磷胁迫下羊草的响应及磷响应相关基因表达分析

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,研究无机磷酸盐(inorganic phosphate,Pi)胁迫下羊草的响应,筛选不同浓度Pi胁迫下的内参基因,并分析Pi响应相关基因的表达,为羊草Pi胁迫响应的分子机制研究提供基础数据。【方法】以羊草幼苗为材料,进行不同浓度Pi处理培养,对羊草的株高和根长进行检测,利用钒钼黄比色法检测羊草植株中Pi的含量。根据羊草转录组数据选取7个候选内参基因,从NCBI核酸序列数据库选取1个候选内参基因,对羊草不同处理材料进行总RNA提取和cDNA合成,利用qRT-PCR对候选内参基因的表达进行检测,并通过geNorm、NormFinder和Bestkeeper软件对其稳定性进行评估。根据筛选获得的较稳定内参基因,对Pi响应基因的qRT-PCR检测数据进行相对定量分析。【结果】表型观测结果显示,无论是低Pi还是高Pi胁迫都使得羊草的生长减缓;株高对低Pi或缺Pi胁迫较为敏感,根长对高Pi胁迫较为敏感;并随着处理浓度的增加羊草中Pi的含量也增加。qRT-PCR溶解曲线分析显示8个候选内参基因均具有单一的溶解峰,基因表达谱分析表明8个候选内参基因的CT值范围是17.16-26.61,其中,LcGAPDH的表达丰度最高为17.16-20.22,Lc18SrRNA的表达丰度最低为23.28-26.61,CT值变异系数最小的为LcARPT(2.09%),最大的为LcTUA(6.8%)。综合geNorm、NormFinder和Bestkeeper稳定性排名,通过计算几何平均数,获得8个候选内参基因综合稳定性排名,其中排名靠前的3个基因分别为Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α,排名最后的2个基因为LcTUA和LcTUB。分别以Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α作为内参基因,qRT-PCR相对定量表达分析结果显示,与对照相比,LcPHO1-2的表达受低Pi或者缺Pi诱导;LcPAP2的表达受高Pi诱导;而LcPAP27的表达同时受低Pi和高Pi下调。【结论】低Pi和高Pi胁迫均使羊草生长受阻,羊草地上组织与地下组织对Pi胁迫响应的模式不同。筛选出3个表达较为稳定的内参基因Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α。LcPHO1-2和LcPAP2分别参与了羊草对低Pi和高Pi的应答响应,LcPAP27同时参与了羊草对低Pi和高Pi的响应进程。

拟南芥钙调素结合蛋白基因启动子的克隆及表达

采用PCR技术从拟南芥中克隆了SCBP60g基因的启动子,并与GUS报告基因融合构建重组表达载体,转化野生型拟南芥,对获得的转基因株系进行GUS组织染色,从基因调控水平上探讨其在功能方面的差异。结果显示:SCBP60g基因的启动子能指导GUS报告基因在拟南芥的根、茎、叶和花中表达,并且在这些部位的维管束表达较强。这种表达方式与LCBP60g基因的启动子指导的GUS基因组织化学染色有差异,表明这个启动子的表达调控具有一定的特异性。

拟南芥钙调素结合蛋白参与胁迫响应的研究(英文)

采用实时荧光定量RT-PCR和Northern blotting技术检测了野生型拟南芥中CBP60g基因对丁香假单胞菌和非生物胁迫的响应,并对丁香假单胞菌接种后,野生型拟南芥、cbp60g-1突变体和CBP60g过表达转基因植物中抗逆相关基因的表达变化进行检测。结果显示:(1)在野生型拟南芥中CBP60g基因的表达能被丁香假单胞菌、高盐、冷和机械损伤所诱导。(2)经丁香假单胞菌诱导后病程相关基因PR5和AIG1的表达在过表达转基因植物中明显高于野生型。(3)受干旱和ABA诱导的AtMYB2基因的表达在过表达转基因植物中也高于野生型。研究表明,CBP60g同时参与了拟南芥对生物和非生物胁迫响应。

