福建安溪县新老茶园主要危害性杂草密度调查分析

为了有效控制茶园杂草,于2012—2014年调查了福建省安溪县主要产茶区新、老茶园的杂草密度与种类及其生活型。杂草密度调查结果表明:新茶园的杂草主要有27种,老茶园33种;种类分析结果表明:新、老茶园中的杂草以菊科、大戟科、禾本科占比最高,分别为新茶园中菊科杂草占22.22%、大戟科11.11%、禾本科25.93%;老茶园中菊科杂草占12.12%、大戟科12.12%、禾本科18.18%;生活型分析结果表明:新、老茶园中均以一年生杂草为主,新茶园中一年生杂草占77.78%,老茶园占69.70%。调查结果表明,新茶园的杂草主要组成为狼尾草+狗尾草+马唐,老茶园则为狼尾草+牛筋草+马唐,新、老茶园杂草以禾本科、一年生杂草为主。研究结果为该地茶园杂草多样性分析提供基础数据,为今后茶园杂草的综合防治提供研究基础。

14-3-3蛋白在水稻籽粒灌浆过程中的互作靶蛋白鉴定及其对外源激素的响应

【目的】籽粒灌浆对水稻产量及品质的形成至关重要。14-3-3蛋白是一种信号转导调节因子,在植物生长发育中发挥着重要调控作用。本研究通过分析14-3-3蛋白家族在籽粒灌浆过程中的基因表达模式及其互作靶蛋白,从而揭示其在籽粒灌浆过程中的功能。【方法】利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析水稻14-3-3基因家族在籽粒灌浆过程中的表达变化模式,并从中选取GF14b及GF14e进行后续的蛋白功能分析。利用KEGG数据库对GF14b及GF14e蛋白功能motif位点进行分析;构建GST-GF14b及GST-GF14e表达载体,利用亲和层析技术分别钓取籽粒中与GF14b及GF14e互作的靶蛋白,并借助LC-MS/MS对靶蛋白进行鉴定。采用GST pull-down方法验证靶蛋白与GF14b及GF14e间的蛋白互作关系。利用Kinasephos在线程序对靶蛋白的Ser和Thr磷酸化位点进行预测;采用MapMan 3.6.0软件对靶蛋白的功能及参与的代谢过程进行分析。在籽粒灌浆期(花后15 d),分别喷施25×10-6 mol·L-1 ABA,10×10-6 mol·L-1 IAA,100×10-6 mol·L-1 GA,50×10-6 mol·L-1 ZR和2×10-4 mol·L-1 BR,研究外源激素处理对籽粒灌浆过程中GF14b,GF14e及其互作靶基因表达的影响。【结果】14-3-3家族基因中,除GF14h外,其余7个家族成员在水稻籽粒中均有表达,其中GF14b及GF14e在籽粒灌浆过程中的表达水平较高且变化幅度较大。通过蛋白序列分析发现,GF14b与GF14e间具有3个相同,2个差异的motif功能位点。通过亲和层析试验,在籽粒中共鉴定到59个与GF14b和72个与GF14e互作的靶蛋白,其中有43个靶蛋白与2个成员均有互作,分别有16个和29个靶蛋白与GF14b和GF14e特异结合。随机选取2个靶蛋白进行体外蛋白互作验证,结果表明靶蛋白SUS3与GF14b和GF14e均存在互作关系,而靶蛋白PSA仅与GF14e有相互作用关系,验证了亲和层析结果的准确性。蛋白功能的分析表明,GF14b和GF14e通过与靶蛋白的结合,共同参与了籽粒灌浆过程中蔗糖转化、淀粉合成、糖酵解、TCA循环等碳代谢途径。同时,GF14b及GF14e还具有特异的调控功能,其中GF14b与核酸代谢及物质转运密切相关,而GF14e与C1代谢中的关键蛋白存在互作。此外,大部分靶蛋白均鉴定到具有潜在的Ser和Thr磷酸化位点。外源激素处理下,籽粒中GF14b和GF14e上调表达,而与淀粉合成代谢相关的靶基因(SUS2、AGPS、AGPL、PPDK2、SBE)大部分呈下调表达的趋势。【结论】14-3-3基因家族成员GF14b和GF14e在水稻籽粒灌浆过程中的表达变化幅度较大,且会响应激素浓度的改变,并通过蛋白互作的形式负调控淀粉合成代谢相关基因的表达,从而对水稻籽粒淀粉的合成起到重要的调控作用。

