光照强度对石斛生长与代谢的影响

在石斛分蘖期 ,于 2 5℃下分别设 80、 16 0、 32 0、 6 4 0 μmol·m- 2 ·s- 1光照处理 ,研究其对石斛生长与代谢的影响。结果表明 :低光照强度有利于株高和可溶性蛋白质含量的增加 ,但增重少 ,繁殖率低 ,代谢较弱 ;随光照强度的提高 ,光合能力递增 ,但呼吸消耗也随之加大 ;6 4 0 μmol·m- 2 ·s- 1的强光照破坏了叶绿素的形成 ,叶绿素含量较 16 0 μmol·m- 2 ·s- 1处理降低 17.7% ,可溶性蛋白质与总糖含量显著下降 ,分别比 32 0 μmol·m- 2 ·s- 1处理低 2 7%和15% ;CAT活性明显降低 ,MDA含量与POD活性则显著提高 ,表明出现光抑制。因此 ,石斛生长的光照强度以 32 0 μmol·m- 2 ·s- 1为宜。

金钗石斛对温度的生理反应

目的 研究金钗石斛对温度的生理反应 ,确定其生长的适宜温度范围。方法 利用人工气候箱 ,于同一光强下设置不同的温度梯度对金钗石斛进行处理 ;采用 75 4GW紫外 可见分光光度计测定石斛叶中MDA ,可溶性蛋白质、可溶性总糖及叶绿素含量 ;POD ,CAT活性及其同工酶电泳。结果 石斛的生理活性随温度由低到高 ,表现出弱 强 弱的变化规律 ;2 5℃处理石斛的可溶性蛋白质含量、总糖含量、叶绿素含量及CAT活性均显著高于其它处理 ,MDA含量及POD活性 ,则显著低于其它处理 ;CAT活性与MDA含量呈显著负相关 ,而POD活性与之呈显著正相关 ;CAT ,POD同工酶分析表明 ,温度引起石斛同工酶谱带数目的增减或强弱的改变 ,其变化与相应酶活性基本一致。结论 2 5℃的平均温度 (2 3～ 2 8℃ )有利于促进金钗石斛的生长与代谢 。

豆科植物共生结瘤的分子基础和调控研究进展

豆科植物与根瘤菌共生互作的结果导致了一个新的植物器官——根瘤的形成,根瘤菌生活在根瘤中,它们具有将氮气转化为能被植物同化的氨的能力。该文阐述了根瘤的形成过程和类型,并主要以模式豆科植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和日本百脉根(Lotus japonicus)为例,对近年来共生结瘤过程中宿主植物对根瘤菌结瘤因子的识别和信号传递、侵入线形成和固氮的分子基础,以及宿主植物对根瘤形成的自主调控机制、环境中氮素营养对结瘤的影响研究进行了综述,指出当前豆科植物与根瘤菌共生互作研究存在的问题,并对今后的研究方向作了分析与展望。

研究型本科生生物类课程教学中的几点反思

研究型创新型人才培养中,应把知识传授和能力培养有机地结合起来,由从前的"知识型"教育模式转向"知识能力型";通过教学内容的多元化、考核手段的多样化及启发性为主的教学方法,调动学生的求知欲,变被动接受为主动获取,使得教育回归到追求终极价值和真理的本质上来。

根瘤菌群体感应系统在共生结瘤过程中的功能

根瘤菌能够合成群体感应(quorum sensing,QS)信号分子——酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactone,AHL)类化合物,其在与豆科植物共生结瘤的过程中,以群体密度依赖的方式通过AHLs诱导相关基因的表达。目前,根瘤菌QS系统的研究结果主要来自根瘤菌属和中华根瘤菌属。不同根瘤菌中的QS系统明显不同,它们对共生过程的影响有很大区别。同时,寄主植物也能通过分泌AHLs类似物等方式介导根瘤菌QS系统的表达。本文在简要介绍革兰氏阴性菌群体感应系统的基础上,综述了不同根瘤菌群体感应系统的类型及其对共生结瘤的影响,以及豆科植物对群体感应系统的响应等方面的研究进展,并对当前根瘤菌与豆科植物共生互作早期QS系统功能研究中存在的问题及今后的研究方向进行了分析与展望。

