盐胁迫对水培海巴戟幼苗生理特性的影响

为明确海巴戟幼苗对盐的耐受范围及盐胁迫对海巴戟幼苗生长的影响,以水培180d的海巴戟苗为材料,基本培养基为1/8 MS液体培养基,其中分别加入质量分数为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%的NaCl进行胁迫处理。结果表明:随着NaCl胁迫浓度的增加与胁迫时间的推移,海巴戟叶片相对含水量(relative water content,RWC)与生物量逐渐降低,可溶性蛋白(solubleprotein,SP)、丙二醛(MDA)的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)活性均表现为先增加后减少的趋势。海巴戟幼苗的保护酶活性随着NaCl胁迫浓度的增加与胁迫时间的推移发生显著变化,在NaCl浓度0.8%以下范围,海巴戟可以通过调节渗透物质和抗氧化物酶来减轻伤害,保证生长;当NaCl浓度在0.8%及以上范围时,保护酶系统与细胞膜受损严重,进而影响海巴戟生长。因此,海巴戟幼苗可以在0.8%以下NaCl浓度范围的区域试种。

诱导剂对海巴戟莨菪亭累积的影响

【目的】研究诱导剂对海巴戟悬浮细胞系及离体叶片中莨菪亭含量的影响,为海巴戟悬浮细胞系大规模培养生产莨菪亭及揭示莨菪亭累积机理奠定基础。【方法】以连续培养10代以上的海巴戟悬浮细胞系及离体叶片为材料,在海巴戟悬浮细胞系中分别添加不同质量浓度的苯丙氨酸、咖啡酸、肉桂酸、对香豆酸、阿魏酸等5种诱导剂,培养不同时间后检测莨菪亭含量,筛选出诱导剂培养的最佳质量浓度和培养时间,并分析海巴戟悬浮细胞系在最佳培养条件下的生长情况。【结果】在海巴戟悬浮细胞系中,苯丙氨酸和咖啡酸均能诱导莨菪亭累积且促进细胞生长,其中50 mg/L苯丙氨酸培养48 h时莨菪亭含量最高,细胞干质量浓度为7.4 g/L;800 mg/L咖啡酸培养6 h时莨菪亭含量最高,达到56.5μg/g,细胞干质量浓度为8.0 g/L;而肉桂酸、对香豆酸、阿魏酸在不同质量浓度及培养时间下均未在悬浮细胞系中检测到莨菪亭,并且容易导致悬浮细胞系褐化。用不同质量浓度诱导剂培养海巴戟离体叶片,苯丙氨酸、咖啡酸、肉桂酸、对香豆酸和阿魏酸诱导海巴戟离体叶片累积莨菪亭的最佳培养质量浓度分别为50,800,500,1 000和800 mg/L,且其分别在培养8,24,36,4和8 h时莨菪亭含量达到较高,依次为1 018.3,1 725.0,1 013.7,848.9和785.3μg/g。【结论】在大规模海巴戟悬浮细胞系生产莨菪亭时,可优先选用800 mg/L咖啡酸作为诱导剂,能在短时间内获得最大量的莨菪亭。

海巴戟果实软化相关基因McXTH的克隆和表达分析

【目的】了解诺丽果实软化规律,克隆木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)基因,初步明确其表达模式。【方法】用果实硬度计测量后熟阶段的诺丽果实在25℃放置及乙烯利处理两种状态下的硬度变化。从诺丽果实采后0~48 h转录组数据中筛选差异表达的XTH候选基因。通过生物信息学分析,克隆目的基因全长,并利用荧光定量PCR技术分析基因表达模式,同时用便携式乙烯测量仪测定内源乙烯释放量。【结果】后熟阶段的海巴戟果实采后表皮硬度随贮藏时间增加而下降,且乙烯利处理后的软化趋势较室温自然放置更为显著。从海巴戟果实采后0~48 h转录组数据中筛选出基因XTH(DN16278g1)的表达量高、差异大。该基因具有完整的开放阅读框(ORF),克隆测序后将其命名为McXTH,并将其提交Genbank获得登录号为ON512442。McXTH基因ORF全长1062 bp,共编码353个氨基酸,与其他植物中的XTH基因氨基酸序列的相似性为75%~88%。RT-qPCR结果和内源乙烯释放量表明,在海巴戟果实成熟阶段McXTH的表达量与同时期的内源乙烯释放量在趋势上大体相同。【结论】海巴戟果实的软化受乙烯和关键基因XTH调控,Mc XTH的克隆为进一步进行XTH基因在海巴戟果实成熟软化过程的功能研究夯实基础。

海巴戟果实多糖的结构特征及体外抗氧化活性研究

为明确海巴戟果实多糖的结构特征和抗氧化活性,采用热水浸提法提取海巴戟果实粗多糖并进行纯化,通过红外光谱、核磁共振以及气相色谱-质谱分析纯化多糖的结构特征,以紫外分光光度计法测定粗多糖和纯化多糖对ABTS自由基(·ABTS+)、DPPH自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基(O-2·)和羟基自由基(·OH)的清除能力以及用铁氰化钾还原法测定其还原力。研究结果表明:粗多糖的提取得率为9.48%,纯化多糖的得率为0.35%。纯化多糖主要为β-型糖苷,同时还有少量α-型糖苷,且含有糖醛酸,为酸性糖;纯化多糖是以1→4连接的吡喃葡萄糖和非还原末端的吡喃葡萄糖为主要连接方式的多糖,且含有分支结构。粗多糖和纯化多糖均能清除自由基,其中对·ABTS+的清除能力最好,最大清除率达100%,对DPPH·和·OH的清除能力次之,对O-2·的清除能力较弱,粗多糖对自由基的清除能力强于纯化多糖,粗多糖对·ABTS+和DPPH·的清除能力与阳性对照Vc相当。粗多糖和纯化多糖都具有还原力,与质量浓度呈现量效关系,且粗多糖还原力强于纯化多糖。

