植物根际微生物群落构建的研究进展

植物根际是指植物根系与土壤的交界面,是根系自身生命活动和代谢对土壤影响最直接、最强烈的区域,其物理、化学和生物性质不同于土体土壤。在这个区域里,与植物发生相互作用的大量微生物,被称为根际微生物。根际微生物在植物的生长发育和植物病虫害的生物防治等方面都具有十分重要的意义。本文总结了根际微生物群落构建的研究现状,介绍了根际微生物的经典和最新的研究方法,包括根箱法、同位素技术以及高通量测序、菌群定量分析、高通量分离培养等方法在根际微生物研究中的应用,讨论了植物根系分泌物(碳水化物、氨基酸、黄酮类、酚类、激素及其信号物质)和土壤物理化学性质对根际微生物群落的影响,概述了根际微生物-植物的互作机制,以及根际微生物群落对植物的促生作用、提高植物抗逆性和抑制作用,并对根际微生物群落研究中存在的问题和未来发展方向进行了展望。     

外生菌根真菌与内生细菌共生互作的研究进展

外生菌根真菌能与很多高等植物共生,广泛存在于自然界,在促进植物生长和养分吸收、增强宿主抗逆性及维持森林生态系统稳定等方面发挥着重要作用。除与寄主植物密切联系外,外生菌根真菌,在其生命周期中与细菌群落进行物理和代谢相互作用常形成共生关系。这些细菌对外生菌根真菌菌丝生长、生物量增加及子实体的形成具有积极影响。本文阐述了外生菌根真菌与内生细菌共生现象的发现、共生关系的建立、内生细菌促进外生菌根真菌生长和发育及宿主与微生物组的研究方法等,以期更好地巩固外生菌根真菌的生物学及生态学等基础性知识,并利用细菌与真菌的相互作用为可食用外生菌根真菌的生物防治、菌肥研究、人工驯化及栽培提供思路。     

影响微生物互作的重要基因研究进展：以大肠杆菌为例

微生物在自然界中广泛存在,微生物间的相互作用对群落结构和功能有重要影响。目前已经对微生物相互作用的机制给予了很大的关注,通过高通量测序技术和统计学分析方法的结合可以定位获得影响菌株互作的重要基因。为了深入研究微生物相互作用的遗传机制,本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为例,综述了与大肠杆菌运动性、耐药性、营养物质吸收和代谢调节相关的基因在互作条件下发挥的作用,并从这几个方面分别阐述了大肠杆菌互作遗传机制。总之,这些基因在大肠杆菌与其他微生物互作中发挥重要作用,同时增强了对细菌互作机制的理解,为今后研究更复杂的微生物群落互作遗传机制奠定了理论基础。     

全国植物生物学大会

正为展现我国植物生物学研究的最新成果,促进科研人员、研究生之间的交流与合作,中国植物学会、中国细胞生物学学会、中国作物学会、中国遗传学会、中国植物生理与分子生物学会联合组织【2014年全国植物生物学大会】。这是国内植物生物学领域水平高、规模大、影响深远的学术盛会。本次会议将于2014年9月11日—14日在河南开封召开。大会将邀请植物生物学领域著名专家和近年来崭露头角的中青年学者作学术报告、并提供充足的墙报和最新科学仪器展     

高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响

以强筋和弱筋的两个代表性小麦品种为材料,采用盆栽与人工气候箱模拟的方法,研究了花后不同时期高温、干旱及其互作对籽粒淀粉糊化特性的影响。结果表明,高温和干旱均显著影响淀粉糊化特性,但两品种表现有所不同:高温胁迫使强筋小麦品种豫麦34的峰值黏度、最终黏度(除花后5 d外)、稀懈值(除花后15 d外)和反弹值显著增大;而弱筋小麦品种豫麦50低谷黏度和最终黏度显著下降,其峰值黏度、反弹值变化不明显,从不同时期看,花后15 d影响较大。干旱胁迫使豫麦34多数黏度参数增大;而使豫麦50峰值黏度、反弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大,后期干旱胁迫则明显下降。研究结果还表明,花后高温与干旱胁迫对小麦黏度参数的影响存在显著的互作效应。从F值大小看,互作对弱筋小麦品种豫麦50多数黏度参数影响较大,而对强筋小麦品种豫麦34淀粉黏度参数影响较小,反映了高温、干旱及其互作对小麦淀粉特性的影响存在着显著的基因型差异。     

甘蔗条纹花叶病毒P3蛋白与甘蔗Rubisco大亚基互作的研究

该研究以甘蔗条纹花叶病毒(Sugarcane streak mosaic virus,SCSMV)的P3蛋白(SCSMV-P3)为诱饵,采用酵母双杂交技术(yeast two-hybrid system,Y2HS)从甘蔗酵母文库中筛选到1个编码核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)大亚基的基因,命名为ScRbcL。序列分析表明,该基因开放读码框(open reading frame,ORF)长度为1 337bp,编码478个氨基酸残基。Y2HS和双分子荧光互补(bimolecular flourescence complementation,BiFC)实验表明,ScRbcL与SCSMV-P3存在互作关系。研究认为SCSMV-P3与ScRbcL的互作可能是SCSMV侵染甘蔗导致花叶症状发生的分子基础。     