OsNAC2d基因编辑水稻突变体的创建及其对干旱胁迫的响应

为探究转录因子OsNAC2d的生物学功能及其对水稻耐旱性的影响,本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对粳稻中花11中的OsNAC2d基因进行突变,并考察osnac2d突变体在田间种植下的农艺性状,以及突变体幼苗在干旱胁迫下的生长情况和OsNAC2d基因表达水平。结果表明,OsNAC2d基因主要在水稻成熟籽粒、叶片和花药中表达,在根系和茎中的表达量较低,并且受干旱胁迫诱导,在10株阳性OsNAC2d基因突变株系的T2代植株中,筛选出6种纯合osnac2d突变体,田间试验调查表明,osnac2d突变体与野生型中花11相比,株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率、千粒重和单株产量等农艺性状无显著差异。在干旱胁迫时,osnac2d突变体幼苗的根系与植株生长、根系和地上部生物量的积累均受到抑制,且OsNAC2d在osnac2d突变体中的表达量维持在较低水平,而野生型水稻的OsNAC2d表达则受干旱胁迫诱导而增强,植株生长与生物量积累未受到显著抑制,表明转录因子OsNAC2d正调控水稻响应干旱胁迫。创建的osnac2d突变体材料为进一步揭示OsNAC2d的生物学功能及其响应干旱胁迫的精细调控机制提供了优质种质资源。

嗜水气单胞菌分泌蛋白重组疫苗对斑马鱼的免疫保护效力评价

嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是一种常见的水产致病菌,可引发人畜鱼共患疾病,对水产养殖业造成严重危害,因此预防其传播和感染是当前亟待解决的问题。为开发高效的潜在亚单位疫苗,并为防治嗜水气单胞菌病害提供理论依据,基于前期的研究结果,选取在嗜水气单胞菌强毒株LP-2中表达丰度较高的8种分泌蛋白(ORF0322、ORF3982、ORF2874、ORF1767、ORF3984、ORF2546、ORF0472、ORF1609)作为研究目标,首先利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术对其进行基因表达检测,结果发现这8种分泌蛋白在细胞中均可正常表达;然后将这些蛋白进行基因克隆与表达纯化,并将纯化的重组蛋白免疫斑马鱼(Danio rerio),连续培养28 d后,发现斑马鱼中相关免疫基因均发生上调,说明这些分泌蛋白可引起宿主发生免疫反应;最后,对这8种分泌蛋白进行免疫保护评价,细菌攻毒实验结果显示,其中6种分泌蛋白(ORF3982、ORF2874、ORF1767、ORF3984、ORF0472、ORF1609)的相对免疫保护率(Relative immune protection rate,RPS)大于50%,可作为候选疫苗开发。

连作百香果对土壤理化性质和微生物特性的影响及病原真菌的分离与鉴定

为了分析连作对百香果土壤理化性质及微生物的影响,本研究以种植0(未种植)、1、2、3 a的百香果根际土壤为材料,分析连作百香果对土壤理化指标、自毒潜力、微生物数量的影响,并对连作百香果根际土壤病原真菌进行分离、鉴定。结果表明,随着种植年限的增加,百香果根际土壤pH呈显著下降趋势,土壤总氮、磷、钾含量变化较小,而有效性氮、磷、钾含量及有机质含量呈上升趋势。自毒潜力分析结果表明,与对照(0 a,未种植)相比,种植1、2、3 a的百香果根际土壤对受体莴苣的抑制率分别为39.84%、54.36%、61.83%。微生物数量分析结果表明,随着百香果种植年限的增加,土壤细菌与放线菌数量呈显著下降趋势,而真菌数量呈显著上升趋势。相关性分析结果表明,百香果种植土壤的年限与土壤pH、细菌、放线菌数量呈极显著负相关,而与土壤有效氮、有效磷、有效钾含量及真菌数量呈显著或极显著正相关。微生物分离与鉴定结果表明,共分离到9种不同类型的真菌,其中真菌BXG 3、BXG 7、BXG 9可显著影响百香果的正常生长;鉴定结果表明,真菌BXG 3、BXG 7、BXG 9分别为层出镰刀菌(Fusarium proliferatum)、棕黑腐质霉菌(Humicola fuscoatra)和毛栓菌(Trametes hirsute)。

