Research progress in BYDV resistance genes derived from wheat and its wild relatives

Barley yellow dwarf virus （BYDV） may cause a serious disease affecting wheat worldwide. True resistance to BYDV is not naturally found in wheat. BYDV resistance genes are found in more than 10 wild relative species belonging to the genera of Thinopyrum, Agropyron, Elymus, Leymus, Roegneria, and Psathyrostachy. Through wide crosses combining with cell culture, use ofph mutants, or irradiation, 3 BYDV resistance genes in Th. intermedium, including Bdv2, Bdv3 and Bdv4, were introgressed into common wheat background. Various wheat-Th, intermedium addition and substitution, translocation lines with BYDV-resistance were developed and characterized, such as 7D-TAi#1 （bearing Bdv2）, 7B-7Ai#1, 7D-7E （beating Bdv3）, and 2D-2Ai-2 （bearing Bdv4） translocations. Three wheat varieties with BYDV resistance from Th. intermedium were developed and released in Australia and China, respectively. In addition, wheat-Agropyron cristatum translocation lines, wheat-Ag, pulcherrimum addition and substitution lines, and a wheat-Leymus multicaulis addition line （line24） with different resistance genes were developed. Cytological analysis, morphological markers, biochemical markers, and molecular markers associated with the alien chromatin carrying BYDV resistance genes were identified and applied to determine the presence of alien, chromosomes or segments, size of alien chromosome segments, and compositions of the alien chromosomes. Furthermore, some resistance-related genes, such as RGA, P450, HSP70, protein kinases, centrin, and transducin, were identified, which expressed specifically in the resistance translocation lines with Bdv2. These studies lay the foundations for developing resistant wheat cultivars and unraveling the resistance mechanism against BYDV.     

不同游泳速度条件下瓦氏黄颡幼鱼的有氧和无氧代谢反应

在(25±1)℃的条件下,测定瓦氏黄颡(Pelteobagrus vachelli Richardson)幼鱼体重(4.34±0.13)g的临界游泳速度(Ucrit),然后分别以临界游泳速度的不同百分比(20、40、60、80、100%Ucrit)将实验鱼分为5个速度处理组,另外设置静止对照组和高速力竭对照组。处理组实验鱼在不同游泳速度下分别游泳20min,在此过程中测定并计算运动代谢率(Activity metabolic rate,AMR),随后测定肌肉、血液和肝脏中的乳酸、糖原和葡萄糖含量。结果显示:实验鱼的绝对临界游泳速度为(48.28±1.02)cm/s,相对临界游泳速度为(6.78±0.16)BL/s;随着游泳速度的提高AMR显著增加(Pcrit时肌乳酸和血乳酸含量显著高于80%Ucrit的水平(P0.05);100%Ucrit时肝糖原含量显著低于40%Ucrit的水平(P0.05)。经计算瓦氏黄颡幼鱼到达临界游泳速度时的无氧代谢功率比例仅为11.0%,表明其游泳运动主要以有氧代谢供能;实验鱼的无氧代谢大约在80%Ucrit才开始启动,与其他鱼类比较启动时间较晚,说明其游泳运动对无氧代谢的依赖程度较低。研究提示瓦氏黄颡幼鱼是一种有氧运动能力较强的鱼类,这一能量代谢特征可能与提高其生存适合度有关。       

黄孢原毛平革菌抗营养阻遏产漆酶诱变育种及其产酶特性

【目的】筛选能抗营养阻遏产漆酶的黄孢原毛平革菌,论证其产漆酶的确定性及抗营养阻遏产木质素酶的可行性,为白腐菌产酶代谢调控、木质素降解机理的研究奠定基础。【方法】利用重复紫外诱变法,以愈创木酚富氮鉴别培养基筛选目标菌株;比较不同营养条件下菌体生长与产酶动力学差异研究产酶营养调控机理;通过热处理、排除锰离子和加入过氧化氢酶等不同措施论证黄孢原平毛平革菌能否产生漆酶。【结果】3种不同方法均证实选育到的pcR5305和pcR5324菌株在限氮与富氮条件下均能产生漆酶,pcR5305和pcR5324在限氮条件下产漆酶分别达到203.5、187.6 U/L;在富氮条件下为220.6、183.9 U/L,而原菌株pc530在两种条件下都基本不产生漆酶。二菌株产漆酶调控方式不同,pcR5305漆酶产生与菌体生长同步,而pcR5324漆酶产生却受营养氮阻遏。二菌株同时具有抗营养阻遏高产木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)(分别为LiP 1343.2、MnP 252.2 U/L;LiP 1169.5、MnP 172.4 U/L)的能力。【结论】筛选到的黄孢原毛平革菌变异菌株能产漆酶,同时表现了抗营养阻遏产漆酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的能力,具有重要的生产应用与理论研究价值,为白腐菌产酶代谢调控机理研究提供了原始菌株并奠定了良好的基础。     

栎黄枯叶蛾幼虫龄数的确定

【目的】为明确栎黄枯叶蛾Trabala vishnou gigantina Yang幼虫的发育状况,以便进行预测预报及采取防治措施。【方法】通过野外采样获取不同发育状态的栎黄枯叶蛾幼虫,对其头壳宽度,体长,体宽,额宽,上颚基部宽和单眼间距6项形态指标进行测量,利用Crosby生长法则和线性回归方法,推断栎黄枯叶蛾幼虫的龄数。【结果】栎黄枯叶蛾幼虫有7龄,头壳宽度为最佳分龄结构。单眼间距、额宽和上颚宽3项指标均可作为分龄的辅助手段,体长和体宽变异较大,不宜用作幼虫龄数划分。【结论】研究结果为生产上合理防治该害虫提供了参考依据。     

