“高级植物生理学”课程思政建设的探索与实践

课程思政建设是落实立德树人根本任务的关键举措。高级植物生理学是高等农业院校植物学、作物学、园艺学等专业的硕士研究生重要的专业基础课。本课程在深入挖掘思政元素的基础上,通过理论与实践相结合、实验设计与动手操作相结合、自主学习与师生互动相结合、线上与线下相结合等教学过程,将思政元素有机融入课堂教学,使课程思政在培养“爱农、知农、为农”的创新型农业人才中发挥重要作用。

高等农业院校植物生理学课程思政设计与思考

植物生理学是高等农业院校农学类、生物类各专业重要的专业基础课。该文对植物生理学课程中蕴含的思政元素进行挖掘,并将其精心设计到课程内容中,实现课程内容与思政元素的有机融合。只有不断更新教学内容、改进教学方法和手段,不断增强思政教育的吸引力和亲和力,使课程思政切合学生的内在需求,才能让学生“内化于心,外化于行”,真正实现立德树人的目的。

植物在低温胁迫下的糖代谢研究进展

糖在植物中不仅用于能量代谢,也对植物生长发育、代谢调控及抵抗胁迫等具有重要调节作用。文章对植物在低温胁迫中糖积累的作用、影响糖积累的相关酶变化、外源ABA对低温胁迫下糖代谢影响等研究进展进行综述。展望植物抗寒研究,从基因、转录、蛋白及代谢等组学整体水平上探讨糖代谢应答低温胁迫及糖作为信号分子参与调控机制。

冬小麦东农冬麦1号在不同温度下的代谢组学差异分析

为明确东农冬麦1号耐寒越冬的生理机制,对不同温度条件下的东农冬麦1号幼苗分蘖节进行GC-TOF/MS代谢组学检测,并采用SIMCA软件对获得的代谢组学数据进行多元变量模式识别分析。结果表明,对温度变化反应明显的代谢产物有54个,对其进行KEGG分析发现,变化显著的代谢通路为:精氨酸和脯氨酸代谢;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸盐代谢;丙酮酸代谢;糖酵解和糖异生以及肌醇磷酸盐代谢。分析不同温度下以上代谢通路中的差异化合物发现,室内培养组中,分蘖节中的γ-氨基丁酸、蔗糖-6-磷酸以及尿素等含量显著提高,使植株保持了较高的氮素含量,揭示了较高温度下(室内)小麦出现徒长的原因。研究结果可为进一步研究冬小麦越冬的生理特性提供新的研究思路。

小麦G6PDH基因的生物信息学分析及其低温胁迫下苗期的表达特征

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是戊糖磷酸途径(PPP)的关键酶,可为小麦(Triticum aestivum)的生物合成提供NADPH以及一些中间代谢产物,并且在小麦生长发育及响应胁迫方面也发挥重要作用。本研究对基因组数据库中获得的12条小麦G6PDH蛋白序列及其基因序列进行一系列生物信息学分析,结果表明,12条小麦G6PDH蛋白分别定位于细胞质及质体中,且均为亲水、不稳定蛋白。从系统发生树的进化和亲缘关系上可以看出,12条小麦G6PDH蛋白分别属于胞质和质体亚型。不同亚型的G6PDH蛋白保守Motif的种类和数量有所不同,不同亚型的基因结构也具有明显差别。qRT-PCR结果表明,低温胁迫下,3种亚型(胞质亚型、质体P1和P2亚型)的小麦TaG6PDH基因均被不同程度地诱导表达,并且均随着温度的降低而升高,预示着G6PDH在小麦抗寒方面发挥正向调节作用。

ABA及氟啶酮调控下冬小麦分蘖节抗寒相关蛋白的鉴定与分析

为了研究ABA调控下冬小麦在蛋白质水平上的抗寒分子机制,以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号为材料,在外源ABA及氟啶酮处理后,于大田自然降温至4℃和-25℃时取分蘖节进行蛋白质双向电泳分析。对各处理组的双向电泳结果进行软件分析可知,4℃下得到可匹配的蛋白点587个,-25℃下得到可匹配蛋白点394个。筛选后选择差异显著的24个蛋白点进行质谱分析,经鉴定这些蛋白包括逆境蛋白(WCI16、LTR-Rbps、CORs)、代谢相关蛋白(PGAM、PGK、26sRP、ATPase-β、GST1、GST、GSTF5)、转录翻译相关蛋白(BTFs、eIF4A、eIF5A)和未知蛋白。

