酿酒酵母合成木栓酮及其衍生物的研究现状及展望

木栓酮及其衍生物在植物中普遍存在且种类繁多,具有丰富的生理药理学活性。木栓酮衍生物是以木栓酮为骨架经细胞色素氧化酶P450(cytochromeP450,CYP450)及UDP葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyltransferase, UGT)修饰而来。植物中天然木栓酮及其衍生物的含量极低,传统的萃取分离和化学合成效率低、能耗高且污染环境,因此,利用酿酒酵母作为宿主菌生产木栓酮及其衍生物是一种高效且环保的策略。本文从增加前体含量、提高酶活性和产物合成的亚细胞定位等方面介绍并展望了木栓酮在酿酒酵母中高效生产的策略,并介绍了目前几种常见的木栓酮衍生物研究现状,从根据碳骨架相似性挖掘CYP450、蛋白质工程改造CYP450和合成代谢基因簇的挖掘等方面展望了木栓酮衍生物的合成途径解析的新思路。     

中国沙棘克隆生长对灌水强度的响应规律及其激素调控机制

关于中国沙棘克隆生长调节研究目前局限于外在机制,旨在探讨其克隆生长对灌水强度的响应规律及其激素调控的内在机制。结果表明:随着灌水强度的增大,分株生长、克隆繁殖、克隆扩散能力先升后降,IAA(吲哚-3-乙酸)、ZR(玉米素核苷)、GA_3(赤霉酸)含量及其与ABA(脱落酸)的比值先升后降而ABA含量先降后升。同时,分株生长、克隆繁殖、克隆扩散能力与IAA、ZR、GA_3含量以及IAA/ABA、ZR/ABA、GA_3/ABA呈极显著或显著正相关,与ABA含量呈极显著负相关。灌水强度过小或过大,IAA、ZR、GA_3含量以及IAA/ABA、ZR/ABA、GA_3/ABA低而ABA含量高,克隆生长潜力受到抑制,种群以分株小、数量少(分布稀疏)、扩散(水平根延伸和分枝)能力弱为特征,克隆生长格局倾向于"游击型"、种群早衰概率高;灌水强度适宜,IAA、ZR、GA_3含量以及IAA/ABA、ZR/ABA、GA_3/ABA高而ABA含量低,克隆生长潜力得以充分发挥,种群以分株大、数量多(分布密集)、扩散能力强为特征,克隆生长格局倾向于"聚集型"、种群稳定性高。随着灌水强度过小-适宜-过大的连续变化,中国沙棘通过改变激素状况调控克隆生长,从而形成与灌水强度相适应的克隆生长格局连续体"游击型-聚集型-游击型",种群稳定性呈"低-高-低"的连续变化过程。由此可见:灌水强度诱导内源激素发生改变,激素特征调控克隆生长格局,克隆生长格局决定种群稳定性。     

末次盛冰期以来气候变化对中国山荆子分布格局的影响

山荆子(Malus baccata (L.) Borkh.)具有较高的观赏、经济价值,是苹果属(Malus)植物的重要种质资源。本文利用ENMeval数据包调整Max Ent模型的调控倍频和特征组合参数,根据602条现代分布记录和筛选的8个生物气候变量,模拟预测山荆子在末次盛冰期、中全新世、现代、2070年(RCP 8.5) 4个时期的潜在分布区。采用贡献率、置换重要值比较和刀切法进行检验,综合分析各环境变量对山荆子潜在地理分布的影响。结果显示,当RM值为2、FC为LQHPT时,Max Ent模型的复杂度和过拟合程度较低,该参数下AUC值的均值为0.9272±0.0019,表明模型预测极准确;山荆子现代高度适生区为山西的太行山、管涔山和吕梁山,吉林、辽宁东北部,陕甘宁交界处,河北北部,鲁中南地区;末次盛冰期山荆子适生区整体上显著向东南偏移,北方的高度适生区消失;中全新世适生区轮廓与现代基本一致,但略微有向高海拔地区收缩的趋势; 2070年山荆子在国内的适生区将向高海拔地区急剧收缩,中度、高度适生区面积急剧减少;山荆子现代潜在地理分布受温度和降水因子的共同影响,但后者的影响更大。本研究预测气候变化对山荆子分布范围的影响,将对其种质资源保护和管理提供重要的参考价值。     

中国天山花楸适生区预测及其对气候变化的响应

气候变化对物种分布的影响是生物地理学研究的热点问题之一。以我国新疆民族药用植物天山花楸为研究对象, 基于69条分布记录和筛选后的7个环境变量, 利用Maxent模型对该物种当前和未来的适生分布区进行预测, 综合应用气候变量的贡献率及置换重要值比较、刀切法(Jackknife)评估制约天山花楸现代分布的主要因子, 并探讨未来不同气候情景下该物种分布格局的变化趋势。结果表明: 现代适宜分布区主要集中在新疆西北部、青海东部、甘肃中部及宁夏、陕西、山西的部分区域; 影响天山花楸地理分布的主要气候因子为降水和气温, 且降水因子更重要; 未来气候变暖趋势下天山花楸适生区向高纬度地区移动。到21世纪50年代, 天山花楸适生区面积在RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5的情景下均有所增加, 到70年代时增幅有所降低, 在中、高浓度情景下减幅更大。上述研究结果对于在适生区开展天山花楸资源保护和引种栽培具有重要的指导意义。