基于CRISPR/Cas9系统的Met-mcherry果蝇制备及其表达分析

保幼激素(juvenile hormone,JH)作为昆虫变态发育中的关键激素,其核内信号的传递主要依赖于胞内受体Methoprene-tolerant(Met)。JH生理功能的发挥取决于Met的组织定位。然而,受限于Met抗体的制备,目前有关Met的组织定位仍无法确定。实验采用CRISPR/Cas9系统,将红色荧光蛋白(mcherry)编码序列插入Met基因C末端,使果蝇表达Met-mcherry融合蛋白,构建获得原位表达Met-mcherry的果蝇品系。利用mcherry抗体从而可真实准确地反应Met的时空表达情况。免疫荧光染色结果发现游走早期,Met-mcherry主要定位于果蝇唾液腺、触角盘、前胸腺、脂肪体、神经索、腿盘等组织中。亚细胞定位结果表明,在果蝇游走期和产卵后96 h,Met-mcherry分别定位于细胞核和细胞质中,并且JH可促进Met-mcherry由细胞质转移至细胞核中。研究可为深入了解Met的功能提供基础。

爪哇正青霉Q-5产几丁质酶发酵条件的研究

通过单因素试验对爪哇正青霉Q-5产几丁质酶的条件进行了研究。结果表明:0.5%(w/v)几丁质粉末对爪哇正青霉Q-5产几丁质酶诱导性最强;pH值在5.0～7.0的范围内酶活力最稳定,pH值为4.0时,酶活力最低;金属离子Mn2+和Cu2+对爪哇正青霉Q-5产几丁质酶有明显的促进作用,而Fe3+和Ca2+则完全抑制几丁质酶的活性;以蛋白胨为氮源时,酶的活力最高可达24 U;吐温-80作为表面活性剂能显著提高几丁质酶活性。

干旱区植物种质资源保育及伊犁-吐鲁番国家植物园建设构想

【意义】伊犁-吐鲁番国家植物园是中国唯一一个处于温带大陆气候的植物园,具有独特的地域和生物多样性特点,是干旱区荒漠植物收集、引种、保育的宝库。干旱区内独特且丰富的抗逆生物种质资源,是国民经济可持续发展的重要资源,也是联合国《生物多样性公约》生物多样性保育的重点区域。广泛收集保育干旱区野生植物种质资源并进行有效迁地保育,对保障全球生物资源安全有重要意义。【分析】国家植物园体系在考虑国家重大战略、主要气候类型与典型植被区划特点、生物多样性热点地区、服务经济社会发展需要等因素后,依据国家代表性、保护系统性、社会公益性、管理可行性等准入条件,将伊犁-吐鲁番国家植物园纳入国家植物园体系布局。因此,按照国家植物园体系的主要建设任务,整合中国科学院新疆生态与地理研究所在新疆已建的伊犁植物园及吐鲁番沙漠植物园,建设伊犁-吐鲁番国家植物园,是构建干旱区植物迁地保育体系的必然要求。【展望】伊犁-吐鲁番国家植物园旨在构建干旱区植物迁地保育体系,建设集生态保护、物种保育、科学研究、开发利用、实验示范、科普教育和旅游观光为一体的世界最大的综合性干旱区植物园。为实现中国生物多样性保护目标和建设美丽中国奠定基础,并为中国“一带一路”倡议实施提供科技支撑及中国方案。

ICP-AES测定植株样品中不确定误差的估算

为了探讨植株样品中多种大量、微量元素的测定方法,本文采用湿法硝酸-高氯酸消解,用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)同时测定试样中K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、Al、Cd、Cr、Mo、P、Pb、S等元素,研究了样品的处理、标准样品的配制等过程不确定误差的问题。结果表明,元素的检出限为0.025-0.064μg/mL,变异系数为0.2%-5.3%,标准样品测定的绝对偏差为1.35%-4.50%(除Pb以外,为-8.33%)。由于测定中变异过大,所以B、Si不宜采用多元素法同时测定。在所有考虑到的不确定误差中,标准样品的制备和消解样品的转移是最重要的两个误差源。ICP-AES法同时测定植株体大量、微量元素是一种简便、快速、准确、精密度好的方法。

