华南象草Pp4CL基因的克隆及其转基因烟草木质素含量分析

为探究华南象草(Pennisetum purpureumcv.Huanan)木质素合成关键酶基因的调控机制,通过同源克隆得到华南象草4-香豆酸:CoA连接酶基因(Pp4CL)的cDNA序列,长度为1 943bp,其中编码区序列1 662bp。Pp4CL蛋白由553个氨基酸组成,分子量为59.57kD,等电点为5.2,属于疏水性蛋白。该蛋白含有AMP结合结构域,属于AFD ClassⅠ超家族。在系统进化分析中,Pp4CL与At4CL1、Os4CL1遗传距离最近,聚为一支。Pp4CL氨基酸序列具有SSGTGLPKGV和GEICIRG等2个保守基序,是典型的植物4CL。构建原核表达载体pGEX-4CL,得到约88kD的Pp4CL-GST融合蛋白,为Pp4CL酶活性测定及Western免疫印迹分析奠定了基础。同时构建植物表达载体pBA-4CL,并通过叶盘法对烟草进行了遗传转化,得到3个转基因阳性株系(OX-9、OX-7、OX-4),它们中叶柄木质素总含量分别比非转基因植株(对照)提高了10.0%、16.2%和94.6%,茎秆基部节木质素总含量分别比对照提高了0.9%、4.0%和13.5%。研究结果表明,Pp4CL蛋白与木质素合成有关,过表达Pp4CL基因能够显著提高植株木质素含量。该研究结果为华南象草木质素改良工作打下了基础,同时也为深入开展牧草分子育种提供了依据。

应用SMARTer cDNA合成技术扩增落地生根叶片的总RNA

以落地生根(Kalanchoe daigremontiana)未长芽和长芽的叶片为材料,提取落地生根的总RNA,采用SMAR-Ter cDNA合成技术合成cDNA第1链,优化扩增第2链,通过设置梯度PCR扩增循环数,电泳分析后鉴定cDNA质量。结果表明:未长芽和长芽的材料各1μg总RNA分别成功扩增质量较高的双链cDNA。此方法的应用解决了研究材料有限的问题,可由微量的总RNA扩增出足够多的高质量双链cDNA,为进一步从基因水平研究落地生根奠定基础。

多年生黑麦草对干旱-低温交叉适应的生理响应

草坪草在冬季的时候常常面临着干旱和低温的双重胁迫,严重影响着春季返青时草坪草的质量。为了探讨多年生黑麦草的干旱-低温胁迫交叉适应的生理机制,以多年生黑麦草"爱神特(Accent)"为植物材料,设置3个水分梯度,土壤相对含水量分别为30%(重度胁迫)、60%(中度胁迫)、100%(良好浇水)。处理5d后在人工气候箱中进行低温处理(2℃)15d。低温胁迫使多年生黑麦草的叶片相对含水量、叶绿素含量显著降低,电解质渗漏、脯氨酸、可溶性总糖、抗氧化酶的含量增加。3种水分处理条件下,经过中度干旱处理后的多年生黑麦草的叶片相对含水量、叶绿素含量的降低幅度减小,但脯氨酸、可溶性糖、抗氧化酶的含量增加显著。实验结果表明多年生黑麦草对干旱-低温胁迫具有交叉适应能力。适当地进行干旱处理有利于提高多年生黑麦草对低温胁迫的适应能力。但值得注意的是,严重的干旱处理会造成过度伤害,致使植株更快死亡。

外施氮肥、生长调节剂对结缕草幼苗生长的影响

以结缕草(Zoysia japonica)‘青岛'幼苗为材料,进行外施尿素及4种植物生长调节剂处理,研究各处理对其生长速度、比叶重、草坪质量、叶绿素含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响,旨在探讨加快结缕草幼苗生长速度和成坪时间的方法,为其推广应用提供理论依据。结果表明:外施尿素、GA和BR对结缕草幼苗的生长具有促进作用,其中最佳的处理浓度分别是尿素为6 g·m^2,GA为0.56μM,BR为1.0μM;0.56μM GA显著提高结缕草幼苗的生长速度和草坪质量(P<0.05);外施6 g·m^-2尿素和1.0μM BR则显著增加结缕草幼苗草坪质量、比叶重和叶绿素含量(P<0.05);外施6 g·m^-2尿素、0.56μM GA和1.0μM BR对结缕草幼苗叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量有显著的促进作用(P<0.05)。

