15000年以来若尔盖高原泥炭地发育及其碳动态

高海拔泥炭地是维护高原气候环境稳定的重要生态系统,由于其兼具高海拔和高寒的特点,对气候变化尤为敏感。若尔盖高原泥炭地是中国高海拔泥炭地集中分布区,碳储量丰富,由于方法学差异及数据缺乏,其碳储量估算仍存在一定程度的不确定性,对长时间尺度碳通量的模拟研究还较为匮乏。因此,以若尔盖高原泥炭地为研究对象,基于若尔盖高原泥炭地每千年的面积变化和碳累积速率重新评估若尔盖高原泥炭地碳储量,并利用泥炭分解模型和碳通量重建模型探讨了15000年以来若尔盖高原泥炭地碳通量动态。研究结果表明,若尔盖高原泥炭地约从15000年开始发育,发育高峰期在12000-10000年和7000-5000年,泥炭累积速率范围为0.22-1.31 mm/a,平均值为0.56 mm/a;碳累积速率范围为13.4-77.2 g C m^-2 a^-1,平均碳累积速率为33.5 g C m^-2 a^-1,3000年至今碳累积速率最高,7000-6000年是碳累积速率次峰值时期;15000年以来若尔盖高原泥炭地碳储存量达1.4 Pg（1 Pg=10¹⁵ g）,碳累积输入和碳累积释放分别为5.6 Pg和4.2 Pg;净碳平衡平均值为0.087 Tg（1 Tg=10¹² g）C/a,峰值出现在11000-10000年为0.295 Pg;在6000-2000年若尔盖泥炭地出现微弱碳源,最大值出现在5000-4000年,约为-0.034 Pg,净碳平衡在15000-11000年和4000年至今呈现上升趋势,而10000-4000年整体呈现下降趋势。总体而言,若尔盖高原泥炭地碳储量丰富,是青藏高原东部重要的陆地生态系统碳库和碳汇,本研究将为我国高海拔泥炭地碳库保育提供一定的理论和数据支撑。     

雷竹丛枝病病原生物学特性及药剂防效试验

在四川省雅安市雨城区雷竹林区丛枝病发生普遍且危害严重。为明确该病的发生规律和病原种类,以及病原的生物学特性和野外药剂防效,本研究对6个雷竹丛枝病发病林区进行调查与样品采集,通过野外观测与分析,掌握了该病害发生特点和演变规律;运用表型特征观测与多基因(ITS、LSU、SSU、tef1-α、rpb2、mcm7和tub2)系统发育分析,明确该病害病原为竹针孢麦角菌Aciculosporium take;采用不同培养基、pH、光照、碳氮源条件培养病原菌,其最适生长和产孢的培养基为PDA,最佳pH值为7.5,最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为牛肉膏＋酵母膏,最佳光照为24 h全光照;依据含药平板试验,10%苯醚甲环唑WG抑菌效果最佳,EC₅₀值为0.019 μg/mL,野外防治试验中,浓度为400 μg/mL的苯醚甲环唑,防治效果达96.57%。     

核酸适配体生物传感器对心肌肌钙蛋白Ⅰ的检测研究

核酸适配体生物传感器是利用固定在电极表面的适配子与被测溶液中心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)发生特异性结合,从而达到检测的目的.我们对玻碳电极进行阳极氧化、氨基化修饰,通过碳二亚胺盐酸盐(carbodiimide hydrochloride,EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(N-hydroxysuccinimide,NHS)活化作用将适配子结合在电极表面.cTnⅠ最佳检测范围是0.05~5 nmol/L,最低检测限为0.05 nmol/L,检测时间为5 min.     

粗枝云杉PaPR10-1基因的克隆表达及生物信息学分析

PR10是病程相关蛋白(PRs)家族的重要成员,能增强植物抵御外界胁迫侵扰的能力。为进一步研究PR10蛋白的生物学功能,在转录组测序的基础上,利用RT-PCR技术获得一个粗枝云杉(Picea asperata Mast.)基因PaPR10-1,利用生物信息学方法对其核苷酸和氨基酸序列进行结构和功能分析,进一步构建PaPR10-1融合蛋白原核表达系统,获得高纯度PaPR10-1融合蛋白,并采用底物法体外分析其核糖核酸酶活性。结果显示：PaPR10-1基因ORF长486 bp,编码161个氨基酸。PaPR10-1蛋白无跨膜结构和信号肽,为胞内蛋白,含有“P-Loop”和Bet＿v1-like保守结构域。系统进化分析结果表明,PaPR10-1蛋白与海岸松(Pinus pinaster Aiton)PR10蛋白归为一个分支,亲缘关系较近。目的蛋白在30℃下以0.2 mmol/L的IPTG诱导1 h表达量最佳,且具有核糖核酸酶活性。     

