植物褪黑素:植物应答非生物胁迫的新兴信号分子

褪黑素(melatonin, MT)与其他传统五大类激素相比,其鉴定仅有20多年的历史,是一种新兴植物激素,是有机体中具有多种生理功能的多效信号分子。在植物中,MT被称为植物褪黑素(phytomelatonin),它不仅调节种子萌发、根系构型、气孔运动、生物节律和开花与衰老,还通过激活抗氧化系统的活力,清除活性氧(reactive oxygen species, ROS),从而减轻胁迫造成的氧化胁迫、渗透胁迫、蛋白变性和细胞损伤,最终使植物应答生物和非生物胁迫。本文基于MT代谢及其在植物应答非生物胁迫中的最新研究进展,总结MT在植物中的合成与分解代谢,归纳逆境胁迫下MT通过直接清除ROS和/或触发信号转导途径,上调抗逆相关基因表达,继而激活渗透调节系统和抗氧化系统的活力,促进逆境蛋白和次生代谢物质的合成,稳定光合作用和碳代谢,减少ROS的积累和细胞氧化损伤,最终提高植物对高温、低温、干旱、盐渍、重金属、紫外辐射和水涝等非生物胁迫的抵抗能力。本文为理解MT的代谢、生理功能及细胞信号转导途径奠定了理论基础,并指出未来的研究方向。

普洱茶发酵过程中微生物及其应用研究进展

微生物发酵对普洱茶的品质、特色形成起决定作用,对普洱茶发酵过程中微生物的种群、数量和作用研究具有非常重要的意义。对普洱茶发酵过程中微生物的研究方法、各种微生物的生长特征、类群分布、数量演变和对普洱茶品质形成作用及微生物在普洱茶发酵过程中的应用等进行综述,为进一步提高普洱茶发酵的研究水平和普洱茶产业发展具有一定的推动作用。

生长温度对烤烟生物碱含量及烟碱代谢相关酶基因表达的影响

以云烟87为材料,采用人工气候室模拟云南江川、贵州遵义和河南襄县的气温条件,分别在烟草移栽-团棵、团棵-现蕾及成熟期进行不同温度处理,研究不同生长温度对烟碱、新烟碱、降烟碱和假木贼碱含量以及烟碱代谢关键酶基因表达的影响。结果表明：在3个不同生育期中,较低的生长温度均促进了烟碱的生物合成及其在根系中的积累。在移栽-团棵期,低温处理下根系中的烟碱含量升高至0 d时的1.54倍,而同时期叶片中的烟碱含量显著低于根系;进入团棵-现蕾期以及成熟期后,较高的生长温度则更有利于叶片中烟碱的积累,其烟碱含量较0 d时高约1.80~4.38倍;新烟碱、降烟碱和假木贼碱的含量变化趋势与烟碱基本相似。总体而言,在不同生育期,烟碱的合成和器官水平上的分布不同程度地受到生长温度的影响,成熟期温度对烟碱量的影响最大,具有相对较高生长温度条件的河南襄县更有利于叶片中烟碱的积累。本研究结果揭示了温度调节烟草生物碱含量及烟碱代谢的作用基础,在一定程度上解释了3个地区烟叶香型风格存在差异的原因。

微生物预处理稻草秸秆产沼气试验研究

[目的]寻求一种高效经济的微生物预处理方法。[方法]利用实验室培养的黑曲霉、青霉和根霉对稻草秸秆进行前期预处理,分预处理5和10d2组,将预处理后的稻草进行厌氧沼气发酵,考察经菌处理后的稻草产气效果。[结果]预处理5d的稻草发酵产沼气的周期为56d,产气高峰出现在发酵的第16天。经青霉、黑曲霉和根霉复合菌预处理的稻草产气效果最好,其TS产气潜力为136.03ml/g,比对照组提高了64.22%,VS产气潜力为166.07ml/g,比对照组提高65.92%。从经菌预处理10d的稻草产气效果来看,对照组产气总量高于试验组。[结论]从TS、VS产气潜力及产气总量来看,菌预处理稻草5d的效果要高于菌预处理稻草10d的;从不同菌剂预处理效果来看,以黑曲霉、青霉和根霉复合菌剂预处理的效果最好。

