盐单胞菌DSM 16354T中新型耐盐基因的克隆及解析*

目的: 嗜盐菌分布广泛且适应能力极强,为加强对嗜盐菌耐盐机制的探索与研究,从盐单胞菌Halomonas alkaliphila DSM 16354^T中筛选出潜在的与耐盐有关的基因,对其进行生物信息学分析,并验证相关蛋白的生理功能。方法: 利用基因文库筛选和功能互补相结合的方法,通过与大肠杆菌(Escherichia coli)盐敏感缺陷株KNabc(ΔnhaA、ΔnhaB、ΔchaA)的耐盐功能互补实验,筛选出具有耐盐功能的蛋白编码基因,并通过荧光猝灭恢复实验测定蛋白的逆向转运活性以及底物亲和力。结果: 筛选得到两个具有耐盐功能的蛋白编码基因,生物信息学分析结果表明该基因编码来自于DUF1538(domain of unknown function with No.1538 family)家族功能未知的膜蛋白,分别命名为duf1和duf2。系统发育树分析结果表明,来自盐单胞菌DSM 16354^T中的DUF1、DUF2属于一个独立的分支,预测这两个蛋白可能是DUF1538家族转运蛋白的新成员。对DUF1和DUF2的生理功能进行分析,发现duf1和duf2单独表达时均不具有耐盐碱能力,而共同表达时则表现出显著的耐盐碱功能,表明DUF1和DUF2两个亚基共同支持了蛋白的耐盐碱功能。蛋白的逆向转运测定活性结果表明双组份蛋白DUF1-2具有Na⁺(Li⁺、K⁺)/H⁺逆向转运活性。结论: 筛选得到的基因duf1和duf2共同表达时具有盐碱耐受功能以及逆向转运蛋白活性,这为筛选出新的DUF1538家族转运蛋白基因和进一步探究DUF1538家族转运蛋白功能奠定了基础。     

银杏叶提取物对野百合碱诱导的大鼠右心室心肌肥厚的干预作用及其机制*

目的: 探讨银杏叶提取物对大鼠右心室心肌肥厚的干预作用及其机制。方法: 72 只SD 大鼠随机分为3 组,每组24只: 对照组(CON组)、野百合碱诱导右心室心肌肥厚组(MCT组)、银杏叶提取物干预组(EGB组)。MCT组与EGB组首日均以2%MCT按60 mg/kg 剂量腹腔注射,注射后第2日开始,MCT组每日予2 ml 0.9% NaCl灌胃,EGB组以60 mg/kg银杏叶提取物灌胃,对照组SD大鼠首日一次性腹腔注射2 ml 0.9%NaCl注射液。3周后检测各组大鼠心脏血流动力学变化、计算心脏重量指数、HE染色观察心肌病理形态学变化、RT-PCR法检测TRPC6 mRNA表达和Western blot法检测蛋白的表达水平。结果: 与对照组比较,MCT组反映右心室肥厚程度的指标如RVSP、RV±dp/dt_max及RVMI显著增加(P＜0.01),而EGB早期干预组虽然与MCT组的各项指标有相同趋势的变化,但是EGB组各项指标变化的幅度均显著降低(P＜0.01),且EGB组的心肌肥厚指数均显著低于MCT组(P＜ 0.01);HE染色观察心肌形态学变化结果:MCT组呈典型心肌肥厚表现;EGB组右心室心肌细胞较MCT组有显著改善;MCT组及EGB组SD大鼠右心室TRPC6 mRNA及蛋白相对表达水平升高(P＜0.05),而EGB组较MCT组显著降低(P＜0.05)。结论: 银杏叶提取物可能通过降低TRPC6的表达阻碍心肌细胞中CaN／NFAT信号路径而发挥对心肌肥厚的早期保护作用。     

HPLC同时测定伤科黄水中6个生物碱的含量

建立HPLC同时测定伤科黄水中6个生物碱的方法。采用XBridge C₁₈色谱柱(3. 5μm,2. 1 mm×100 mm),柱温35℃,测定波长280 nm,以0. 1%磷酸溶液(每100 mL加0. 3 g十二烷基苯磺酸钠)(A)-乙腈-水-磷酸-十二烷基苯磺酸钠(90∶10∶0. 1∶0. 3)(B)为流动相,进行梯度洗脱(0～30 min,B%:35～70; 30～31 min,B%:70～35; 31～40min,B%:35)。经方法学验证,黄柏碱、药根碱、表小檗碱、黄连碱、巴马汀、小檗碱等共6个生物碱分离情况良好,在测定时间段内无明显干扰峰;加样回收率均在95%～115%之间,RSD%均小于5%;精密度RSD%均小于5%;在测定浓度范围内(1～50μg/mL)线性关系良好,相关系数(R^2)大于0. 999。3个不同批次供试品的测定结果较一致。本研究建立的HPLC分析方法可用于同时测定伤科黄水中6个生物碱的含量。     

