棉花根总蛋白双向电泳方法的优化

以陆地棉（Gossypium hirsutumL.）根为材料,比较分析了三种总蛋白提取方法及电泳参数和上样量等因素对双向电泳结果的影响.结果表明：选择pH 4～7IPG胶条,采用丙酮沉淀/2-D Clean-up Kit法提取总蛋白,电泳时设置合适的电压,上样量为250μg蛋白进行双向电泳能够检测到1 000多个清晰的蛋白点,适合做质谱分析.

不同施氮量和分施比例对棉花幼苗生长和水分利用效率的影响及其根源ABA调控效应

研究了分根交替供水(APRI)条件下不同施氮量(高氮HN 200kg/hm^2、中氮MN 120kg/hm^2和低氮LN 80kg/hm^2)和分区氮肥施用比例(1:3,2:2和0:4)处理下,经历干旱胁迫后棉花幼苗(品种:汴棉5号)株高、茎粗、根冠生物量、气体交换参数、水分利用效率(WUE)、总根长和根系表面积以及根源脱落酸(ABA)含量的变化。以期进一步明确根源ABA对棉花幼苗生长和WUE调控的生理生态效应。结果表明:施氮量和氮肥分施显著增强了干旱条件下根源ABA对棉花幼苗生长和WUE的调控作用,但根源ABA对氮利用效率无显著影响。高氮处理下棉花幼苗生长受到干旱的影响最小,具有最好的生长状态和最大的根源ABA含量,但其WUE最低;而低氮处理下的棉花幼苗生长最弱但具有最大的WUE。无论施氮量为何,0:4施氮比例棉花幼苗在干旱条件下生长最弱,1:3施氮比例幼苗则生长最好,且具有最大的WUE和根源ABA含量、根系总长度和表面积;2:2和1:3施氮比例的棉花幼苗在根冠生长和叶面积上未表现出明显的差异;0:4和1:3施肥比例的棉花幼苗在气孔导度、蒸腾速率、WUE和根源ABA含量上差异不明显。因此,施用氮肥以及适当施肥比例能够诱导根源ABA产生更强的信号作用,调控棉花幼苗减少水分消耗、维持更好的根系形态(根长和表面积以及细根比例的维持和增长)和光合能力来维系干旱条件下植株更好的生长和更高的WUE,尤其1:3施肥比例下。虽然干旱条件下低氮耦合1:3施氮比例具有最大的WUE,但中氮耦合1:3施氮处理可以在得到最高生物量的同时得到较高的WUE,同时做到高产、省水和节约氮肥。

节节麦和黑麦杂种F_1及双二倍体中基因组变异分析

人工合成的双二倍体在遗传和植物育种中有重要作用。为探讨远缘杂交后代双二倍体育性提高及其细胞学稳定的分子机制,利用ALFP、MASP技术对节节麦-黑麦杂种及其双二倍体S1～S4代的基因组变异进行了分析。该双二倍的S1～S4代体细胞染色体数2n=28的植株的比例从57.1%提高到92.5%,2n=28的植株的花粉母细胞减数分裂中期二价体平均数目从11.7提高到12.25,平均结实率从24.5%提高到51.3%。利用两套分别扩增重复序列和单拷贝序列的酶切引物组合EcoRI/MseI(E-M)、PstI/MseI(P-M)对节节麦-黑麦杂种F1和双二倍体S1～S4代扩增表明,基因组序列变异主要发生于F1代,且以序列消除为主。E-M和P-M引物扩增带中,节节麦基因组在F1代的序列消除带数占各代总消失带数的70.00%和52.95%,而在黑麦基因组为96.88%和81.64%。MSAP分析表明,节节麦和黑麦杂种和加倍能够导致节节麦和黑麦基因组序列甲基化状态改变,以甲基化为主,仅发生在F1和S1代。在S2～S4代中没有检测到甲基化变异。