2,4-表油菜素内酯和赤霉素互作对羊草种子萌发及幼苗生长的影响

羊草(Leymus chinesis)是我国北方草原区优势种之一,具有重要的经济价值和生态价值。然而,种子休眠严重、发芽率低是当前困扰羊草建植与利用的关键问题。2,4-表油菜素内酯(EBR)是常用的植物调节剂,可以促进种子萌发和种苗生长。本研究以采集的野生羊草种子为材料,采用2,4-表油菜素内酯和赤霉素(GA3)溶液浸泡法,开展激素处理效应研究。结果表明,2,4-表油菜素内酯对羊草种子萌发及种苗根伸长有显著促进作用(P【0.05)。与对照相比,2,4-表油菜素内酯处理后羊草种子发芽率提高2~4倍,种苗根长增加35%~40%,而且不同浓度间存在显著差异(P【0.05)。与此同时,还发现2,4-表油菜素内酯和赤霉素(GA3)之间存在显著正互作效应(P【0.05)。与单一的赤霉素和油菜素内酯处理相比,2,4-表油菜素内酯0.10μg·g-1+GA3200μg·g-1组合处理后羊草种子发芽率可提高30%,种苗长度增加49.14%,根长增加51.34%。以上结果说明,2,4-表油菜素内酯对羊草种子萌发及其种苗生长有显著促进作用(P【0.05),而且2,4-表油菜素内酯与赤霉素存在互作效应,适宜配合使用后效果更好,综合考虑萌发率、种苗等因素,以2,4-表油菜素内酯0.10μg·g-1+GA3200μg·g-1和2,4-表油菜素内酯0.01μg·g-1+GA3200μg·g-1效果最好。

中间锦鸡儿WRKY75基因对拟南芥耐受盐和ABA能力的影响

该研究从旱生灌木中间锦鸡儿中克隆得到1个CiWRKY75基因。序列分析显示,CiWRKY75开放阅读框长570bp,编码189个氨基酸,含有1个WRKYGQK基序和1个C2H2型锌指结构,属于第二类WRKY转录因子。亚细胞定位显示,CiWRKY75定位于细胞核。实时荧光定量PCR检测表明,CiWRKY75基因的表达受盐胁迫和ABA诱导。在拟南芥中过量表达CiWRKY75后,与野生型拟南芥相比,转基因株系种子的萌发率在盐胁迫下降低,并且对盐胁迫的耐受能力明显减弱;ABA处理下,2个转基因株系的种子萌发率(10.3%、9.6%)较野生型(25.9%)明显降低。研究表明,CiWRKY75是中间锦鸡儿对盐和ABA响应的重要调控因子。

多叶苜蓿光合特性及复叶超微结构的研究

以多叶苜蓿、普通三叶型苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,利用LI-6400便携式光合作用测定仪和透射电镜考察2类苜蓿叶片光合参数及叶绿体超微结构,比较分析苜蓿不同复叶类型的光合特性差异,探讨多叶型苜蓿的光合特性和在育种实践上的应用提供理论依据。结果表明:多叶型苜蓿的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)平均高于三叶型苜蓿,而气孔限制值(L_s)和叶片瞬时水分利用效率(WUE)平均低于三叶型苜蓿.多叶苜蓿的P_n平均在25.79μmol·m^(-2)·s^(-1)左有,光合效率显著大于普通三叶型苜蓿。不同复叶叶型的苜蓿净光合效率的排列顺序是5叶型>4叶型>3叶型>6叶型>7叶型>8叶型>9叶型。5叶型复叶叶肉中每细胞的叶绿体数目最多,叶绿体中基粒多,基质浓厚,基粒片层堆积致密,嗜锇体数目较少、体积小,每叶绿体中的淀粉粒数目多而饱满。以5为基数叶片数目再增加时,叶绿体个数减少,基粒数日减少、基粒片层结构排列松散,嗜锇体的数目增加、体积变大,淀粉粒数目减小,体积变小。多叶苜蓿的光合效率显著大于普通三叶型苜蓿,多叶型复叶小叶数为5时,净光合效率最大。

典型草原枯落物分解及其养分释放对放牧强度的响应

为了认识放牧对内蒙古典型草原枯落物分解的影响,基于中国农业科学院草原研究所锡林浩特放牧实验平台,采用分解袋法研究了轻度、中度、重度放牧强度以及围封条件下大针茅、羊草群落混合枯落物分解及养分释放动态。结果表明:(1)放牧对枯落物分解具有促进作用,不同放牧强度下枯落物分解速率显著高于围封条件;(2)分解过程中,枯落物C、N元素表现为释放,P元素表现为释放-富集-释放;(3)放牧对枯落物分解过程中C、N元素的释放具有明显促进作用,且中等放牧下枯落物C、N损失率最大,说明适度放牧有利于枯落物分解及养分释放。

