内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的生理适应特性。研究发现:4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿<荒漠锦鸡儿<柠条锦鸡儿<狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15%以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现:荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现:POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>柠条锦鸡儿>垫状锦鸡儿。这些结果表明:(1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2)保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

硒对水稻的生态毒理效应及临界指标研究

通过土壤添加硒盆栽试验,研究了黄棕壤不同浓度Se对水稻生物量、叶绿素含量、抗氧化酶系统的影响.结果表明,低浓度Se(<8mg·kg^-1)对水稻根和地上生物量、叶绿素a含量、叶绿素a/b有促进作用,并整体提高了作物抗氧化酶系统,使MDA下降,SOD、CAT、POD、GSHPx活性相应提高.而高浓度Se(>16mg·kg^-1)对水稻根和地上生物量、叶绿素a含量、叶绿素a/b有明显的抑制作用,对抗氧化酶系统产生胁迫效应,使GSHPx明显上升,MDA上升,SOD、CAT、POD酶活性明显下降.各项生理指标与土壤Se处理浓度之间相关分析表明,土壤Se浓度与地上部干重相对百分率、根干重百分率、叶绿素a/b、MDA、SOD、CAT、POD之间有显著相关性.比较胁迫效应10%值的临界指标EC10值表明,作物地上部干重抑制率作为土壤临界值制定的依据更为可靠,EC10为21mg·kg^-1.     

大肠杆菌ptsHI-crr基因的敲除及其对苯丙氨酸生产的影响

L-苯丙氨酸(L-phenylalanine)是重要的食品和医药中间体。利用大肠杆菌发酵葡萄糖生产苯丙氨酸时,对葡萄糖转运起重要作用的磷酸烯醇丙酮酸糖磷酸转移酶系统(PTS)对苯丙氨酸产量有很大影响。由ptsHI-crr操纵子编码的磷酸组氨酸载体蛋白(HPr),酶I(EI)和酶IIAGlc是PTS的必要组分,通过敲除ptsHI-crr得到PTS缺陷菌株,可以使葡萄糖代谢更多地流向苯丙氨酸生物合成。采用Red同源重组技术将大肠杆菌染色体上的ptsHI-crr基因替换为四环素抗性基因,得到PTS缺陷菌株。该菌株在以葡萄糖为惟一碳源的培养基中摇瓶培养,菌密度为对照菌株的2.7倍,苯丙氨酸产量为对照菌株的6.3倍。     

铜绿假单胞菌对镉胁迫苗期水稻根系活力及叶片生理特性的影响

为揭示耐镉铜绿假单胞菌缓解镉胁迫水稻的生理效应,以无镉处理为对照,通过添加菌液、空载体、菌剂及20μmol·L^-1 Cd进行水培试验,分析了菌株对苗期水稻根系活力及叶片生理特性的影响.结果表明:镉胁迫显著抑制了水稻的根系活力,降低了叶片光合效率、抗氧化酶活性及可溶性蛋白、类黄酮与总酚含量,提高了叶片丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2-)含量.与镉处理相比,添加菌液、菌剂处理的水稻根系活力分别提高了36.1%~42.5%、49.4%~53.0%;叶片净光合速率提高了118.5%~147.1%、137.6%~156.9%;可溶性蛋白含量提高了37.0%~49.3%、37.7%~72.6%.菌剂处理的水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别比Cd处理提高了36.9%~42.6%、82.7%~92.6%、43.3%~52.2%,菌液处理的SOD、POD、CAT则分别比Cd处理提高了25.8%~36.6%、40.9%~55.9%、24.0%~29.2%,菌剂对水稻叶片抗氧化酶的促进效应显著高于菌液;菌剂、菌液处理的水稻叶片MDA含量分别比Cd处理降低了44.8%~54.7%、29.4%~41.9%;O2-含量减少了9.9%~10.2%、3.0%~7.1%;菌剂处理后类黄酮、总酚含量分别比Cd处理提高了125.4%~135.7%、100.8%~119.4%;菌液处理后则分别提高了139.4%~146.7%、115.0%~134.7%.可见,铜绿假单胞菌及其菌剂通过提高苗期水稻根系活力、光合作用促进了苗期水稻的生长.铜绿假单胞菌通过增强水稻抗氧化酶活性、提高类黄酮和总酚等抗氧化物质含量,表现出显著的缓解镉胁迫效应.     

