植物生长发育和逆境响应中SR-like蛋白的研究进展

同一基因pre-mRNA经可变剪接(alternative splicing, AS)后能够产生不同的转录本,使得编码的蛋白在细胞中的定位、稳定性和翻译后修饰的功能发生改变,进而增强应答发育及环境胁迫的能力,富含丝氨酸-精氨酸蛋白(serine/arginine-rich proteins, SR proteins/SR)是决定可变剪接效率和准确性的一个重要剪接因子家族。该文在简要介绍SR蛋白概念、分类的基础上,首次系统综述了植物特有的SR蛋白亚家族SR-like(SR45/45a)结构特点、成员构成、亚细胞定位和转录调控功能,尤其是对于非生物胁迫应答过程中相关基因可变剪接的调控机制进行了阐述,并展望了未来植物SR-like可能的前景方向和研究内容。     

大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

利用CRISPR/Cas9系统构建ITGαV及ITGβ3敲除细胞系

本试验旨在采用CRISPR/Cas9技术获得整合素αV(Integrin αV,ITGαV)及整合素β3(Integrin β3,ITGβ3)基因敲除的猪睾丸(Swine testicle,ST)细胞系,进而在细胞水平上研究ITGαV及ITGβ3在猪δ冠状病毒(Porcine deltacorovirus,PDCoV)入侵过程中的作用及相互作用机制。根据GenBank上猪的ITGαV及ITGβ3基因序列分别设计三对引导RNA(sgRNA),并整合到LentiCRISPR‐V2载体上,与辅助质粒pSPA×2及pMD2.G共转染293 T细胞进行慢病毒包装,包装完成后感染ST细胞并用嘌呤霉素进行压力筛选。用T7酶进行酶切检测,选出编辑效率较高的细胞群体,进一步用有限稀释法筛选出单克隆敲除细胞系。对分离出的ST‐ITGαV^KO(敲除ITGαV基因的ST细胞)及ST‐ITGβ3^KO(敲除ITGβ3基因的ST细胞)的单克隆细胞系进行测序和Western Blotting鉴定,结果显示ITGαV与ITGβ3均被成功敲除。采用敲除细胞系进行PDCoV感染试...     

拟南芥ACOL8基因在乙烯合成与响应中的功能分析

植物激素乙烯在多种生理生化过程中发挥重要作用,但其在特定组织器官中的合成机制尚不完全清楚。拟南芥中存在12个功能未知的ACC氧化酶类似蛋白（ACO-like homolog,ACOL）,运用基因定点编辑技术构建了ACOL8的功能丧失型突变体,发现该基因的突变削弱了经典的乙烯“三重反应”。与野生型相比,突变体黄化幼苗下胚轴及主根的长度显著增加,这与突变体对外源ACC的敏感性下降现象一致。同时还发现ACOL8基因的表达受乙烯信号的正反馈调控,EIN3过表达增强其表达水平,而etr1-3的突变则产生相反效应。再者,在正常条件下,ACOL8基因的突变并未影响拟南芥的生长;但在盐胁迫条件下,突变体的根冠比显著下降,这说明该基因参与植物的盐胁迫响应。综上,这些结果说明ACOL8可能具有ACC氧化酶的功能,参与乙烯的合成与响应。     

自然保护地政策对区域生态环境质量的影响——以三江源地区为例

研究自然保护地政策的生态成效有助于未来更好地开展自然保护地保护和治理。以三江源地区为例,通过构建土地利用动态度和土地覆被转类指数考察了自然保护地的空间布局特征对生态环境质量的影响,刻画了自然保护地政策生态成效在自然保护地内外的空间差异性,结合最小二乘法和实地调研结果探究了保护地政策对生态环境质量的影响机制。结果表明：自然保护地政策实施以来,三江源全域生态环境质量提升越来越明显,未利用地转化为生态地类是促进生态提升的最主要的用地变化类型。集中连片分布的大型保护地生态成效明显,而分布零散且靠近行政边界的小型保护地生态成效相对较小;尽管保护地生态成效优于非保护地,但保护地与周围地区的生态提升具有同步性。保护地政策通过在保护地内实施生态保护和修复项目显著促进了生态环境质量的提升,同时通过采取限牧禁牧、引导转业转产等措施减轻了农牧民活动对生态环境的压力。未来应推动以国家公园为核心的生态系统完整性保护网络体系建设,加强国家公园和周边区域的一体化保护和联动治理,帮助农牧民进一步拓宽生计方式。     

红松和水曲柳叶生态化学计量及养分重吸收特征的地理变异

以我国东北地区4个纬度针叶树种红松和阔叶树种水曲柳为对象,研究两树种成熟叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和养分重吸收率及其相关性,分析气候和土壤因子对叶化学计量特征及养分重吸收率的影响。结果表明：叶化学计量特征的地理变异存在种间差异,随着纬度的升高,水曲柳叶C、N含量显著增加;水曲柳C∶N、红松N∶P均与纬度呈显著负相关,而水曲柳N∶P与纬度呈显著正相关。红松磷重吸收率与纬度呈显著正相关。相关分析表明,红松和水曲柳叶的生态化学计量特征主要受到气候因子(年均温和降水量)的影响,而养分重吸收率仅受少数土壤因子(pH和全氮)的影响。主成分分析表明,红松和水曲柳磷重吸收率与N∶P均呈显著负相关,与P含量呈显著正相关;氮重吸收率仅在红松中与P含量呈显著正相关,与N∶P呈显著负相关。水曲柳相比红松更倾向于具有快速投资-收益型特征。     