翻转课堂优化实践与效果评价——以草坪营养与施肥课程为例

该研究针对翻转课堂中存在的普遍问题,应用简化课后练习、组间竞争等策略对其进行优化设计,探讨优化后的翻转课堂能否提升教学的有效性。以2020级学生为优化后的翻转课堂实验组、2019级学生为优化前的翻转课堂对照组、2017级学生为传统课堂对照组。研究结果表明,优化后的翻转课堂能够显著提高学生期末考试的卷面成绩和“提高学习兴趣”“深化对理论知识的理解”,但在“提高自主学习能力”“加强团队合作精神”“提高分析和解决问题的能力”“提高沟通与表达能力”4个方面差异不显著。这些研究结果将为翻转课堂教学模式的实践利用提供一定的借鉴和指导意义。

日本结缕草(Zoysia japonica)磷脂酶D基因部分保守序列的克隆及其对机械损伤的响应

以日本结缕草Zenith为材料,通过同源克隆的方法克隆出其磷脂酶D(PLD)基因部分保守序列,序列长399 bp,并通过实时荧光定量PCR检测PLD基因在机械损伤胁迫下随时间变化的表达模式。结果表明,磷脂酶D在胁迫2 h内大量表达,随后逐渐降低,在9 h已接近于对照水平,说明PLD基因在损伤初期大量参与了应对机械损伤胁迫的防御与修复过程,在损伤后期其作用减弱或被代替;电导率的测定结果表明,细胞膜结构在胁迫初期遭到极大程度的破坏,胁迫9 h后膜损伤程度开始减轻。结合PLD基因和电导率的表达模式,推测PLD基因在6 h内会激活一系列感受信号及下游信号分子,9 h后其相应防御机制发挥作用来减轻胁迫造成的损害。

落地生根S-腺苷高半胱氨酸水解酶基因的克隆及生物信息学分析

为了解落地生根（Kalanchoe daigremontiana）的SAHH基因功能，采用RACE技术从其叶片克隆了SAHH的全长cDNA序列，命名为KdSAHH。结果表明，KdSAHH全长为1748 bp，含1458 bp完整的开放阅读框（ORF），推测编码485个氨基酸。预测落地生根SAHH蛋白分子量约为53 kDa，理论等电点为5.59~5.682。Scanprostie和DNAstar预测表明，落地生根SAHH蛋白在进化上非常保守，与苜蓿的亲缘关系较近。以黄羽扇豆为模板，利用SWISS-MODLE和Phyre程序模拟的落地生根SAHH蛋白亚基三维结构有一定差异。这些为落地生根KdSAHH的表达和功能研究奠定了基础。

大叶落地生根类糖原合成激酶KdSK基因的克隆与表达分析

类糖原合成酶激酶(SKs)属于丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,在植物器官发育、激素信号传导过程中十分重要,并参与生物胁迫、非生物胁迫的应答过程。大叶落地生根中的胎生苗发育过程,同时具备胚胎发生和器官发生的特征,是研究无性生殖的理想模型。为了更好地理解大叶落地生根中胎生苗发育的分子机制,该研究利用RACE-PCR技术,从大叶落地生根中克隆了1个新的基因KdSK。该基因具有423个氨基酸残基,分子量为47.79 kD,等电点为8.37,其开放阅读框长为1 272 bp。其蛋白与黄瓜的同源性最高,属于植物类GSK3/shaggy蛋白激酶家族的第Ⅳ类,与苜蓿(MSK4)蛋白在进化关系上最近,且与拟南芥(AtSK4-1、AtKSK4-2)聚为一枝。保守域结构分析表明,KdSK蛋白具有明显的蛋白激酶的结构域,包括蛋白激酶的ATP结构域和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活化结构域。实时荧光定量PCR分析表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导上调表达。该研究首次从大叶落地生根中克隆出KdSK基因,该研究结果为进一步研究该基因的功能打下了基础。

大叶落地生根谷氨酸脱羧酶基因(KdGAD)的克隆与表达

为研究大叶落地生根中胎生苗发育的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的谷氨酸脱羧酶基因(Kd GAD)。该基因开放阅读框长度为1 509 bp,编码502个氨基酸残基,分子量为5.657×104,等电点为5.43。其氨基酸序列与蓖麻的同源性最高,与人参的进化关系最近,含有保守的Ser(S)-x-x-Lys(K)基序和Trp(W)残基。实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因在大叶落地生根的茎中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇处理)的诱导下调表达。