卷丹百合RAPD-PCR反应体系的正交优化

以CTAB法提取卷丹百合的基因组DNA,采用正交试验对影响卷丹百合RAPD-PCR扩增的反应组分浓度进行优化。结果表明,最佳的RAPD-PCR反应体系(20μl)中含:10×buffer 2μl,模板DNA60 ng,Mg2+1.875 mmol/L,dNTP 0.8 mmol/L,引物30 ng及Taq酶0.5 U。

基于OBE理念的植物学野外实习教学改革探索

本文基于OBE教育理念,分析传统植物学野外实习过程中存在的教学体系不完善、教学过程有待创新、考核方式单一等问题。分别从强化课程思政建设、整合野外实习内容、创新教学过程以及改革考核方式等方面提出改革的措施与建议。旨在突出实践教学的直观性、应用性、综合性和创新性。目的是为进一步提高植物学野外实习的教学质量,推动应用型人才培养提供一定的理论依据和实践参考。

基于超分辨成像增强对拟南芥内质网动态变化的研究

【目的】为了解决在植物细胞内质网的研究中,成像速度与成像分辨率难以同时满足准确识别精细结构和动态变化的瓶颈问题。【方法】使用结构光照明显微成像技术,对拟南芥活体材料中的内质网进行超分辨实时成像,并优化了自监督去噪框架(Blind2Unblind),以进一步提升快速显微成像的信噪比。【结果】建立了对时间序列成像中内质网结构进行定量分析的方法,并通过对环境胁迫下内质网结构动态变化的追踪进一步验证了方法的有效性。此外,各类参数的相关性分析显示管状内质网的面积和长度与生长端和三叉点的数量显著正相关,而内质网池和整体流的面积与管的面积和长度显著负相关。【结论】优化的自监督去噪框架提升了植物活细胞中结构光照明显微图像的信噪比,实现了管状内质网、内质网池、整体流、生长端和节点等复杂结构和动态的量化,各结构间存在复杂相关性。

制样方法对菊花花蕾激光显微切割样品RNA提取质量的影响

[目的]研究不同固定剂及切片制样方式对菊花花蕾激光显微切割样品RNA提取质量的影响。[方法]以丙酮和乙醇冰醋酸2种试剂固定菊花花蕾,采用石蜡和冰冻切片2种方式制作样本,显微切割并收集最外两轮小花原基,提取RNA后比较提取质量。[结果]石蜡和经梯度蔗糖保护的冰冻切片均能很好地保存花蕾组织形态,就石蜡切片而言,乙醇冰醋酸固定组织切割样品的RNA降解明显低于丙酮固定样品;而2种固定剂的冰冻切片切割样品RNA提取质量无明显差异。与石蜡切片相比,冰冻切片显微切割样品RNA质量更高。切割时收集管盖加入RNA提取缓冲液可明显缓解RNA降解。显微切割的不同品种菊花花原基与花发育有关的基因表达水平存在差异,表明切割获得的材料可用于下一步研究。[结论]植物组织经乙醇冰醋酸固定、梯度蔗糖保护后冰冻切片进行显微切割效果较佳,可富集特异组织或细胞并从中获得较高质量的RNA。

微根管和根箱法在亚热带细根寿命研究中的应用

由于研究方法的限制,植物细根寿命的准确估算仍较为困难,因此寻求一种准确的研究方法对细根寿命进行研究显得十分重要。微根管法和根箱法能够在不干扰细根生命过程的前提下连续观测植物细根动态,是一种非破坏性观测方法,被较多地应用于野外观测。结合课题组多年来运用微根管技术和根箱技术研究中亚热带代表性植物细根寿命的实例,对微根管法和根箱法的具体应用进行了介绍和分析,主要包括两种方法的具体实验设计、图片采集及分析、数据处理等,以期为促进对森林生产力和碳源汇控制机理的理解提供借鉴。

Quantitative Determination of Sphingolipids by HPLC-ESI/MSn

The most predominant sphingoilipids bases are phytosphingosine(phyto-sph) and phytosphingosine-1-phosphate(phyto-S1 P), followed by dihydrosphingosine(dh-sph) and dihydroshingosine-1-phosphate(dh-S1 P). In this study, a fast, sensitive and selective method for determining those four of sphingolipids by high performance liquid chromatography coupled to electrospray ionization ion trap mass spectrometry was introduced. Comparing two methods, method B’s recovery was better than method A. And the limit of detection(LOD) was between 0.003 to 0.013 μM for 20 μl injection.

