重庆地区豌豆(Pisum sativum L.)种质资源收集与多样性分析

"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"重庆项目组于2015—2017年历时3年,从重庆19个区县收集豌豆地方种质资源56份。豌豆种质资源在重庆地区分布呈现出范围广、海拔跨度大的特点。本研究对上述豌豆资源的14个性状进行了遗传多样性分析,结果表明该批资源多样性丰富,其中多样性指数最高的质量性状和数量性状分别是荚型和百粒重;变异系数最大的是分枝数。聚类分析将该批豌豆资源划分为5大类群,第Ⅰ类群为大籽粒和食荚型材料;第Ⅱ类群为高产、中粒型材料;第Ⅲ类群为直立型、早熟型材料;第Ⅳ类群为叶用型兼食荚型材料;第Ⅴ类群为籽粒食用型材料。这些豌豆资源经重庆不同地区和民族农民长年选择后,在抗逆性、食荚性、食叶性、籽粒特性等方面发展出了独特性状,利用好这些资源将为今后的豌豆产业发展注入新的多样性。     

Displaying Candida antarctica lipase B on the cell surface of Aspergillus niger as a potential food-grade whole-cell catalyst

Aspergillus niger is a recognized workhorse used to produce food processing enzymes because of its extraordinarily high protein-producing capacity. We have developed a new cell surface display system de novo in A. niger using expression elements from generally recognized as safe certified microorganisms. Candida antarctica lipase B (CALB), a widely used hydrolase, was fused to an endogenous cell wall mannoprotein, CwpA, and functionally displayed on the cell surface. Localization of CALB was confirmed by enzymatic assay and immunofluorescence analysis using laser scanning confocal microscopy. After induction by maltose for 45 h, the hydrolytic activity and synthesis activity of A. niger mycelium-surface displayed CALB (AN-CALB) reached 400 and 240 U/g dry cell, respectively. AN-CALB was successfully used as a whole-cell catalyst for the enzymatic production of ethyl esters from a series of fatty acids of different chain lengths and ethanol. In a solvent-free system, AN-CALB showed great synthetic activity and afforded high substrate mole conversions, which amounted to 87 % for ethyl hexanoate after 2 h, 89 % for ethyl laurate after 2 h, and 84 % for ethyl stearate after 3 h. These results suggested that CwpA can act as an efficient anchoring motif for displaying enzyme on A. niger, and AN-CALB is a robust, green, and cost-effective alternative food-grade whole-cell catalyst to commercial lipase.     

乌鲁木齐地区典型灌木群落结构特征及其多样性研究

根据2013年对乌鲁木齐地区典型灌木群落野外50个样地调查的数据,结合双向指示种分析分类方法,从各群落基本特征、物种组成、区系特征、物种多样性等方面对乌鲁木齐地区典型灌木群落结构特征及其多样性进行了分析。结果表明:(1)被调查的50个样地灌木植被群落中共出现了169种植物(其中灌木植物36种,草本植物133种),隶属于118属,31科,其中以藜科、菊科、禾本科等干旱区的表征科居多。灌木物种的植物区系以地中海区、西亚至中亚分布和北温带分布为主。(2)采用TWINSPAN分类方法可将50个样方划分为10个灌木群落类型。乌鲁木齐地区典型灌木群落多样性指数偏低,黑果小檗+宽刺蔷薇+金丝桃叶绣线菊群落的多样性指数最大,群落之间水平差异显著;欧亚圆柏群落、宽刺蔷薇+矮锦鸡儿群落和铃铛刺+喀什菊群落次之;多枝柽柳群落和琵琶柴+喀什霸王群落最低。(3)属于灌丛植被类型的灌木群落,物种多样性指数为草本层灌木层;属于荒漠植被类型的灌木群落,物种多样性空间结构为灌木层草本层。     

