两端融合表达几丁质结合结构域提高几丁质酶抗真菌活性

【目的】通过两端融合表达几丁质结合结构域来提高几丁质酶的活性和生物防治植物病原真菌能力。【方法】以苜蓿链霉菌(Streptomyces alfalae)ACCC40021中唯一的GH19家族几丁质酶为模板,构建两端融合表达几丁质结合结构域的几丁质酶,并进行原核表达;利用3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定几丁质酶活。【结果】成功构建了CatD_(ChiB) (催化结构域)、rChiB (含N-端几丁质结合结构域)、DChBD_(ChiB)(含两端几丁质结合结构域)三种形式的酶,并在大肠杆菌中得到了高效表达;与CatD_(ChiB)和rChiB相比,DChBD_(ChiB)显著地提高了对α-几丁质、胶体几丁质和黑曲霉几丁质的结合能力和活性;同时增强了其对病原真菌长枝木霉的抑制作用。【结论】两端融合表达几丁质结合结构域是简单有效的提高几丁质酶活性及抗真菌活性的策略。     

蒺藜苜蓿叶片光合作用对盐胁迫的响应

为阐明蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)叶片光合效率对盐胁迫的响应规律,明确其土壤盐分阈值,该研究以盆栽蒺藜苜蓿幼苗为研究对象,采用加盐的方式人工模拟盐胁迫环境,设置不同浓度NaCl处理(0、50、100、150、200、250、300、400mmol·L-1),利用Li-6400便携式光合测定仪分析了蒺藜苜蓿幼苗光合效率参数对土壤盐分浓度的响应特征。结果表明:(1)蒺藜苜蓿叶片净光合速率(Pn)和光合作用特征参数等具有明显的土壤盐分临界效应。在NaCl浓度为100~200mmol·L-1时,蒺藜苜蓿可维持较高光合生产力,此盐分范围内适宜的光合有效辐射(PAR)为600~1 300μmol·m-2·s-1,出现Pn最大值(20.7μmol·m-2·s-1)的NaCl浓度为150mmol·L-1,对应PAR为1 200μmol·m-2·s-1左右。(2)在NaCl浓度150mmol·L-1时,随着NaCl浓度的增加,表观量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)和最大光合速率(Pnmax)逐渐增大;在NaCl浓度为150mmol·L-1时,AQY、Rd和Pnmax分别达到最大值0.030、0.605 7μmol·m-2·s-1、19.4μmol·m-2·s-1,而LCP达到最小值19.8μmol·m-2·s-1。(3)NaCl浓度为150mmol·L-1可作为导致蒺藜苜蓿净光合速率下降的气孔限制和非气孔限制因素的转折点,并且随着NaCl浓度升高,其光合速率由气孔限制转为非气孔限制的PAR降低。以上结果表明,蒺藜苜蓿对盐胁迫具有较强的适应性,在较高盐分浓度下可获得较高的光合生产力。     

苜蓿茬不同种植年限玉米根系生理特性及其产量

以7龄紫花苜蓿地为前茬,连续4年采用同一高产栽培方案种植玉米,并测定其根系分布、根系生理指标和产量变化。结果表明:苜蓿翻耕种植玉米后,随种植年限增加,产量下降,各土层玉米根系生物量在吐丝期-成熟期均呈下降趋势,随土层加深差异增大;0~20 cm土层玉米根重占总根重(0~60 cm)的比例随玉米种植年限增加而升高,而40~60 cm土层随玉米种植年限增加而降低;吐丝期和乳熟期各土层根系活力和SOD酶活性均随玉米种植年限增加而降低;POD酶活性除吐丝期20~60 cm差异不显著外,各时期、各土层随玉米种植年限增加而下降;乳熟期各土层根系MDA的含量均随玉米种植年限增加而增加,且随土层加深差异增大。     

蒺藜苜蓿MtROP5启动子与GUS基因融合构建的稳定转化及其表达特性

本文以3～4周大小的蒺藜苜蓿R108．1的叶片为外植体,通过根癌农杆菌介导的遗传转化系统将MtROP5启动子与GUS报告基因的融合构建导入蒺藜苜蓿中,该转化系统经体胚发生产生转化的再生植株。利用PCR扩增对转化植株进行初步鉴定,并通过GUS4J6学染色法分析MtROP5启动子的组织表达特性。结果表~）]MtROP5启动子主要在蒺藜苜蓿根、花、果荚、叶片和种子中表达。     

蒺藜苜蓿全基因组中WRKY转录因子的鉴定与分析

WRKY基因家族是植物基因组内一类重要的转录因子, 参与植物许多生理生化过程, 如植物发育、代谢以及生物和非生物胁迫。目前, 已在多种植物中鉴定出WRKY基因家族, 但是关于蒺藜苜蓿(Medicago truncatula L.) WRKY基因家族的系统分析鲜有报道。文章利用生物信息学方法, 从蒺藜苜蓿全基因组中共鉴定出93个WRKY基因, 包括81个标准的WRKY基因(19个Ⅰ型基因, 49个Ⅱ型基因以及13个Ⅲ型基因)和12个非标准类型的WRKY基因。对这些WRKY基因进行了基因重复、染色体定位、基因结构、保守基序和系统进化等方面的分析。蒺藜苜蓿WRKY基因家族中最近共发生了11次基因重复事件, 共涉及24个基因, 占全部WRKY基因的26%。染色体物理定位分析表明, 蒺藜苜蓿WRKY基因在染色体上呈不均匀分布, 存在6个基因簇。对WRKY Ⅲ型基因的进化分析表明, 它们在长期的进化过程中受纯化选择压力。     

