杀雄剂CH1对冬小麦雄性不育的效应研究

为探讨化学杀雄剂CH1对冬小麦雄性不育的诱导效果及其与乙烯利的互作效应、筛选CH1最佳使用剂量和表面活化剂组合,用6个CH1剂量水平、7种表面活化剂和3种浓度的乙烯利进行不同配伍组合,对不同组合处理下3个小麦品种的农艺性状、雄性不育率和饱和授粉结实率进行了分析。结果表明:(1)在15~30 g·hm^(-2)剂量下,CH1可诱导3个品种雄性不育率达95%以上,说明CH1具有诱导小麦雄性不育的作用;随CH1剂量的增加,3个品种的饱和授粉结实率均呈下降趋势,其中20~30 g·hm^(-2)处理的饱和授粉结实率明显偏低,推测雌蕊受到了一定的伤害;(2)观察花药和雌蕊发育情况,发现未喷施CH1的植株花药大且开裂,羽毛状柱头较大,而CH1处理的不育株花药瘦小,呈剑状,不开裂,羽毛状柱头较小;(3)随着CH1剂量的增加,3个品种均表现出株高逐渐降低和抽穗期延迟的现象,CH1对旗叶的药害反应因品种不同存在差异;(4)CH1剂量为10 g·hm^(-2)时,与其他表面活化剂相比,NE1820对普冰151的旗叶伤害较轻,对株高无明显抑制作用,可提高饱和授粉结实率;(5) CH1剂量为15 g·hm^(-2)时,添加2种浓度乙烯利后,3个品种的株高比未添加乙烯利降低,抽穗期延迟,其中添加5 mL·L^(-1)乙烯利后3个品种均能达到100%雄性不育,并且饱和授粉结实率相比未添加乙烯利平均高7%左右。因此,CH1采用15 g·hm^(-2)剂量,配伍1%NE1820和5 mL·L^(-1)乙烯利可诱导小麦产生完全的雄性不育,且获得较高的授粉结实率,可作为杂交小麦制种候选方案进一步研究与利用。

OsGSK2与OsGLK1互作调控水稻叶绿素合成与叶绿体发育

叶绿素是水稻光合作用的重要色素,叶绿素的合成决定光合作用的效率,影响植物的产量和品质。在本研究中,发现糖原合成酶激酶OsGSK2过表达植株Go-2成熟期呈现叶片深绿色的表型。相比野生型,Go-2植株叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量显著升高。透射电镜观察结果显示,相比野生型,Go-2植株叶绿体类囊体片层增多。酵母双杂交“一对一”实验证实OsGSK2与Golden2-Like转录因子OsGLK1存在互作,并进一步通过双分子荧光互补实验确认OsGSK2与OsGLK1存在互作。在水稻原生质体中检测双荧光素酶活性发现,相比单转OsGLK1,OsGSK2与OsGLK1共转显著提高下游靶基因的表达水平。荧光定量PCR结果表明,相比野生型,在Go-2植株中OsGLK1直接调控的靶基因OsPORB、OsCAO1、LHCB6等转录水平显著上调。研究结果初步揭示了OsGSK2与OsGLK1互作调控水稻叶绿素合成和叶绿体发育的分子机理,进一步拓展了水稻糖原合成酶激酶的分子功能,丰富了水稻叶色调控的分子网络,为水稻高光合分子育种提供了理论依据。

枯草芽孢杆菌CH-1降解羽毛产物对Cr(Ⅵ)的还原作用

本研究旨在探索一种对环境友好的方法以减少重金属六价铬Cr(Ⅵ)的毒性。采用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CH-1发酵羽毛,制备出富含半胱氨酸的羽毛发酵液(Feather Fermentation Broth,FFB)。实验结果显示FFB能够有效地将有毒的六价铬还原为相对无害的三价铬。通过对FFB的β-角蛋白酶酶活性、半胱氨酸浓度以及对六价铬Cr(Ⅵ)的还原率的测定。我们发现FFB中β-角蛋白酶酶活性在21 h左右达到最大值,而半胱氨酸含量在36 h达到最高值,Cr(Ⅵ)的还原效果最佳时间也是36 h。值得注意的是,即使经过高压高温处理,FFB对Cr(Ⅵ)的还原力并未受到影响,表明还原过程不依赖于生物酶的作用。进一步实验,将FFB上清原液浓缩5倍后处理重铬酸钾溶液,发现浓缩液的还原效果是原始上清液效果的1.5倍。研究表明枯草芽孢杆菌CH-1能较好地降解羽毛废弃物,水解产物中含大量半胱氨酸,对Cr(Ⅵ)具有显著的还原能力。综上所述,本研究提供了一种使用枯草芽孢杆菌CH-1无公害处理羽毛废弃物的新策略,并为其在循环农业生态系统中的应用提供了理论依据和精确计算方法。这一发现对于实现农业废弃物资源化利用,以及环境中有毒六价铬的安全处理具有重要意义。