全新世以来长白山区孤山屯泥炭地炭屑记录与古火演化历史

长白山拥有亚洲目前保存较为完好的温带山地森林生态系统,由于近年来无火事件发生而积累了大量可燃物,火灾隐患逐年增加,重建古火历史找出火事件发生规律有助于现代火灾的有效防控。本文以长白山区孤山屯泥炭剖面的68个样品为研究载体,选取炭屑作为主要指标反演了长白山全新世以来的火事件演化历史;并结合前人利用孢粉、植硅体等代用指标重建的古环境、古气候特征,分析了火事件的成因机制。在11 686-10 883 cal aBP、7 336-2 624 cal aBP、2 624-1 189 cal aBP,炭屑浓度较高,古火事件发生频繁,强度较大;在10 883-7 336 cal aBP、1 189 cal aBP至今,炭屑浓度较低,古火事件发生频率较小,强度相对较弱。气候和植被对于火事件的影响贯穿了整个全新世时期,火事件多发生在寒冷干燥气候时期且以区域性火事件为主;近千年以来,人类活动与火山喷发对火事件的影响显著,局域性火事件比例逐渐增多。     

哀牢山湿性常绿阔叶林地生、树干及树枝 附生苔藓生活型组成及其水分特性

为探讨林内不同垂直高度生境下及不同生活型苔藓植物水分特征的差异,该文对哀牢山湿性常绿阔叶林内地生苔藓、林下树干附生和林冠层树枝附生苔藓优势或常见种的生活型组成、持水力、失水特征和水分利用效率进行了研究。结果表明:地生、树干附生和树枝附生苔藓植物类群分别以交织型、扇型、悬垂型苔藓植物占据优势;地生、树干附生、枝条附生苔藓植物的饱和持水率分别为476%DW、210.98%DW、238.95%DW;地生苔藓植物的持水率和失水速率均高于附生苔藓,树干附生苔藓植物持水率低于树枝附生苔藓,而失水速率高于树枝附生苔藓。在不同生活型苔藓的水分特性上,交织型苔藓具有较高的持水率和失水速率,保水性能较弱,其次为悬垂型苔藓,扇型苔藓的持水率最小,失水速率也较快;地生和树干附生苔藓的水分利用效率均显著高于树干附生苔藓,交织型和扇型苔藓的水分利用效率显著高于悬垂型苔藓。在三种生境下,地生苔藓持水力高,水分利用效率较高而保水能力低;枝条附生苔藓持水力低,水分利用效率低而保水能力较高;树干附生苔藓水分利用效率较高而持水力和保水能力均较差。因此,不同生境下苔藓植物生活型组成及其水分变化特性在一定程度上反映了它们对不同生境的适应策略。     

冰菜盐胁迫下的转录组分析

为了解冰菜(Mesembryanthemum crystallinum)叶片抗盐相关基因组学,利用Illumina Hi-seq TM2500高通量测序技术研究冰菜叶片在400 mmol L~(–1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,从400 mmol L~(–1) NaCl胁迫和对照的冰菜叶片中共获得13.01 Gb Clean data,Q30碱基均大于90.08%。共获得123个差异表达基因(DEGs),包括73个上调基因,50个下调基因,其中功能注释的基因有96个。根据Unigene库序列进行GO、COG和KEGG注释,筛选出8个与抗盐性相关差异表达基因,植物激素代谢相关基因,脱落酸8'-羟基化酶、吲哚-3-乙酰酸酰胺合成酶和茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白基因均下调表达,生长素响应蛋白、细胞分裂素合酶基因则上调表达,糖代谢相关基因棉子糖合成酶基因上调表达,质膜H+-ATPase基因上调表达,脱水蛋白基因下调表达。这为冰菜耐盐基因组学和分子生物学的研究奠定基础。     

不同土壤线虫功能团对水稻生长及地上部植食者的影响

探明土壤生物多营养级相互作用是了解生态功能调控机制的核心。本研究通过调控土壤线虫的典型功能团的完全交互设计(食微线虫有无、植食线虫有无、捕杂食线虫有无)探索了线虫功能团对水稻(Oryza sativa)生长及褐飞虱(Nilaparvata lugens)数量的影响。结果表明, 与不接种线虫相比, 植食线虫显著增加水稻根系生物量(P < 0.05), 显著增加其茎叶总酚含量(P < 0.05); 单独的食微线虫增加了褐飞虱数量(P < 0.05), 但显著降低水稻根系生物量(P < 0.05); 捕杂食线虫促进水稻茎叶生长, 降低了褐飞虱数量; 当食微、植食和捕杂食线虫同时存在时, 植物茎叶及根系总酚含量均处于较高水平, 暗示其抗虫潜力更强。总之, 处于较高营养级的捕杂食线虫能够通过调控植食和食微线虫的数量, 提高植物的防御能力, 暗示土壤生物调控措施在植物地上部病原物防控方面有重要的前景。     

