实验室信息管理系统(LIMS)在实验室科学管理中的应用

分析实验室传统管理的弊端、国内外实验室信息管理系统(LIMS)的应用现状以及实验室信息管理系统在实验室管理中的优点,提出只有功能强大、性能优异的LIMS才能更好地提升实验室的科学管理。

进入实验室研究生新生安全意识情况调查分析

对进入实验室研究生新生开展了安全意识情况的问卷调查。通过问卷调查发现,研究生新生在实验室规章制度熟知程度、实验室安全意识及应急措施掌握、仪器设备规范操作、科研工作习惯养成等方面还存在一定的问题。针对这些问题,提出了切实发挥导师指导作用、定期开展实验室安全教育、加强仪器设备规范操作与维护管理、采用实验室门禁系统等措施,以利于研究生安全意识与技能的提高,促进实验室的良好运行与管理。

实验室信息管理系统用户调查问卷分析

为了更好地了解实验室信息管理系统的使用情况,对系统用户进行了问卷调查和分析。根据调查结论,得出完善实验室信息管理系统及模块功能升级的建议,为促进该系统的顺利应用奠定了基础,并为实验室高效、科学和规范化管理及系统的可持续发展提供借鉴。

乙烯利刺激对橡胶树无性系RY8-79和PR107排胶生理参数的影响

以成龄橡胶树无性系RY8-79和PR107为材料,研究乙烯利刺激对胶乳中几种生理参数的影响。结果表明,在自然条件下,RY8-79和PR107的胶乳生理参数存在明显差异,甚至表现出相反的特征,其中RY8-79胶乳中硫醇和H2O2含量以及排胶初速度显著高于PR107,而黄色体破裂指数和堵塞指数显著低于PR107。乙烯利刺激后,RY8-79和PR107的排胶特性发生了一系列的改变,其中黄色体破裂指数都升高,而排胶初速度和堵塞指数均降低,2个品系表现出高度的一致性;但其它几个生理参数的变化在2个品系中表现不一。说明乙烯利刺激促进排胶与提高黄色体稳定性之间没有直接的联系;H2O2含量与黄色体破裂指数之间没有直接的关系。

新型排胶调节剂对橡胶树无性系热研8-79胶乳生理参数的影响

合适的采胶强度对于橡胶树持续高产稳产至关重要。最近的大田试验表明,阻断乳管伤口堵塞物积累的一种新型排胶调节剂具有明显的增产效应。以橡胶树无性系热研8-79为材料,通过分析胶乳的几个生理参数,评价该增产效应的采胶强度。结果表明,在8月和10月,新型排胶调节剂处理的第一刀具有明显的增产效应。在测定的几个胶乳生理指标中,胶乳产量显著高于对照,硫醇、蔗糖和无机磷含量以及10月的干胶含量与对照无显著差异,但8月的干胶含量显著低于对照,表明其增产效应主要与胶乳产量增加有关。与0.5%乙烯利相比,施用新型排胶调节剂的不同刀次胶乳生理参数的变化更接近对照,表明采胶强度小于乙烯利。

不同南药-橡胶复合系统下橡胶树叶片稳定碳同位素及水分利用效率的变化

选取南药-橡胶复合种植系统(益智-橡胶、五指毛桃-橡胶、葛根-橡胶),以及橡胶单作系统为研究对象,利用稳定碳同位素法研究不同南药-橡胶复合系统下橡胶树叶片δ^(13)C值及水分利用效率WUE的季节变化,分析其水分利用效率的变化特征,以期遴选出水分关系配置合理的复合橡胶林栽培模式。结果表明:益智-橡胶与五指毛桃-橡胶等复合系统的橡胶树叶片δ^(13)C值及WUE显著高于橡胶单作与葛根-橡胶复合系统;干季橡胶树受到干旱胁迫,各胶园δ^(13)C值和WUE显著高于雨季,且以橡胶单作δ^(13)值和WUE最低;各胶园土壤含水量整体差异小,季节变化一致,仅在0~20 cm土层益智-橡胶与五指毛桃-橡胶等复合系统的土壤含水量显著大于橡胶单作系统与葛根-橡胶复合系统,其它土层差异不显著;各南药-橡胶复合系统的正午水势Ψ_(md)均大于橡胶单作系统;葛根-橡胶复合系统的作用不明显,所有特征都与橡胶单作系统相似。该研究揭示了南药-橡胶复合系统内的橡胶树水分利用效率,表明益智-橡胶与五指毛桃-橡胶等南药-橡胶复合种植模式是值得推广的胶农复合生态系统。