金钗石斛生长的最适光温研究

目的 :探索金钗石斛生长的最适光温条件 ,为其驯化栽培提供依据。方法 :应用人工气候箱使金钗石斛在不同光照、温度条件下生长 ,分析测试其生长发育状况和光合、呼吸等生理指标。结果与结论 :2 0 0 0 0Lx的光照强度及 2 5℃的温度最适宜金钗石斛生长。

GA_3、6-BA对金钗石斛生长发育及生物碱含量的影响

在金钗石斛(DendrobiumnobileLindl.)高分蘖期前用GA3和6 BA进行浸根处理,分析GA3和6 BA对金钗石斛生长发育及生物碱含量的影响。结果表明:GA3、6 BA处理使金钗石斛SOD、POD活性升高,可溶性蛋白质和可溶性糖含量增加;用0.5～1.0mg·L-1GA3和10mg·L-16 BA处理可使金钗石斛的总生物碱含量分别增加6.7%～10.1%和3.4%;石斛碱的含量不受GA3和6 BA的影响。0.5～1.0mg·L-1GA3和10～50mg·L-16 BA处理可使金钗石斛生物产量分别增加13.3%～30.7%和17.3%～40.0%,有效分蘖率提高63.2%～68.9%和63.1%～82.1%,GA3可显著促进茎的延长生长。内源IAA含量在5-8月份较高,其中以6月份含量最高(4.84μg·g-1),1月份最低(2.97μg·g-1);内源ABA含量在1月份达最高(0.61μg·g-1)。用含有1.0mg·L-1GA3和50mg·L-16 BA的激素营养液处理可以显著提高金钗石斛生物产量(比CK增产38%),而且总生物碱含量也增加5.6%。

天蓝苜蓿锌胁迫下实时定量PCR内参基因筛选

选取8个管家基因(h2a、act、18s、tub、ubi、ef1、cyp、gapdh)作为候选内参基因,以不同浓度Zn2+处理下接菌第30d的天蓝苜蓿(Medicago Lupulina L.)接种根为实验材料,筛选用于目的基因实时荧光定量PCR分析的最佳内参基因.研究表明:候选内参基因平均表达稳定性由高到低排序为:ef1>ubi>act>h2a>gapdh>cyp>18s>tub;在不同Zn2+浓度胁迫下,最适内参基因组合各不相同:Zn2+=100mg/kg时,最佳内参基因组合为tub(1.97)和ef1(2.06);Zn2+=200mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1(1.41)和ubi(2.51);Zn2+=300mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1(1.41)和h2a(2.78);Zn2+=400mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1(2.45)和act(2.55).该研究可为重金属污染地天蓝苜蓿抗性基因和共生基因的表达分析提供理论依据.

蓝细菌分离DnaE内含肽的自我剪接研究

【目的】证实蓝细菌Anabaenasp.PCC 7120复制酶中分离的DnaE内含肽的自我剪接活性。【方法】分别将AnabaenaPCC 7120中分离的2个dnaE基因的部分序列克隆到表达载体上,获得重组表达质粒,经超量表达和纯化后,免疫家兔获得相应的抗体;同时,两段分离的dnaE序列被克隆到同一表达载体,构建双重组表达质粒,两段序列具有各自的ORF,但由同一启动子调控。双重组表达质粒经诱导之后,利用以上获得的抗体对含有内含肽的DnaE蛋白在大肠杆菌表达体系中的自我剪接反应进行检测。【结果】在双重组表达质粒的表达产物中,抗体不仅可以分别与对应的蛋白质反应,而且还可以同时识别1条新条带,该条带的表观分子量与成熟DnaE的理论值大致相符。【结论】蓝细菌分离的DnaE内含肽在大肠杆菌表达体系中可以进行自我剪接;本研究中获得的抗体具有较好的特异性,无明显背景干扰,而且效价高,抗体可以稀释1 000倍以上使用,也可以用于相关方面的研究。