草地早熟禾叶绿素酶1基因PpCHL1的克隆和表达分析

利用RACE技术首次从草地早熟禾中克隆出叶绿素酶1基因(PpCHL1)的全长cDNA序列,提交到GenBank,登录号为KU145126;其开放阅读框为951bp,编码361个氨基酸,等电点6.11,平均亲水指数0.084,属于疏水性酸性蛋白。高级结构分析表明,其具有脂肪酶家族的保守域及水解酶特异的功能活性位点。利用实时荧光定量PCR分析其在草地早熟禾根、茎和叶及三种植物生长调节剂脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的表达情况,结果显示PpCHL1基因在草地早熟禾不同组织的表达情况存在明显的组织差异性,叶中的表达量最高且受ABA、SA和MeJA诱导。

GLP-1/GIP双靶点受体激动剂DA5-CH对脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织的作用及其机制研究

目的研究胰高血糖素样肽-1/抑胃肽(GLP-1/GIP)双靶点受体激动剂DA5-CH对脑缺血再灌注损伤(I/R)大鼠脑组织的作用及其可能机制。方法将30只脑I/R大鼠随机分为模型组、DA5-CH组、DA5-CH+SB431542组,每组10只。另取10只大鼠仅做假手术(假手术组)。DA5-CH组腹腔注射10 nmol/kg DA5-CH;DA5-CH+SB431542组腹腔注射10 nmol/kg DA5-CH和5 mg/kg SB431542,假手术组、模型组腹腔注射等体积生理盐水。检测各组大鼠脑组织含水量;免疫组织化学染色检测海马CA1区神经核抗原(NeuN)阳性细胞数;Western blotting检测脑组织转化生长因子β1(TGF-β1)、Smad3、p-Smad3蛋白的表达。结果与假手术组比较,模型组脑组织含水量增加,海马CA1区每个视野NeuN阳性细胞数减少,脑组织TGF-β1、p-Smad3/Smad3蛋白表达升高(P<0.05);与模型组比较,DA5-CH组脑组织含水量降低,海马CA1区NeuN阳性细胞数增加,脑组织TGF-β1、p-Smad3/Smad3蛋白表达降低(P<0.05);与DA5-CH组比较,DA5-CH+SB431542组脑组织含水量增加,海马CA1区NeuN阳性细胞数减少,脑组织TGF-β1、p-Smad3/Smad3蛋白表达升高(P<0.05)。结论GLP-1/GIP双靶点受体激动剂DA5-CH可保护脑I/R大鼠神经功能,减少脑组织含水量及神经元坏死,减轻海马区病理改变,其作用机制可能与激活TGF-β1/Smads通路有关。

桃果皮叶绿素降解规律与相关基因表达分析

【目的】探究桃果皮叶绿素降解规律及叶绿素降解相关基因的表达情况,以期为桃果实成熟期及底色差异判定确定依据。【方法】以春美、2-50等不同桃品种/品系为研究对象,测量成熟前桃果实色差、叶绿素含量等指标,用荧光定量PCR检测叶绿素降解相关基因的表达情况,通过分析叶绿素与相关基因表达的关系,确定影响桃果皮叶绿素降解的关键因素。【结果】桃果实成熟前30 d叶绿素含量降低与PpCLH2、PpSGRL高表达有关。PpCLH1基因在桃果实转色时表达量升高。在果实成熟前8~0 d,果皮叶绿素降解,PpSGR基因表达量上调。PpSGR基因表达情况与春美、2-50、中桃7号的叶绿素含量呈显著负相关,是导致桃果实成熟时叶绿素降解的关键基因。【结论】成熟前12~8 d是桃果皮关键转色期,PpSGR可能是桃果实成熟前果皮叶绿素降解的关键基因,这对进一步解析桃果实发育过程中果皮叶绿素降解机制提供了一种新的思路,也为探索桃果实发育过程中叶绿素降解的分子机制提供参考。