小桐子肌醇半乳糖苷合成酶3的基因克隆及其生物信息学分析和功能初步验证

旨在研究可溶性糖在小桐子抗冷性形成中的作用机制及其相关抗冷基因工程的应用。克隆了小桐子肌醇半乳糖苷合成酶家族成员3基因(Jc GS3)的全长c DNA,序列长1 053 bp,包含完整的开放阅读框1 008 bp,编码由335个氨基酸组成的酶蛋白(理论分子量为38 k D、等电点为5.44,含有典型的Dx D基序)。对其相应基因组序列中启动子区域进行分析,鉴定到了TATA框、CAAT框、CRT/DRE低温响应元件以及ABA应答元件等。进一步将其在酵母中表达,发现该基因的表达能够显著提高其重组酵母菌的低温抵抗能力。

生物能源植物小桐子功能基因及基因组研究进展

为缓解能源需求与原油价格不断上涨以及有限的化石燃料储备之间的矛盾,人们得寻找更加生态、可持续再生的替代能源。利用能源植物生产生物柴油与生物酒精类燃料已成为发展的方向。其中,大戟科的小桐子以其强抗逆性、高含油量等特点而受到了广泛的关注。本文综述了能源植物小桐子油脂含量与质量、生物代谢以及抗逆性等方面的相关功能基因、细胞学染色体核型、核基因组以及叶绿体基因组的研究进展,以期为能源植物小桐子的遗传改良提供参考。

外源甜菜碱对渗透胁迫下小桐子幼苗生物膜伤害的缓解效应

由于小桐子种子具有较高的含油量,因此被认为是最重要的能源植物之一。利用外源甜菜碱对小桐子种子和幼苗进行浸种或灌根处理,结果发现,外源甜菜碱浸种或灌根处理都可提高幼苗茎和叶中内源的甜菜碱含量,缓解PEG胁迫下小桐子幼苗根、茎和叶中的丙二醛积累以及电解质渗漏率的增加,暗示外源甜菜碱处理对生物膜伤害的缓解效应可能与内源甜菜碱含量的提高有关。

烟叶致香物质及其环境影响因子的研究进展

致香物质是烟草的重要化学成分,是评价烟草品质、烟叶香气质、香气量及香型的重要指标。为进一步深入研究烟草致香物质的机理及提升烟叶品质提供参考,综述了烟叶致香物质组分及其代谢途径、环境因子对烟叶致香物质的影响及其生化基础等内容,展望了未来烟叶致香物质研究中值得关注的方向。

酶催化制备生物柴油的研究进展

生物柴油是一种对环境友好的可再生能源,酶法制备生物柴油比化学法对环境更有无法比拟的优越性。对目前脂肪酶催化酯交换合成生物柴油的主要工艺和对高效廉价脂肪酶的开发进行了综述。同时展望了酶法催化合成生物柴油的前景。

云南省农村能源发展现状评述

介绍了云南农村能源资源状况,分析了当前农村能源发展现状,并指出其存在的问题,以为云南省农村能源的合理开发利用提供参考。

云南省5个地区大绒鼠形态学的Bergmann定律检验

为探究云南省5个地区(德钦、香格里拉、丽江、剑川和哀牢山)大绒鼠Eothenomys miletus形态学指标是否符合Bergmann定律,采集53只非繁殖期的雄性大绒鼠,采用双变量相关、线性回归和多元线性回归分析大绒鼠形态学指标与纬度、海拔和年平均温度的关系。结果表明:研究区域大绒鼠的体质量、体长、颅全长、颅基长、尾长、耳长、耳宽、前肢长和后肢长均与纬度、海拔和年平均温度有显著相关关系,其中,与纬度和海拔呈负相关,与年平均温度呈正相关。结果表明,大绒鼠体型和头骨性状变异不符合Bergmann定律,但其突出部位的变异符合Allen定律。

布依族染色植物资源的民族植物学研究——以云南罗平县多依村调查为例

应用民族植物学的方法,以云南罗平县多依村为案例,对当地布依族的染色植物资源及其利用进行了研究。结果表明,当地人使用五种植物染色糯米,使用菘蓝植物染布。这种利用植物染色的民间工艺不仅做到了纯天然、无毒无公害,其中更蕴含着丰富的本土生态知识和染色文化。这样的个案研究对促进当地植物资源的开发利用和民族文化的保护,推动民族生态旅游的发展具有一定的理论意义和应用价值。