一株沙棘果酵母菌株的分子鉴定及发酵特性研究

从天然沙棘果上成功分离到一株耐酸能力强、发酵力较高、凝聚性适中的酵母菌,命名为FB1#-2006。通过对酵母菌26S rDNAD1/D2区域序列比对和分析鉴定,菌株FB1#-2006属于Hanseniaspora uvarum种。该菌株可以直接利用沙棘果为原料,发酵生产特色沙棘果酒。

小方草捆机草捆收获自动监控系统研制及试验

目前,国内外小方草捆机还不具有自动监测和控制功能,随着牧草收获机械向精密控制方向发展,实现小方草捆机草捆收获过程的自动监控功能显得尤为必要。为此,主要对小方草捆机自动监控系统进行了研制及试验。在小方草捆机上配置压力传感器、称重传感器、磁性行程开关采集工作中的数据信号,再通过PLC控制装置对信号处理并传输,将小方草捆机工作中打捆的草捆数、工作面积、草捆的工作压力及草捆质量等参数在驾驶室工控显示装置上显示;在小方草捆机上安装双同步液压缸,操作人员可根据生产的需要,按动工控显示装置上的按钮来控制液压缸的伸缩,从而改变草捆工作压力使草捆密度达到合适的要求。试验结果表明:草捆计数、面积测量记录数据与实际测量一致,由于机器在运动中有振动,草捆质量测量误差为3.5%,达到了设计要求,实现了小方草捆机工作过程监测及参数控制。本研究可为小方草捆机精密自动监测系统设计及应用提供参考。

强旱生植物四合木、半日花的茎和叶脂肪酸含量动态变化特性研究

四合木、半日花的茎和叶几种主要脂肪酸含量及其动态变化规律的研究结果表明:茎、叶的主要饱和脂肪酸和油酸的动态变化均呈抛物线型;多不饱和脂肪酸有随生育进程而降低的一致性规律。多不饱和脂肪酸通过在返青到落叶期形成"贮藏-释放循环",在四合木和半日花的发育和逆境适应中起作用。四合木和半日花茎、叶不饱和脂肪酸含量较高,特别是返青期的亚油酸和亚麻酸,这说明其地上营养器官可作为油脂原料和营养保健材料。

羊草不同组织实时定量PCR内参基因的筛选

为筛选羊草(Leymus chinensis)不同组织实时定量PCR(qRT-PCR)试验体系中的最佳内参基因,以羊草叶、茎、根、穗为研究材料,利用qRT-PCR技术分析TUA、TUB、18SrRNA、EF-1α、APRT、CYP、Actin和CBP20共8个常用候选管家基因的表达情况,并使用geNorm和NormFinder软件进行综合评价,以期筛选出羊草不同组织中最稳定的内参基因。结果表明,8个候选内参基因在羊草不同组织表达稳定性不同,其中,叶片中稳定性较高的内参基因是Actin;茎中稳定性较高的内参基因是EF-1a;根中稳定性较高的内参基因是APRT和18SrRNA;穗中稳定性较高的内参基因是TUB。本研究结果将为开展羊草功能基因的表达分析提供重要参考。

羊草DHN3基因的克隆及其逆境响应的表达分析

该研究从羊草(Leymus chinensis)中克隆得到1个脱水素(Dehydrin,DHN)编码基因LcDHN3。通过序列分析表明,LcDHN3开放阅读框为501bp,编码167个氨基酸,分子量为17.01kD,理论等电点为8.05,为亲水性蛋白。LcDHN3蛋白具有脱水素的保守结构域,含有1个Y-片段、1个S-片段和2个K-片段,属于YSK2型脱水素。亚细胞定位预测LcDHN3蛋白定位在细胞质和细胞核。同源比对分析显示,LcDHN3与大麦(Hordeum vulgare)等6种植物的DHNs整体相似性为84.27%。进化分析显示,LcDHN3和大麦的DHN亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,LcDHN3基因的表达受干旱、冷、热、NaCl、高pH和机械损伤胁迫诱导,同时受植物激素ABA和JA的诱导。研究表明,LcDHN3参与了羊草响应逆境胁迫的信号途径。