神农香菊CibHLH1的鉴定及对光合特性的影响

bHLH家族是植物中第二大转录因子家族,对植物的生长发育、次生代谢和环境胁迫应答都起着重要的作用。本研究以神农香菊叶片cDNA为模板克隆了CibHLH1的全长序列,该基因全长738 bp,开放阅读框为630 bp。多序列比对分析及系统进化树结果表明,CibHLH1与菊花的CmbHLH1同源性最高。不同组织部位的荧光定量数据显示该基因在花中表达量最高,在根中表达量最低,亚细胞定位结果显示该基因定位在细胞核中。为进一步研究CibHLH1的功能,通过叶盘法将其转化烟草,发现过表达CibHLH1烟草叶片黄化,测定叶绿素含量发现,叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均显著降低。测定转基因烟草的光响应曲线及光合生理指标,结果表明过表达CibHLH1降低了烟草的最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点和水分利用率,但其蒸腾速率、气孔导度和光补偿点均增加。综上所述,CibHLH1能够通过降低光合色素的含量而影响植物的光合能力。

新一代国产高光谱ZY1-02E卫星在内陆水体水质参数反演中的应用

2021年12月26日,我国成功发射资源一号02E(ZY1-02E)卫星,其搭载了新一代高光谱相机(Advanced Hyperspectral Imager,AHSI),拥有30 m空间分辨率的可见光到短波红外范围内的166个波段,在内陆水体水质参数反演方面具有重要潜力。本研究以北京市沙河水库和金海湖为研究区,开展基于ZY1-02E AHSI影像数据的叶绿素a浓度和透明度反演研究,以评价其实际应用效果。基于京津冀地区12个湖库的遥感反射率和叶绿素a浓度实测数据,构建叶绿素a反演半经验模型。将该模型和基于准解析算法(Quasi-Analytical Algorithm,QAA)的透明度半分析模型应用于ZY1-02E AHSI影像,并利用在沙河水库和金海湖两个研究区获取的星地同步实测水质数据对反演结果进行精度评价。结果表明,基于670 nm和705 nm波长的归一化指数的叶绿素a反演半经验模型的精度最高,拟合度和平均相对误差分别为0.79和21.70%;基于QAA-V6的透明度半分析模型的精度最高,拟合度和平均相对误差分别为0.93和13.90%。该研究结果初步证明了ZY1-02E高光谱数据在内陆水体水质参数反演中的潜力。

表面活性剂对Achromobacter sp. CH-1解毒铬渣的影响

为提高细菌Achromobacter sp.CH-1(简称为A.sp. CH-1)解毒铬渣过程中酸溶性Cr(Ⅵ)的浸出率,研究不同表面活性剂对A.sp. CH-1的生长及其解毒铬渣效果的影响;通过考察表面活性剂的加入对细菌生长、Cr(Ⅵ)还原、铬渣中Cr(Ⅵ)浸出率以及浸出体系pH值的影响,评价不同表面活性剂促进A.sp. CH-1解毒铬渣的效果。研究结果表明:加入低浓度的表面活性剂对A.sp. CH-1菌的生长及其还原Cr(Ⅵ)没有显著影响;阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子型表面活性剂吐温60、吐温80都能提高A.sp. CH-1解毒铬渣的效果,其最佳用量分别为75,200和250mg/L;在此最佳用量下,铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出率比原来分别提高约8%,9%和11%;阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对铬渣的解毒效果没有明显提高。

采后猕猴桃叶绿素降解机制及1-MCP处理对其代谢的影响

以陕西"秦美"猕猴桃为试材,在(0.0±0.5)℃贮藏条件下,研究猕猴桃叶绿素的降解机制及1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)处理对猕猴桃叶绿素及其衍生物和相关酶活的影响。结果表明:在猕猴桃果实贮藏过程中,脱植基叶绿素a、脱镁叶绿素a和脱镁叶绿酸a是叶绿素a的主要降解产物,其含量呈先上升后下降的趋势。脱植基叶绿素a和脱镁叶绿酸a的变化趋势分别与叶绿素酶和脱镁螯合酶活性变化趋势一致,由此推断其降解过程遵循叶绿素脱镁叶绿酸a加氧酶降解途径。1.0 μL/L 1-MCP处理可提高猕猴桃果实过氧化物酶活性,抑制叶绿素酶和脱镁螯合酶的活性,减缓叶绿素的降解,抑制脱植基叶绿素a、脱镁叶绿素a、脱镁叶绿酸a的生成,从而延缓果实绿色的降解以及果实的成熟与衰老。研究结果可为1-MCP延缓猕猴桃果实的褪色提供理论依据。

