水稻籼粳交DH群体籽粒充实度的遗传分析

籽粒充实度差是限制亚种间杂交稻产量潜力发挥的重要因素。作者对籼粳交（圭630／02428）DH群体的籽粒充实度进行了研究,结果表明,籽粒充实度是受多基因控制的数量性状,在该DH群体中发生分离的基因估计数为5－6对。通过估测三级（偏度）和四级（峰度）统计量,检测到控制籽粒充实度的多基因间存在重叠作用。DH群体中籽粒充实度表现出明显的超亲分离,表明基因重组可实现控制籽粒充实度的增效基因的聚合。籽粒充实度与单穗产量、穗均实粒数和干物质／总库容之比呈显著或极显著正相关,与千粒重、穗均颖花数和穗均总库容相关不显著。     

从效应蛋白视角看革兰氏阴性细菌VI型蛋白分泌系统底物转运机理

蛋白质分泌系统是细菌与外界交流的重要工具。革兰氏阴性细菌的Ⅵ型蛋白分泌系统(T6SS)可以转运分泌蛋白至细菌和真核细胞内,在菌间竞争中发挥重要作用,是细菌的一种重要的生存适应性武器。分泌蛋白主要包括起到运载作用的结构蛋白和有细胞毒性的效应蛋白这两类。本文主要从效应蛋白的视角讨论T6SS如何识别并转运效应蛋白的作用机理,回顾了以VgrG和PAAR为端部载体蛋白的转运途径、依赖端部运输的效应蛋白、T6SS伴侣蛋白等重要发现的背景和过程,并综述了T6SS分泌途径的新进展。     

昆虫共生微生物在病虫害和疾病控制上的应用前景

昆虫与微生物之间的互利共生关系是自然界中一种常见的互作形式。昆虫的种类丰富多样并且在自然界中分布广泛,在一定程度上得益于共生微生物的帮助。随着生物技术的不断发展,越来越多的共生微生物和互利共生模式得以发现并深入研究。微生物不仅能够为昆虫的生长发育提供营养,还能合成很多生物活性物质、调节宿主的免疫、对抗捕食者和抵御病原微生物感染,成为宿主昆虫健康和适应的守护者。鉴于共生微生物与昆虫生理生态的密切联系,以及昆虫对人类经济与健康的重要影响,利用共生微生物对昆虫及虫媒病进行生物控制已经成为一个热点研究方向,并展现了良好的应用前景。本文对昆虫共生微生物的多样性、生物学功能、与宿主相互作用机制及其在病虫害和虫媒病防治中的研究进展进行综述和展望。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制, 以50 mmol·L^-1的Na₂SO₄和Na₂S对互花米草和芦苇进行处理, 分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异, 实验另设等Na⁺浓度的NaCl处理作为比较。研究发现: Na₂S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大, NaCl次之, Na₂SO₄最小。Na₂S处理后, 互花米草净光合速率(P_n)出现显著上升, 芦苇P_n值大幅度下降。互花米草的光饱和点(I_sat)上升而芦苇的I_sat值无变化。表明Na₂S处理对互花米草的光合能力有促进作用, 但对芦苇的光合能力有抑制作用。NaCl处理后互花米草P_n值也出现小幅上升, 而芦苇P_n值略有下降。Na₂SO₄处理对互花米草和芦苇的P_n值均无显著影响。除Na₂SO₄处理的互花米草外, 不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇, 暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争, 也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

垂叶榕榕小蜂群落及种间互作网络季节动态

群落中的物种相互作用构成了复杂的生态网络。有关物种的数量和组成的季节性动态变化已有较多的研究, 但是对于生态网络的动态变化知之甚少。揭示生态网络的动态变化对于理解群落的稳定性以及群落的动态变化过程和机理具有重要意义。本研究以垂叶榕(Ficus benjamina)榕小蜂群落为研究对象, 分别在西双版纳的干季和雨季采集了榕小蜂的种类和数量信息。比较了两个季节榕小蜂群落的动态变化以及共存网络的参数(例如网路直径、连接数、嵌套性和群落矩阵温度)变化。结果显示: 雨季榕果内传粉榕小蜂Eupristina koningsbergeri所占比例高于干季, 传粉榕小蜂的种群数量也高于干季, 而在干季非传粉榕小蜂的种类增加(干季15种小蜂, 雨季14种)。从榕树-传粉榕小蜂互利共生系统的适合度来看, 干季非传粉小蜂的增加对传粉榕小蜂和榕树的适合度是不利的。在干季, 共存网络物种间的连接数(干季0.95, 雨季0.47)多于雨季, 群落矩阵温度(干季23.24, 雨季2.64)也显著高于雨季。表明干季榕小蜂群落组成及种间关系较雨季更为复杂而多样, 高的矩阵温度暗示群落受到的干扰更大。     

