德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应

以耐旱性较强的德国景天(Sedum hybridum)扦插苗为材料进行干旱胁迫处理(60d),并测定其叶片相对含水量、丙二醛含量、细胞伤害率、光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)、荧光参数(F_v/F_m、q~P、PHiPS2),以及苹果酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性等生理指标。结果显示,干旱胁迫导致德国景天叶片相对含水量、光合参数、荧光参数降低,细胞伤害率、丙二醛含量升高;干旱胁迫30d时,各项生理指标变化幅度较小,但40d后变化幅度显著增加,并且德国景天叶片的苹果酸含量和PEPCase活性显著升高,表明C_3光合途径不断减弱,景天酸代谢(CAM)途径被激活,参与了德国景天对干旱胁迫的响应,提高了其耐旱性;当干旱胁迫达60d时,因超过其耐受范围,德国景天受损严重,逐渐死亡。这说明德国景天在生理上表现出极强的耐旱性,并且具有兼性CAM植物的特征,通过CAM途径活化提高植株耐旱性是德国景天重要的耐旱机理。     

响应面-满意度函数优化重组大肠杆菌产NMN转移酶发酵条件

重组大肠杆菌Escherichaia coli能高效表达NMN转移酶,以此为出发菌株,以菌体生长量OD600和NMN转移酶的活力为响应值,对重组大肠杆菌产NMN转移酶的发酵条件进行优化.首先以Plackett-Burman实验设计优化筛选出3个主要影响因子:胰蛋白胨、甘油、MgSO4;随后以Box-Behnken中心组合设计建立上述3个因子对OD600和NMN转移酶活力水平的数学模型;最后通过满意度函数获得最佳发酵条件为:酵母粉30 g/L,胰蛋白胨10.5 g/L,甘油3.49 mL/L,MgSO40.45 g/L,K2 HPO440.5 g/L,KH2 PO46.0 g/L,NH4 Cl 1.5 g/L,NaCl 0.6 g/L,接种量1.5%,诱导时间12 h.在该优化条件下,菌体生长和产酶水平均获得了显著的提升.重组NMN转移酶的活力水平从8.85 U/mg提高到15.48 U/mg,菌体生长量OD600从4.85提高到6.01,提高幅度分别为74.92%和23.92%.     

以松毛虫为基质培养的冬虫夏草菌丝体中多糖的提取研究

研究了不同方法对冬虫夏草发酵菌丝体（以枯叶蛾科昆虫马尾松毛虫为基质发酵所得）中多糖提取的影响。结果表明,采用微波辅助水提法所得多糖的产率最高,影响提取的关键因素为液料比、微波提取时间、微波功率;采用Box-Behnken设计及响应面分析法对这3个因素进行优化,并通过回归拟合,建立了预测虫草多糖提取的多项式模型Y=6.87+0.058A+0.085B+0.075C+0.032AB+0.046AC+0.069BC-0.16A²-0.37B²-0.11C²。经响应面最优化分析,获得冬虫夏草发酵菌丝体中多糖的最优提取工艺参数为：液料比（mL/g）6.3:1、微波功率520W、微波提取时间326s,此工艺提取验证后的提取率达到6.76%。     

响应面分析法优化耐高温蛋白酶发酵培养基

采用响应面分析方法对产耐高温蛋白酶的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringien- sis)FZ62发酵培养基进行优化．首先,进行发酵培养基碳源、氮源及初始pH值的单因素筛选,优化结果表明最适氮源为酵母粉、碳源是葡萄糖,初始pH值范围6-8．在此基础经响应面法优化,发酵培养基最佳组合为:酵母粉2．04%,葡萄糖为0．10%,初始pH7．07．经以上优化后发酵水平比初始设计提高了3．22倍．     

森林草莓SUN基因家族的鉴定及其对逆境的响应

SUN基因是调控植物生长发育的关键基因。本研究鉴定了二倍体森林草莓(Fragaria vesca)的SUN基因家族,并对各成员的理化性质、基因结构、系统进化以及基因表达进行了分析。结果表明,森林草莓有31个FvSUN基因,其编码蛋白可聚类为7个组,同一组内成员具有高度相似的基因结构与编码蛋白保守域;FvSUNs蛋白的亚细胞定位主要在细胞核中。共线性分析表明森林草莓FvSUNs基因家族主要通过染色体片段复制产生,拟南芥与森林草莓存在23对直系同源基因。利用森林草莓的转录组数据,对FvSUNs基因的组织表达特征进行分析,发现主要可归为3类：各组织均表达、组织中几乎不表达、组织特异性表达,并通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)进一步验证结果。此外,还对森林草莓进行不同的逆境胁迫处理,qRT-PCR分析了31个FvSUNs基因的表达情况,发现大部分基因均在不同程度上受低温、高盐或干旱胁迫的诱导表达。这些研究结果为深入揭示草莓SUN基因的生物学功能及其分子机制奠定了基础。     

黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

中华蜜蜂信息素结合蛋白OBP10的基因克隆、原核表达和配基结合特性分析

【目的】气味结合蛋白在中华蜜蜂Apis cerana cerana嗅觉系统中起到重要作用,本实验拟研究中华蜜蜂一个新的信息素结合蛋白OBP10及其与蜜蜂信息素以及蜜源开花植物挥发物的结合特性。【方法】本实验通过RT-PCR扩增获得OBP10基因全长(Gen Bank登录号:KP717060.1),以p ET-30a构建原核表达载体,并以Ni2+琼脂糖柱进行重组蛋白表达和分离纯化,在N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)作为荧光报告子下利用荧光光谱法体外研究重组Acer OBP10与多种候选化学配基的结合特征。【结果】经多序列联配分析,发现Acer OBP10的多个同源基因均为信息素结合蛋白(pheromone binding proteins,PBPs)。配基结合特性分析显示,Acer OBP10对14种候选配基中的蜂王信息素成分对羟基苯甲酸甲酯(HOB)竞争力最大,相对荧光可降至6.06%,解离常数11.04μmol/L;进一步表明Acer OBP10属于一个新的中蜂PBPs。此外,Acer OBP10也能和包括工蜂信息素(香叶醇和橙花醇)、报警信息素(2-庚酮和乙酸异戊酯)等蜜蜂信息素以及蜜源开花植物挥发物之一的β-紫罗兰酮结合,表明Acer OBP10可能是一种以信息素结合为主的多功能结合蛋白。【结论】Acer OBP10是中蜂一个新的信息素结合蛋白,与此前我们鉴定的蜂王信息素结合蛋白Acer ASP1相比,Acer OBP10对蜜蜂信息素的结合谱更为广泛,这些结果将对进一步研究中华蜜蜂信息素识别和传递提供理论基础,对于深入了解中华蜜蜂嗅觉影响生理功能的行为机制具有重要意义。     

水曲柳落叶松人工混交林中树木个体生长的竞争效应模型

本研究从水曲柳落叶松混交林中树木的种内种间竞争机制出发,对与距离有关的竞争模型和邻体干扰模型进行了改进,提出了以竞争指数分量和竞争效应系数来量化树木间的空间竞争。根据野外的实测数据,以年材积生长量为因变量各竞争指数分量为自变量,通过多元回归分析建立了树木个体生长的竞争效应模型,回归结果有很好的拟合优度。本研究为空间竞争模型的进一步改进和生态学研究植物竞争生长关系提供了新的思路。     

飞蝗抱对行为的进化意义及两型间相异的交配策略

飞蝗Locusta migratoriaL.不仅交配时间长,而且进行频繁的、长时间的交配前抱对。一般认为,交配前抱对行为是雄虫为了等待时机获取适时的交配。最近的研究表明,飞蝗的交配时间与P2值(最后交配雄虫子代的比例)、交配前抱对时间与交配时间存在显著的正相关关系,即飞蝗长时间的交配前抱对行为能延长其后续的交配时间,从而提高P2值。飞蝗具变型现象,散居型和群居型在形态特征、生理机能、行为及体色等方面存在明显差异。最近的研究结果显示,散居型较群居型具更高的P2值,较短的交配前抱对和较长的交配时间。冲绳和筑波种群散居型成虫的交配前抱对时间与交配时间存在显著的正相关关系,而群居型无此相关性。这些结果证实飞蝗散居型和群居型之间存在着繁殖策略的差异。     

O_3和干旱胁迫对元宝枫叶片气孔特征的复合影响

利用开顶式气室(OTC)研究了O3胁迫(空气O3浓度加118μg·m-3)、干旱胁迫(土壤水分保持在田间持水量的40%~50%)以及O3与干旱复合胁迫(空气O3浓度加118μg·m-3和土壤水分保持在田间持水量的40%~50%)对元宝枫(Acer truncatum Bunge.)叶片气孔特征的影响。结果表明:O3胁迫41 d时气孔密度变化不明显,62和110 d时显著增加(P0.05);干旱胁迫和复合胁迫下气孔密度增加显著(P0.05);O3、干旱及复合胁迫处理110 d气孔面积、周长、长度和宽度明显减小(P0.05),气孔指数明显增加(P0.05);各胁迫气孔开度均明显减小(P0.05),O3和干旱对气孔开度影响存在协同作用,干旱减小了O3胁迫下的气孔开度。O3和干旱胁迫下气孔特征响应不同表明影响气孔的机制不同,O3对气孔影响具有累积效应,干旱可限制O3摄入量从而减小了O3对植物的伤害。