川西云杉几丁质酶基因PlCHI的克隆、表达与生物信息学分析

以川西云杉（Picea likiangensis var.balfouriana（Rehd.et Wils.）Hillier ex Slsvin）为材料,利用RT-PCR技术,克隆获得几丁质酶基因PlCHI的cDNA全长序列,并对该基因的序列特征及基因表达情况进行分析。结果显示,PlCHI的开放阅读框长1017 bp,共编码338个氨基酸;蛋白序列结构域分析结果表明,PlCHI为ClassⅠ类几丁质酶,属19家族,兼具溶菌酶活性;该序列与其他植物几丁质酶的蛋白序列相似性较高。系统发育分析结果显示,川西云杉PlCHI序列与北美云杉（Picea sitchensis（Bong.）Corr.）、黑松（Pinus thunbergii Parl.）等松科植物亲缘关系最近。进一步将PlCHI重组质粒转入大肠杆菌BL21（DE3）中,表达出约45 kD的蛋白,主要以包涵体形式存在,且在25℃下采用0.2 mmol/L的IPTG诱导4 h时蛋白的表达量最佳。     

云杉NBS-LRR基因的克隆与表达分析

为深入研究NBS-LRR基因在川西云杉(Picea balfouriana)抗落针病过程中的分子作用机制,该研究根据GenBank数据库中其他植物NBS-LRR基因保守序列设计引物,利用RT-PCR技术,克隆云杉NBS-LRR基因全长cDNA序列(PbNBS-LRR),分析该基因及其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究。结果表明:(1)成功获得PbNBS-LRR基因的全长2 616 bp(基因登录号:MK044348),且包含一个2 508 bp的完整阅读框(ORF),共编码836个氨基酸,其氨基酸序列具有NBS-LRR类抗病基因典型的NB-ARC结构域和LRR结构域。(2)云杉PbNBS-LRR与北美云杉(Picea sitchensis)NBS-LRR类抗病蛋白相似性最高,达到98%;分子进化分析进一步表明,PbNBS-LRR与北美云杉NBS-LRR亲缘关系最近,其次为糖松(Pinus lambertiana)和火炬松(Pinus taeda)。(3)qRT-PCR分析表明,NBS-LRR基因在川西云杉、粗枝云杉(Picea asperata)和丽江云杉(Picea likiangensis)的根、树干韧皮部、嫩枝及针叶中均有表达,在川西云杉和粗枝云杉的根部以及丽江云杉的树干韧皮部中表达量最高;在落针病病原菌侵染川西云杉和粗枝云杉的初期(5月)以及丽江云杉的后期(9月),NBS-LRR基因的表达量最高,分别为对照的1.73倍、2.11倍和90.49倍,表明NBS-LRR基因参与了云杉落针病的防御反应。     

粗枝云杉病程相关蛋白基因PaPR10的克隆及表达分析

为了探究粗枝云杉(Picea asperata)病程相关蛋白PR10的核糖核酸酶活性,该研究以粗枝云杉一年生针叶为材料,以响应云杉落针病菌(Lophodermium piceae)侵染而显著上调的一个PR10基因(PaPR10)序列为研究对象,设计特异性引物,采用RT PCR技术克隆获得PaPR10基因的cDNA序列全长,使用生物信息学软件预测该基因编码蛋白的序列特征,将该基因进行原核表达和纯化,利用底物法检测纯化蛋白的核糖核酸酶活性,为解析PR10基因的抗菌活性机理奠定基础。结果表明：(1)成功克隆到PaPR10基因(GenBank登录号为OM743228)的ORF长456 bp,编码151个氨基酸序列,相对分子量为16.52 kD,理论等电点为5.73。(2)PaPR10蛋白无信号肽、不含跨膜区、定位在细胞质中,具有典型的病程相关蛋白Bet_v_1家族保守结构域和一个富含甘氨酸环(P Loop)的保守结构域,但PaPR10蛋白的P Loop结构域存在一个碱基突变;PaPR10蛋白与北美云杉等多种裸子植物和部分苔藓植物的PR10蛋白相似性较高。(3)IPTG诱导下,PaPR10蛋白以可溶性蛋白和包涵体的形式并存,且以终浓度为0.8 mmol/L的IPTG在30 ℃下诱导10 h时表达量最佳,但纯化后的PaPR10可溶性蛋白没有核糖核酸酶活性。研究发现,PaPR10蛋白不具备核糖核酸酶活性。     

川西云杉几丁质酶基因PlCHI的克隆、表达与生物信息学分析

以川西云杉(Picea likiangensis var. balfouriana (Rehd. et Wils.) Hillier ex Slsvin)为材料,利用RTPCR技术,克隆获得几丁质酶基因Pl CHI的cDNA全长序列,并对该基因的序列特征及基因表达情况进行分析。结果显示,Pl CHI的开放阅读框长1017 bp,共编码338个氨基酸;蛋白序列结构域分析结果表明,Pl CHI为ClassⅠ类几丁质酶,属19家族,兼具溶菌酶活性;该序列与其他植物几丁质酶的蛋白序列相似性较高。系统发育分析结果显示,川西云杉Pl CHI序列与北美云杉(Picea sitchensis (Bong.) Corr.)、黑松(Pinus thunbergii Parl.)等松科植物亲缘关系最近。进一步将Pl CHI重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中,表达出约45 k D的蛋白,主要以包涵体形式存在,且在25℃下采用0.2 mmol/L的IPTG诱导4 h时蛋白的表达量最佳。