新阶段植物营养学的研究重点

植物营养学是研究营养元素在土壤-植物系统迁移、转化和利用规律的基础性学科,是支撑全球粮食安全、耕地质量安全、生态环境安全的重要学科。以组学技术和人工智能为代表的学科前沿不断拓展了植物营养学的研究范畴,同时,耕地高强度利用下如何实现作物高产、养分高效、生态健康等多重目标成为新阶段植物营养学的研究重点和难点。本文回顾了近年来植物营养学在营养遗传、养分循环、新型肥料、高效施肥等方向取得的创新进展,同时,基于我国植物营养学研究短板,提出了新阶段植物营养学研究的重点任务,主要包括作物养分高效与抗逆分子调控网络、土壤养分循环与微生物组功能挖掘、新型绿色高效肥料创制与应用、农田养分协同优化原理与方法等方面,旨在推动农业高质量发展,为保障粮食安全和农业绿色发展提供科技支撑。

氮磷养分介导的植物–微生物互作研究进展

氮、磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,植物对氮磷养分的高效吸收利用与外界环境密切相关,同时氮磷养分又会影响植物的环境适应性。为此,植物如何整合适应不同的外部环境,特别是生物环境,以实现氮磷养分的高效吸收利用,是植物营养研究领域的前沿新热点。本文对近年来氮磷养分介导的植物-微生物互作研究进展进行综述,主要涉及氮磷养分介导的有益和有害生物互作研究,阐释了氮磷核心转录调控因子NLPs和PHRs在调控植物-微生物互作过程中的重要作用,总结了植物体内磷素感受蛋白SPXs在调控植物-微生物互作过程中的功能多样性。此外,本文还对未来氮磷养分介导的植物-微生物互作研究的关键点进行了展望。

自主研制四极杆-线形离子阱质谱仪测定血清中甲氨蝶呤

本研究基于自主研制的QLIT-6610MD液相色谱-四极杆-线形离子阱-质谱联用仪,建立了准确测量血清中甲氨蝶呤的同位素稀释质谱法。采用甲醇沉淀血清样品的蛋白后测定上清液。通过基质匹配标准曲线定量,在10~5000μg/L浓度范围内,甲氨蝶呤的线性系数R^(2)>0.9990,定量限为10μg/L,质控品精密度优于6.94%,血清样本添加回收率为86.39%~97.84%,变异系数(CV)≤8.04%。应用QLIT-6610MD与AB QTRAP 6500+液相色谱-质谱联用仪同时测定70例临床血清样本,并采用Pearson系数与BLand-ALtman法进行比较。结果表明,2台仪器所测结果一致,QLIT-6610MD可达到三重四极杆质谱仪定量测定血清中甲氨蝶呤的水平,能够满足临床诊断需求,为临床质谱分析提供了一种新的国产仪器选择。此外,本研究还初步探讨了多级碎裂技术(MSn)测定血清中甲氨蝶呤的可能性,为后续研究奠定基础。

植物磷营养与非生物胁迫的互作机理及其在农业上的潜在应用

环境胁迫、土壤磷素有效性及植物磷营养平衡之间具有互作效应。植物健康的生长发育和对环境胁迫的抗性离不开磷营养的稳态平衡供应。干旱、盐、低温、高温、重金属等非生物胁迫不仅影响土壤中磷素的有效性,而且影响植物对磷的吸收、转运与利用。增加磷素的供应在一定程度上可以缓解非生物胁迫对植物的伤害,提高植物对非生物胁迫的抗性。非生物胁迫可在一定程度上调节磷响应基因的表达。通过遗传途径改变磷信号调控因子或磷酸盐转运蛋白等的表达可提高植物对非生物胁迫的抗性。本文综述了植物磷营养与干旱、盐、低温、高温和重金属等非生物胁迫之间的相互影响与作用机制。今后亟待从以下几方面加深研究:植物磷营养与非生物胁迫之间错综复杂的互作关系中涉及到哪些信号分子和通路;不同非生物胁迫与磷营养互作在植物体内存在的生物学意义是什么,如果从更广义的生态学和进化生物学角度来看,其又具有哪些意义;如何通过转基因、基因编辑等技术手段利用或调整非生物胁迫与磷营养之间的相互作用,从而同时提高作物对非生物胁迫的抗性和磷素利用效率;土壤微生物在磷营养与非生物胁迫互作中又具有什么样的作用。这些问题的回答将有助于我们了解磷营养信号与非生物胁迫反应之间互作的分子机制,并有助于它们在农业生产上的应用。