小桐子幼苗在空气干旱胁迫下的水分状况变化与渗透调节物质响应差异

[目的]研究小桐子幼苗在空气干旱胁迫下的水分状况变化与渗透调节物质响应差异,以更好地理解其抗旱性机制。[方法]以培养12d的小桐子幼苗为材料,在25℃/20℃(昼/夜)、16h光照、相对湿度75%的人工气候箱中进行空气干旱处理,测定小桐子水势、渗透势,以及可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱含量变化。[结果]空气干旱处理导致小桐子叶片水势、渗透势显著下降,膨压丧失。小桐子叶片和茎秆中可溶性糖、脯氨酸和甜菜碱含量不同程度地显著上升。[结论]小桐子叶和茎中有机渗透调节物质对干旱胁迫的响应存在明显差异,总体而言,叶片对干旱的响应大于茎秆。

云南龙马山滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)冬季食性分析

2006年11月—2007年12月,对云南云龙县龙马山滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)冬季食性进行了研究。采用粪便显微组织学分析技术分析龙马山滇金丝猴冬季采食植物的种类组成和比例,并测定了该猴群主要取食的15种植物(包括两种松萝科植物)(取食食物百分比>1%)和次要取食的10种植物(取食食物百分比<1%)的化学成分。研究结果表明,龙马山滇金丝猴冬季取食的植物共计26科45种,其中云龙箭竹、长松萝、花松萝、实竹、空心箭竹分别占19.78%、10.28%、8.37%、4.93%、4.46%,是滇金丝猴冬季主要取食的植物种类,占取食植物的47.99%。木本植物和草本植物的叶是滇金丝猴的主要食物,在冬季食物中所占百分比最高,达75%。冬季滇金丝猴比较喜欢采食P/F值较高、单宁含量较低的食物,其主要食物比次要食物含有较高的P/F值和较低的单宁(P<0.05)。

红芸豆植物凝集素凝胶剂杀精与凝集精子效果的实验研究

目的:探讨红芸豆植物凝集素(RKBL)凝胶剂的杀精和凝集精子的效果。方法:(1)采用Sander-Cramer方法,即在浓度为5,2.5,1,0.5,0.25,0.1,0.05,0.025,0.01,0.005,0.0025,0.001mg/ml的RKBL溶液中,分别加入等体积精液,观察20s内致死精子的最低RKBL浓度及精子凝集的有效浓度;(2)在"V"型管底部加入等体积RKBL浓度分别为5,2.5,1,0.5,0.25,0.1,0.05,0.025,0.01,0.005,0.0025,0.001mg/ml的凝胶剂,在V型管两侧加入等体积人输卵管培养液(HTF),然后在其中一侧HTF中加入等量精液,观察阻止精子穿过或致死精子的效果。结果:当RKBL的浓度≥1mg/ml时,精子瞬间失活致死,即20s内致死的最低剂量为1mg/ml;>0.01mg/ml的各浓度RKBL可不同程度地凝集精子。在"V"形管中,上述不同浓度的RKBL凝胶剂均能阻止精子穿透;当RKBL浓度≥1mg/ml时,精子在凝胶附近完全失去活动能力。结论:RKBL溶液体外杀精的最低浓度为1mg/ml;部分低浓度RBKL能使精子产生不同程度的凝集;各实验浓度的RKBL凝胶剂均能阻止精子穿透。RKBL凝胶剂可有效用于避孕。