浅谈现代教育技术及其在分子生物学教学中的应用

现代教育技术在分子生物学教学中进行了运用和实践,讨论了现代生物技术在分子生物学教学中的优势,指出现代教育技术理论和技术手段是分子生物学教学的发展趋势,是搞好分子生物学教学最优化的保证。

对创新型人才培养的创新教育的思考

创新型人才的培养是当前教育的需求,创新教育是培养创新型人才的基本途径。如何培养具有创新精神和创新能力的人才,既需要教育者对创新教育的认识与实践,更需要受教育者对创新精神进行培养,对创新能力进行大胆实践。创新教育是教育者和受教育者共同发展的成果,只有双方共同努力,才能实现真正的创新教育。

重组牛乳铁素融合蛋白的原核表达及其抑菌活性分析

为建立生物合成牛乳铁素的方法,根据牛乳铁素氨基酸序列确定其编码序列,利用PCR技术获得基因扩增产物,接着将该产物与编码鱼腥蓝细菌Anabaena sp.PCC7120的DNA聚合酶基因dnaENI中断裂的内含肽基因Asp dnaEIn的PCR产物进行重组PCR,将获得的重组融合基因再克隆到表达载体pET-28a构建重组融合表达质粒。结果显示,融合表达质粒转化大肠杆菌后经诱导能在大肠杆菌表达宿主Escherichia.coli BL21(DE3)中大量表达,且细胞裂解液与纯化的Anabaena sp.PCC7120中含断裂内含肽Asp DnaEIc的DNA聚合酶蛋白DnaECI混合反应后对金黄色葡萄球菌具有抑制作用。

蓝细菌断裂DNA聚合酶DnaE的体内/外反式剪接分析

蓝细菌Anabaena PCC7120的DNA聚合酶DnaE由2个断裂基因dnaENI和dnaECI编码.通过纯化它们的部分基因在大肠杆菌中的表达产物DnaENI′和DnaECI′来免疫家兔获得抗体,用于对断裂的DnaE在体内和体外的反式剪接活性进行鉴定.在体外实验中,将2个断裂的DNA聚合酶DnaENI′和DnaECI′混合,进行反应,并利用它们的抗体对反应产物进行鉴定;在体内实验中,利用以上抗体对Anabaena PCC7120细胞总蛋白进行免疫杂交分析.实验结果表明,蓝细菌AnabaenaPCC7120中断裂的2个DnaE多肽在体内和体外均能进行反式剪接.体外实验中,纯化的DnaENI′和DnaECI′的混合反应产生新的蛋白产物,既有成熟的反式剪接产物DnaEN′-,又有剪切了内含肽后的副产物DnaEN′和DnaE,且DTT的存在对剪接反应具有促进作用;此外体内实验中,在Anabaena PCC7120细胞中既能检测到完整的DnaE,也能检测到未作用的DnaENI,但未能检测到DnaECI.

异形胞分化蓝细菌dnaA温度敏感型突变体的构建

以能分化异形胞的蓝细菌(Anabaenasp.PCC7120)为材料,采用重组PCR在体外对控制DNA复制起始的dnaA基因进行定点突变后克隆到整合质粒中,再通过三亲本杂交将整合质粒转移到Anabaena PCC7120中,以分离和筛选温度敏感型突变体。结果成功获得Anabaena PCC 7120 dnaA高温敏感性突变体。研究表明,利用重组PCR技术可在体外实现对Anabaena PCC 7120的dnaA的定点突变,并可通过同源重组双交换成功实行整合质粒中突变基因对野生型基因的置换,使突变基因插入到细胞染色体中,进而成功构建温度敏感型突变菌株。