DEX调控Nrf2/ARE通路对大鼠离体肺缺血-再灌注损伤的作用机制

[目的]探究右美托咪定(dexmedetomidine, DEX)通过调控NF-E2相关因子2(NF-E2-related factor-2,Nrf2)/抗氧化反应元件(antioxidant response element, ARE)对大鼠离体肺缺血再灌注损伤(lung ischemia-reperfusion injury, LIRI)的作用机制。[方法]将60只大鼠分为对照组、LIRI组、LIRI+DEX低剂量、LIRI+DEX高剂量组(N=15)。构建离体LIRI模型(灌流15 min,停止60 min,再灌流75 min),在灌流液中加入DEX,剂量分别为5 nmol/L和10 nmol/L。检测各组大鼠湿/干比、肺组织损伤、炎性细胞因子、凋亡、氧化应激指标、Nrf2和ARE mRNA和蛋白水平。[结果]4组的上述指标比较差异显著(P<0.05)。LIRI组的W/D比值(8.14±0.62)、肺损伤评分为(7.74±0.48分)、凋亡细胞数目(23.45±1.95)、IL-1β(12.72±1.28 pg/mg)、TNF-α(57.32±4.07 pg/mg)、MDA...     

青藏高原植被调查与制图评估

青藏高原植被调查与制图一直是青藏高原植被生态学研究的重要内容。历史上,我国多次开展青藏高原植被考察活动,在植被制图方面取得了一系列重要成果。本研究首先基于文献研读对青藏高原植被考察及其成果进行回顾,并对制图范围包括青藏高原的、使用比较广泛的植被图进行对比和分析;然后,基于第二次青藏高原综合科学考察获取的植被调查样点数据,与多幅植被图在数据一致性方面进行了对比。结果表明:(1)青藏高原植被调查的历史久远,但系统、科学的青藏高原植被调查开始于1949年新中国成立之后,期间获取了大量植被调查数据,出版了大量的专著和图志,《中华人民共和国植被图(1:4,000,000)》《中国草地资源图集(1:1,000,000)》和《中华人民共和国植被图(1:1,000,000)》是包含整个青藏高原、应用最为广泛的3幅植被图,《青藏高原现状植被图》是基于现阶段植被调查数据制作的青藏高原植被图。但是这4幅图在植被分类体系上存在较大差异,严重影响了图件之间的可比性。(2)对比发现, 4幅植被图之间均存在一定程度的不一致性。面积较大的植被型组,如森林和草本植被,在植被图之间的一致性较高;但面积相对较小的植被型组,...     

2001–2020年黄土高原光合植被时空变化及其驱动机制

为揭示实施退耕还林(草)政策20年后黄土高原植被盖度的最新演变趋势及区域差异,定量分析气候和人类活动对该区植被盖度变化的贡献率及空间分布。该研究以光合植被(PV)盖度为植被生长状况指标,基于2001–2020年PV数据及同期气象数据,采用Mann-Kendall检验、Sen分析和残差分析等方法,分析了黄土高原2001–2020年植被覆盖的时空演变特征及其驱动要素。主要结果:20年中黄土高原植被盖度呈显著增加趋势,增速为每年0.8%。全区植被盖度呈增加趋势的区域面积比例为90%,呈显著增加的区域面积占比为71%;对全区植被盖度增加的贡献,主要是黄土丘陵区(约2/5),其次为风沙丘陵区(约1/4)和石质山区(约1/5);不同地貌分区内,黄土丘陵区中陕西榆林和延安两市区境内植被盖度增加迅速,风沙丘陵区中内蒙古鄂尔多斯市植被盖度变化最快;研究时段内人类活动和气候变化对黄土高原植被增加的贡献率分别为76%和24%;人类活动对植被盖度贡献较大区域主要分布在陕西延安以北、山西太原以南、宁夏同心以南和甘肃平凉和庆阳等丘陵、台塬和风沙丘陵等政府生态工程实施较好的地区。     

小兴安岭兴安落叶松泥炭藓沼泽植物的主要微量元素

小兴安岭兴安落叶松、泥炭藓沼泽是我国典型贫营养型沼泽。沼泽中树木生长发育不良,泥炭藓和常绿小灌木发育十分良好。这与沼泽水文状况和泥炭中营养元素和微量元素有关。各种植物的主要微量元素硼、铜、钴、锰、锌等含量不同,植物的不同器官中的含量亦不同,而且随季节而变化。狭叶杜香和甸杜的主要微量元素含量特点及其季节变化规律基本相似,两种泥炭藓相似,都与兴安落叶松有明显的区别。 本文重点探讨植物体内主要微量元素及其含量变化规律,为揭示贫营养型森林沼泽生态、为合理利用与改造沼泽提供依据。