未折叠蛋白质的普遍初始热力学亚稳态

探索和理解蛋白质折叠问题一直是分子生物学、结构生物学和生物物理学的终极挑战.未折叠的蛋白质应该存在一种普遍初始热力学亚稳态,否则无法解释蛋白质是如何在剧烈的热振动干扰下完成快速精确折叠的.本文通过分析水溶液环境和蛋白质折叠的相关性,揭示了一种由水分子屏蔽效应引起的未折叠蛋白质的普遍初始热力学亚稳态,该亚稳态的存在是水溶液环境中水分子的物理性质决定,并赋予未折叠蛋白质抵抗热扰动和避免错误折叠的能力.我们通过研究已发表的实验数据和建立分子模型,找到了该初始热力学亚稳态存在的相关证据,并推测了该亚稳态导致蛋白质精确折叠的相关物理学机制.     

硝酸镧提高黑麦草种子活力和幼苗生物量的生理效应

研究了不同浓度硝酸镧对黑麦草种子萌发和幼苗生长的影响及其生理生化变化。结果表明,低浓度硝酸镧（1000mg·L^-1）处理能够提高黑麦草种子的活力和萌发种子的淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性及IAA、GA和CTK含量;促进幼苗光合速率提高和干物质积累,这可能与硝酸镧提高幼苗叶片叶绿素含量和叶绿体希尔反应活力,促进光合电子传递和磷酸化反应及激活Rubisco羧化活性、PEP羧化酶活性有密切关系,其中以30mg．L^-1浓度处理的效果最佳;高浓度硝酸镧（70-100mg·L-1）处理则降低种子活力和抑制幼苗生长。而10-100mg．L-1硝酸镧对种子的萌发率、ABA含量和Rubisco的加氧活性影响不大。由此可见,低浓度硝酸镧可通过参与萌发和光合过程的调控提高黑麦草种子的活力,促进幼苗生长。     

土壤中铁的根际效应及其吸收机理

本文介绍了近10年来土壤中铁的根际效应及其吸收机理,以及近几年来该领域的热点——植物铁载体方面的研究进展,并简要评述了今后的研究方向。     

水稻根系通气组织与根系泌氧及根际硝化作用的关系

通过根箱土培试验研究了不同产量籼稻品种中旱22(ZH,高产品种)及禾盛10号(HS,低产品种)苗期根系生长、通气组织发育、根系径向泌氧量(radial oxygen loss,ROL)以及根表和根际土壤硝化强度差异。结果表明,除水稻播种40 d时二者根数量和根干重无显著差异外,ZH根直径、根数量和根干重均显著高于HS,二者差异尤其表现在根系生物量差异。两个水稻品种在距根尖20 mm处均可见辐射状通气组织,ZH皮层薄壁细胞已经完全崩溃形成连接中柱和外皮层的纵向气腔,而HS皮层薄壁细胞未发生完全离解,但仍能观察到明显的连接中柱和外皮层的纵向气腔的形成。同时ZH外皮层厚壁细胞体积较小,排列紧密,细胞壁增厚程度大;而HS外皮层厚壁细胞体积相对较大,排列疏松,细胞壁增厚程度相对较小。表明高产品种通气组织发育比低产品种更加完善,表现为ZH根孔隙度(porosity of root,POR)显著高于HS,且高产品种对水稻根系ROL的屏蔽作用较低产品种更强,为根系提供更充足的氧气供应,促进根系生长。除了水稻播种后40 d时ZH和HS单根ROL无显著差异外(P<0.05),ZH单株、单位重量以及单根ROL均显著高于HS(P<0.01)。两个水稻品种硝化强度均表现为根际土壤显著高于根表土壤 (P<0.01),前者大约是后者的3-6倍。两个品种根表土壤硝化强度无显著差异,而ZH根际土壤硝化强度均显著高于HS。相关性分析结果表明水稻根际土壤硝化强度和整株水稻ROL呈极显著正相关关系(r=0.803,P<0.01),和水稻POR也呈现极显著正相关关系(r=0.808,P<0.01),同时和根系直径、数量和干重均呈极显著正相关关系(P<0.01)。而根表土壤硝化强度和以上指标均无相关关系。由于硝化作用是好氧过程,因此高产品种由于根系发达,通气组织发育好,相应ROL也较大,造成根际土壤氧气含量高,从而可能导致根际土壤硝化强度显著高于低产品种。     

外来入侵植物小飞蓬化感物质的释放途径

在室内以滤纸为载体用离体生测方法测定了小飞蓬(Conyza canadesiL.)全株水浸提物、茎叶淋溶物、根系分泌物及残体土壤分解物对萝卜(Raphanussativus L.)、黄瓜(Cucumis sativus L.)、马唐(Digitarias anguinalis(L.)Scop.)油菜(Brassica campestris L.)和小麦(Triticuma estivum L.)的化感效应,同时在温室内以土壤为载体通过盆栽植物浇灌的方法测定了小飞蓬茎叶淋溶物和根系分泌物对盆栽植物生长的影响。室内生测实验结果表明,小飞蓬全株水浸提物对5种受体种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用;根系分泌物、茎叶淋溶物和残体土壤分解物对受体种子的生长抑制作用不同,根系分泌物的活性高于茎叶淋溶物和残体土壤分解物。温室盆栽实验结果也表明,小飞蓬根系分泌物对受体生长的影响高于茎叶淋溶物。这些结果说明根系分泌是小飞蓬化感物质释放的主要途径之一。     

