内中心性最高的性状指标。但只有叶面积与树高相对增长率在种间和种内均显著正相关,因此,叶面积更适合作为指示林下耐阴树种生长率变化的性状。总体上,耐阴树种叶性状对生长率的调控要强于根茎性状,其中引入较大叶面积的常绿阔叶树种可能更有利于杉木纯林的人促更新和高效复层林的构建。     

分子标记遗传效应预测杂交水稻产量性状

选用13个水稻不育系和19个恢复系按NCⅡ设计配制两套不完全双列杂交组合151个,2005年分别在重庆和泸州种植,结合AFLP和SSR标记位点的遗传效应,预测7个产量性状值。用两套组合F1产量性状对标记多态性位点进行筛选,获得阳性位点和增效位点及其加性和(或)显性效应值,通过逐步回归构建分子标记遗传效应预测产量性状模型,并对不同亲本组合(套间预测)及固定亲本组合产量性状进行了预测。结果表明:(1)阳性和增效位点进行套间预测的效果,绝大多数不理想(预测值与实际值的相关系数为-0.55~0.45),且预测效果不稳定;(2)阳性和增效位点对第二套固定亲本组合的预测效果相近,均优于套间预测,其中对固定恢复系组合的预测好于对固定不育系;(3)对固定亲本组合大部分产量性状的预测达到较理想水平,其中增效位点对固定不育系组合结实率、固定恢复系组合有效穗数、阳性位点对固定恢复系组合穗着粒数、单穗重的预测在0.6以上。用分子标记遗传效应预测产量性状,只需少数标记,应用方便,特别是对水稻育种亲本选配具有重要指导意义。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin-6的克隆、序列分析和组织表达

本文利用RT-PCR和RACE方法,获得了家蚕Bombyx mori丝氨酸蛋白酶抑制剂基因（serpin）的开放读码框(ORF) 和5′UTR序列。根据该基因与其他昆虫serpin的同源性关系将其命名为家蚕serpin-6 基因,GenBank登录号EU159447。为了研究serpin-6与家蚕免疫反应的相关机理,对serpin-6基因的组织表达和免疫刺激反应进行了研究。结果表明该基因在家蚕的头部和生殖腺中mRNA表达量非常高,在中肠,脂肪体,丝腺和血淋巴表达量较低。用脂多糖(LPS) 刺激5龄第3 d家蚕后,serpin-6基因在脂肪体和血淋巴中都被显著诱导表达,且都在刺激6 h后表达量最高。推测该基因在家蚕细胞免疫反应中起着一定的作用。