草地土壤健康的内涵及其评价

土壤是植物生长的基质,为动植物生存和人类活动提供不可或缺的生态系统服务。与耕地相比,草地土壤健康的定义不明确,评价体系不完善,导致草地土壤健康状况不清。本文通过比较耕地与草地土壤功能和生态系统服务的差异,对草地土壤健康的定义和内涵、草地土壤健康的敏感性因子和评价方法以及目前草地土壤健康的研究热点进行了总结,指出研究中存在的不足,并对草地管理背景下土壤健康的需求进行展望,以期为草地土壤健康研究的未来发展提供思路。

中间锦鸡儿WRKY12基因克隆与生物信息学分析

WRKY转录因子是植物信号网络中不可缺少的部分,是最大的调节子家族之一。本研究从中间锦鸡儿干旱转录组及基因表达检测数据中,挑选出对干旱、冷、盐、碱及ABA都响应明显的CiWRKY12基因,对其进行克隆及生物信息学分析。结果显示:CiWRKY12基因的开放阅读框为696 bp,编码232个氨基酸,含有一个典型的WRKY保守结构域,属于GroupⅡc亚族。对转录因子CiWRKY12与其它8种植物的同源蛋白的理化性质和一、二、三级结构进行生物信息学比较分析,发现这9个蛋白无规则卷曲比例较高,大部分属于不稳定蛋白;亚细胞定位预测表明大部分的蛋白定位于细胞核内;多重序列比对显示WRKY保守结构域保守性很高,其三级结构上也呈现较高的相似性,推测这9个转录因子可能具有相似的转录调控功能。通过本研究生物信息学分析将有助于对CiWRKY12深层次功能研究提供借鉴作用。

中间锦鸡儿DHN1基因克隆及表达分析

脱水素(DHNs,dehydrins)是LEA II亚家族蛋白,在种子发育后期大量积累,并受不同逆境胁迫处理诱导表达。在中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一段DHN1序列,利用RACE技术克隆获得基因全长序列。序列比对分析表明,Ci DHN1具有开放阅读框891bp,起始密码子为ATG,终止密码子为TAG,编码297个氨基酸,含有5个Y片段和一个K片段,与Ci DHN1相似性最高的为山茱萸科主教红端木(Cornus sericea),相似性为39%。系统进化分析显示Ci DHN1单独聚为一支,推测该蛋白为新的功能未知蛋白。亚细胞定位结果表明Ci DHN1定位在细胞质、质膜和细胞核。荧光定量PCR结果显示Ci DHN1的表达受冷、脱水和Na Cl等非生物胁迫的诱导。Ci DHN1过量表达拟南芥后,其中表达量最强的株系对200 mmol/L的Na Cl处理较为敏感。Ci DHN1在中间锦鸡儿抵抗逆境胁迫中的功能有待于进一步研究。

中间锦鸡儿WRKY蛋白与豆科等植物同源蛋白的比较分析

WRKY转录因子是植物最大的转录调节子家族之一,是信号网络不可缺少的部分。本研究基于前期从中间锦鸡儿筛选鉴定的53条含有完整WRKY结构域的CiWRKYs基因序列,利用生物信息分析手段对其中28个具有完整开放阅读框CiWRKYs的理化性质进行研究,并与豆科植物和拟南芥的WRKYs转录因子的同源性和进化特征进行比较分析,同时对干旱和盐胁迫条件下蒺藜苜蓿和中间锦鸡儿中同源WRKYs的表达模式进行了比较分析。理化性质分析结果显示28个CiWRKYs的各个氨基酸的组成在各类Group和亚族之间没有明显的规律,脂肪系数范围为37.61~74.76,平均亲水系数均小于0,在-1.269至-0.545之间,表明都属于亲水性蛋白。相似性比对结果表明28个CiWRKYs蛋白序列与拟南芥WRKYs的相似性较低,与豆科植物WRKYs相似性相对较高,GroupⅢ类的3个成员CiWRKY30、CiWRKY70-1和CiWRKY75-1均与拟南芥中同源的WRKYs的相似性较低。系统发育树结果显示中间锦鸡儿与蒺藜苜蓿在进化进程中的距离可能较近。表达模式分析比较显示,蒺藜苜蓿中对干旱响应显著的6个WRKYs与中间锦鸡儿的同源WRKYs基因有类似的表达趋势;而在盐胁迫条件下,蒺藜苜蓿根部受盐胁迫上调的8个WRKYs中有7个同源基因在中间锦鸡儿的地上组织中对盐胁迫有不同的响应。通过本研究分析挖掘的中间锦鸡儿潜在、特有的WRKYs,可以优先选择开展进一步的功能研究。