毛叶苕子磷饥饿响应基因VvPHR1的克隆及功能研究

【目的】磷饥饿响应因子PHR(phosphate starvation response)在植物根系发育和磷养分吸收中起重要作用,本研究主要阐明毛叶苕子VvPHR1基因生物学功能,为培育磷高效型绿肥作物提供理论依据。【方法】通过转录组测序获得毛叶苕子VvPHR1基因序列。采用酵母单杂交方法验证VvPHR1基因的转录激活功能,构建其过表达载体,利用花粉管通道法分别遗传转化野生型和突变体(Atphr1)拟南芥,获得超量表达VvPHR1基因和突变体功能回补转基因材料。对正常磷(1 mmol/L Pi)和低磷(1μmol/L Pi)的培养基中生长30天的拟南芥取样,采用实时荧光定量PCR对野生型和转基因拟南芥中VvPHR1及下游磷转运基因的表达进行分析,并对转基因材料进行表型分析,测定其主根长、鲜重、总磷及无机磷(phosphate,Pi)含量。【结果】毛叶苕子转录组中有13个PHR基因,转录本129590、96227、120424与拟南芥的PHR1相似度最高,其中转录本120424在低磷诱导下表达量最高,将该转录本命名为VvPHR1基因。该基因cDNA全长1008 bp,编码335个氨基酸,推测编码蛋白的分子量为36.5 KD,等电点为6.04。系统发育树构建结果显示,该基因与蒺藜苜蓿和大豆PHR1基因的亲缘关系较近。亚细胞定位分析表明,VvPHR1基因定位在细胞核中。酵母单杂交结果显示,VvPHR1基因在酵母细胞中具有转录激活活性,能够激活下游报告基因表达。实时荧光定量PCR结果显示,与野生型相比,低磷胁迫下转VvPHR1基因拟南芥中VvPHR1基因及其下游调控的磷转运蛋白基因的表达量均显著上调。进一步研究转VvPHR1基因植株表型发现,在正常磷培养基中,野生型与转VvPHR1基因型拟南芥,以及突变体与突变体回补型拟南芥之间植株长势、主根长、全磷和无机磷含量均无显著差异;而在低磷培养基中,转VvPHR1基因拟南芥与野生型及突变体回补型拟南芥与突变体相比,主根更长,且植株全磷和无机磷含量均显著增加。【结论】毛叶苕子VvPHR1基因定位在细胞核中且具有转录自激活活性,具有转录因子的功能特征。在低磷条件下,VvPHR1基因在转基因拟南芥的表达显著上调,能够促进根系伸长和增加植株对磷吸收,与拟南芥AtPHR1基因有相似的功能。

基于MVC模式的Web OA系统设计与研究

MVC(模型/视图/控制器)设计模式是建立在面向对象设计思想之上的新型方法和程序框架。文章结合笔者开发WebOA系统的实践,介绍了MVC设计模式的概念和基于MVCModel2的Struts框架,然后重点介绍采用Struts架构进行WebOA系统的设计与实现。最后通过一个登录管理子模块的实例,指出基于MVC模式开发面向对象系统可获得很好的性能、可扩展性和易维护性。

四株猪伪狂犬病毒株的分离鉴定与主要毒力基因分析

猪伪狂犬病毒(PRV)的流行对中国养猪业造成巨大损失,而2011年后许多已免疫PRV疫苗的猪场频繁出现gE抗体转为阳性现象,感染猪出现PRV的临床症状,并出现所谓的“流产风暴”,学者们怀疑PRV的重新流行与病毒毒力增强和基因变异有关。为了解PRV变异情况,从各地疑似PRV阳性病料中,通过PK-15细胞分离出4个毒株,对毒株传代培养,进行TCID50与LD50测定,对主要毒力基因gB、gC、gE和TK进行扩增测序后分析,确定该4株病毒为PRV株,分别命名为FJ01株、FJ03株、YK株和MS2018株,滴度分别为10-6.63、10-7.08、10-8.10、10-7.18TCID50s·0.1mL^-1,对Balb/c小鼠的LD50分别为102.17、102.72、103.44、103.51TCID50s,可见FJ01株的毒力最强。对4个毒株的毒力基因与其他PRV毒株进行同源性比对并建立进化树,FJ01株、FJ03株、MS2018株与中国近几年流行的变异毒株如HNX株、HNB株、JS-2012株等在一个大进化分支上,亲缘性较近,而与疫苗株Bartha-K61、SA215等,国际经典毒株Becker、Kaplan等亲缘性较远,变异较大。YK株与国际毒株亲缘性更近,其原因有待进一步探索。