20-羟基蜕皮酮对棉铃虫免疫系统的影响

20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)是昆虫生长发育的重要调节激素,其类似物RH2485常作为杀虫剂使用,对昆虫的影响全面而深刻。然而20E对昆虫免疫系统的影响作用至今我们仍了解较少。为探究20E在棉铃虫Helicoverpa armijera生长发育过程中对免疫系统的影响,本研究选取6龄取食期幼虫注射20E,采用半定量RT-PCR检测了24个棉铃虫体液免疫相关基因在脂肪体和血淋巴中的表达变化,并检测了20E对细胞免疫的影响,包括细胞吞噬能力、凋亡状况及细胞密度变化。结果显示20E处理后,在脂肪体和血淋巴中不同免疫基因对20E的响应不同;血细胞密度在处理12 h后增加2倍,24 h后减少近1/2,但其中浆血细胞密度相对增加,细胞间的粘连作用增强,吞噬率提高约15%,凋亡率升高。结果表明,20E对棉铃虫免疫系统有显著影响,其中对体液免疫的影响比较复杂,但对细胞免疫有明显增强作用。

拔尖创新人才培养视域下本硕衔接教育的价值意蕴、内容定位和实施策略

拔尖创新人才培养视域下,高校对意向攻读硕士学位的本科生开展本硕衔接教育有助于改善硕士生生源质量、提升硕士教育适应能力、增强硕士教育专业认同和促进学生个体专业发展。本硕衔接教育不同于硕士教育,是对意向攻读硕士学位的本科生开展的硕士教育专业认同、学习方法、学习执行力和专业知识基础等方面的体验教育。高校应在学生遴选、学业导师配备、课程内容调整和教学模式创新等环节统筹设计、科学实践,构建具有本校特色的本硕衔接教育策略。

茎瘤芥BjPKS1基因的克隆及遗传转化

茎瘤芥(榨菜)具有瘤茎膨大的性状,该特征是一种重要的经济性状。在前期研究中,我们获得一个可能与瘤茎膨大有关的基因片段,该基因与拟南芥PKS1基因相似。通过RACE技术获得了该基因全长序列,命名为BjPKS1。该基因的mRNA序列全长1440bp,其预测的ORF长度为1131bp,编码的氨基酸序列长度为376aa。多序列比对发现,预测的氨基酸序列与其他物种的PKS基因家族蛋白具有高度相似性,在多个区域都高度保守,进化分析显示Bj PKS与拟南芥的PKS1基因关系最近。荧光定量RT-PCR结果显示,该基因在茎瘤芥瘤茎膨大发育的过程中表达量明显上升。将该基因转化拟南芥,转基因植株株高和节间都明显缩短。结果表明BjPKS1可能具有其他物种中同源基因相似的分子功能,其在茎瘤芥瘤茎膨大过程中的作用有待进一步研究。

拟南芥ABA敏感突变体asm1的分离与鉴定

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从T-DNA突变体库中筛选分离得到1株脱落酸(ABA)敏感突变体asm1(ABA sensitive mutant 1,asm1),在含有ABA的培养基中,与野生型相比,asm1突变体的根伸长明显受到抑制,且其种子萌发结果显示asm1对ABA同样表现出敏感特性。在生长发育方面,asm1突变体抽苔时间提前,植株矮化,并且荚果长度明显小于野生型。利用远红外成像系统分析发现,在干旱胁迫下asm1突变体叶面温度高于野生型;失水率分析显示突变体失水率降低以及水分散失减少。遗传学分析表明,asm1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离;通过图位克隆成功获得候选基因ASM1。RT-PCR结果显示,在突变体中ASM1的表达受到抑制,并且能够调控多种ABA信号通路和胁迫应答基因的表达水平。研究结果表明,ASM1可能参与调控ABA信号转导并应答干旱胁迫。