氢化物发生-原子荧光法测定植物样品中的硒含量

建立了氢化物发生-原子荧光法测定植物性样品中微量硒含量的方法。样品经微波消解完全后,先赶酸至1 mL,再用HCl在100℃还原10 min,然后以10 g/L的硼氢化钾(KBH4)为还原剂,5%HCl为载流,采用氢化物发生-原子荧光光谱仪进行测定。方法检测限为0.023μg/L,加标回收率为87.5%～105.0%,RSD小于1.0%,且标准物质测定结果均在推荐值范围内。该方法灵敏度和准确度高、稳定性好,适用于大量植物性样品中微量硒元素的测定。

耐盐促生菌提高盐胁迫下植物生长的研究进展

土壤盐渍化是全世界面临的环境难题之一,严重影响作物的生长发育。而施用耐盐促生菌能够快速、高效提高植物的生长量,改善盐渍土壤的性质。介绍了耐盐促生菌的种类,从其促生机制、提高植物耐盐机制的角度出发,阐述了盐胁迫下耐盐促生菌在不同植物中的应用。今后还需加强对耐盐促生菌的筛选、载体固定化以及与土著微生物的相互作用机制方面的研究,以期为耐盐促生菌进一步的大规模使用提供参考。

番红花及其混淆品的rDNA ITS序列与AS-PCR鉴别

通过对番红花及其混淆品的rDNA ITS区序列进行PCR扩增、测序,并运用Clustal X、Mega 3.0等软件进行序列分析.结果表明番红花rDNA ITS区序列全长650 bp,GC百分比为60.3%,与其混淆品的rDNA ITS区序列存在着显著差异.另外,还设计出了鉴别番红花的位点特异性PCR引物,无需测序即可对番红花及其混淆品进行准确的分子鉴别.

利用正交设计法对叉叶苏铁ISSR-PCR反应体系的优化研究

比较CTAB法和SDS法提取叉叶苏铁(Cycas micholitzii)的总DNA,发现CTAB法是提取叉叶苏铁总DNA的较好方法;对叉叶苏铁ISSR-PCR反应体系中的4个主要因素dNTPs,TaqDNA聚合酶,引物及Mg2+进行最优条件筛选;采用单因素法探讨DNA模板量、退火温度和循环次数的最佳反应条件,建立了适合于叉叶苏铁的最佳ISSR-PCR反应体系(20μL体系):1×Buffer,75ng DNA模板,dNTPs 250μmol·L-1,Taq酶1.0U,引物0.2μmol·L-1,Mg2+2.5mmo·lL-1,反应程序为:94℃预变性5min,94℃变性1min,52℃退火1min,72℃延伸2min,循环40次,72℃延伸10min,4℃保存。本研究结果为苏铁纲植物的分子生物学和分子系统学研究提供理论参考。

星星草RAPD-PCR反应体系建立与优化

目的:寻找一个可用于星星草(Puccinellia tenuiflora(Griseb.)Scribn.et Merr)RAPD-PCR的最适宜的反应体系。方法:利用正交设计法对影响PCR扩增效果的一些因素诸如TaqDNA聚合酶的用量、Mg2+浓度、dNTP以及引物浓度等指标进行筛选和优化。然后,通过引物对该优化结果进行验证。结果:正交设计结果表明,最适宜的PCR反应条件:20μl PCR反应体系中包括10×buffer2μl、模板DNA20ng、dNTP1.6mmol/L、TaqDNA聚合酶0.35U、引物1.0mmol/L、Mg2+1.8mmol/L。验证结果表明,该体系扩增出的条带多且清晰。结论:该研究得出的体系是适合RAPD-PCR的最适宜的反应体系,为今后星星草遗传多样性的研究奠定了基础。