基于角色的动态分级权限控制模型

企业级WEB ERP应用系统中,对于业务管理层级分明、用户多而分散、权限难以集中管理的系统,传统的RBAC(Role-based Access Control)模型难以满足实际业务系统的需求。基于RBAC模型的基本思想,对角色概念进行了扩展和增强,提出了一种通过资源和角色的分级分层定义,权限分布式逐级控制模型,优化企业管理流程。在实现技术上,定义了人力资源管理区树结构,更加直观地体现了层次结构,简化了授权配置。

基于SaaS模式的轻量级企业信息门户模型研究和实现

随着互联网和企业信息化的发展,企业拥有众多应用系统,迫使企业急需在信息化建设中进行信息集成。传统的重量级门户遵循JSR168规范,开发周期长,速度响应慢,无法支持互联网下的Saa S模式,完全不能满足企业快速、低成本整合资源和应用的需求。在互联网模式下,提出了基于Saa S模式的轻量级企业信息门户模型,设计了总体架构,并运用Java EE技术加以实现,使新型门户具有开发周期短、实施快、展现丰富、扩展性强等特点,可以快速建立起组织对组织、组织对用户的信息通道。同时,新一代人机交互界面,极大地改善用户体验,使用户以统一的、个性化的、多渠道的方式访问组织提供的信息和服务。

基于J2EE的单点登录模型设计与实现

针对某国有大型企业信息服务平台中传统访问控制方式存在的缺陷,提出了单点登录的概念。在对单点登录模型进行深入分析的基础上,提出了一种J2EE平台上通用的单点登录的解决方案。该方案不仅可保证认证信息的安全性,而且便于其各个系统的无缝连接,能够较好地满足企业信息服务平台上各个系统的单点登录需求。最后以协同OA系统和e-HR系统间跳转情况为例论证了该模型的实现过程。

不同遗传背景及环境中水稻(Oryza sativa L.)穗长的QTLs和上位性分析

以粳稻Azucena为父本与舢稻IR64杂交发展的一双单倍体（DH）群体，与籼稻IR1552杂交发展的一重组自交系（RI）群体为材料，应用分子标记图谱对2个群体在大田和盆栽2个环境下的穗长进行QTLs及上位性效应分析。DH群体中共检测到6个穗长QTLs，位于第1、4条染色体上的3个QTLs，在2个环境中稳定表达，未检测到上位性效应，加性效应为穗长遗传主效应。R1群体中，共检测到3个穗长QTLs及6对互作效应位点，位于策4条染色体上的1个QTL及位于第1、12条染色体上的2个互作位点在2个环境中稳定表达，上位性效应表现为遗传主效应。在2个群体中均检测到的与穗长相关的1个QTL位于第4条染色体RG163～RZ23区间内，遗传正效应等位基因来源于Azucena；位于第1条染色体与RG323连锁的位点在DH群体中表现为1个QTL，但在RI群体中表现为互作位点。

基于四极杆-线形离子阱串联质谱技术测量血清25OHD

本研究基于自主研制的QLIT-6610MD四极杆-线形离子阱液相色谱-质谱联用仪,建立了准确测量血清25OHD的同位素稀释质谱法。血清样品用甲醇沉淀蛋白,正己烷液-液萃取,上清液用氮气吹干,初始流动相复溶,QLIT-6610MD测定。采用基质匹配标准曲线定量,25OHD 2和25OHD 3分别在0.78~50μg/L和1.56~100μg/L范围内的线性决定系数R^(2)>0.9999,检出限和定量限为0.06、0.12μg/L和0.02、0.06μg/L,质控品精密度优于4.06%,血清样本添加回收率为99.25%~108.38%,变异系数≤5.10%。用QLIT-6610MD、AB 4500MD和YS EXACT 9900MD 3台液相色谱-质谱联用仪测定50例临床血清,采用Pearson系数和Bland-Altman法分析,3组数据的相关系数R≥0.9980、P<0.01。这表明3台仪器所测结果一致,QLIT-6610MD可以达到三重四极杆质谱仪定量测定血清25OHD的水平,能够满足临床诊断需求,将为临床质谱分析提供一种新型仪器,助力国产质谱仪发展。