无根根零R25和普通变形杆菌P1混合培养发酵L-苹果酸的研究

所筛的41株属于根霉属的菌株,均具有从葡萄糖产生延胡索酸的能力。其中,R25产延胡索酸能力最高,同时产生部分L-苹果酸。该菌株被鉴定为无根根霉(Rhizopus arrhizus)。普通变形杆菌(Protcus vulgaris) Pl具有强的延胡索酸酶活性：可将延胡索酸转化为L一苹果酸。     

小麦NO3-转运蛋白基因TaNRT2.3的克隆和表达分析

用RT-PCR和RACE技术在NO3-诱导处理的小麦(Triticum aestivum L.)根中克隆到一个硝酸根转运蛋白基因的cDNA,命名为TaNRT2.3(GenBank登录号AY053452).序列分析表明,TaNRT2.3全长1 744 bp,其中含有1 521bp的ORF,编码507个氨基酸,具有12个跨膜区,属于MFS超基因家族中的NNP家族.TaNRT2.3与其他植物中已知的NRT2具有很高的同源性.Northern杂交表明:TaNRT2具有在根中表达的组织特异性,而在叶中未检测到.TaNRT2的表达受NO3-诱导,在含NH4 介质中不表达.NO3-在低浓度(5～200μmol/L)和高浓度(2.0 mmol/L)时均起作用.通过研究小麦在0.2 mmol/LNO3-条件下TaNRT2的表达水平及对NO3-的吸收效率,表明TaNRT2在小麦高效吸收NO3-方面起着重要的作用.分根实验表明植物中N循环本身可以作为吸收N的调节信号.     

胡杨转基因体系的建立

胡杨(Populus euphratica)是唯一能在沙漠里生长的高大乔木树种, 建立其转基因体系可为胡杨抗逆分子机制与应用技术研究提供基本方法。通过研究农杆菌介导的胡杨转GUS基因的技术体系得出以下结论: (1) 胡杨再生植株体系, 叶片在附加1.0 mmol.L^-1 6-BA和5.0 mmol.L^-1 NAA的1/2MS培养基上不定芽诱导率较高; (2) 转基因体系, 胡杨叶片在含100 mmol.L^-1 乙酰丁香酮的OD600值为0.4-0.6的根癌农杆菌菌液中浸染15分钟, 共培养2天, GUS基因转化效率较高; (3) 转基因植株抗生素筛选, 转GUS基因胡杨叶片用300 mg.L^-1头孢霉素抑制农杆菌生长, 在含9 mg.L^-1 G418的培养基上诱导不定芽以获得转基因的抗性植株。     

南方根结线虫效应因子功能的研究进展

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是适生区分布广、为害普遍的一类植物内寄生线虫。线虫不同寄生阶段分泌的效应因子,在"植物-线虫"互作中,除了引起线虫的无毒特征外,也通过干扰植物正常的防御反应和细胞功能,进而参与线虫的早期侵染、迁移以及后期稳定寄生等过程。现从植物细胞壁的修饰、线虫无毒蛋白、植物免疫反应的抑制、生长素和细胞分裂素信号的调控,以及植物细胞结构和基础代谢的影响等方面,介绍南方根结线虫效应因子功能的研究现状。与此同时,对南方根结线虫效应因子功能研究中所存在的问题进行讨论,并展望未来的研究方向。     

基于生态地租的生态环境补偿方案选择及效应

生态地租是反映生态资源利用的经济社会效果的超额利润。在将生态地租这一超额利润用于生态环境补偿的思路框架下,整个生产行业应获得的平均利润不会受到损害,因而具有较高的可行性。结合生态地租分配和调节的税收、收费、价格等手段,赋予不同经济主体收益享有权利以及生态环境保护责任,提出生态环境补偿的生态税、地租分享、受益负担和价格补偿等方案选择并作对比,然后以我国生态资源利用和经济产出为参照值模拟不同方案的效应。结果表明,不同补偿方案在补偿主体、补偿原则、补偿形式和适用范围方面存在明显差别,并且针对不同方案,分别在生态税税率达到8.6%、政府和集体享有13.4%的生态地租、受益者补偿支付额为5916元a-1人-1以及产品价格上升23.8%等不同补偿水平情形下,生态资源消耗和社会经济产出才能保持在资源生物承载力范围之内。同时,各补偿方案在责任主体以及调节手段上的差异,也会导致不同方案选择在社会福利、利益分配和技术创新等效应上的差异。因此,生态环境补偿实践中,具体补偿方案选择应根据当地实际情况进行综合决策,无差别化的方案将无法实现生态环境保护目标。