盐胁迫对4个水稻种质抗逆性生理的影响

为筛选水稻(Oryza sativa)耐盐种质资源,研究了水稻耐盐相关生理指标。结果表明,盐胁迫下,耐盐种质Pokkali、Fl478、JX99的电导率较低,细胞膜透性较小,叶片叶绿素含量较高,受盐害程度较弱。盐胁迫促进了丙二醛的大量积累,加剧了细胞膜脂过氧化程度,而耐盐种质的丙二醛积累较少,但高盐胁迫下3个耐盐种质的丙二醛含量升高,破坏了细胞膜的完整性。感盐种质R29的临界饱和亏的增幅较大,耐盐种质相对含水量降幅小。应用模糊隶属函数法综合评价,4个水稻种质的耐盐性依次为JX99PokkaliFL478IR29。     

牵牛胁迫应答基因PnLOG2的克隆及功能验证

RING型E3泛素连接酶在植物应答非生物胁迫过程中发挥着重要功能。该研究从圆叶牵牛中克隆出RING型E3泛素连接酶基因PnLOG2,该基因序列号为XM_019321049.1。利用ORF Finder预测PnLOG2基因编码开放阅读框长度为912 bp (51~992 bp),编码313个氨基酸,蛋白分子质量34.38 kD,理论等电点为5.14。系统发育分析表明,PnLOG2基因与番茄亲缘关系最近。组织特异性分析表明,PnLOG2基因在牵牛不同组织均有表达,在老茎和新叶中表达量较高。qRT PCR分析结果表明,PnLOG2基因在圆叶牵牛根和叶中受干旱、盐碱胁迫诱导显著上调表达。通过异源表达PnLOG2基因于酵母细胞中,发现干旱、盐碱胁迫下PnLOG2基因提高了重组酵母的耐盐和耐旱能力,但降低了对碱的耐受性。该研究初步阐明了PnLOG2基因在干旱、盐碱胁迫下的功能,为进一步研究RING型E3泛素连接酶在非生物胁迫中的机理提供了理论依据。     

蒺藜苜蓿MtbHLH148转录因子的克隆与转化及其功能分析

bHLH(Basic helix loop helix, bHLH)转录因子家族是植物最大的转录因子家族之一,广泛参与植物生长发育和盐胁迫应答机制。该研究利用同源克隆的方法克隆蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的MtbHLH148基因,采用qRT PCR方法分析MtbHLH148基因在蒺藜苜蓿中的表达特性,构建超表达载体并通过农杆菌侵染法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),对转基因拟南芥的耐盐性相关功能进行分析研究。结果显示：(1)从蒺藜苜蓿中获得MtbHLH148基因,该基因cDNA全长1 343 bp,包含开放阅读框为603 bp,编码 201 个氨基酸,蛋白分子量22.7 kD,等电点为11.76;蛋白结构分析显示,该蛋白无跨膜结构域,无信号肽,为亲水性蛋白;含有精氨酸／赖氨酸残基的保守结构域和典型的bHLH结构域;二级结构以α 螺旋和无规则卷曲为主。(2)亚细胞定位表明,MtbHLH148蛋白定位在细胞核。(3)进化树分析表明,MtbHLH148与大豆(Glycine max)的亲缘性最近;启动子分析发现,该基因启动子区域含有光响应元件、MYB结合位点以及ABA应答元件ABRE,可能参与非生物胁迫。(4)qRT PCR分析发现,MtbHLH148基因在蒺藜苜蓿的茎中表达量最高,叶中表达量最低,且MtbHLH148基因受ABA(100 μmol/L)诱导并在盐胁迫(200 mmol/L NaCl)处理8 h内表达量上调,而在低温(4 ℃)处理时表达量明显下调。(5)成功构建超表达载体pCAMBIA3301 MtbHLH148并转化拟南芥获得16个抗性株系,经鉴定有12个过表达株系,其中表达量最高的转基因株系为OE8;对OE8株系耐盐性功能分析发现,转基因拟南芥植株的发芽率明显高于野生型,盐胁迫下转基因拟南芥的根长是野生型的1.5倍,表明其耐盐性得到了增强。研究表明,MtbHLH148基因可能在盐胁迫调节机制中具有一定的调控作用。