新疆机采棉种子繁育质量把控措施

为提升新疆原棉竞争力,规范机采棉优良品种种子繁育,在严格按照良种良繁的生产程序、建立规范的“三圃田”田间档案的基础上,着重从建立健全机采棉种子繁育技术人员队伍,正确认识机采棉品种的种子类别,根据新疆各地气候条件,挑选合适的机采棉繁育基地,选择合理的脱叶剂喷洒时机以及收获种子的加工和存放等方面进行分析,以提高机采棉种子繁育质量,进而提升原棉品质,提高新疆棉花的产业竞争力。

海岛棉单萜合酶基因克隆及其受黄萎病诱导的表达分析

【目的】克隆海岛棉品种新海15中单萜合成酶基因（Gb TPS）,研究其受黄萎病诱导的表达情况,为进一步研究该基因在棉花抗黄萎病中的功能打下基础。【方法】克隆Gb TPS基因的开放阅读框（ORF）全长序列,对其蛋白序列进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR及病毒诱导的基因沉默对其抗病性进行分析。【结果】通过PCR扩增得到一个全长为1761 bp的ORF序列,命名为Gb TPS（Gen Bank登录号：KP247548）。生物信息学分析发现,该基因编码586个氨基酸,预测分子量为67.7 k D,等电点为5.79。系统进化树分析结果表明,Gb TPS属于Tps-g亚家族。Gb TPS基因经黄萎病菌诱导后,表达量在4~24 h内显著（P〈0.05）或极显著（P〈0.01）高于空白对照组。病毒诱导的基因沉默受黄萎病诱导后其病情指数为52.38,与对照组相比并无明显差异。【结论】Gb TPS基因仅在棉花抗黄萎病的早期发挥积极作用。

植物脂氧合酶在逆境胁迫应答中功能研究进展

脂氧合酶(Lipoxygenase, LOX)催化多不饱和脂肪酸加氧反应,进一步通过酶促或非酶促途径生成氧脂素(oxylipins)从而参与调节生长发育、胁迫应答等过程。为了深入了解脂氧合酶在植物应答逆境胁迫中的功能和作用机制,本研究归纳了近期在拟南芥、玉米等模式植物和作物中LOX在生物胁迫和非生物胁迫应答中功能相关研究进展,揭示了LOX家族成员在应答机械伤害、干旱、盐害等非生物胁迫和黄萎病、黄曲霉菌感染、线虫入侵、蚜虫咬食等生物胁迫中的功能,分析了各成员在胁迫应答过程中的分工合作甚至拮抗作用,以及13-LOX途径与9-LOX途径的"对话",指出LOX活性、转录表达的调节是氧脂素合成和胁迫应答调控的重要组成部分,是潜在的作物遗传改良靶位点。LOX表达调控、作用机制以及脂氧合酶途径下游一系列代谢产物的鉴定和详细研究是未来该领域研究的重点。

双功能化磁性纳米修复剂对多重金属的快速、高效钝化行为

采用“一锅法”制备了四氧化三铁/半胱氨酸(Fe_(3)O_(4)/Cys)磁性纳米微球,随后对Fe_(3)O_(4)/Cys进行亚氨基二乙酸(IDA)修饰得到Fe_(3)O_(4)/Cys/IDA磁性双功能化纳米微球。研究发现Fe_(3)O_(4)/Cys中的L-Cys是通过—SH基团接枝到Fe_(3)O_(4)表面的,随后IDA分子中的羧基与Fe_(3)O_(4)/Cys中的—NH_(2)形成酰胺键,最终形成多支链多羧基的Fe_(3)O_(4)/Cys/IDA磁性纳米修复剂。基于修复剂表面短支链-长支链交替的多羧基结构,实现了羧基基团的高密度接枝。同时,Fe_(3)O_(4)/Cys/IDA磁性纳米微球对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)为专性吸附,而对Hg^(2+)属于非专性吸附,且吸附重金属后得到的钝化产物均表现了良好的稳定性。另外,Fe_(3)O_(4)/Cys/IDA对重金属离子的吸附符合Langmuir模型,属于单层均相吸附,其吸附过程符合准二级动力学模型,最大吸附量为49.05 mg·g^(-1)。

