玉米雄穗性状遗传结构与形成分子机制*

玉米为雌雄同株异花植物,其雄穗着生于植株顶部,雌穗腋生。雄穗一方面需产生足量花粉以保证雌穗授粉结实,另一方面由于对下部叶片的遮蔽作用和自身营养需求,其生长发育会同时影响叶片光合作用效率和能量分配,因此优化雄穗结构是提高玉米产量的重要措施之一。玉米雄穗性状包括雄穗分枝数、雄穗分枝长度、雄穗主轴长度、雄穗分枝总长度、雄穗分枝角度等,均为多基因控制的数量性状。自20世纪90年代,研究者开始利用数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位方法解析玉米雄穗性状遗传结构;随着玉米自交系B73等参考基因组释放,以及DNA微阵列、基因组重测序等高通量基因分型技术的日益成熟,全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)成为数量性状遗传研究的主流方法,目前已鉴定出大量玉米雄穗性状遗传位点。通过总结雄穗性状遗传定位研究结果,构建一致性图谱并挖掘定位热点区间,有助于进一步了解雄穗性状遗传结构特征及指导雄穗性状候选基因克隆。此外,通过对调控雄穗发育的已知基因进行功能分类,可为解析玉米雄穗发育的遗传网络和调控通路提供理论支撑。     

三江平原沼泽湿地垦殖及自然恢复对土壤细菌群落多样性的影响

为量化垦殖对我国东北沼泽湿地的影响程度,于2015年6月基于Illumina Miseq PE300第二代高通量测序平台,对黑龙江省洪河国家级自然保护区的原始沼泽、耕地、退耕湿地的土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行测序,并分析沼泽湿地土壤细菌群落多样性和结构组成与垦殖的关系。结果表明:共获得358737条修剪序列且被划分为36个已知的菌门,在11个主要的土壤细菌门类中(相对丰度1%),芽单胞菌门(P0.01)、拟杆菌门(P0.01)、厚壁菌门(P0.01)和绿菌门(P0.01)在不同生境类型样地差异显著,土壤细菌群落alpha多样性由高到低排序依次是:耕地、退耕湿地、原始沼泽。结合相关性分析和冗余分析可以证明,长期的耕作,特别是旱田耕作对沼泽湿地土壤细菌群落组成产生显著的影响,土壤p H、含水量、全碳、有机碳、可溶有机碳、碱解氮、微生物量碳、微生物量氮对土壤细菌的多样性和群落组成产生影响。总之,研究结果发现自然恢复可以显著促进土壤细菌群落多样性的恢复,但是沼泽湿地土壤细菌群落结构一旦被垦殖干扰改变将很难恢复到原始状态,强调了有效地利用土壤细菌群落对维护土壤生态系统平衡具有重要的意义。     

不同pH和温度对A型肉毒毒素结构及活性的作用

目的研究p H和温度对A型肉毒毒素结构及活性的影响。方法将A型肉毒毒素溶解于p H6.6和p H7.8的磷酸盐缓冲液(PB)中,分别采用4℃和35℃两种温度保存30天,在不同时间采用高压液相色谱(HPLC)及小鼠试验研究其结构及生物学活性的变化。结果样品1(p H6.6,4℃)的HPLC图谱30天内只呈现Ⅰ峰(复合物),毒力未见明显下降;样品2(p H7.8,4℃)则在溶解的最初便有Ⅱ峰(神经毒素)解离出来,并且随着时间的增加Ⅱ峰所占比例逐渐增大,毒力在30天内未见明显下降;样品3(p H6.6,35℃)最初只呈现Ⅰ峰,在第7天便有Ⅱ峰解离出来,第21天开始Ⅲ峰(轻链)出现并伴随着毒力的大幅下降(最初毒力的50%),30天降低至最初毒力的约40%;样品4(p H7.8,35℃)在第1天便有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ峰出现,伴随着毒力的大幅下降(最初毒力的50%),30天降低至最初毒力的约25%。结论采用酸性条件有利于维持A型肉毒毒素复合体的结构,碱性会破坏复合体各组分间的非共价键。不论用酸性还是碱性条件,高温度会加速复合体的解离与神经毒素二硫键的断裂,二硫键的断裂导致活性的下降。     