基于BAC重组酶系统构建莱航鸡多位点基因打靶载体的研究

以莱航鸡重复的rDNA基因间的间隔序列为靶位点,利用BAC重组酶系统构建含人干扰素基因的多位点基因打靶载体,为建立莱航鸡多位点基因打靶技术获得关键材料。首先构建BAC-TDN筛选载体,然后构建pYLVS-GID表达载体。将BAC-TDN筛选载体和pYLVS-GID表达载体共转化至大肠杆菌NS3529中,通过其Cre重组酶的作用形成BAC-TDN-VS-GID质粒,采用归位内切酶I-SceⅠ切除pYLVS质粒骨架,利用接头LS使之环化,构建成莱航鸡大容量多位点基因打靶载体BAC-TDN-GID。每次克隆均经酶切或PCR、测序等鉴定DNA片段的插入及插入方向。以该载体为材料的多位点基因打靶技术将提高基因定点整合效率,解决外源基因不能稳定表达、安全性等部分问题,突破了DNA重复序列不能作为外源基因整合靶位点的禁区。     

水分胁迫下Ca^2＋,PEG预处理对小麦幼苗保护酶系统活性的影响

水分胁迫下Ｃａ￣（２＋）、ＰＥＧ预处理对小麦幼苗保护酶系统活性的影响洪法水,马成仓,董振吉,周谋文（淮北煤炭师范学院生物系,淮北２３５０００）ＥＦＦＥＣＴＳＯＦＣＡ￣（２＋）．ＰＥＧＰＲＥＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＮＤＥＦＥＮＳＩＶＥＥＮＺＹＭＥＳＡＣＴＩ...     

CRISPR/Cas9系统在疾病模型和基因治疗中的应用北大核心CSCD

基因编辑技术的出现成功地改变了实验材料的基因序列,这为研究疾病的分子机理提供了极大的便利.然而,传统的基因编辑技术由于缺乏精确定位、随机性插入引起位置效应等原因而制约了其发展.随着规律成簇间隔短回文重复CRISPR(clustered regulatory interspaced short palindromic repeat)/CRISPR相关核酸酶Cas(CRISPR-associated nuclease)系统的出现,简便高效的基因编辑技术在疾病模型的构建,损伤基因的修复和功能性基因的研究中已得到广泛应用,产生了十分重要的影响.本文就CRISPR/Cas9系统的结构特点、作用机理以及近两年来在疾病模型构建和基因治疗中的应用进行综述,以便读者了解相关领域的研究进展.     

铝胁迫对海莲幼苗保护酶系统及脯氨酸含量的影响

为探讨Al~(3+)胁迫对海莲的影响,研究了10～50 mmol/L Al~(3+)处理下海莲幼苗叶片和根系的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性以及可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量的变化。结果表明,海莲幼苗能耐受50 mmol/L的Al~(3+)胁迫处理,具有较高的耐铝性。但在50 mmol/L Al~(3+)处理时,海莲幼苗叶片和根系的质膜系统膜脂过氧化加重,MDA含量增加;细胞活性氧代谢失衡。在保护酶系统中,Al~(3+)处理促进了叶片中APX和POD活性的提高,降低了CAT的活性,SOD的活性呈下降趋势;海莲根部POD和SOD活性均显著提高,而CAT活性下降。25～50 mmol/LAl~(3+)处理下,海莲叶片和根部可溶性蛋白质含量均显著下降;Pro的含量在叶片和根均有显著增加。     