巴西橡胶树树皮厚壁组织结构和发育研究

植物中的厚壁组织对植株起着重要的支持和保护作用,但目前对橡胶树树皮中该组织的研究较少。以无性系RY7-33-97不同发育阶段的萌条以及无性系PB86、PR107、RY8-79定植7年的树干树皮为材料,利用光学显微技术对树皮中厚壁组织的结构和发育进行较为系统的研究。结果表明,幼嫩萌条的树皮中仅有纤维组织,根据其所在位置可分为皮层纤维和初生韧皮纤维。皮层纤维数量较少,分散分布在皮层中;而初生韧皮纤维常由2~3层纤维细胞形成完整的纤维带围绕在初生韧皮部外侧。成龄大树树皮中仅观察到短石细胞,常成团分布,这些石细胞由薄壁细胞通过同心环的方式木质化加厚细胞壁发育形成。石细胞的内腔中常积累红褐色物质和结晶体,有的石细胞外包有晶鞘。在PB86、PR107、RY8-79三个无性系中,石细胞在树皮中的分布和石细胞壁的厚度具有明显的品系特征。最早出现的石细胞列到砂皮外层这一范围内,石细胞团排列最紧密的是PR107,面积比例为28.9%;其次是PB86,为27.4%;RY8-79中的石细胞团少而稀疏,仅12%,极显著低于PR107和PB86。在PR107中,石细胞壁的厚度最大,约为14μm;PB86和RY8-79则分别为9和7.8μm,可见,石细胞壁的厚度PR107极显著高于PB86和RY8-79。这些石细胞的特征可能与不同品系树皮的抗压、抗风能力、割胶难易程度相关,对橡胶树树皮厚壁组织尤其是石细胞的研究将为橡胶树选育种中副性状的选择提供依据。

新型排胶调节剂对橡胶树无性系热研8-79的增产效应

以橡胶树无性系热研8-79为材料,分析一种新型排胶调节剂对胶乳产量、干胶产量、茎围增长、树皮结构和死皮发生的影响。结果表明:新型排胶调节剂在高温季节有明显的增产效应,胶乳产量和干胶产量分别增长23.38%和16.01%;新型排胶调节剂能有效降低死皮发生率,仅为2.22%,而且能促进乳管分化,对茎围增长没有明显的抑制效应。结果说明新型排胶调节剂具有高效性和安全性。

橡胶树1981′ IRRDB野生种质苗期初生乳管分化的研究

巴西橡胶树的乳管是产生和贮存天然橡胶的组织。成龄树树干中的次生乳管因与割胶生产直接相关得到了全面的研究,而幼茎、叶初生生长形成的初生乳管因与天然橡胶生产没有直接关系研究相对较少。利用光学显微技术以及Image J统计分析软件,对182份1981’IRRDB野生种质苗期的初生乳管分化进行了研究。结果表明,不同种质叶片以及绿色茎皮中的初生乳管分化能力存在明显差异;而同一种质小叶柄和茎皮中的初生乳管分化能力也并不完全一致。在这182份种质中,小叶柄初生乳管面积比例在0.08%~2.6%范围内,但1%以上的种质数量仅占总数的30.8%;在茎皮中,初生乳管面积百分比在1.3%~13.3%范围内,但7.5%以上的种质数量仅占总数的19.2%,可见,野生种质初生乳管分化能力普遍较低。来源于不同州的野生种质乳管分化能力存在明显差异,由强到弱分别是朗多尼亚州(RO/)、阿克里州(AC/)、马托格罗索州(MT/)以及其他非主选区域,其中,朗多尼亚州(RO/)可能更容易筛选到优良的种质。研究结果可为将来种质的引进以及灌木化栽培种质的选育提供依据。