植物ASR基因研究进展

ASR(abscisic acid,stress,ripening-induced)基因是近年来从植物中发现的一类受ABA、胁迫和成熟诱导表达的基因,具有保守的ABA/WDS结构域。ASR基因不仅参与植物对干旱、高盐、低温以及脱落酸的胁迫应答,而且参与植物生命活动的许多过程,如果实发育、成熟和糖代谢等。本文综述了近年来国内外ASR基因的研究进展,主要包括ASR基因和蛋白结构特点、ASR基因家族的进化、ASR基因的表达及可能具有的功能,为植物ASR基因研究提供参考。     

功能歧化分析揭示代谢型谷氨酸受体亚家族VFTM的分化决定位点

目的：研究哺乳动物代谢型谷氨酸受体（mGluR）亚家族捕蝇夹结构模块（VFTM）的系统进化形式,确定其VFTM的功能分化决定位点。方法：通过基于系统进化的功能歧化分析,根据贝叶斯模型计算VFTM的选择性限制位点,推测功能分化决定位点。结果：mGluR亚家族VFTM的祖先通过2次基因复制,在不同的氨基酸位点进行选择性限制,形成3组不同的mGluR亚家族成员。结论：不同功能分化决定位点的选择性功能歧化塑造了mGluR亚家族VFTM的结构与功能,为进一步研究mGluR亚家族的激活机制奠定了基础。     

基于解释结构模型的煤电一体化开发生态环境累积效应识别

为了对煤电一体化开发的生态环境累积效应进行识别与分析,从煤电一体化开发的主要开采建设活动、土壤环境、水资源、大气环境、生物、景观、生态7方面共筛选出29个生态环境因子,综合文献调查、专家调查问卷与访谈等方法,分析了各生态环境因子之间的相互作用关系.运用解释结构模型(ISM)分析了各因子间的关联关系与层次结构,揭示了不同开发建设活动产生累积效应的途径.结合具体的评价与管理需求,提出了煤电一体化开发生态环境累积效应研究与评估整体框架.研究结果可以为煤电一体化开发的规划与管理提供一定的理论基础与技术手段.     

黄河三角洲潮间带柽柳灌丛的格局及结构动态研究

采用聚集度指标与种群结构动态量化法, 分析了黄河三角洲潮间带柽柳灌丛的分布格局与结构动态变化。结果表明: (1)在潮间带, 柽柳种群从幼苗、小灌木至中灌木都服从集群分布, 大灌木为随机分布; 柽柳个体幼苗多生长在母体周围, 以母体为中心进行繁衍, 随着径级的增加, 种群个体间的竞争增加, 聚集度减小, 逐渐呈现随机分布。(2)柽柳种群结构呈纺锤型; 高度级失稳率指数显示幼苗和小灌木有很高的衰退速率, 随着群落的演替发展, 龄级较大的柽柳优势地位将被削弱。(3)种群动态预测表明, 种群明显处于衰退的早期阶段, 中小灌木的个体数量减少, 大灌木个体数增加,达到数量高峰; 虽然群落在短时期内会保持稳定, 但大灌木(或老龄个体)的数量大幅减少后, 柽柳种群将面临重度衰退。     

河西走廊中的爬行动物——变色沙蜥

变色沙蜥是一种适于在干旱戈壁荒漠生存的爬行动物。广泛分布在我国北方地区的河西走廊腹地。主要从变色沙蜥的形态结构、生活环境、生态习性、摄食与食性和繁殖等几个方面进行了简述。     

庞泉沟自然保护区寒温性针叶林的种群结构与分布格局

庞泉沟自然保护区寒温性针叶林依据优势树种可分为华北落叶松纯林、青杆纯林和华北落叶松青杆混交林.分别以纯林与混交林研究了其种群结构和分布格局.结果表明不同林分种群结构特征差异明显.混交林中,华北落叶松幼苗数量少或缺失,为衰退型种群;青杆幼苗充足,为增长型种群,随时间推移,混交林可能逐渐演替为青杆林.华北落叶松和青杆纯林均表现为增长型种群,单优种群的现状在较长时间内将维持不变.整体来看,寒温性针叶林种群格局为聚集分布,混交林中华北落叶松和青杆的聚集程度都分别大于相应的纯林,主要因为华北落叶松与青杆种群对光照的需求存在差异.随着立木径级增大,寒温性针叶林聚集程度降低,华北落叶松幼苗在林窗下高度聚集,成体聚集程度减弱;青杆幼苗聚集度较大,成体在纯林为聚集分布,在混交林为随机分布.