起重船有限元直接计算实例

利用有限元软件MSC.Patran和MSC.Nastran对某驳船改装成500 t浮吊的改装方案进行全船结构计算和优化。合理地计算作用在浮吊上的各种载荷并进行平衡调整,使用惯性释放功能对完全自由状态下的船体结构强度进行直接计算,为改造方案提供依据。

基于CRISPR/Cas9技术创制木薯MeSTP7和MeSTP15双基因突变体

木薯(Manihot esculenta Crantz)是一种热带、亚热带重要的粮食与能源作物,提高木薯的产量对木薯产业发展至关重要。木薯块根的发育直接影响其产量情况,而不同逆境胁迫会影响木薯块根的发育情况。因此解析木薯块根的发育机制有助于通过分子育种手段实现木薯高产,以及获得具备一定抗逆品质的优良种质,增强木薯的适应性,从而扩大木薯种植的推广面积。己糖转运蛋白(STPs)是一类MSTs亚家族蛋白,通过转运糖类物质调节植物生长发育及非生物胁迫。本实验室前期鉴定出MeSTP7和MeSTP15基因在块根发育时期的糖分累积、应对非生物胁迫过程中起到重要作用,因此获得木薯MeSTP7和MeSTP15双突变体将有助于解析木薯块根发育机制及创制抗逆新种质。为了得到MeSTP7和MeSTP15木薯双突变体,利用在线软件CRISPR-P v2.0同时设计靶标基因MeSTP7和MeSTP15的sgRNA,成功构建了MeSTP7和MeSTP15的CRISPR/Cas9双基因编辑载体。将编辑载体转化农杆菌LBA4404后,侵染‘华南8号’(SC8)木薯脆性胚性愈伤组织,经过Sanger测序分析MeSTP7和MeSTP15成功发生编辑,而潜在的脱靶位点未发生编辑,说明双编辑载体可对MeSTP7和MeSTP15基因进行编辑,且不造成脱靶现象,然后将侵染后的脆性胚性愈伤组织诱导出子叶,经过15 mmol/L的潮霉素B筛选出生根植株,生根植株再经过分子检测,成功获得带有双编辑载体表达框的转基因阳性植株。以阳性植株的基因组作为模板,分别用PCR扩增2个基因的靶位点前后各100 bp核苷酸序列,经过Hi-TOM测序后,结果显示有26个株系发生突变,其中MeSTP7/15双基因突变体有23个,MeSTP7单基因突变体2个,MeSTP15单基因突变体1个,编辑类型多为单碱基缺失或插入,大片段碱基的缺失所占比率小。初步在组培瓶中观察突变体的变型,发现单突变体和双突变体的根系生长均受抑制,植株矮小,且MeSTP7和MeSTP15双突变体受损更严重。该研究结果不仅为进一步解析木薯块根发育机制奠定基础,还为获得木薯抗病、抗逆新种质提供材料。

木薯MeAHL22基因的克隆及功能初步分析

AT-hook是一类定位于细胞核的新型DNA结合蛋白基序,在细菌、真菌和动植物中普遍存在。AThook蛋白家族在植物生长发育、激素应答以及逆境胁迫中发挥着重要调节作用。本研究从木薯中克隆出MeAHL22基因,对其结构、亚细胞定位、启动子区域和表达模式进行分析。结果表明,MeAHL22基因的开放阅读框长度为873 bp,编码一个具有290个氨基酸的蛋白;结构分析发现该蛋白存在AT-hook基序和PPC/DUF296结构域,二级结构主要由α-螺旋(11.03%)、无规则卷曲(60%)、延伸链(21.72%)以及β-转角(7.24%)构成;生物信息学分析表明,该蛋白不存在跨膜结构域和信号肽,为可溶性的亲水蛋白,预测其定位在细胞核;利用农杆菌介导法在烟草中进行瞬时表达融合表达载体,结果表明MeAHL22蛋白的确定位于细胞核,与预测结果一致。MeAHL22基因启动子区域包含光响应、激素响应、非生物胁迫响应和生长进程相关的顺式作用元件。组织表达模式分析表明MeAHL22基因在木薯根、茎、叶中均表达,其中块根中的表达量明显高于其他组织。不同激素处理表明MeJA诱导MeAHL22在根茎叶中显著上调表达,ABA则抑制其表达,GA和IAA诱导在叶中上调表达。非生物胁迫处理表明MeAHL22对模拟干旱胁迫的诱导响应最为强烈,同时受到盐胁迫的诱导,但是对冷胁迫的敏感性较低。本研究初步确定了木薯MeAHL22基因在激素、非生物胁迫信号应答和生长发育进程中具有关键作用,为进一步研究MeAHL22基因的生物学功能提供了思路。