低温促进巴西橡胶树排胶的生理基础

低温导致橡胶树的排胶时间过度延长(长流),影响到天然橡胶的高产稳产。目前对低温诱发长流的机制还不清楚。以排胶特性不同的橡胶树无性系RY8-79和PR107为实验材料,对冬季低温条件下胶乳的几个主要排胶生理参数进行了研究。结果表明:低温明显降低RY8-79和PR107胶乳黄色体的破裂指数和堵塞指数;明显升高硫醇以及过氧化氢的含量;胶乳排胶初速度和胶乳的p H值在2个品系中变化不明显。由此可见低温条件下胶乳中硫醇含量升高是促进橡胶树排胶时间延长的主要原因之一。该结果为深入阐明乳管堵塞机制和研发新型的排胶调节剂提供了参考依据。

巴西橡胶树乳管细胞中5个橡胶合成关键酶基因节律性表达研究

以巴西橡胶树无性系PR107、RRIM600、CATAS7-33-97和CATAS8-79的未开割树为材料,采用荧光定量PCR技术,分析乳管细胞中HMGR1、FDPS、SRPP、REF和HRT2等5个橡胶生物合成关键酶基因的昼夜表达模式。结果表明:5个基因的表达均具有节律性,而且不同基因在同一无性系中以及同一基因在不同无性系间的节律性表达模式都有一定程度的差异。结果为分析不同环境因素对橡胶生物合成相关酶基因节律性表达的影响具有一定参考价值。

橡胶树橡胶粒子起源的超微结构分析

【目的】橡胶树乳管细胞所富含的一种特征性细胞器是橡胶粒子,其主要功能是合成和贮存天然橡胶,但该细胞器的起源仍无定论。通过观察不同发育阶段乳管细胞的超微结构,比较分析橡胶粒子的发育与其他细胞器之间的关系,探明橡胶粒子的起源,为进一步认识橡胶粒子的功能奠定基础。【方法】利用透射电子显微镜技术,观察橡胶树萌条幼茎和成龄树树干的树皮中不同发育阶段的乳管细胞超微结构,分析最初的橡胶粒子与其他细胞器之间的关系。【结果】幼嫩萌条的初生乳管细胞的细胞质浓厚,可辨认的最初的橡胶粒子呈电子致密小球,主要分布在富含内质网和核糖体的区域。成龄树树干树皮形成层附近的幼嫩次生乳管细胞中,分布有大量的内质网和比较稀疏的橡胶粒子,其他细胞器的形态也较清晰,适合作为研究橡胶粒子起源的材料。在高倍放大的情况下,可观察到直径约50 nm、内部呈电子致密的球形小颗粒直接与内质网相连接,在内质网周围存在直径逐渐增大的有明显界膜的球形颗粒,并且这些颗粒的内部开始呈现电子透明,这些特征与橡胶粒子的发育相吻合。虽然高尔基体周缘也存在一些球形泡状结构,但这些小泡的内含物呈颗粒状,与最初形成的橡胶粒子明显不同。在充分发育的成熟乳管细胞中充满橡胶粒子,而树皮外侧的衰老乳管细胞开始出现橡胶粒子凝固,在这2种类型的乳管细胞中都很难分辨不同类型的细胞器,因此不适合作为研究橡胶粒子起源的材料。【结论】通过观察不同类型和不同发育阶段的乳管细胞超微结构可知,靠近形成层的幼嫩次生乳管细胞是研究橡胶粒子起源的最佳材料。在这一发育时期的乳管细胞中,可以清晰地观察到最幼嫩的橡胶粒子与内质网紧密相连,而与其他细胞器没有直接联系,因此本文结果支持橡胶粒子主要起源于内质网这一观点。该结果不仅可为橡胶粒子的起源提供直接的细胞学证据,而且为其他细胞器起源的研究提供借鉴。考虑到大、小橡胶粒子的膜蛋白和功能的差异,有必要利用胶体金电镜免疫细胞化学定位技术进一步研究大、小橡胶粒子的起源问题。