黄瓜SSR-PCR反应体系的优化

采用L9(34)正交试验设计,研究了黄瓜SSR-PCR反应体系的主要成分对扩增结果的影响,并比较了变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物多态性的差异。结果表明,最适反应体系为:在20μL体系中包括dNTP 200μmol.L-1、Primer 0.4μmol.L-1、Mg2+2.5μmol.L-1、Taq酶0.5μmol和模板DNA60 ng。用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测SSR扩增产物结果更准确。

日本百脉根γ-生育酚甲基转移酶基因的电子克隆及进化分析

根据物种间同源基因相对保守的特点,利用生物信息学方法,以拟南芥-γ生育酚甲基转移酶cDNA序列为信息探针,在GenBank的HTGs数据库中找到与之高度同源的日本百脉根基因组DNA序列——LjT44D21克隆。通过GENSCAN分析及序列拼接得到日本百脉根"γTMT基因的cDNA序列,GenBank的登陆号为DQ013360。用该序列对GenBank中的est-others进行相似性搜索,获得了44条日本百脉根的EST序列,经拼接后发现与基因组预测的基因序列一致,表明该基因是真实存在和表达的。该cDNA序列长为1 077 bp,具有完整的开放阅读框架(1～1 077 bp)。推测编码蛋白为358个氨基酸,该蛋白序列与大豆、水稻、小麦、拟南芥、油菜、苜蓿和衣藻等物种的-γTMT蛋白质序列进行了同源性比较分析,具有很高的同源性。

[Bmim]BF_4-Na_2SO_4双水相体系萃取葡萄皮渣中齐墩果酸

利用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和硫酸钠(Na2SO4)离子液体双水相萃取分离葡萄皮中齐墩果酸,分别对[Bmim]BF4、Na2SO4、齐墩果酸质量分数、萃取温度、p H值、低级醇进行了研究,确定双水相体系组成为18%[Bmim]BF4-16%Na2SO4,在25℃条件下,加入质量分数10%齐墩果酸、体积分数2%无水乙醇,调节p H 4.0,齐墩果酸萃取率可达97.9%,分配系数为16.58。利用这项技术有望为从天然植物中提取有效药用成分开辟一条崭新的思路。

紫色观赏辣椒基因组DNA提取及ISSR-PCR体系的优化

为探索紫色观赏辣椒基因组DNA的最佳提取条件和建立ISSR-PCR最优反应体系,对比了3种基因组DNA提取方法,并通过正交设计试验优化了ISSR-PCR反应体系。结果表明,采用高盐低pH法从2种观赏辣椒中提取的基因组DNA的A(260/280)值分别为1.807和1.818,DNA电泳条带明亮整齐,无拖尾;ISSR-PCR最优反应体系(20μL)为:1×PCR buffer,1.5 mmol/L Mg^2+,0.6μmol/L引物,0.2 mmol/L dNTPs,1.0 U Taq DNA聚合酶,60 ng模板DNA,扩增所得分子图谱稳定性高、重复性好;唯有高盐低pH法提取的DNA经该ISSR-PCR体系扩增能体现出2个辣椒品种间分子图谱的差异。

青钱柳ISSR-PCR反应体系的优化

采用改进的SDS法提取青钱柳基因组DNA,测试青钱柳ISSR扩增的最适退火温度,并采用单因素试验,测试了模板DNA、Mg2+、dNTP、BSA、引物\Taq酶6个因素对青钱柳ISSR扩增的影响。结果表明:合适的退火温度为56.3℃;适宜的扩增体系为:10μlPCR反应体积中,1×Taq酶配套缓冲液浓度为(10 mmol/LTris.HCl,pH值9.0,浓度为50 mmol/LKCl,0.1%Triton X-100),12 ng模板DNA,浓度为1.5 mmol/LMgCl2,浓度为1.0 mmol/L4×dNTP,1mg/ml BSA,15 pmol引物,0.75 UTaq酶。