小麦PLC基因家族鉴定及其低温下的表达模式分析

质体蓝素蛋白(PLC)是一种I型蓝色铜蛋白,在植物生长发育以及响应胁迫过程中具有重要作用,然而目前对小麦(Triticum aestivum) PLC基因家族的研究报道较少。为探究小麦PLC基因的特征,本研究对小麦全基因组进行了分析,共鉴定到74个小麦PLC家族基因,系统发育树分析将其分为6组。将这些基因定位于小麦染色体上,并对它们的理化性质、基因结构、进化树以及共线性进行分析,结果表明:小麦PLC蛋白多数为弱碱性蛋白,亚细胞定位发现主要分布在细胞质和质膜中;小麦PLC蛋白结构域与核心基序排列有序稳定,高度保守。进一步以强抗寒冬小麦品种‘东农冬麦1号’为材料,对其转录组数据库中低温差异表达的12个PLC基因进行实时荧光定量PCR验证,发现这12个基因在不同组织(分蘖节和叶片)中表达量均有差异;在不同温度下,大多数PLC具有相似的表达模式。PLC在小麦抗寒过程中发挥重要作用。

低温驯化对冬小麦叶绿素荧光特性及抗氧化酶活性的影响

为探究不同抗寒性冬小麦品种不同生长发育期的光合特性,以强抗寒性冬小麦品种‘东农冬麦1号’(‘DN1’)和弱抗寒性冬小麦品种‘济麦22’(‘JM22’)为试验材料,在大田自然降温与室内模拟低温驯化条件下,从三叶期开始测定其叶绿素荧光参数、色素含量、抗氧化酶活性等相关生理指标,同时对自然生长条件下小麦幼苗编码光合相关蛋白的基因表达模式进行分析,探讨和揭示冬小麦叶绿素荧光特性对低温驯化的响应。结果表明:大田自然降温下,‘DN1’通过明显增加的NPQ、较高的色素含量和抗氧化酶活性以及较低的MDA含量,来适应温度变化对其光合特性的影响;而‘JM22’则对该时期温度变化不敏感,各项指标较为恒定;室内模拟低温驯化下,‘DN1’与自然条件下有类似的表现,且在昼夜温度4°C/0°C条件下驯化效果更明显。q PCR结果表明:两个小麦品种的叶绿素a/b结合蛋白基因(Ta CP3、Ta CP5),在测定的各时期均有较高表达,与色素含量变化相对应;参与光化学淬灭的基因Ta NPQ4‘DN1’均保持了较高的表达量,与其较高的NPQ变化相对应。综上表明,在该实验检测时期内强抗寒性‘DN1’能较早感受温度的降低而维持其光合系统的稳定,进而适应后期更低温度的胁迫。

SA处理对低温胁迫下冬小麦(Triticum aestivum L.)蔗糖代谢的影响

水杨酸(salicylic acid,SA),作为一种参与胁迫反应的信号分子,可提高植物对多种环境胁迫的抵抗力。本研究以强抗寒性冬小麦品种‘东农冬麦1号’和弱抗寒性品种‘济麦22’为实验材料,于三叶期喷施1 mmol·L-1 SA处理小麦叶片,在大田自然降温持续10 d平均最低温度分别为4、0、–10和–25℃时取样叶片及根茎,测定其蔗糖含量、蔗糖代谢关键酶活性及相关酶基因的相对表达水平变化,探讨SA对低温下冬小麦蔗糖代谢的影响。结果表明,SA处理提高了‘东农冬麦1号’叶片和根茎中蔗糖的含量,SA对‘济麦22’的影响与‘东农冬麦1号’相比较弱;SA提高了‘东农冬麦1号’叶片和根茎中蔗糖合成相关酶(蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)的活性及其相关酶基因(Ta SPS、Ta Su S)的表达,降低了与蔗糖分解有关酶(蔗糖酸性转化酶、碱性/中性转化酶)的活性及其相关基因(Ta SAInv、Ta A/N-Inv)的表达。SA处理有利于蔗糖积累,从而提高植物的抗寒性。

外源ABA及其抑制剂氟啶酮对冬小麦分蘖节抗寒指标的影响

为探讨外源ABA及其抑制剂对冬小麦抗寒性的影响,以强抗寒小麦品种东农冬麦1号为试验材料,于三叶期分别喷施10μmol/L脱落酸(ABA)和50μmol/L的ABA抑制剂氟啶酮,以水处理为对照,分别于4℃、0℃、-10℃和-25℃取小麦分蘖节进行抗寒相关生理指标的测定。结果表明,随着温度的降低,各处理可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低,脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量逐渐升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐增强;ABA处理的可溶性糖、可溶性蛋白、Pro含量和SOD活性均高于对照,MDA含量低于对照;氟啶酮处理的各项指标与ABA处理呈相反趋势。说明低温胁迫下,外施ABA可以通过增加植物体内ABA含量,进而增加渗透调节物质含量、提高抗氧化酶活性来提高东农冬麦1号的抗寒性;一定浓度的氟啶酮可作为ABA抑制剂来研究植物的逆境生理。

起飞重量图表制作的标准及其管理

飞机性能的基本日常工作就是制作起飞着陆性能表,而对于公司效益影响最大的却是起飞重量图表(RTOW),其可确定标准的起飞重量用于重复的起飞计划,向飞行员提供最大起飞重量(MTOW)、起飞速度(V1,VR,V2)、限制代码最小和最高改平加速高度,以便他们能够快速计算最大允许的起飞重量及相关速度。如何在安全的条件下,选择合适的障碍物,制作参数等得到最大的起飞重量.