利用表型相关分析筛选番茄耐盐指标

以NC×711 为亲本发展的番茄BC1S1 群体,通过溶液培养试验研究了筛选番茄耐盐性的若干指标。结果表明:自五叶期移栽时起经250 m m ol/L NaCl胁迫12 周后,119 个家系单株平均产量呈正态分布,而且出现高度分离。以盐胁迫下的产量作为抗盐指标,与14 个表型参数进行了线性相关分析,结果为胁迫四周时相对株高(4RPH)、座果率(FSR)、家系平均花数(FLN)、家系平均幼果数(FRN)与盐胁迫下的产量呈极显著正相关;与胁迫6 周时顶部功能叶SPAD 值呈极显著正相关,其它因子与胁迫下的产量未达显著相关水平。对产量与4RPH,FSR,FLN,FRN 和SPAD 等表型参数的步回分析与麦夸特参数模型估计表明,可以利用4RPH,SPAD 等表型参数作为番茄耐盐性筛选指标。

利用cDNA-AFLP技术分析旱作促进水稻种子根伸长过程中的基因表达(英文)

短期旱作促进水稻种子根的伸长。利用cDNA AFLP技术分析种子根根尖在旱作条件下差异表达的基因 ,同时比较这些基因在种子根尖、侧根和不定根原基区的表达差异。在 1 6 4 0个片段中 ,70个在种子根根尖中受旱作诱导 ,其中 2 4个被克隆并测序。 2个基因分别编码丙酮酸脱氢酶激酶(PDK)和腺嘌呤转磷酸核糖基酶 (APRT) ,并用电子拼接技术获得水稻的APRT全长cDNA ;另一个经cDNA末端快速扩增法延长后仍无同源序列。Northern杂交验证了这 3个基因的cDNA AFLP表达谱。这是首次报告使用cDNA AFLP技术研究水稻根组织的差异表达基因。

壳寡糖对大熊猫轮状病毒VP6-VP7亚单位疫苗免疫作用的研究

为研究壳寡糖(COS)对大熊猫轮状病毒(GPRV)重组蛋白VP6-VP7的免疫增强作用,以原核表达的重组VP6-VP7蛋白为抗原,添加浓度为2.0 mg·mL-1 COS作为免疫佐剂制成GPRV VP6-VP7-COS亚单位疫苗。选取SPF级昆明小鼠78只随机分为4组。PC组免疫纯化的重组VP6-VP7蛋白,A组免疫VP6-VP7-COS疫苗,B组免疫VP6-VP7氢氧化铝胶佐剂疫苗,NC组注射PBS(对照组)。在0、15、30 d进行免疫接种,每次接种完成后于每周每组随机挑选6只小鼠采血分离血清,分别检测小鼠血清IgG、IgA抗体效价、T淋巴细胞转化率、细胞因子的含量,评估COS对GPRV重组VP6-VP7蛋白诱导的免疫应答反应的调节作用。试验结束后,取各组小鼠注射部位的肌肉组织进行病理组织学分析,以评价COS作为免疫佐剂的安全性。结果表明,VP6-VP7-氢氧化铝胶佐剂组、VP6-VP7-COS组免疫小鼠血清中所产生的IgG均显著(P<0.05)高于其他各组。VP6-VP7-COS组小鼠产生的IgA抗体含量显著(P<0.05)高于其他各组,VP6-VP7-氢氧化铝胶佐剂组和VP6-VP7-COS物理混合组诱导T淋巴细胞增殖的能力显著(P<0.05)高于VP6-VP7蛋白组。VP6-VP7-COS组、VP6-VP7-氢氧化铝胶佐剂组中IL-2、IL-4、IL-5及IFN-γ的含量均显著(P<0.05)高于其他组,组织病理学分析结果表明,以COS作为佐剂的VP6-VP7亚单位疫苗免疫小鼠后注射部位的肌肉组织未出现病理变化。本研究表明,GPRV重组蛋白VP6-VP7能够显著诱导动物机体的免疫应答,壳寡糖对GPRV VP6-VP7蛋白呈现较好的免疫增强效果。本研究为研制安全、无副作用和高免疫保护力的GPRV亚单位疫苗提供了参考。