基于简化基因组测序分析云南小桐子遗传多样性

为深入了解云南省热带能源植物小桐子的遗传多样性和亲缘关系,本研究以云南省9个种源地的小桐子群体为材料展开联合分析。为了研究群体多态性,以MISA程序开发了8对SSR分子标记,PCR扩增后选取多态性较好的4对引物以9个居群95个材料DNA进行了扩增,发现JC01引物多态性最好,达0.711。聚类分析表明保山地区和西双版纳地区可能作为云南省小桐子的亲本或起源,各居群间亲缘关系和地理位置有一定相关性。本研究对各采集地种子和幼苗时期生物学性状的综合考察发现地下部分鲜重(UFW)性状群体变异系数最大,分离明显。选择UFW极端差异的2个居群(版纳勐海和楚雄元谋)以BSA分离法进行RAD简化基因组测序,基因组组装分别得到2783和3033条contigs,利用GenomeScope对基因组组装数据分析发现2份材料均为二倍体,GWAS分析在全基因组水平挖掘到有效SNPs 22756个,其中UFW高频SNPs集中于9号染色体,有3个候选蛋白与UFW性状连锁。研究结果表明云南省不同地区小桐子居群具有较高的遗传多样性,初步明确了云南本地小桐子种质的独特性。

基因组编辑技术在马铃薯精准分子育种中的应用及研究展望

基因组编辑技术经过近十年的快速发展,已成为基因功能研究及精准分子育种强有力的工具。该技术主要是通过造成靶位点双链DNA断裂,引发机体的修复机制,从而在特定位点引入DNA的插入或缺失突变。目前,随着国家实行的马铃薯主粮化战略,人们对于马铃薯品种的需求更加的多样化,而基因组编辑技术将会为马铃薯的定向遗传改良和精准分子育种提供一条高效快捷的技术实现途径。综述了3类主流基因组编辑技术的原理,回顾了基因组编辑技术在马铃薯品种改良和精准分子育种中的应用,讨论了基因组编辑对于马铃薯精准分子育种的意义和目前存在的问题,并对基因组编辑技术在马铃薯精准分子育种中的应用进行了展望,旨在为该技术在以后的马铃薯精准分子育种中的应用提供借鉴和新思路。

横断山云南山区不同地区大绒鼠种群的表型多样性

为揭示横断山云南山区不同地区大绒鼠(Eothenomys miletus)种群表型性状是否存在地理差异,采集德钦、香格里拉、丽江、剑川和哀牢山等5个地区大绒鼠,采用单因素方差、主成分、聚类等分析对大绒鼠体长、尾长和躯干长等24个表型性状进行表型多样性分析。结果显示:24个表型性状在种群间存在显著差异,变异非常丰富;种间变异(0.2662)大于种内变异(0.0264),种间变异是表型变异主要因素,种间平均表型分化系数(VST)为87.54%,分化水平相对较大;表型性状平均变异系数(CV)为4.80%(1.99%~8.66%);主成分分析表明德钦和香格里拉种群集中在一起;基于大绒鼠表型形态学数据构建模拟聚类分析关系图,将5个群划分为2大类。以上结果表明横断山云南山区不同地区大绒鼠表型性状出现地理差异,这可能与动物适应环境相关。

“三融入,一反哺”:植物生理学课程思政探索与实践

课程思政是立德树人的根本任务,针对植物生理学教学中课程思政元素融入不够,育智重于育人的不足。以文化自信为切入点,采取“三融入,一反哺”策略,即将处于世界领先地位的中国古代传统农业思想、近现代中国植物生理学家的成就、西南联合大学(简称“西南联大”)的卓越贡献和科研反哺教学融入植物生理学教学。激发学生的学习热情,提高创新能力;增强文化自信,提升专业认同感。

滇蛙两个种群遗传损伤及黑色素细胞免疫的水环境适应性

为研究水环境对两栖动物的遗传毒理效应以及蛙类的免疫适应性,对云南省陆良县小百户镇和三岔河镇两个人类活动强度不同栖息地的滇蛙(Nidirana pleuraden)血细胞微核率、肝脏和脾脏黑色素巨噬细胞中心(MMCs)数量及面积进行了研究.结果表明,两个种群滇蛙的血液中均有不同数量血细胞出现微核.无论成体还是蝌蚪,三岔河种群的血细胞微核率均极显著高于小百户种群.三岔河种群部分个体肝组织出现空泡化,肝脏和脾脏的MMCs数量和面积均极显著大于小百户种群;成体及蝌蚪的血细胞微核率、肝脏和脾脏的MMCs均与水环境因子中的电导率呈显著正相关关系.这显示电导率所代表的水体溶解物增加使滇蛙细胞DNA损伤增大,同时黑色素细胞免疫响应也相应出现增强,以此适应人类活动造成的水环境变化,维持种群的生存.