黄菖蒲叶片对水分的生物学响应及其净化水质作用

为解决漓江流域水质下降和生态系统退化的关键问题,开展黄菖蒲抗逆性以及水质净化作用研究,为漓江水陆交错带生态修复的植物选择提供科学依据。采用盆栽试验,研究了黄菖蒲在不同基质内不同淹水胁迫下的叶片生长情况,共设5个处理,并在全土基质中开展净化水质实验。结果表明:随着水淹深度的增加,黄菖蒲叶片数明显下降;半淹处理对黄菖蒲生长最有利;水淹时间对黄菖蒲叶片数、叶长、叶宽与叶面积有极显著影响;黄菖蒲叶片长度、宽度和叶片数随淹水处理没有明显差异,基质对黄菖蒲的生长无显著差异;水分比基质对黄菖蒲生长影响大;种植黄菖蒲处理后pH减小为中性,在一定程度上可以净化水质,但对氮磷的净化效果不明显。     

冷藏米蛾卵对子代螟黄赤眼蜂质量的影响

螟黄赤眼蜂Trichogramma chilonis Ishii在华南地区被广泛应用于甘蔗螟虫的生物防治,米蛾Corcyra cephalonica (Stainton)卵是工厂化繁育螟黄赤眼蜂的主要替代寄主,常常需要冷藏以满足生产的需要。本文通过分析子代雌蜂的平均寿命、寄生量、存活率和生命表等参数的变化,评价了在4℃条件下冷藏紫外杀胚米蛾卵对子代赤眼蜂质量的影响。结果表明,螟黄赤眼蜂几乎不能寄生冷藏60 d的米蛾卵。总体来说,随米蛾卵冷藏时间的延长,F1代单雌蜂的平均寿命与寄生量呈下降趋势,不过在储存期30 d时,寄生量出现了一个反常高峰。在储存期15 d时,F2代羽化率与雌性比例最高,净增值率（R0）、内禀增长率（rm）和周限增长率（λ）均有不同程度的下降,而世代平均周期（Tc）和种群倍增时间（T2）则相应延长。因此,冷藏米蛾卵导致子代螟黄赤眼蜂的质量下降,经紫外杀胚处理的米蛾卵在4℃条件下冷藏时间超过45 d后在生产中需要审慎处理。     

家蚕墨蝶呤还原酶基因的体外表达及酶活性研究

家蚕（Bombyx mori）黄体色突变体（lem）的幼虫体壁富含墨蝶呤（SP）,SP经墨蝶呤还原酶（SPR）的催化作用合成四氢生物蝶呤（BH4）。作为芳香族氨基酸羟化酶的重要辅酶,BH4的缺乏会导致多种神经性代谢综合症。前期研究已克隆获得家蚕SPR基因（BmSpr）,确定了BmSpr为lem突变体的遗传本质。本实验将重组质粒 pET-24b-BmSpr转化至 E．coli 不同菌株的感受态细胞,对 BmSpr的体外表达条件进行了优化。SDS-PAGE和Western Blot的检测结果表明BmSPR融合蛋白能够在原核表达系统中得到稳定表达,酶活性分析结果显示体外表达的重组BmSPR对其底物SP有较好的催化活性。本研究为进一步以从家蚕lem突变体资源大量提纯的SP为底物,利用原核表达BmSPR,开展体外合成 BH4的应用基础研究奠定了实验基础。     

黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的建立

以黄独茎尖再生苗为试材,研究不同因素对黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的影响,以期对黄独脱毒苗的再生体系进行优化。结果表明,叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳培养基是MS+KT 2 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1;叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳蔗糖浓度分别为30和50 g·L^-1;叶片和茎段在黑暗中较容易诱导出愈伤组织;叶片和茎段愈伤组织分化的最佳培养基是MS+KT 4 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1;继代2次的叶片和茎段愈伤组织较容易分化;黄独不定芽生根的最佳培养基是1/2MS+IBA 0.1 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 1 mg·L^-1。本实验成功建立了黄独脱毒苗叶片和茎段的再生体系,为黄独脱毒苗的工厂化生产奠定了技术基础。     

黄孢原毛平革菌乙醇脱氢酶基因的克隆和表达

乙醇是黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)在限氧培养条件下重要的代谢物之一, 为了更好的理解P. chrysosporium在低氧条件下的代谢机制, 文章从P. chrysosporium中克隆到一个长1071 bp的乙醇脱氢酶基因PCAdh1 cDNA, 该基因编码一个由356个氨基酸组成的蛋白质, 它与其他生物的乙醇脱氢酶的氨基酸序列的相似性很低, 但酶催化活性位点序列却高度保守。将PCAdh1在大肠杆菌中表达, 并获得有酶活性的重组蛋白。纯化的蛋白质用于制备抗体。半定量RT-PCR和Western blot分析结果显示, 在限氧条件的培养过程中, PCAdh1基因在mRNA水平和蛋白水平上都保持相对稳定, 表明该基因的表达是组成型的; 但从菌丝体提取的粗蛋白中的乙醇脱氢酶活性却随着培养时间的增加及氧气含量的持续降低而逐渐升高, 这暗示P. chrysospo-rium中存在其他低氧诱导型乙醇脱氢酶基因的表达。