林麝源屎肠球菌LS170308株多重耐药基因岛PRI1分析

屎肠球菌作为条件致病菌在临床上报道的越来越多,主要引起宿主心内膜炎、败血症等,目前关于屎肠球菌的耐药性研究已日益突出,其原因主要在于该菌对β-内酰胺类药物天然耐药及对万古霉素等糖肽类抗生素耐药性不断增强,但该菌耐药性传播机制仍在进一步研究中。本研究拟描述1株林麝源屎肠球菌多重耐药基因岛的特征,显示出该基因岛在不同属细菌中的传播。采用单分子测序技术对这株林麝心源屎肠球菌进行从头测序,同时采用分子生物学工具对该基因岛进行分析。结果显示:这株屎肠球菌染色体上携带多个耐药基因,其中携带ANT(9)、ErmA的Tn554转座酶和携带AAC(6′)-le-APH(2″)-la的一对插入元件IS256共同构成的一个多重耐药基因岛来自金黄色葡萄球菌,该基因岛对大环内酯类、林可酰胺类及氨基糖苷类抗生素具有抗性。结果表明从死亡林麝内脏组织中分离得到1株屎肠球菌,该菌株携带有一个多重耐药基因组岛PRI1,该类型基因岛目前在屎肠球菌中并未有相关报道,同时这株菌来自野生动物,可为野生动物源细菌耐药性传播提供数据支持。

Cloning and Expression Pattern Analysis of Nitrogen- Starvation-induced Genes in Rice

To understand the regulation system of nitrogen X-starvation in higher plants, a cDNA library from N-starved rice (Oryza sativa L.) seedlings was constructed using rapid subtraction hybridization (RaSH) procedure. Through reverse Northern analysis and Northern blotting, 18 unique known genes and two unique unknown genes were identified, which were up-regulated by N-starvation in rice. The known genes are involved in several metabolisms including carbon metabolism, secondary metabolite synthesis, ubiquitylation and protein degradation, phytohormone metabolism, signal transduction, growth regulator and transcription factors. Different induced expression patterns based on spatial and temporal express ions were found for these genes. The results indicate the cross-talks between N-starvation response and various metabolisms in plants.

四极杆-线形离子阱串联质谱法测量血清中万古霉素

本研究采用自主研制的QLIT-6610MD液相色谱-串联质谱系统,建立了测量血清中万古霉素的高准确度方法。样品经蛋白沉淀和液液萃取后,进入QLIT-6610MD系统分析。样本中的内源性物质在保留时间内对目标物无干扰。结果表明:在1.56~50.0 mg/L范围内,万古霉素的线性关系良好,相关系数(R^(2))≥0.99,检出限和定量限分别为0.19、1.56 mg/L,日内和日间精密度范围分别为1.62%~3.82%和2.07%~5.07%,血清样本的加标回收率为95.97%~97.74%,基质效应归一化因子(CV)≤7.60%,样品保存稳定性CV≤4.26%,进样长时稳定性优于2.13%。通过测定低、中、高质控品对方法进行验证,结果均在靶值范围内。采用QLIT-6610MD、AB API4000和YS EXACT 9900MD 3台液相色谱-串联质谱仪测定42例临床血清样本,经过Deming回归、Bland-Altman分析和Pearson相关性分析,结果具有良好的一致性。本研究证明了自主研制的QLIT-6610MD液相色谱-串联质谱系统能够达到三重四极杆质谱仪的定量水平,可为实时临床分析提供一种新型国产仪器方案。

氮磷饥饿诱导的水稻糖转运体基因的cDNA克隆和鉴定(英文)

运用快速扣除杂交 (RaSH)方法构建了水稻氮饥饿诱导的cDNA文库。从该文库获得了一个cDNA克隆OsNSI1 (Oryzasativanitrogenstarva tion inducible 1 )。该全长cDNA编码 5 77个氨基酸 ,蛋白分子量为 6 1 .2kD。推测得出的氨基酸序列与其他物种的糖转运体有很高的同源性。水合性分析表明OsNSI1包含有 1 2个跨膜区域和一个中心亲水环。这些数据提示OsNSI1是一个糖转运体蛋白。Southern印迹分析表明OsNSI1是一个单拷贝基因。Northern印迹分析表明OsNSI1主要在叶及根中表达 ,氮。

拟南芥中一个类似钙调素蛋白的基因结构及其缺磷、缺钾诱导表达

通过拟南芥芯片杂交分析发现推测的钙调素基因(GenBankaccessionNo.At1g76650)与低磷胁迫有关。对该基因的结构研究确认了该基因编码一个含有三个EF-hand结构域的类似钙调素的蛋白,Northern检测表明该基因在缺钾、缺磷条件下诱导表达,但在缺氮、高盐等胁迫条件下不受影响。经RT-PCR和启动子融合GUS转基因植株的组织化学染色分析,表明该基因在拟南芥中为全株表达,但各器官中表达丰度不尽相同。