两步法硫酸水解热凝胶生产β-1,3-葡寡糖

对硫酸水解热凝胶制备β-1,3-葡寡糖进行了研究。首先建立了葡寡糖的分析方法,采用半制备HPLC分离热凝胶水解液得到β-1,3-葡寡糖,利用ESI-MS和TLC技术对分离组分进行了成分鉴定。考察了反应温度和反应时间对热凝胶寡糖收率的影响,结果表明,两步法硫酸水解获取低聚合度β-1,3-热凝胶寡糖(DP 2~6)的较优水解条件为:1.0 mol/L硫酸于70℃水解1%热凝胶6h,回收水解残留物后于80℃继续水解3 h;对于较高聚合度寡糖(DP 7~10)两步水解时间分别为4 h和1 h较为合适。     

花生黄曲霉抗性与SR和α-微管蛋白相关性

信号识别颗粒受体在分泌性蛋白合成和分泌过程中起重要作用。微管蛋白对细胞内各种生命活动都是必需的。将数据库中花生抗黄曲霉和敏感品种的两类α-微管蛋白α和α7和SR蛋白进行序列比较分析发现,在种子发育早期5,α-微管蛋白在敏感品种各有三条EST,抗性品种各有一条EST,晚期7只有抗性品种各有一条EST。SR只在抗性品种的6、7时期各有一条EST,敏感品种中没有。用荧光定量PCR方法对抗性品种KB153与敏感品种JH1012发育中不同时期的果实和部位进行差异表达分析,结果表明在果实发育早期的小果期,SR、α-微管蛋白α和α7在抗性品种中都显著上调表达,说明SR介导的内质网蛋白质运输途径与黄曲霉抗性有关。SR基因在抗性品种的子叶中的表达也上调,这与抗性品种中一些贮藏蛋白含量尤其是蛋白酶抑制剂高于敏感品种的现象一致。     

快速打破结缕草种子休眠方法的比较

用水和30%NaOH对结缕草(Zoysia japonica Steud.)种子进行浸种处理,筛选能快速打破结缕草种子休眠的方法.结果表明:用水浸种6d,8d内发芽率仅为14.70%;用30%NaOH浸种120min,8d内发芽率也仅达28.00%;而用水浸泡2d后再用30%NaOH处理40min,8d内结缕草种子的发芽率达到了82.00%.说明用水和30%NaOH综合处理的方法可以快速有效打破结缕草种子休眠,缩短发芽周期,达到快速出苗的目的.     

London/Swedish双突变APP转基因小鼠的鉴定

鉴定及评价APP双突变阿尔茨海默病的转基因小鼠模型。方法将London/Swedish双突变APP基因插入到PDGF启动子下游,构建转基因表达载体,通过显微注射法建立APP695^V652I/K596N/M597L双突变转基因C57BL/6J小鼠。PCR鉴定APP695双突变转基因小鼠的基因表型,RT-PCR和Western blotting检测APP突变基因表达,免疫组化检测APP695双突变转基因小鼠大脑病理改变。水迷宫检测APP695^V652I/K596N/M597L转基因小鼠的行为学改变。结果建立了2个品系的人APP695^V652I/K596N/M597L转基因小鼠。抗Aβ1-17免疫组织化学显示APP695双突变转基因小鼠海马区阳性细胞数较APP695^V652I单突变转基因小鼠,及野生小鼠阳性细胞数明显增多,胞膜着色明显加深。双突变转基因小鼠在5月龄时可检测到老年斑。行为学检测显示APP695^V652I/K596N/M597L双突变转基因小鼠学习记忆能力比APP695^V652I单突变转基因小鼠有明显下降。结论APP695^V652I/K596N/M597L转基因小鼠较APP695^V652I转基因小鼠更早出现老年斑及学习认知能力障碍。成功建立了人APP695^V652I/K596N/M597L转基因小鼠阿尔茨海默病模型,为研究阿尔茨海默病发病机制和药物研发提供了有价值的动物模型。     