江苏滨海湿地芦苇和互花米草光合特性对模拟增温的响应

滨海湿地生态系统具有较高的初级生产力,是地球生态系统主要的碳库之一。然而,气候变暖和外来物种入侵通过改变植物光合特征性能使这一碳库的稳定性存在诸多的不确定性。利用在江苏盐城芦苇湿地和互花米草湿地建设的两个增温观测站,采用便携式光合荧光测量系统研究了本土植物芦苇（Phragmites australis）和入侵物种互花米草（Spartina alterniflora）光合特性对模拟增温的响应特征和机制。光合作用日调查变化曲线显示,增温使芦苇的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）和水分利用效率（WUE）都发生了显著的下降,但互花米草的各同名参数却表现出相反的变化特征,表明增温使互花米草的生理机能增强,促进了光合作用;根据P_n和胞间CO₂浓度（C_i）的变化趋势推断互花米草和芦苇光合速率变化均为非气孔限制因素驱动。利用直角双曲线修正模型拟合的光响应曲线结果显示,芦苇增温组的光响应曲线位于对照组下方,互花米草增温组的光响应曲线位于对照组上方;增温降低了所研究植物的光补偿点（LCP）,表明增温可提高两种植物利用弱光的能力;增温增加了互花米草光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）间值域范围,从而揭示了增温可有效提高互花米草利用光合有效辐射的能力;增温降低了芦苇的暗呼吸速率（R_d）,芦苇受到增温的胁迫,在减缓新陈代谢的同时也减弱了光合作用,而互花米草表现出相反特征。由此推测增温条件下入侵植物互花米草同化大气CO₂的能力（即碳汇能力）优于本土植物芦苇,这也是互花米草成为入侵物种的主要原因之一。     

病原菌TAL效应子与寄主靶基因相互识别的分子密码

黄单胞杆菌属TAL效应子类蛋白作为病原菌的毒性因子或无毒因子,能够与寄主靶基因DNA的启动子进行特异性识别,调控寄主的基因表达,引起致病或抗病反应。TAL效应子类蛋白识别靶基因DNA的模式,是2个氨基酸决定1个核苷酸的识别。这种新型的蛋白质-DNA互作方式有可能在基因治疗、植物抗病基因发掘、广谱抗病基因构建等生物医学工程和农业工程方面得到广泛应用。文中综述了TAL效应子类蛋白的发现及功能,TAL效应子与寄主靶基因识别的专一性及分子密码,并对该分子密码当前的应用现状及前景进行了讨论和展望。     

miRNA调控昆虫与病毒互作的研究进展

miRNA是一类重要的非编码小分子RNA,可在转录后水平调控基因表达,参与并调控机体的生长发育、细胞分化、细胞凋亡、抗病毒、激素分泌、神经系统等重要生物过程。本文介绍了miRNA的合成途径及其生物学功能,并重点阐述miRNA在昆虫宿主与病毒互作中的调控作用:通过mRNA剪切或抑制靶标蛋白的翻译负调控靶标基因,实现基因沉默,调控约50%的蛋白质编码基因的表达,许多miRNA已被发现在人体和植物中参与调控病毒的复制侵染,因此也有可能控制害虫对病毒抗性的产生,恢复病毒对害虫的防控作用。最近有研究将害虫特异的miRNA转入植物,干扰昆虫蜕皮过程导致幼虫的死亡,作为Bt转基因作物的替代,成为抗虫基因工程的新选择。研究miRNA在昆虫对病毒抗性产生中的作用,将为昆虫抗病毒机制的研究提供新的思路,为害虫生物防治措施的应用及改进提供理论参考。     

叶际微生物及其与外界互作的研究进展

叶际微生物及其生存环境共同形成了一个复杂的生态系统。建立在纯种分离和纯培养技术基础之上的传统研究方法只能了解其中部分叶际微生物,但对物种组成、种群结构和生态学作用等方面的认识都比较片面。近年来随着分子生物学和生物信息学的进步,人们对叶际微生物总群落的分析逐渐揭示了叶际微生物组成的多样性及其特点,以及与外界互相作用的复杂性。研究表明,植物种类、地理位置和季节差异等都不同程度地影响着叶际微生物群落的构成。本文综述了近年来国内外叶际微生物群落结构组成及其与外界互作方面的研究进展,有利于加深对叶际微生物的了解,也有助于深入理解叶际微生物与植物生长和植物病虫害防治的关联关系。     

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。