巴西橡胶树TCTP基因结构分析及分子标记开发

翻译控制肿瘤蛋白(translationally controlled tumour protein,TCTP)是生物体中一种普遍存在且高度保守的蛋白。作为一种多功能蛋白,TCTP在各种复杂的生命活动中发挥重要作用。本研究根据已知的HbTCTPcDNA序列设计引物,对PCR扩增产物测序获得HbTCTP基因组序列。比对HbTCTP基因组和cDNA序列发现HbTCTP由4个内含子和5个外显子组成,内含子与外显子剪接处符合GT/AG法则。根据HbTCTP序列及基因结构信息开发简单重复序列(SSR)和内含子长度多态性(ILP)标记,并在10个橡胶树品系中分析SSR和ILP标记多态性。结果表明,SSR和ILP标记在10个橡胶树品系中均出现多态性,多态性分别由SSR重复次数多少和内含子长短引起。

巴西橡胶树HbMAPK1基因的克隆及表达分析

植物促分裂素原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinase,MAPK)信号转导途径在植物应对低温、盐害、虫害等逆境胁迫中起着重要的作用。采用RACE和RT-PCR技术从橡胶树热研7-33-97的胶乳cDNA中扩增到一条全长c DNA,共1 909 bp,包含1 119 bp开放阅读框,编码372个氨基酸,含有特征性的STKc_TEY_MAPK和S_TKc结构域,命名为HbMAPK1(Gen Bank:KP262500),其编码蛋白分子量为42.57 ku,理论等电点为7.21。荧光定量PCR结果显示,HbMAPK1在橡胶树的根、树皮、胶乳及叶片中均有表达,其中稳定期叶片的基因表达量最高。4℃低温处理条件下,HbMAPK1在93-114与热垦501无性系叶片间的基因表达模式存在明显差异,表现为93-114叶片中HbMAPK1的表达受4℃低温的诱导显著上调,热垦501叶片中的表达下调。结合2个品系在生产上的抗寒表现,即93-114属于抗寒性品系,抵御低温能力较强,而热垦501属于不抗寒性品系,对低温较敏感。因此,推测HbMAPK1可能与橡胶树的抵御温胁迫有关。

热风-微波耦合干燥天然橡胶的结构与性能

【目的】为解决热风干燥天然橡胶工艺存在生产效率低和微波干燥容易产生过热焦烧的缺点,本文采用热风-微波耦合干燥技术生产质量稳定的天然橡胶,有望达到工业化的要求。【方法】实验先使天然橡胶热风干燥至含水率为5.92%,然后,改用微波干燥至质量恒重。研究了热风-微波耦合干燥对天然橡胶生胶性能、分子量、及其硫化胶物理机械性能和耐热老化性能的影响。【结果】研究结果表明:热风-微波耦合干燥对橡胶的生胶性能影响不大,仅挥发物含量和塑性初值略有降低;随着微波功率增加,天然橡胶的物理机械性能和耐热氧老化性能均稍微降低;与热风干燥相比,900 W微波作用后,拉伸强度和扯断伸长率分别从18.87 MPa和966%降到17.4 MPa和850%,而拉伸强度变化率和扯断伸长率变化率分别从-18.88%和-41.75%降到-49.06%和-80.37%。【结论】这是因为微波作用使天然橡胶分子链断裂和蛋白质分解。

巴西橡胶树HbNTL1基因启动子的克隆与序列分析

膜结合NAC转录因子(NTLs)是植物NAC转录因子家族中一类C端具有跨膜结构域(transmembrane motifs,TMs)的转录调控因子,在植物生长发育、激素调节和逆境胁迫应答中具有重要的功能。根据巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)膜结合类NAC转录因子HbNTL1基因cDNA序列,利用基因组步移的方法从巴西橡胶树叶片基因组DNA中克隆获得了HbNTL1基因上游1 718 bp的调控片段。序列分析表明,该段序列含有一个典型的真核生物核心启动子区域,转录起始位点A位于起始密码子上游206 bp处。该启动子序列除了含有多个TATA-box、CAAT-box等基本顺式作用元件外,还存在赤霉素、茉莉酸和脱落酸等激素响应元件以及大量逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,如ABRE、DOFCOREZM、MYBCORE、W-box和MYCCONSENSUSATHSE等反应元件,表明HbNTL1转录因子可能是一个逆境胁迫相关NAC转录因子,在橡胶树抵御逆境胁迫的生理过程中具有重要功能。