向日葵种群中植株个体大小对其氮素利用策略的影响

我们利用Berendse和Aerts提出的氮素利用效率(NUE)概念及原理研究了高密度一年生草本植物向日葵(Helianthus annuus L.)种群中植株个体大小对其氮素吸收利用的影响,并对种内竞争进行了分析。结果表明,植株对氮素的吸收与其个体大小不成线性关系,说明种群内不同植株个体对土壤氮素的竞争属于非对称竞争。植株的氮素损失随着个体大小的增加而增加。个体较大的植株具有较高的氮素输入率和较低的氮素输出率,因而具有较高的氮素净增加值。植株的氮素生产力(NP)和氮素平均滞留时间(MRT)均与植株个体大小呈正相关。较大的植物个体具有较高的NP和较长的MRT,由于NUE为NP和MRT二者的乘积,因而较大个体植株的NUE高于个体较小的植株。同种植物的不同个体的NP和MRT之间不存在协衡关系。氮素回收效率(NRE)与植株个体大小密切相关。在个体水平上,较大的植株个体具有较高的NUE与其较高的NRE有关。种群内植株个体对土壤氮素的非对称竞争主要由于植株对氮素的吸收和利用效率不同所致。因此,Berendse和Aerts提出的氮素利用效率概念不仅适用于研究种间的养分利用策略,对于种内不同植株的养分策略研究也同样适用。     

Spatial distribution of Holcocerus hippophaecolus (Lepidopetera: Cossidae) pupae in a seabuckthorn (Hippophae rhamnoides) stand.

The seabuckthorn carpenter moth,Holcocerus hippophaecolus,which has a generation time of four years,is recently becoming one of the major pests of the seabuckthorn (Hippophae rhamnoides) in Inner Mongolia,Liaoning,Shanxi,Ningxia and Shaanxi of China (Hua et al.,1990).The larvae of the H.hippophaecolus mainly damage the stems and roots of the seabuckthorn,and the mature larvae pupate in the soil.The spatial distribution of the pupae was analyzed by using biostatistics and geostatistics in order to effectively control the insect and further study the spatial distribution of the population.Results show that most of the pupae (90%) had an eclosion time span from early June to the end of July.The sex ratio of the pupae was nearly 1:1 in the woodland samples.In addition,24.3% of the 971 trees investigated had pupae and it ranged from 0 to 4 per tree within a distance of 1.3 m from the base of the stem.90% of the pupae were aggregated within a distance of 1 m from the base of the stem.The pupae show intense spatial aggregation in the sampled woodland which had an 11.1 m spatial dependence and a 90.7% intensity in the local spatial continuity.Moreover,the population presented an intensive spotted distribution and many aggregated spots were found in the woodlands.As for the relationship between grid size and variogram of the pupae,the variations in the range,the intensity of local spatial continuity and the sill were all very low or non-existent when the grid size was 5 m,6 m or 7 m.Whereas,the value of the decisive coefficient was the biggest when the grid size was 5 m making it the ideal grid size.     

MicroRNA靶向病毒携带的microRNA模拟靶序列对病毒的抑制作用

Micro RNA模拟靶序列(target mimic,TM)通过竞争性结合miRNA,从而干扰miRNA对靶标m RNA的调控.我们前期工作发现:以黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)作为载体在植物体内表达TM序列有效地抑制了miRNA的活性或稳定性,从而消减了miRNA对靶基因的调控.但是,miRNA与CMV携带的TM序列的结合在一定程度上抑制了病毒的积累.研究分析了miRNA靶向病毒携带的TM序列对病毒抑制作用的内在原因.a.通过RNA印迹分析CMV携带不同miRNA TM序列对病毒积累的影响,进一步明确miRNA靶向病毒携带的TM序列对病毒的抑制作用;b.利用GFP作为报告基因,通过荧光显微镜、蛋白质印迹以及RNA印迹分析TM序列对重组病毒积累的影响;c.以GFP作为报告基因,利用荧光显微镜观察和免疫印迹方法分析模拟靶序列对GFP翻译的影响;d.利用CMV病毒的反式复制系统分析miRNA模拟靶序列对病毒负链RNA合成的影响.结果表明,多种植物内源的miRNA靶向CMV基因组携带的miRNA TM序列,在不同程度上抑制了病毒的积累,miRNA与其TM序列的结合抑制GFP蛋白的翻译和负链的合成.植物内源的miRNA通过与病毒基因组携带的miRNA模拟靶序列结合,通过抑制病毒蛋白的翻译以及病毒负链RNA的合成,从而降低了病毒的积累水平.基于该论文的研究结果有可能建立一种抗病毒的新方法.