拟南芥SCBP60g蛋白的亚细胞定位及其功能研究

为了研究SCBP60g的功能,研究利用Gateway克隆技术构建了GFP报告基因与拟南芥SCBP60g基因融合表达载体和基因功能互补表达载体并获得了转基因植物,通过激光共聚焦显微镜观察了SCBP60g蛋白的亚细胞定位情况,利用活体细菌生长量检测实验研究了SCBP60g蛋白在抗病中的功能;同时构建了SCBP60g过表达载体并检测了转基因植物对ABA的响应情况。结果显示,SCBP60g定位于细胞核;SCBP60g基因不能恢复CBP60g基因突变体对丁香假单胞菌的敏感性;过量表达SCBP60g基因不影响拟南芥对ABA的敏感性。表明SCBP60g没有参与拟南芥的抗病防御反应以及对ABA的响应。

有机磷诱导拟南芥差异蛋白表达及其对酯酶同功酶活性的抑制

研究植物响应Ops的分子机理对于建立有机磷生物修复技术具有重大的理论意义和实践价值。以拟南芥为例,研究了有机磷胁迫下酯酶同功酶及其可溶性总蛋白的响应。结果表明,有机磷明显抑制了植物的生长发育,并可通过根部吸收的方式迅速进入拟南芥体内,通过抑制酯酶同功酶活性对植物造成胁迫。同时,发现在拟南芥体内存在1个有机磷诱导下的差异表达蛋白,该蛋白与1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RuBisCO)大亚基高度同源。

孝昌县2011—2015年狂犬病暴露者流行病学特征

目的探讨孝昌县狂犬病暴露者的流行病学特征,分析暴露后预防处置中存在的风险因素,探讨狂犬病防控的科学措施。方法收集孝昌县妇幼保健院2011—2015年预防接种门诊狂犬病暴露者处置登记资料进行回顾性流行病学分析。结果 2011—2015年就诊的暴露者共计1 241例,为犬所伤1 052例,占84.77%;为猫所伤128例,占10.31%;鼠类及其他所伤61例,占4.92%。伤人动物有免疫史193例,占15.55%,无免疫史1 048例,占84.45%。5—9月是致病高峰,共就诊664例,占53.51%,病例最少是3月份,59例,占4.75%。就诊病例中Ⅰ级暴露者154例,占12.41%;Ⅱ级暴露者395例,占31.83%;Ⅲ级暴露者692例,占55.76%。动物致伤方式主要为咬伤1 019例,占82.11%;其次为抓伤222例,占17.89%。受伤部位以四肢为主,致伤1 037例,占83.56%。在暴露后及时进行伤口处理的有1 233例,占99.36%;未对伤口进行任何处理的8例,占0.64%。按规范要求同意疫苗接种的有1 228例,占98.95%,其中能按时完成全程免疫接种有1 056例,占85.09%,能及时接种人用狂犬免疫球蛋白321例,占25.87%。结论孝昌县应加强狂犬病暴露后伤口处置重要性的宣传,提高大众人群认知高度,并进一步加强宣传疫苗联合接种效果的重要性。

2009—2015年疑似预防接种异常反应监测数据分析

目的分析孝昌县2009—2015年疑似预防接种异常反应(adverse events following immunization,AEFI)系统数据,评价系统运转质量及疫苗接种安全。方法通过AEFI监测系统,收集孝昌县2009—2015年AEFI个案数据,采用描述性方法进行流行病学分析。结果全县2009—2015年报告AEFI个案402例,AEFI发生率为26.62/10万,其中,一般反应363例(90.30%),发生率为24.04/10万,异常反应24例(5.97%),发生率为1.59/10万,偶合反应12例(2.99%),发生率为0.79/10万,待定3例(0.75%),发生率为0.20/10万。一类疫苗报告发生率为21.42/10万,二类疫苗报告率为39.06/10万。前5位疫苗报告发生率分别为:23价肺炎(120.45/10万)、乙脑灭活(120.36/10万)、麻腮风(99.89/10万)、甲乙肝联合疫苗(84.56/10万)、ACYW135群流脑(75.08/10万)。结论 AEFI监测系统运转良好,且敏感性较高,所使用的疫苗安全可行。