基于进化建模方法的HJ-1 CCD黄海悬浮物和叶绿素a浓度遥感反演模型研究

本文利用实测数据集,发展了基于进化建模方法的HJ-1CCD黄海悬浮物(TSM)和叶绿素a浓度(Chl a)遥感反演模型,建模过程中有针对性地设计了适合水色反演的端点集和函数集,并利用转基因方法引入水色先验知识。经实测数据检验,TSM反演的平均相对误差约为31%(相关系数R2为0.96),Chl a反演误差约为33%(R2为0.88)。分析了模型对输入误差的敏感性,当输入端引入±5%的误差时,模型误差的波动在大多数情形下都可控制在±10%以内。与神经网络模型相比,本文发展的进化模型具有检验精度高、结构简单等优势。利用不同季节的黄、东海实测数据进行了模型精度的独立检验。本文的研究工作表明,进化建模方法适用于水色遥感反演建模问题,可由程序自动生成多个满足精度要求、结构形式多样的显式模型,为水色反演应用提供了多种选择,对于拥有数百个波段的高光谱数据水色反演具有更大的应用潜力。本文最后探讨了进化建模方法的改进方向。

用CH-1菌从铬渣中选择性回收铬

提出CH-1菌解毒铬渣及回收铬资源的新工艺。采用扫描电镜、透射电镜以及能量弥散X射线分析（EDXA）和电子顺磁共振（EPR）等分析手段对还原反应前后细菌细胞形貌进行观察，并对还原反应沉淀产物的元素组成进行定性分析，研究并计算了示范工程中铬的回收率及平衡。结果表明Cr（Ⅵ）的还原反应在细菌体外发生，反应产物的主要组成元素为Cr^3＋，反应产物成分为Cr（OH）3。铬渣中90％以上的Cr（Ⅵ）以Cr（OH）3淤泥的形式得以回收，20t／批规模的示范工程可回收Cr（OH）3（含量32．8％）淤泥694．2kg，实现铬的再生，并从根本上消除铬渣的污染问题。

高温强光对温州蜜柑叶绿素荧光、D1蛋白和Deg1蛋白酶的影响及SA效应

以3年生温州蜜柑(Citrus unishiuMarc.)植株为试材,用叶绿素荧光分析、Western-blotting蛋白质印记技术及DAB(3,3′-二氨基联苯胺)显色法,研究了高温强光(38℃和1600μmo.lm-.2s-1)对叶片叶绿素荧光参数、PS(光系统)Ⅱ反应中心D1蛋白和Deg1蛋白酶的影响和SA(水杨酸)的效应。结果表明,高温强光交互作用4 h后,叶片的初始荧光Fo升高,最大光能转化效率Fv/Fm、表观光合电子传递速率ETR及PSⅡ的量子产额ΦPSⅡ显著降低;在D1蛋白降解的同时,Deg1蛋白酶含量也下降,并伴有H2O2的积累。在高温强光下,外源的H2O2使叶绿素荧光动力学快相参数(Fi-Fo)/(Fp-Fo)值(反映PSⅡ中QB非还原中心的数量)升高和I-P的斜率(反映PSⅡ活化中心还原态QA积累的值)下降,Fv/Fm、ETR、ΦPSⅡ及D1蛋白和Deg1蛋白酶下降幅度增大;而外源的SA使这些参数下降幅度减小。这些结果说明,高温强光诱导H2O2的积累造成Deg1蛋白酶和光系统反应中心D1蛋白的降解,Deg1蛋白酶的减少也进一步限制了D1蛋白的周转,进而使温州蜜柑PSⅡ反应中心遭到破坏,SA对光合机构光破坏有保护作用。

利用海洋卫星HY-1数据反演叶绿素a的浓度

利用去包络线法分析了叶绿素的光谱特征,构造了一种新的指数NDPI(Normalized Difference Pigment Index)反映海洋中的浮游植物.以辽东湾为研究区,通过我国第一颗海洋水色卫星HY-1数据获得NDPI值,再根据实测数据建立了叶绿素a浓度反演模型.和波段比值法及类似SeaWiFS的OC4v4算法比较,NDPI算法优势明显,算法稳定.根据该算法反演整个海区的叶绿素a分布,和前人的现场调查有很好的一致性.结果表明HY-1可用于海洋叶绿素反演,用NDPI算法能获得实时大面积海域叶绿素a浓度.

