模拟四季温度层积对南方红豆杉种子生理性状的影响

为了解濒危物种南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)种子内含物含量受温度和湿度层积的影响,设置4个季节、2种湿度(16%和24%)基质层积处理,对种子的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和脂肪等内含物质的变化进行研究。结果表明,不同层积处理下种子贮藏物质的含量有显著变化,春季层积9个月后,可溶性蛋白含量达到最高值;可溶性糖含量呈现降低-升高-降低的变化趋势;淀粉和脂肪含量均随层积逐渐减少。秋季层积9个月后,淀粉含量降至最低。相比于24%湿度,16%湿度的春季、秋季、冬季层积9个月后,脂肪含量均减少较多,说明16%湿度下种子代谢活动更强。春季和秋季的暖温更能促进种子代谢,促进种子形态后熟。夏季温度过高,导致种子生活力下降,夏季层积处理3个月后,种子已经发霉和腐烂。层积过程中,种子内含物在相关酶的作用下,降解为可溶性蛋白、可溶性糖等,为种子萌发提供物质与能量。种子层积时间、温度和湿度及交互作用可作为种子内含物的调控因子。     

蛹虫草蓝光诱导两步法发酵产类胡萝卜素

采用黑暗摇瓶发酵和蓝光照射静置培养的两步培养法,进行蛹虫草(Cordyceps militaris L.)液体发酵产类胡萝卜素的蓝光诱导。结果表明蛹虫草在2d的黑暗培养和5d的蓝光照射静置培养后,其类胡萝卜素的含量可达到最高值558.4μg/gFW。而以黑暗摇瓶培养2d后,进行不同时间的蓝光照射静置培养。结果表明,蓝光照射最初2d,蛹虫草类胡萝卜素含量变化不明显,随后快速增加,并在第5天达到最大值558.4μg/gFW,随后类胡萝卜素的含量并无明显变化。通过研究解决了蛹虫草液体发酵产类胡萝卜素的培养过程中蓝光的给光问题。     

鄱阳湖国家级自然保护区东方白鹳(Ciconia boyciana)种群数量变化与气候的关系

该研究分析了1985—2011年鄱阳湖国家级自然保护区东方白鹳(Ciconia boyciana)越冬种群数量的年际变化趋势,探究了越冬地气候条件对其种群数量变化的影响。结果表明,1985—2011年,保护区东方白鹳种群数量为(1 340±178)只,呈显著线性增长趋势,但年际波动较大。种群数量与越冬当年11月份的平均最低气温显著正相关(r=0.554,P=0.003,n=27),越冬初期较低的温度可能影响东方白鹳选择鄱阳湖作为长期越冬地的决策,而增加对长江中、下游其他湿地的利用。同时,越冬地气候条件对种群数量的影响存在显著的时滞效应。越冬初期以及越冬后期的气温变量与2~9年后的种群数量显著正相关。尤其是越冬初期10月份的气温变量与2~5年后的种群数量变化极显著相关,越冬后期2月和3月的气温变量分别与8年后和3年后的种数数量极显著正相关。多元线性回归分析结果表明,2年前的10月平均最高温度、2年前的3月平均最高气温、4年前的10月平均最高温度、4年前的3月平均气温是东方白鹳种群数量变化的显著预测变量,共同解释了种群数量年际变化的79.2%(R2=0.792,F=20.901,df=26,P=0.000)。越冬初期和末期可能是个体迁飞后补充能量和迁飞前积累能量的关键阶段,适宜的气温有利于成体的能量积累和幼体的存活,且东方白鹳性成熟年龄为2~6年,因此,越冬地气候条件对其种群增长的影响将会在2年后体现。     

钝齿棒杆菌argR基因缺失株构建及其缺失对精氨酸生物合成途径相关基因转录水平的影响

[目的]钝齿棒杆菌AS 1.542中argR基因编码的蛋白ArgR在精氨酸生物合成途径中扮演负调控的角色,但其对相关基因在转录水平的影响还未见报道.因此,本课题组构建了钝齿棒杆菌argR基因缺失株,并在转录水平上比较野生株与缺失株精氨酸生物合成途径相关基因的变化.[方法]采用无痕敲除的方法构建了钝齿棒杆菌argR基因缺失株,并采用荧光定量PCR方法分析缺失株和野生株精氨酸生物合成途径相关基因在转录水平的变化.[结果]利用pK18mobsacB质粒中蔗糖致死基因sacB反向筛选标记及PCR方法成功筛选到钝齿棒杆菌argR基因缺失株;荧光定量PCR结果表明,argR基因缺失株精氨酸生物合成途径中相关基因在转录水平获得大量提高,平均约上调162.13倍.[结论]钝齿棒杆菌精氨酸生物合成途径的相关基因受负调控蛋白ArgR的显著调控,但其基因的敲除并没有引起精氨酸产量发生明显的变化.     

从烟草EST微卫星标记中筛选合子胚中优势表达的基因

为获得烟草合子胚中的优势表达基因,利用CAP3程序对来自烟草公共数据库的EST序列进行组装,利用MISA程序从组装后的EST中筛选SSR位点,将多态性的SSR位点在烟草合子文库中进行扩增并对等位基因进行分析。结果表明:具有多态性的16个SSR标记中,有9个基因能从烟草的合子库中成功扩增得到。该研究为筛选烟草合子胚中优势表达基因提供新的途径。     

蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14中赖氨酸脱羧酶基因的克隆、表达及功能

【目的】阿尔茨海默症治疗药物石杉碱甲(Huperzine A,Hup A)的生物合成途径起始于赖氨酸脱羧酶(Lysine decarboxylase,LDC)。本研究克隆及表达了来源于产Hup A的植物内生真菌的LDC基因,并研究了其功能。【方法】采用RT-PCR扩增法,从一株产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14获得LDC基因,构建表达质粒p ET-22b-LDC与p ET-32a-LDC,转化感受态细胞E.coli BL21,加入IPTG至终浓度为1×10~(–3) mol/L,于24°C、200 r/min培养8 h,诱导表达LDC蛋白质;通过Ni~(2+)金属亲和层析纯化重组LDC并建立酶促反应体系,利用TLC检测了LDC催化活性。利用生物信息学软件分析了LDC的理化性质及蛋白质的空间结构。【结果】成功克隆并异源表达出重组蛋白LDC与Trx-LDC,经SDS-PAGE电泳鉴定分子量分别为24.4 k Da和42.7 k Da,与预计大小相符。TLC结果表明LDC与Trx-LDC均具有赖氨酸脱羧酶活性。【结论】本研究从产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14中成功克隆到LDC基因并进行了异源表达,检测到了其催化活性,为丰富LDC分子信息及阐明内生真菌中Hup A生物合成机制提供参考数据。     

热休克蛋白70:生物学功能与作用机制研究进展

热休克蛋白是一类广泛存在于原核生物和真核生物体内且结构上高度保守的蛋白质。有机体在应激条件下,为克服压力会诱导其表达,因此,热休克蛋白又被称为应激蛋白。作为进化上最保守的蛋白质之一,热休克蛋白70 (heat shock protein 70, Hsp70)是生物细胞中含量最高的一种热休克蛋白,可诱导性最强,具有多种生物学功能,因此,又被称为主要热休克蛋白。由于蛋白质是细胞重要成分之一,几乎涉及所有的生物学过程,Hsp70家族成员控制着细胞蛋白质稳态的所有方面,因此,Hsp70一直是科学研究的热点之一。该文概括了近年来Hsp70的生物学功能和作用机制研究进展,并对该领域的研究进行了展望。