hprK基因敲除及对其枯草芽孢杆菌核黄素发酵的影响

枯草芽孢杆菌在葡萄糖丰富的环境中,胞内糖分解代谢物浓度的提高将引起碳分解代谢物阻遏效应(CCR)及糖吸收的抑制,对核黄素等发酵过程产生不利影响。通过缺陷细胞的分解代谢物控制蛋白A(CcpA)可以解除CCR效应,但不能解除糖吸收的抑制。磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统(PTS)是枯草芽孢杆菌主要的糖吸收方式,HPr蛋白和双功能的HPr激酶/HPr-Ser46-P磷酸酶(HprK/P)参与PTS系统的调控。在葡萄糖丰富的条件下,HprK/P的激酶活性受1,6-二磷酸果糖激活,催化HPr蛋白46位丝氨酸残基磷酸化,形成HPr-Ser46-P。HPr-Ser46-P抑制某些碳源透过酶基因的表达;同时HPr-Ser46-P难以被酶Ⅰ在His15磷酸化,不能在PTS系统中发挥转移磷酸基团的作用,使细胞的糖吸收受到抑制。在CcpA缺陷的背景下,敲除核黄素生产菌株B.subtilis24A1/pMX45的HprK/P编码基因hprK,构建了CcpA和HprK/P双缺陷的重组菌B.subtilisZHc/pMX45。摇瓶发酵显示,B.subtilisZHc/pMX45核黄素发酵的最适葡萄糖浓度由24A1/pMX45的8%提高到10%;核黄素产量达到4.374mg/mL,比24A1/pMX45提高了19.2%。结果表明,CcpA和HprK/P的双缺陷可有效解除高浓度葡萄糖所引起的CCR效应和糖吸收抑制,有助于提高细胞对葡萄糖的耐受力,并提高核黄素产量。     

外源NO对铅胁迫下三叶鬼针草幼苗活性氧代谢的影响

铅(Pb)是已知毒性最强的重金属污染源之一,一氧化氮(NO)是一种普遍存在于生物界的信使分子,广泛参与植物对Pb胁迫的应答反应调控,而三叶鬼针草(Bidens pilosa)是修复Pb污染的重要种质资源。为了进一步探明NO在植物Pb胁迫响应中的作用及机理,增强三叶鬼针草对Pb污染土壤的耐性以及更好地应用于Pb污染土壤的修复。该研究以培养60 d的三叶鬼针草幼苗为材料,用不同浓度NO供体硝普钠(SNP)预处理,测定600μmol/L硝酸铅胁迫处理第3天三叶鬼针草叶、茎和根的膜质过氧化、抗氧化酶系统和渗透调节物质含量等指标,分析外源NO对铅胁迫下三叶鬼针草活性氧代谢的影响。结果表明:300μmol/L SNP能显著降低铅胁迫下三叶鬼针草相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量以及超氧阴离子(O-2·)产生速率;能显著促进脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)、类胡萝卜素(Car)的合成;和不同浓度SNP对三叶鬼针草叶、茎和根中抗氧化酶活性的影响较复杂,其中200μmol/L SNP能显著增强叶和茎中抗坏血酸氧化酶(APX)活性、茎中谷胱甘肽还原酶(GR)活性,300μmol/L SNP能显著增强叶中过氧化物酶(POD)活性,1000μmol/L SNP能显著增强茎和根中过氧化氢酶(CAT)活性和叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性。综上表明,适宜浓度NO可以通过启动抗氧化系统,增加渗透调节物质含量和调节抗氧化酶活性,从而有效保护三叶鬼针草膜系统稳定性,缓解Pb胁迫伤害。因此,适宜浓度NO可以增强三叶鬼针草对Pb污染土壤的耐性,其在三叶鬼针草修复Pb污染土壤中具有较好的应用价值。