苜蓿邻作麦田地表步甲和蜘蛛种群动态及其对苜蓿刈割的响应

设计苜蓿-麦邻作与麦-麦邻作的农田界面捕食性天敌空间分布对比试验,在距离交接界面3、6、9、12、15、18、21、24和27 m处设诱集小区,采用陷阱法诱集调查地表步甲和蜘蛛种类与数量.结果表明: 不同界面麦田边缘地表步甲和蜘蛛物种多样性和多度都表现出一定的边际效应.苜蓿 麦界面15～18 m范围内边际效应明显,超过20 m, 边际效应逐渐消失.麦-麦界面的边缘效应明显弱于苜蓿 麦界面.苜蓿的刈割使苜蓿田中的天敌向邻作麦田迁移,苜蓿刈割后10 d内,邻作小麦田20 m内地表步甲和蜘蛛种类和个体数都有所增加,其中个体数的增长幅度大、速度快.绘制了苜蓿-麦界面地表步甲和蜘蛛的物种多样性和优势种(毛青步甲和星豹蛛)种群数量空间动态分布图,能直观地看出天敌由苜蓿向小麦田的迁移过程.     

草鱼细胞系CIK酵母双杂交cDNA文库的构建及初步应用

旨在探索草鱼呼肠孤病毒与宿主细胞蛋白质间的相互作用,运用SMART技术构建了草鱼肾组织细胞系CIK(Ctenopharyngodon idellus kidney)的酵母双杂交cDNA文库。提取CIK细胞总RNA后,分离纯化mRNA,然后以mRNA为模板,反转录合成cDNA第一链,再在DNA聚合酶作用下,通过长距离PCR,扩增双链cDNA。利用SMART技术,通过同源重组的方法,在酵母株Y187中构建了草鱼CIK细胞全长cDNA文库。经检测,未扩增文库的转化率为1.6×105,文库容量为2.4×106,插入的双链cDNA片段的长度为250-2 000 bp,文库滴度为7×107 CFU/mL,重组率为98%,此文库具有良好的cDNA片段多态性和完整性。利用构建的CIK酵母双杂交文库,以草鱼呼肠孤病毒的VP7和VP5蛋白作为诱饵进行筛选试验,得到VP7相互作用蛋白的阳性菌落,未得到VP5相互作用蛋白的阳性菌落。草鱼CIK细胞酵母双杂交cDNA文库的构建为研究草鱼呼肠孤病毒与宿主细胞间的互作机制提供了重要研究工具。     

互花米草移栽种群无性繁殖的月动态

【背景】分蘖繁殖和根茎繁殖是互花米草的主要无性繁殖方式,但目前对地下根茎生长动态及其与分蘖生长之间关系的研究较少。【方法】调查了宁德市飞鸾镇海滨滩涂互花米草移栽苗分蘖、根茎数量的月动态,比较了分蘖和根茎生物量的月间变化。【结果】该地互花米草存在2个分蘖盛期,分别为5~6月和9~10月,其中,5~6月,分蘖快速生长的同时,根茎生长缓慢,该时期互花米草主要生长地上分蘖;9~10月,小分蘖数增加量明显大于5~6月,而分蘖生物量绝对生长速率(AGR)却明显小于5~6月,该时期产生的小分蘖生长受到了限制。8月起,分蘖生物量AGR下降,而根茎生物量AGR则明显增加,8月后互花米草侧重地下根茎的积累和延伸;9~12月,分蘖和根茎生物量AGR都持续下降,此时期分蘖、根茎生长减弱。【结论与意义】本研究认为,互花米草在7月前主要生长分蘖,7月后开始快速生长根茎,这为优化互花米草的防治适期提供了参考。     

大豆小区产量及其相关性状QTL间的上位性和环境互作效应

以晋豆23栽培大豆(Glycine max)为母本、灰布支黑豆(ZDD2315,半野生大豆)为父本衍生出447个RIL群体,通过构建SSR遗传图谱及利用混合线性模型分析方法,对2年大豆小区产量及主要植物学性状进行QTL定位,并作加性效应、加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。结果显示,共检测到12个与小区产量、单株粒重、单株茎重、单株粒茎比、有效分枝、主茎节数、株高和结荚高度相关的QTL,分别位于A1、A2、H_1、I、J_2和M连锁群上。其中小区产量、株高、单株粒重、有效分枝和主茎节数均表现为遗传正效应,即增加其性状的等位基因来源于母本晋豆23。同时,检测到11对影响小区产量、单株粒重、单株茎重、株高和结荚高度的加性×加性上位互作效应及环境互作效应的QTL,发现22个QTL与环境存在互作。实验结果表明,上位效应和QE互作效应对大豆小区产量及主要农艺性状的遗传影响很大。进行大豆分子标记辅助育种时,既要考虑效应起主要作用的QTL,又要注重上位性QTL,这样有利于性状的稳定表达和遗传。