4CL基因在海巴戟叶片莨菪亭累积过程中的功能研究

为明确海巴戟叶片中莨菪亭累积规律,探究4CL基因在其累积过程中起到的作用。利用高效液相色谱仪对离体的海巴戟成熟叶0~48 h内莨菪亭含量进行测定,并测定经不同浓度的阿魏酸处理后莨菪亭含量的变化。以阿魏酸为底物,利用紫外分光光度计进行酶活反应的4CL总酶活性测定。对RNA-seq结果中7个4CL基因进行qPCR,筛选出一个表达趋势与莨菪亭含量及酶活变化趋势一致的4CL基因作为关键候选基因,进行全长克隆以及生物信息学分析,最后用qRT-PCR研究其表达特性。海巴戟叶片在采摘后48 h内,莨菪亭含量在12 h时最高,达0.35 mg/g,48 h最低,为0.18mg/g。4CL总酶活性变化与莨菪亭含量趋势相近。阿魏酸处理后的叶片中4CL总酶活增加。通过qRT-PCR筛选到4CL(DN15707)基因,克隆、测序后发现其长度为1632 bp,具备完整开放阅读框,在NCBI进行序列比对及系统进化树分析,确定该基因为4CL基因家族中的4CL2基因,命名为Mc4CL2。Mc4CL2基因可能是莨菪亭累积过程中的关键基因,它能启动4CL酶活,充分利用阿魏酸底物进而导致莨菪亭累积。

海巴戟果实发育过程中果糖、果糖激酶及其基因的变化

为揭示海巴戟果实风味形成机制,对果实发育过程的果糖激酶(FRK)活性及其基因的表达模式进行了研究。结果表明,海巴戟果实中的果糖、蔗糖、葡萄糖含量随发育不断积累,均在果实完全成熟时达到最高值,而果糖激酶活性随果实发育不断下降。从果实中克隆了果糖激酶基因TRINITY_DN17192_c0_g1,命名为McFRK2,GenBank登录号为MW380742,其ORF全长为984 bp,编码327个氨基酸,与咖啡(Coffea arabica)的FRK2氨基酸序列相似性为98%。qRT-PCR表明,McFRK2的表达量在果实发育过程中呈下降趋势,当果实成熟时表达的趋于平稳,与果糖激酶活性变化趋势一致。因此,McFRK2可能通过调控果实果糖激酶活性而参与糖代谢,对调控果实风味的形成具有重要作用。

Vancouver B2型股骨假体周围骨折锁定板或皮质骨板不同内固定方式的生物力学分析

背景:股骨假体周围骨折是髋关节置换后的严重并发症,有多种治疗方案,但目前对各种治疗方案疗效的对比尚无针对性研究。目的:基于有限元分析方法,对Vancouver B2型股骨假体周围骨折不同手术方案进行比较。方法:采集30例健康志愿者的股骨数据,并扫描初次、翻修髋关节假体及锁定板外形数据。将所采集的数据进行三维建模,模拟Vancouver B2型股骨假体周围骨折的不同手术方式,模拟不同类型下的载荷,记录皮质骨板组、锁定板组、皮质骨板+皮质骨板组、皮质骨板+锁定板组在不同载荷下的骨折端位移,并进行统计学分析。结果与结论:(1)在2300 N压力载荷作用下,皮质骨板组的位移显著大于其他3组,差异有显著性意义(P<0.05);锁定板组的位移显著大于皮质骨板+皮质骨板组、皮质骨板+锁定板组,差异有显著性意义(P<0.05);而皮质骨板+皮质骨板组与皮质骨板+锁定板组的位移相比差异无显著性意义(P>0.05);(2)在40 N·m扭矩载荷作用下,皮质骨板组与皮质骨板+皮质骨板组的位移相比差异无显著性意义(P>0.05);锁定板组与皮质骨板+锁定板组的位移相比差异无显著性意义(P>0.05);皮质骨板组、皮质骨板+皮质骨板组的位移显著大于锁定板组、皮质骨板+锁定板组,差异有显著性意义(P<0.05);(3)提示对于Vancouver B2型股骨假体周围骨折,在更换翻修假体后,若稳定性较差,应尽量选择锁定板内固定,并依据骨量情况,选择是否加用同种异体皮质骨板捆扎固定。

茶梅ACO基因的克隆及表达分析

为研究1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase,ACO)基因在茶梅(Camellia sasanqua)花朵衰老过程中的功能,本研究在考察不同品种茶梅单花花期和ACO总酶活、ACO基因表达相关性的基础上,通过简并引物结合RACE法从茶梅‘小玫瑰’中克隆ACO基因,并进行生物信息学分析、实时定量PCR表达分析和不同花期ACO总酶活测定分析。结果表明,不同品种茶梅单花花期不同,且与ACO总酶活、ACO基因表达量显著相关,即茶梅单花花期越长,ACO酶活就越低,ACO基因表达量也越低。茶梅ACO基因cDNA全长1316 bp,其开放阅读框为963 bp,编码320个氨基酸。系统进化树表明,茶梅ACO与茶树(Camellia sinensis)ACO聚为一支。实时定量PCR分析表明,随着‘小玫瑰’花朵的开放,ACO基因的表达量逐渐升高,在花朵衰败期达最高值。不同花期‘小玫瑰’的ACO总酶活变化、乙烯释放量与茶梅ACO基因表达量变化趋势基本一致。因此,茶梅ACO基因可能是控制茶梅花期的相关基因之一。本研究为深入解析ACO基因参与茶梅花期调控机制奠定了基础。