光照强度对巴西橡胶树淡绿期叶片光合特性和活性氧代谢的影响

橡胶树种苗培育过程中需要避免强光照射，但光照强度对橡胶树幼苗叶片生理活性的作用机制尚不清楚。以橡胶树品系GTl的实生苗为材料，对植株进行不同光照强度处理．测定其淡绿期叶片在不同光照强度下的光合特性和活性氧代谢情况。结果表明，随着光照强度的增加，橡胶树淡绿期叶片的光化学效率（Fv/Fm）呈现上升规律，同时过氧化物的含量也呈现上升趋势，但是由于抗氧化酶对活性氧清除的作用，1000μmol／m2．s的高光照强度并没有对橡胶树叶片造成伤害。说明200～400μmol／（m2·s）的光照强度比较适合橡胶树苗淡绿期叶片的生长和发育。

橡胶树无性系产胶能力株间一致性分析

橡胶树无性系株间产量存在明显差异是导致产量育种选择周期长的主要原因之一。橡胶树的产量主要取决于产胶能力和排胶能力2个因素。树干树皮中的次生乳管数量及乳管细胞内的天然橡胶生物合成效率与产胶能力直接相关。从次生乳管分化和橡胶合成关键因子基因表达2个层面对无性系株间产胶能力的一致性进行分析。结果表明:树皮最内石细胞群以内次生乳管列数与次生韧皮部厚度的比值具有品系特征;在同一品系中,该比值的株间差异小,表现出良好的一致性。8 a割龄大树该比值的株间一致性较3 a幼树差,而在3 a幼树中,树高40 cm处该比值的株间一致性比树高100 cm处更好。因此,以3 a幼树树高40 cm处的该比值作为产量育种早期筛选标记较合适。胶乳中MYC1、HRT2基因的表达量在割胶后上调,并且具有品系特征,但这2个基因的表达量在株间的一致性较差,故在产量育种早期筛选中只能起到辅助作用。

橡胶树HbJAZ3突变体蛋白的原核表达及纯化

植物JAZ蛋白是茉莉酸信号调控途径的关键环节之一。HbJAZ3基因是橡胶树乳管细胞中编码JAZ蛋白的基因家族成员之一。本文采用原核表达和定点突变技术,构建了pET28a(+)-JAZ3、pET28a(+)-JAZ3-ZIM-mut(缺失ZIM结构域中TIFY基序)和pET28a(+)-JAZ3-Jas-mut(缺失Jas结构域的保守氨基酸FLEKRK)的His标签融合蛋白表达载体,并成功转化大肠杆菌Rosetta(DE3)。在37℃条件下,用1 mmol/L IPTG诱导2 h能够诱导目的蛋白以包涵体的形式大量表达。通过镍柱纯化了目的蛋白,获得了HbJAZ3及其ZIM结构域和Jas结构域的突变体蛋白,为进步一鉴定乳管细胞茉莉酸信号途径的关键环节打下了良好基础。

橡胶单作与间作种植模式土壤水分的空间变异性研究

本研究在橡胶间作益智胶园与橡胶单作胶园内各建立1块30 m×70 m样地,进行表层土壤(0~10 cm)网格取样测定,并利用经典统计学与地统计学方法对土壤含水量的空间异质性进行了分析。结果表明:间作益智胶园土壤含水量显著高于橡胶单作胶园,且两者土壤含水量均属弱变异性;间作益智胶园样地的空间变异格局呈明显的阶梯状且连续性较好,空间变异大,而橡胶单作胶园样地则呈现为大图斑分布,碎片化图斑较少,空间聚群少,空间变异小;间作益智胶园样地块金效应值大于橡胶单作胶园样地,且表现为中等程度的空间自相关,这是由随机性和结构性因素共同作用的结果,说明间作是削弱自然因素引起的土壤水分空间变异性的重要因素;间作益智胶园样地和橡胶单作胶园样地在95%置信水平与相对均值允许误差5%条件下的合理采样数量分别为23、14个。