大叶落地生根细胞周期蛋白依赖激酶KdCDK基因克隆及表达分析

为了更好理解大叶落地生根中细胞周期调控的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的基因KdCDK。该基因编码295个氨基酸残基,分子量为34.12kDa,等电点为6.15,其开放阅读框长度为888bp。其蛋白与笋瓜CDK蛋白的同源性最高,属于CDKA类蛋白家族。实时荧光定量PCR分析表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导上调表达。从大叶落地生根中克隆出KdCDK基因,为将来该基因的功能研究打下了基础。

大叶落地生根组氨醇脱氢酶基因克隆及表达分析

组氨醇脱氢酶将组氨醇氧化成组氨酸,是组氨酸合成途径中的最后一步,调控植物的生长和发育过程。为了更好地理解大叶落地生根中胎生苗调控的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的组氨醇脱氢酶基因KdHDH。该基因编码的蛋白质具有483个氨基酸残基,分子量为52 130,等电点为5.78,其开放阅读框长度为1 452 bp。KdHDH蛋白与葡萄、拟南芥、蓖麻等植物的蛋白相似性都很高,聚类分析结果表明该蛋白与甜菜和菠菜的遗传距离最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导下调表达。

植物激素在大叶落地生根胎生苗无性繁殖过程中的作用

植物的生长和发育是指未分化的分生组织成为成熟植物组织结构的过程。在这个过程中,生长素和细胞分裂素都扮演着非常重要的角色。由于国内外研究对胎生苗产生过程中,这两种激素的作用存在争议,没有形成一致的结论。而且关于植物激素对大叶落地生根胎生苗无性繁殖的作用还未进行过研究,所以本文对此进行了深入研究。通过施用生长素和细胞分裂素、以及相应的激素抑制剂,统计胎生苗发生的时间、数量和叶幅变化情况。生长素(2,4-D)诱导产生的胎生苗发育不完整,胎生苗很难继续发育成长。而细胞分裂素(6-BA)诱导产生的胎生苗发育完整,能成长为成年植株。生长素和细胞分裂素同时作用时,两者拮抗作用不明显,但以生长素的作用为主。生长素抑制剂(TIBA),不会阻碍胎生苗的产生,但会使叶片发育出现畸形(胎生苗叶片不是对称产生)。细胞分裂素抑制剂(PR)抑制在切割叶片中胎生苗的产生。以完整叶片为外植体,实验结果表明细胞分裂素对控制胎生苗产生时间起决定性作用,经过PR处理的外植体,胎生苗产生所需时间是最短的;以切割叶片为外植体,当抑制细胞分裂素以后(PR)处理,胎生苗就不能产生,强有力的说明了在胎生苗的产生过程中,细胞分裂素是引起胎生苗产生的关键因子。在胎生苗的发育过程中,首先起作用的激素也是细胞分裂素,6-BA处理的胎生苗叶片直径明显大于其他处理。

低温胁迫对细茎柱花草与TPRC2001-1柱花草抗寒生理指标的影响

为了探究柱花草的抗寒性,本研究以细茎柱花草(Stylosanthes guianensis var.intermedia)和TPRC2001-1柱花草(S.guianensis‘TPRC2001-1’)营养期叶片为材料,分别进行时长为0(对照)、24h和48h的低温处理,然后对其相对电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白的含量等指标进行测定与分析。结果表明,两种柱花草叶片的抗寒性生理指标随着低温处理时间的增加逐步上升。低温处理后,细茎柱花草的相对电导率和丙二醛含量显著低于TPRC2001-1柱花草(P<0.05),而脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量显著高于TPRC2001-1柱花草(P<0.05)。综合各项生理指标可得,两种柱花草的抗寒性强弱为细茎柱花草>TPRC2001-1柱花草。

翻转课堂在草坪营养与施肥中的应用及效果评价

翻转课堂是一种新的教学模式,为了探究这种教学模式在课程教学中的应用效果,该文选取草坪营养与施肥这门课程中的部分章节为试点,对2019级草业科学专业学生进行翻转课堂法授课,以2017级草业科学专业学生为对照,结合问卷调查结果和期末考试成绩分析翻转课堂授课法的应用效果。结果表明,翻转课堂不能显著提高学生的学习成绩,但是能够提升学生的自主学习能力、沟通表达能力和团队合作精神。翻转课堂教学模式对学生和教师都提出更高的要求,该研究结果为翻转课堂的研究和应用提供参考和借鉴。

