马铃薯G6PDH基因家族鉴定及其在损伤块茎的表达分析

【目的】葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用,鉴定马铃薯中G6PDH基因家族,并分析其在损伤块茎的表达模式,为深入研究马铃薯G6PDH基因在损伤胁迫中的作用提供参考。【方法】利用生物信息学对马铃薯G6PDH基因家族进行鉴定,并对该基因家族成员编码蛋白的染色体分布、蛋白理化性质和二级结构、进化关系、基因结构、保守基序和启动子顺式作用元件,以及在不同器官和损伤块茎中的表达模式进行分析。【结果】在马铃薯基因组中共鉴定到4个StG6PDHs家族成员,分别分布在4条染色体上,命名为StG6PDH1-StG6PDH4。根据亚细胞定位和系统进化分析,StG6PDH1、StG6PDH3和StG6PDH4位于叶绿体,属于质体型;StG6PDH2位于细胞质,属于胞质型。马铃薯G6PDH蛋白的氨基酸个数介于511-596 aa,分子量为58.48-66.65 kD,等电点为5.83-8.57,不稳定系数为39.79-47.53。蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲占比最多,β-转角最少。此外,StG6PDHs启动子含大量植物激素、光和胁迫响应元件。4个StG6PDHs在马铃薯根、茎、叶和块茎均有表达,且在叶片中的表达高于其他组织。StG6PDHs各成员共同参与马铃薯块茎对损伤胁迫的响应,其中,StG6PDH1、StG6PDH2和StG6PDH3在块茎损伤后36 h内上调表达,StG6PDH4在损伤后下调表达。【结论】在马铃薯中共鉴定出4个StG6PDHs基因家族成员,不均匀地分布于4条染色体上,其中,1个为胞质型,3个为质体型。StG6PDHs启动子区有光、激素和胁迫响应元件。损伤块茎中StG6PDHs的表达具有差异性,各成员协同调控了马铃薯块茎对损伤胁迫的应答。

交替氧化酶在麻疯树盐胁迫响应中的作用

麻疯树耐贫瘠,能在降水量少、环境恶劣的地区种植,但麻疯树的抗逆机理至今尚未揭晓。研究了盐胁迫对麻疯树生长的影响以及交替氧化酶(AOX)在麻疯树盐胁迫响应中的作用。结果表明,麻疯树具有较强的耐盐性,200 mmol/L和400mmol/L NaCl处理对麻疯树幼苗生长影响不大,叶片叶绿素含量和细胞含水量与对照组材料相比无明显差异。1 mol/L NaCl处理时麻疯树生长减缓,气孔开度降低,但未表现出明显的胁迫损伤。盐胁迫条件下,AOX呼吸和AOX基因的转录水平明显上升。与对照组材料相比,AOX基因转录水平在200 mmol/L和400 mmol/L NaCl处理时上升近两倍,而在1 mol/L NaCl处理时上升近3倍。结果表明,AOX可能在麻疯树盐胁迫应答过程中起关键作用,与减轻植株氧化损伤有关。

两种防治大豆高隆象药剂防效及其对大豆的氧化胁迫效应

在复合种植模式下大豆高隆象的发生率远高于其它害虫,成为造成大豆产量损失的重要因素。本研究用防治大豆高隆象的两种药剂处理大豆,检测大豆氧化胁迫损伤,并调查了间作和净作模式下的虫害发生率和药剂防效。结果表明:药剂处理组中,大豆的生长发育受阻,活性氧(ROS)累积量上升,膜脂通透性增加,抗氧化酶活力增强;药剂处理对大豆叶片均造成了氧化胁迫损伤。喷施三唑磷氧化胁迫损伤效应显著低于喷施氯虫苯甲酰胺和复配;间作模式下大豆高隆象的发生率远低于净作,两种模式下,三唑磷对大豆高隆象的防效均比氯虫苯甲酰胺以及两种药剂复配的效果更好。优选三唑磷作为大豆高隆象成虫的防治药剂。

前处理残余铝对曝气池活性污泥的影响规律研究

从活性污泥的絮凝特点、有机物与NH4+-N的微生物代谢过程等方面探讨前处理残余铝对曝气池活性污泥的影响规律。结果显示,随着进水Al3+浓度的不断增加,污泥瞬时沉降速度明显增加,而对污泥沉降比影响不大。Al3+对COD去除率基本上没有影响,而对废水中NH4+-N氧化过程的影响却非常明显,随着活性污泥中Al3+的逐渐增加,NH4+-N去除率出现了先升后降的变化趋势。NH4+-N去除率下降的趋势与Al3+对微生物细胞膜电解质透性的影响规律呈负相关关系,说明Al3+对氨氧化微生物种群的干扰作用最强。

芒果胶孢炭疽病菌应答菌丝机械损伤产生无性孢子的分子机制

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)是引发芒果(Mangifera indica)炭疽病的主要病原体。室内平板培养胶孢炭疽菌不产生或产生很少分生孢子的情况时有发生,但菌丝在机械损伤后24–48小时会产生大量分生孢子。胶孢炭疽菌应答机械损伤诱导产孢的核心基因及关键代谢通路尚未见报道。基于转录组测序(RNA-seq)技术检测了芒果胶孢炭疽菌菌丝在机械损伤处理后2小时内5个时间点的基因表达变化,对差异表达基因进行GO富集和KEGG代谢通路富集分析,并对菌丝响应胁迫的基因动态表达数据进行分析。基于常微分方程ODE模型结合变量选择技术,构建了动态基因调控网络。结果表明,有417个差异表达基因参与应答胶孢炭疽菌菌丝机械损伤,分属12个聚类模块,有4条通路存在显著富集,分别是丙酮酸代谢、硫代谢、黄曲霉素合成途径和二萜合成途径。结合功能注释筛选出12个应答菌丝损伤胁迫的核心基因。研究结果为后续深入开展芒果胶孢炭疽菌产孢和致病机理研究奠定了重要基础。