苜蓿中华根瘤茵042BM noeAB基因的转录调控

对苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)042BM noeAB基因的表达调控进行研究。结果发现,葫芦巴碱不能使noeAB的表达水平提高,证明它们的转录不受nodD2的调控。当nodD3和syrM同时存在时,noeAB的表达水平没有明显的变化,表明它们也不受nodD3-syrM系统的调控。在FY基本培养基上,毛地黄黄酮的诱导使noeAB基因的表达水平提高16倍,而在不添加该诱导物的TY培养基上,noeAB基因的表达水平也能够提高30倍以上,说明noeAB是受nodD1控制的,但除受毛地黄黄酮诱导外,noeAB还可能受到其他因子的调节。     

响应面法优化超声提取苜蓿皂苷工艺条件

目的:利用响应面法对超声提取苜蓿皂苷的工艺条件进行了优化.方法:研究了超声波条件下影响提取的几个因素,包括超声时间、超声温度、超声功率、固液比等,并通过响应面法优化工艺条件.结论:根据中心组合设计原理采用四因子三水平的响应面分析法,通过对各因子显著性和交互作用的分析,得出了超声提取苜蓿皂苷的最佳工艺条件为:超声时间22min,超声温度43℃,超声功率403W,固液比1:51(g/ml),此时苜蓿皂苷的得率为4.53%.     

新牧I号杂花苜蓿异交机制与自花粉的生殖干扰

通过控制试验和荧光观测等手段对新牧I号杂花苜蓿Medicago varia Martyn‘XinmuNo.1＇柱头可授期与最佳授粉时间、自花粉的堵塞效应、花粉萌发与花粉管生长状况等进行研究,结果显示：（1）苜蓿柱头可授期与单花寿命具高度的同步性,在单花开放的第1天授粉,传粉效率最高,结荚率达65.17%±2.01%（P〈0.01）,为柱头的最佳授粉时期;在单花开放后第4天授粉,其结荚率仍达34.25%±6.73%。（2）自花授粉比异花授粉有着较低的花粉萌发率和花粉管生长速度;清除柱头自花粉后再授异花粉,其结荚率/花序和荚内种子粒数由原来的51.76%±5.37%和2.11±0.18粒,提高到72.31%±6.24%（P〈0.01）和3.46±0.25粒（P〈0.01）,自花粉对柱头的堵塞效应非常明显。（3）在繁育系统中,苜蓿采取了雌雄异熟和自交不亲和两套机制来避免自交,但是由于其独特的花结构,即使雄蕊先熟,在保证苜蓿异交机制中也没有起到有效的作用,而其典型的自交不亲和系统,虽然保证了苜蓿较低的自交率,却无法避免自花粉的生殖干扰。     

牛角花齿蓟马为害对苜蓿无性系根茎叶及同化产物分配的影响

为探索同化产物分配利用与苜蓿耐蓟马的关系,本试验以扦插的抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系 I-1为材料,研究不同虫口牛角花齿蓟马为害对苜蓿的抗性、根、茎和叶生长特性及可溶性糖含量的影响.结果表明: 随着虫口压力的增大,R-1和I-1苜蓿的受害指数升高;在相同虫口压力下,R-1苜蓿的受害指数显著低于I-1.受蓟马为害后,R-1和I-1苜蓿株高降低、叶面积减少、茎秆变细、节间长变短、节间数增加,根颈和主根直径加粗、侧根增多.在低虫口密度下,随虫口压力增大,R-1和I-1苜蓿地上部生物量增加,根冠比下降,分配到茎的生物量比例升高;在高虫口密度下,地上部生物量随虫口压力增大而减少,根冠比增加,分配到根系的生物量比例升高;R-1根冠比和茎生物量比例随虫口压力变化曲线的拐点均为每枝条5头,I-1根冠比和茎生物量比例随虫口压力变化曲线的拐点均为每枝条3头.在低虫口压力下,R-1苜蓿茎和叶中的可溶性糖含量随虫口压力增加而升高;在高虫口压力下,茎和叶中的可溶性糖含量随虫口压力增加而下降;根中可溶性糖含量随虫口压力增加持续下降.I-1根、茎和叶中的可溶性糖含量均随虫口压力增加持续下降.牛角花齿蓟马为害后,R-1根、茎和叶的农艺性状及抗性比I-1好,对同化产物的分配利用率高.     

叶片和群落尺度净光合速率关系的探讨

叶片净光合速率(P_n)是研究光合作用机理的基本尺度; 而群落净光合速率(P_c)是研究群落光合能力及其与外部环境因子间关系的更好尺度, 特别是区域乃至全球尺度碳循环的研究, 需要将叶片尺度的生理生态模型扩展到冠层尺度。理论上, 群落内所有叶片的累积P_n与实测群落净气体交换速率(NCE)是相等的, 但在野外实际观测中, 两者之间的相互关系目前尚未见报道。该文选取敖汉苜蓿(Medicago sativa ‘Aohan’)人工草地, 采用美国LI-COR公司生产的便携式光合测定系统LI-6400测定P_n, 结合叶面积指数等参数推算P_c, 利用LI-8100连接同化箱测定生态系统净气体交换速率(NEE), 加上土壤呼吸速率, 得到NCE。结果表明: P_c为3.52 μmol CO₂·m^-2·s^-1, 与实测NCE (3.56 μmol CO₂·m^-2·s^-1)基本相等。这表明: 可利用P_n, 结合叶面积指数、群落叶片数目、健康叶片比例和群落可接收有效光照的平均比例等4个关键参数, 准确地换算P_c。然而, 利用同化箱式法测定群落呼吸速率时, 不可避免地会包含土壤呼吸, 所以在观测NCE时, 需要同时测定土壤呼吸。此外, 在冠层模型中, 群落垂直结构和光量子的非线性响应不可忽视。