参与紫云英共生固氮的1个上调表达结瘤素基因AsB6的分离与鉴定

基于接种华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobiumhuakuii)7653R的紫云英(Astragalus sinicusL.)感染根与未接种对照根在转录水平上的差异,利用抑制差减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH),建立了紫云英结瘤固氮过程中的差异表达cDNA文库,共获得527个有效克隆,其中增强或特异性表达的上调文库中包含341个克隆,抑制表达的下调文库包含186个克隆。对其中的1个上调表达cDNA克隆AsB6利用RACE(rapid amplification of cDNAends)方法获得了其基因全长序列,利用BLAST在线软件和GenBank,Gen-Bank EST和Tigr Porcine EST等数据库进行同源序列比较,表明AsB6与苜蓿的β-酮酯酰合成酶及依赖于SAM(S-adenosgl methiomine,S-腺苷蛋氨酸)的羧甲基转移酶具有66%的同源性,同时利用实时荧光定量PCR研究了该基因的时空表达特征。结果显示,接种根瘤菌7653R后,在紫云英感染根和根瘤中该基因的表达量显著增强,且在接种后根瘤形成早期和固氮中晚期表达量相对较高。推测其可能与根瘤菌前期感染和根瘤形成、根瘤代谢功能有关。

生物炭与腐殖酸复配对油菜（Brassica campestris L.）生长与镉累积的影响

以油菜(Brassica campestris L.)为供试原料,对油菜废弃物生物炭进行制备与表征,通过盆栽实验,探究不同比例生物炭和腐殖酸的复配对土壤理化性质,油菜中Cd总量与根系土壤有效态Cd含量的影响。结果表明,生物炭和腐殖酸能够提高土壤养分的有效性,两者表面富含的官能团和致密的孔隙结构有利于土壤Cd的吸附,并显著提高土壤pH值,促进土壤重金属Cd的钝化作用。生物炭和腐殖酸复配在一定的比例范围内可提高油菜的生物量,但是生物炭及腐殖酸单独施用量超过1%,则对油菜的生长产生抑制。随着生物炭比例(生物炭在土壤中所占比例始终小于1%)的增加,油菜地上部分和地下部分生物量分别提高47.55%—60.33%和10.21%—87.59%,而2%生物炭和1%腐殖酸处理组,1%生物炭和2%腐殖酸处理组,1%生物炭和3%腐殖酸处理组分别降低了1.46%—88.65%和6.67%—64.23%。1%生物炭处理组和1%腐殖酸处理组的土壤有效态Cd分别降低28.76%和22.06%。同时不同比例生物炭和腐殖酸的复配显著降低油菜中Cd的累积量,降低地上部分和地下部分Cd的含量幅度分别为30.76%—90.79%和29.88%—92.46%。进一步研究表明,钝化处理的盆栽土壤有效态Cd含量均显著降低,降幅可达22.06%—47.90%。利用油菜废弃物制备生物炭复配腐殖酸极大程度提升高了盆栽土壤的质量同时利于土壤中重金属的稳定化,为中国北方碱性土壤重金属Cd超标农田的修复提供参考。

紫云英参与共生固氮的2个新结瘤素基因的分离与鉴定

通过抑制差减杂交，比较了接种华癸中生根瘤菌（Mesorhizobium huakuii）7653R的紫云英（Astragalus sinicus）的根与未接种根瘤菌的对照根在转录水平上的差异，建立了紫云英共生结瘤过程中的差异表达基因文库，并在此基础上证实了2个结瘤特异性基因AsffC259和AsG2511．其可读框显示，AsffC259和AsG2511编码的多肽链长度分别为134和58个氨基酸，其氯基端均含有一个信号肽．结构域查询结果揭示，As1IC259编码的多肽链包含了2个N-糖基化位点、一个依赖于cAMP的蛋白激酶（PKA）和cGMP依赖的蛋白激酶（PKG）磷酸化位点以及一个酪蛋白激酶II（CK2）磷酸化位点．BlastP同源搜索表明，AsIIC259多肽链仅与一个来自羽扇豆（Lupinusluteus）根瘤的新结瘤素蛋白表现出较低的同源性．对于AsG2511多肽链，没有发现任何明显的同源序列．VirtualNorthernblot和半定量RT-PCR分析表明，AslIC259和AsG2511均只在接种根中表达，说明它们确为结瘤特异性基因；另外，这2个基因的表达比豆血红蛋白基因晚2—4d，应为晚期结瘤素基因．