新小黑麦1号光合速率及叶绿素荧光特性的研究

通过对新小黑麦1号光合速率及叶绿素荧光特性的研究,结果表明,光合速率（Pn）、基础荧光（Fo）随光强的变化呈相同的变化趋势;而光化学效率（Fv/Fm）、最大荧光（Fm）则相反,而在抽穗期与扬花期各参数的值基本相同,在蜡熟期下降较明显。随着生育期的延长,Pn、Fo、Fv/Fm和Fm均有所下降,但在蜡熟期仍有一定的光合作用,显示了小黑麦较好的抗逆性及丰产性。

Ce_xPr_(1-x)O_(2-δ)复合氧化物的制备、表征及CO和CH_4氧化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了CexPr1-xO2-δ复合氧化物,用XRD和Raman光谱对复合氧化物的体相和表面结构进行了表征.结果表明,当x≥0.5时Pr离子完全进入CeO2晶格中形成单一立方相固溶体. CexPr1-xO2-δ(x>0.3)复合氧化物在465和1150cm-1附近出现具有CaF2结构的Raman特征峰,和由氧空穴引起的不对称振动产生的570和195cm-1 Raman 谱峰.固溶体的形成使还原温度降低,提高了复合氧化物的还原性能.CO氧化活性表明氧空穴的存在对CO氧化活性有一定的对应关系;而CH4氧化活性则与还原温度和强度有关.

基于HJ-1卫星的大伙房水库叶绿素a浓度反演模型研究

选取HJ-1卫星1月、4月、7月、9月的多光谱数据,利用叶绿素a质量浓度与近红外波段相关性较高这一特性,分析了65种近红外波段组合与叶绿素a质量浓度的Pearson系数。利用9月份的CCD数据建立Pearson系数较高的T1、T8、T27、T32波段组合多维线性模型,并与实测质量浓度进行比较。对于Pearson系数最高的T1组合(0.911 2),以t1为自变量建立一维线性模型。结果表明,任一波段组合都只能在特定条件下反演叶绿素a质量浓度。一维模型具有较好的反演效果,表明利用高Pearson相关系数波段组合建立线性反演模型是可行的。

猪繁殖与呼吸综合征病毒CH-1R株致弱过程中ORF5基因遗传变异分析

将猪繁殖与呼吸综合征病毒CH-1a株在Marc-145细胞上传代,用85代(S85)病毒对35日龄的仔猪进行人工感染试验,证实该毒株已经被致弱,将其命名为CH-1R株。利用RT-PCR扩增10个不同代次的CH-1a株和CH-1R株病毒的ORF5基因,并与9株参考毒株进行RFLP分析,发现了一个特异性的内切酶酶切位点-TspEⅠ。根据该酶切位点,可以区分CH-1R株、CH-1a株、其它野生型毒株和参考毒株。ORF5基因的变异分析显示,该致弱毒株与CH-1a株以及其它8株参考毒株存在着差异,并且它们的氨基酸同源性在88.5%～97.0%之间。系统进化树研究表明该弱毒株仍属于CH-1a亚支。

光温交互作用对柑橘植株叶绿素荧光和D1蛋白的影响

利用叶绿素荧光分析、SDS-PAGE电泳和Western-blotting蛋白质印迹技术,研究高光高温交互作用(30℃和1300μmol?m-2?s-1)对3年生温州蜜柑叶片叶绿素荧光特性和D1蛋白水平的影响.试验结果表明,在高温高光条件下生长50 d后,温州蜜柑叶片的总叶绿素、叶绿素a含量及叶绿素a/b值均显著下降,而叶绿素b的含量变化不显著.叶片叶绿素荧光参数的初始荧光Fo升高,而反映光化学效率的Fv/Fm值、光化学猝灭系数qP及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递能力ΦPSⅡ下降,同时反映热耗散的非光化学猝灭系数qN上升.表观电子传递(ETR)光响应的"光饱和点"和低于200μmol?m-2?s-1光强下的斜率降低.在荧光动力学快相中,反映QA还原活性的(Fi-Fo)/(Fp-Fo)值下降,反映失活的PSⅡ反应中心比例的Fi到Fp的斜率显著增加.此外,PSⅡ反应中心D1蛋白的合成速率小于降解速率,导致D1蛋白的净降解.这些结果说明,高温高光抑制了D1蛋白的修复,致使PSⅡ反应中心失活,电子传递和光化学效率下降.

用FY-1C/CAVHRR数据估算巢湖蓝藻叶绿素的含量

以巢湖为实验区,以气象卫星 FY-1C/CAVHRR数据为信息源,通过遥感监测值与(准)同步湖区实地采样叶绿素α(chl-α)含量的对比分析,建立基于 FY-1C/CAVHRR数据的叶绿素α含量遥感估算模型。研究表明,FY-1C气象卫星可用于内陆大面积湖泊湖面叶绿素含量的遥感监测,在动态监测方面有明显优势,可作为现有湖泊水质采样现测的补充手段。