案例教学法在草坪营养与施肥课程中的应用探析

加强素质教育、培养创新性人才是目前大学生教育的重要目标,而教学方式的改变是实现这一目标的有效途径。本文通过对当前草坪营养与施肥课程教学现状的分析,提出应用案例教学法的意义,并对在草坪营养与施肥课程教学中应用案例教学法提出了建议,以期促进学生的全面发展,提高综合素质。

象草叶片和茎秆木质素合成相关基因的表达模式分析

为了系统地研究象草茎叶中木质素合成相关基因的表达模式,以N51象草为试验材料,测定了象草茎秆倒数第一、第三、第五节间以及倒数第一、第三、第五、第七和第九叶片的木质素含量及相关合成基因的表达量。结果表明,在成熟象草中,木质素含量在茎和叶垂直的空间结构中由上到下逐级递增。实时荧光定量PCR表达分析显示,不同木质素合成基因的表达表现出了组织特异性,叶组织的COMT、C3H和HCT4基因表达量显著低于茎组织,如COMT在倒五节间的表达量最高,约为叶片中表达量的6倍,而4CL和F5H基因在叶组织中却显著高于茎组织,如4CL在倒九叶的表达量最高,约为倒一节间表达量的14倍。关联分析结果表明,茎秆中的木质素含量与F5H、HCT4以及CCoAOMT基因的表达呈正相关,与C3H基因的表达呈负相关,而叶片中的木质素含量与4CL基因的表达呈正相关,C4H、COMT、HCT4以及CCR基因的表达呈负相关。该结果可以说明不同的木质素合成酶在不同的组织中呈现表达差异,并且在不同组织中,合成的主要木质素也不同。

杨万里诗歌的植物学教学价值发掘与诠释

南宋诗人杨万里诗作中有500余首涉及植物的诗歌,将其中描述植物形态结构、生长发育、物候特征和园林园艺应用的诗句加以发掘,并进行专业化解读,不仅可以增添语言的文化气息,活跃课堂气氛,激发学生兴趣,增强教学效果,而且还能达到将自然科学与人文文化交融的目的。

北宋植物意象诗的植物学教学价值发掘与专业化解读

该文发掘了北宋苏轼、苏辙、司马光、王安石、曾巩、黄庭坚、张耒、吴芾、王禹偁、韩琦、邹浩、陈师道、郑刚中和贾昌朝等诗人的植物相关诗歌,并对其中涉及形态特征、发育特性、分类辨析、物候花期、资源利用、园林建植、花卉鉴赏和课程思政的相关诗句进行了专业化解析。在传授植物学知识的同时,达到传承中华古诗词文化的目的。

南宋古诗词的植物学教学价值发掘与专业化解读

本文发掘了南宋陆游、朱熹、王十朋、舒岳祥、金朋说、释居简、方回、方岳、刘克庄、朱淑真、戴复古、郑清之等24位诗人的植物相关诗歌,并对其中涉及形态特征、发育特性、物候花期、园林建植和花卉鉴赏的相关诗句进行了专业化解析。在学习植物学知识的同时,达到传承中华古诗词文化的目的。

御谷RAV1基因及启动子的克隆与生物信息学分析

RAV(Related to ABI3/VP1)是一种植物所特有的转录因子。作为关键转录因子,RAV基因家族广泛参与了植物生长发育的过程,以及植物对非生物胁迫和生物胁迫的反应。本研究以御谷(Pennisetum glaucum)为实验材料,通过mhiTAIL-PCR(modified high-efficiency thermal asymmetric interlaced PCR)技术分别获得930 bp PgRAV1基因序列和该基因2413 bp的启动子序列。对PgRAV1基因及启动子进行了生物信息学分析,分析结果显示,PgRAV1基因共编码309个氨基酸,不存在跨膜结构。多重序列比对表明,PgRAV1基因含有AP2和B3保守结构域。用MEGA 7.0构建了系统进化树,结果显示御谷、小米(Setaria italica)和粳稻(Oryza sativa subsp.japonica)聚类在一起,均为禾本科植物。蛋白质二级结构和三级结构上由α-螺旋结构、延伸链、β-转角、无规则卷曲组成功能域,其比例分别占氨基酸总数的28.16%、18.77%、5.83%、47.25%。启动子分析预测显示有一个转录起始位点及大量顺式作用元件。对御谷PgRAV1基因及启动子的研究表明该基因可能通过参与植物激素的信号转导过程来参与植物生长发育。本研究为御谷的抗逆研究提供了理论依据和实践基础。