异形胞发育的蓝细菌Dna A蛋白的表达研究

构建了Anabaena PCC7120的复制起始蛋白Dna A的重组表达质粒,在Escherichiacoli中诱导其超量表达,纯化后免疫家兔获得抗体,采用western blotting检测Dna A在营养细胞和异形胞中的表达情况.结果显示,两种不同类型的细胞中都能够检测到Dna A的表达,而且在不同缺氮诱导时间,异形胞中Dna A的表达存在差异.说明DNA复制起始与异形胞的发育可能存在着一定的关系.

蒺藜苜蓿重金属转运蛋白HMA5基因在共生结瘤中的功能分析

重金属转运ATP酶(heavy metal transporting ATPase,HMA)主要参与植物体内重金属的转运.前期研究发现,HMA5基因与苜蓿铜胁迫及共生结瘤相关.为探明豆科植物根瘤中的铜离子吸收、转运及平衡机制,本研究以模式豆科植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula,Mt)为材料,对其HMA5同源基因MTR_8g079250在共生结瘤中的功能进行了初步研究.亚细胞定位分析表明,MTR_8g079250主要定位于细胞膜和细胞核上;GFP::MTR_8g079250融合表达分析显示,MTR_8g079250主要在根瘤的分生区、侵染区、皮层和根的中柱、根冠表达,RNAi沉默目的基因后对共生固氮表型没有产生明显影响.然而,目的基因过表达植株的鲜重和单株根瘤数目较野生型明显降低,侵染线和根瘤原基也显著减少;透射电子显微镜分析表明,根瘤细胞中含有少量的类菌体且形状不规则,环类菌体空间增大,呈现出早衰的迹象;qRT-PCR结果显示,结瘤标志性基因NIN、DMI1、ENOD11和豆血红蛋白基因的表达水平均有不同程度的下调,豆血红蛋白基因的表达水平也有所下调.这些结果表明,MTR_8g079250过表达对共生结瘤有抑制作用.

Rpfan37在刺槐共生结瘤过程中的功能探究

目的：研究刺槐中与磷脂酰肌醇转运蛋白有较高同源性的基因Rpfan37的功能,为探究相关基因参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程提供新的思路。方法：通过前期研究,建立豆科植物刺槐与共生根瘤菌互作的抑制差减杂交反交文库,筛选疑似与共生结瘤相关的基因。利用PCR技术快速克隆经实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）分析基因在不同接菌时间及不同植物组织的表达。构建RNA干扰（RNAi）重组载体,转农杆菌介导转化植物根部,接种根瘤菌后验证该基因在刺槐共生结瘤过程的功能。结果：基因表达分析显示,在接菌与未接菌的刺槐根中,处理后第15天,Rpfan37表达均显著上调,但接菌与未接菌处理对该基因表达无显著影响;在成熟的根瘤中,该基因仅为低水平表达。RNAi转化植株的鲜重、株高、根长及结瘤数较对照组显著降低。在显微镜下观察到RNAi植株根毛发育异常;与对照相比,RNAi转化植株形成的根毛卷曲、根毛侵染线及根瘤原基数目均显著降低。根瘤石蜡切片结果显示RNAi植株根瘤中的侵染细胞与对照相比明显减少,分析豆血红蛋白表达发现,RNAi植株中根瘤发育成熟过程明显受阻。结论：在豆科植物刺槐中发现的相关基因Rpfan37能够参与刺槐共生结瘤过程,为研究磷脂酰肌醇转运蛋白在共生结瘤过程中的作用提供了新的理论基础。