纳米修复剂钝化重金属机理研究进展

重金属污染问题是当前环境治理过程中的重点和难点,纳米材料因其比表面积大、表面易功能化、环境友好等性能,被广泛应用于重金属污染的土壤和水体的修复。本文综述了纳米零价金属、纳米非金属单质、纳米金属氧化物、纳米非金属氧化物、纳米金属硫化物、纳米金属氧酸盐,纳米高分子材料等纳米材料对重金属的修复效果和机理,展望了纳米材料在重金属修复方面的应用前景及改进方向,对开发新型重金属修复材料具有重要指导意义。

水稻RSSG58的进化分析及其拟南芥同源基因ATG58的组织表达模式

[目的]查找水稻RSSG58在拟南芥中的同源基因并观察其组织表达模式。[方法]利用相关基因信息学网站构建水稻RSSG58的基因进化树,构建其同源基因ATG58::GUS定位载体转入拟南芥,观察分析ATG58的组织表达模式。[结果]进化树和序列对比发现ATG58与RSSG58具有较高的序列相似性,GUS定位遗传材料显示ATG58在多种组织都有表达,在生长发育早期的根、子叶、下胚轴、胚芽表达量相对较高,在生殖发育阶段的花苞和花药内优势表达,ATG58与RSSG58具有相似的GUS定位组织表达模式。[结论]ATG58是水稻RSSG58的同源基因,二者组织表达模式一致,这些结果为深入研究拟南芥ATG58和水稻RSSG58在雄配子发育过程中的作用及机制提供了基础资料。

简易水稻科研育种栽培水池建设

水稻属于相对长周期模式植物,科研人员如果缺少水稻栽培水池就错过了季节,会延误后续的试验。本文介绍一种自建水稻栽培水池方案,该方案建设迅捷、花费少,对于经费少、无条件的科研人员是一个不错的方案,对于急用或临时需要扩大栽培的科研人员也是一种配套和补充。

棉花保卫细胞原生质体的有效分离与活性鉴定

模式植物拟南芥保卫细胞原生质体的分离技术已得到应用,然而如何有效分离和纯化棉花保卫细胞原生质体,已成为棉花气孔运动调控机理研究的限制因素。本文探索了一种棉花保卫细胞原生质体分离和活性鉴定的方法。我们选取生长2~3周的棉花幼叶下表皮,利用1.3%纤维素酶和0.03%果胶酶进行一步酶解约1.5 h,先低速15×g离心5 min,再高速105×g离心10 min分离,所获得保卫细胞原生质体的数量和纯度较好。利用膜片钳技术检测所分离得保卫细胞原生质体活性,发现记录的全细胞K+电流稳定性好,光处理明显增加K+的内流,说明所检测原生质体的细胞质膜及其生理活性保持较好。该棉花保卫细胞原生质体分离和鉴定方法的建立,可为研究棉花保卫细胞膜通透性、离子转运以及气孔运动机理提供基础。

2005-2020年转Bt基因棉花抗虫性变化及其与产量性状的相关性分析

为了给转Bt基因棉花在科研和生产上多世代可持续利用提供依据,以转Bt基因棉花品种银山8号为试验材料,从2005年开始,连续16年进行跟踪研究。结果表明,随种植世代的增加,生物测定银山8号第2~4代棉铃虫幼虫校正死亡率、铃期叶片和铃期小铃杀虫蛋白表达量均有不同程度的线性上升趋势,同时皮棉产量线性回归也呈增长趋势;苗期叶片、蕾期叶片和蕾期小蕾杀虫蛋白表达量呈线性下降趋势。相关性分析表明,抗虫棉的抗虫性与皮棉产量间均呈正相关,株铃数和衣分是构成皮棉产量的重要因子,与皮棉产量的相关性分别达到极显著和显著水平。外源Bt基因转入棉花后能稳定遗传给后代,通过卡那霉素鉴定和系统选择可以持续保持转Bt基因棉花多世代的抗虫性,甚至通过提纯复壮逐年优选,可实现转Bt基因抗虫棉特定生育时期或部分棉花器官抗虫性的提高。