土壤酸度对茶叶产量及品质成分含量的影响

为了分析土壤酸度对茶叶产量及品质成分的影响,本研究选择4个不同酸度土壤的茶园(pH分别为3.29、4.74、5.32、6.38)为研究点,于2016年4月种植铁观音茶树,于2018年5月、2019年5月(春茶采摘时间)和2018年10月、2019年10月(秋茶采摘时间)采样测定茶叶鲜叶产量及鲜叶品质成分(茶多酚、茶氨酸、氨基酸、咖啡碱、儿茶素组分)含量,分析土壤酸度对茶叶产量及品质成分的影响。结果表明,2018、2019年春茶、秋茶的茶叶产量及茶多酚、茶氨酸、氨基酸、咖啡碱、儿茶素组分含量均随着土壤pH的增大呈现先上升后下降的趋势,且不同pH土壤种植下,相应指标的差异均达到显著水平。当土壤pH为5.32时,茶叶的产量和品质成分含量均达到最大值,以2018年春茶和秋茶为例,茶叶产量为5876、6102 kg/hm^2,茶多酚含量为273.42、281.57 mg/g,茶氨酸含量为13.41、10.89 mg/g,氨基酸含量为34.89、35.18 mg/g,咖啡碱含量为28.16、25.23 mg/g,儿茶素组分总量为98.30、100.84 mg/g。可见,随着茶园土壤酸度加剧,茶叶产量和品质呈下降趋势。

动物源有机肥对茶树生长及其根际土壤酶活性的影响

以腐熟发酵过的猪粪、牛粪、羊粪为材料,采用外源添加处理的方法,探讨不同用量动物粪便对茶树光合指标、产量、茶叶品质指标及根际土壤酶活性的影响,以期为茶园土壤的改良提供依据。结果表明,随着处理粪便用量的增加,茶树光合指标、产量、茶叶品质指标含量及根际土壤酶活性均呈现先上升后趋于平稳的趋势;当猪粪、牛粪、羊粪用量分别为1. 5、2. 0、2. 0 kg/m^2时,各项指标达到最大值。进一步分析发现,相同用量粪便处理后,猪粪有利于提高茶叶产量,而羊粪有利于提高茶叶品质;猪粪处理有利于土壤中抗性相关酶、氮素循环相关酶活性的提升,羊粪和牛粪处理有利于土壤磷素、碳素活性的提升。相关性分析结果表明,不同粪便施用后,茶树光合指标、产量、茶叶品质指标、根际土壤酶活性之间存在着显著或极显著正相关。可见,动物粪便施用后,土壤酶活性提高,茶树光合作用能力增强,茶树产量和茶叶品质得到提升。

多肽配体R18促进水稻弱势籽粒灌浆的初步研究

14-3-3蛋白在植物生长发育中具有重要的调控作用,其亚型GF14f在水稻弱势籽粒中高表达是其灌浆结实差的一个重要的原因。本研究首先通过分子对接的方式,发现多肽R18与GF14f蛋白具有潜在的结合位点,进而采用体外竞争性实验,发现R18能够竞争性的与GF14f蛋白结合,从而导致GF14f与SuS2、SS和AGPS三个互作靶蛋白间的结合力减弱,与此同时,体外酶活实验表明,外源添加R18能够显著提高淀粉合成酶(StSase)、蔗糖合成酶(SuSase)和ADPG焦磷酸化酶(AGPase)3个酶的活性。免疫共沉淀实验表明,R18在水稻籽粒中除了能和GF14f结合外,还能与GF14b、GF14c、GF14d及GF14e结合,BiFC结果也证实了上述结果。籽粒灌浆期,外源喷施60 mg L^(-1)浓度的R18于弱势籽粒上,StSase、SuSase及AGPase酶活性显著提高,弱势籽粒千粒重及结实率也显著提高。本研究结果表明,多肽配体R18能够与14-3-3互作靶蛋白竞争性结合,减弱14-3-3与靶蛋白间的结合力,进而释放籽粒灌浆过程中蔗糖转化及淀粉合成途径中关键酶的活性,从而有利于弱势籽粒灌浆充实。