短小芽孢杆菌Y106对棉花黄萎病的防治作用

短小芽孢杆菌Y106(Bacillus pumilus Y106)是从土壤中筛选分离得到的一株对黄萎病菌具有拮抗作用的细菌菌株.平板对峙实验结果显示,Y106和黄萎病菌共同培养至10d时,处理组的黄萎病菌菌落直径为3.82cm,比对照组减小了38.7%,说明Y106菌株对棉花黄萎病菌有较强的拮抗作用;在液体PDA中共同培养Y106菌和带有绿色荧光蛋白基因标记的棉花黄萎病菌Vd-gfp77,随着Y106菌浓度增加,Vd-gfp77菌液在发射光波长为530nm处的荧光吸收值从217.43下降至97.49,说明黄萎病菌液浓度减小,黄萎病菌的生长受到抑制.土壤中拮抗实验结果显示,对照组长出菌落数目约为79个,处理组长出菌落数目随着Y106浓度的增加而减少至44个,比对照组菌落数目减少44.3%,表明在土壤中Y106菌株对棉花黄萎病菌的增殖有抑制作用.进一步的实验表明,Y106菌株可使盆栽棉花黄萎病发病率从76.47%下降至52.94%.因此,短小芽孢杆菌Y106对棉花黄萎病菌有较强的抑制作用,可用于棉花黄萎病的生物防治.

玉米核基因的图位克隆方法

玉米是主要的粮食和饲料作物,经济地位十分重要,玉米杂种优势的利用是农作物杂种优势利用最成功的例证之一.图位克隆是鉴定突变体突变基因的重要方法之一.随着不同植物基因组数据的释放和新的技术出现,图位克隆将得到更为广泛的应用.本文概述了图位克隆的基本原理及其在玉米基因克隆中的常用操作方法,包括遗传特征的分析、作图群体的构建、多态性分子标记的筛选、目的基因的粗定位和精细定位、候选基因的评估和验证等,最后讨论图位克隆在玉米核基因克隆的应用中可能出现的问题和解决措施.本文所描述的应用于玉米突变体的图位克隆的常规策略在植物里是相通的,也适用于其他植物.

改性膨润土对孔雀石绿的吸附研究

膨润土为原料制备高效吸附剂去除水体中阳离子染料(孔雀石绿,MG).用勃姆石溶胶改性酸活化的膨润土(AB)得到改性膨润土(AB-BS),并通过FT-IR、XRD、SEM对其结构进行了表征.紫外光谱法用以考察AB和AB-BS对孔雀石绿的吸附情况,确定了最佳实验条件.实验表明AB和AB-BS均可高效地吸附孔雀石绿,最大吸附量分别为44.09和20.01mg·g^(-1).此外,吸附剂去除孔雀石绿符合Langmuir吸附模型,存在单层吸附,吸附动力学研究表明吸附行为遵循二级动力学模型.本工作研究结果说明AB和AB-BS在水体中去除孔雀石绿有一定的应用潜力.

拟南芥AtrbohD和AtrbohF缺失对叶蛋白质组的影响

拟南芥NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF在脱落酸(abscisic acid,ABA)抑制主根伸长、ABA诱导气孔关闭以及植物应答干旱、盐及病菌侵染等逆境胁迫反应中发挥重要作用,但这2个蛋白亚基缺失对拟南芥(Arabidopsis thaliana)蛋白质组的影响还未见报道。我们以营养土中生长16 d的野生型及AtrbohD和AtrbohF双基因突变体atrbohD1/F1叶片为材料进行蛋白组学分析,在双向电泳图谱上可分辨出约1 000个蛋白点,且蛋白表达谱存在差异。选取42个显著差异蛋白点进行MALDI-TOF/TOF质谱鉴定,成功鉴定出20个差异蛋白,这些蛋白主要与氧化还原、能量代谢、蛋白代谢、转录和信号传导等相关,还有一些蛋白功能未知。