基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

【背景】在农田生态系统中,土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识,筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa, V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus, N)和荒坡土壤(remnant prairie, R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%,即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土,同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK),种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus,HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus, LP)两个磷浓度处理。玉米收获后,测定产量和植株地上部磷含量,并取土壤样品进行高通量测序,解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下,V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理,但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%),且增幅显著高...     

亮斑扁角水虻幼虫酶解制备蛋白胨工艺优化及蛋白胨性质

【背景】用于餐厨垃圾等有机废弃物处理的亮斑扁角水虻(Hermetia illucens, HI)含有丰富的氨基酸和营养物质,是一种优质、经济的蛋白来源。【目的】利用亮斑扁角水虻幼虫(Hermetia illucens larvae, HIL)制备蛋白胨用于细菌培养,为亮斑扁角水虻的应用方式提供新的思路。【方法】以亮斑扁角水虻幼虫为原料,利用单因素试验确定最佳酶解条件,对比分析HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的基本性质和功能性状,并进行细菌培养、生物化学试验,利用两种蛋白胨分别培养大肠杆菌(Escherichia coli) ATCC 25922模式细菌并通过生长动力学分析评价应用效果。【结果】制备HIL蛋白胨的最佳酶解工艺为按1.3%(质量分数)添加复合酶(胰酶:碱性蛋白酶质量比为1:1),在pH 7.0、54℃条件下反应4 h,此时HIL的水解度为(19.34±0.15)%。HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的功能性状和生物化学试验差异不显著(P>0.05)。大肠杆菌ATCC25922在HIL蛋白胨培养基中生长的X_max和λ分别为6.44和2.45,在市售胰蛋白胨生长的...     

柑橘大实蝇精巢、精泵和精泵内骨骼的生长发育状况

【目的】柑橘大实蝇是一种严重为害柑橘类果实的经济害虫。研究其精巢、精泵以及精泵内骨骼生长发育状况,有助于提高柑橘大实蝇人工繁殖效率以及其田间防治效果,为柑橘大实蝇的预测预报及防治提供理论基础。【方法】基于光学显微镜测量恒温和室温条件下柑橘大实蝇雄虫的精巢、精泵以及精泵内骨骼的长度和宽度,并建立其长度、宽度和指数的函数模型,比较恒温和室温2种饲养条件下其雄虫器官发育状况差异。【结果】无论是在恒温还是室温条件下饲养,随着柑橘大实蝇雄成虫日龄的增加,其精巢、精泵以及精泵内骨骼的长度、宽度和指数变化趋势均符合幂函数增长模型。在恒温和室温条件下,其雄虫的精巢宽度、精泵的长度和宽度以及指数、精泵内骨骼宽度均无明显差异。在室温条件下饲养的雄虫的精巢长度[(4.00±0.14) mm]及指数(3.40±0.14)、精泵内骨骼长度[(1.65±0.03) mm]及指数(1.84±0.08)均分别显著高于在恒温条件下饲养的雄虫的精巢长度[(3.75±0.13) mm]及指数(3.19±0.14)、精泵内骨骼长度[(1.61±0.03) mm]及指数(1.77±0.08)。【结论】变温(室温)比恒温更有利于柑橘大实蝇雄虫的精巢和精泵内骨骼的发育,并推荐使用精泵长度推断其雄虫日龄的方法。     

甘草根和根状茎的发育解剖学研究

甘草（ＧｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｕｒａｌｅｎｓｉｓＦｉｓｃｈ）实生苗具直根系。其根端原分生组织具三层原始细胞,外层产生表皮和根冠,中层和内层分别产生皮层和中柱。根的初生木质部四原型,由中柱鞘细胞产生第一次周皮。成长根中央的初生木质部由于导管周围薄壁细胞的增殖而被分割成几部分,使导管分子星散分布于薄壁细胞间。实生苗生长到第三年春由于叶节处的更新芽萌发形成最初的根状茎,根状茎顶端的原分生组织由两层原套细胞和一团原体细胞组成。初生结构的分化开始于皮层和髓两部分基本分生组织,而原形成层早期在根状茎横切面上呈连续的分生组织环。以后在环内逐渐分化出原形成层束,由它分化出初生锥管束,根状茎第一次周皮产生于初生韧皮部外方的第五或第六层皮层细胞。     

拟南芥ATGs在发育和非生物胁迫中的表达特征和功能分析

植物细胞自噬(Autophagy)是依赖于液泡来降解体内异常蛋白的重要途径,其中ATGs (Autophagyrelated genes)蛋白对该途径中的核心组分自噬体的形成至关重要。目前在模式植物拟南芥中已经鉴定到35个ATGs,它们对细胞自噬的发生和调节起到关键作用,然而全面地认知植物ATGs在生长发育和逆境中的转录表达变化尚有不足。本研究通过收集公共数据库中的转录组数据,利用生物信息学方法挖掘了拟南芥ATGs的表达信息,展示了其在47个不同发育时期或组织部位的表达聚类情况,对比分析了ATGs在植物非生物胁迫情况下的地上部分(茎)和地下部分(根)的表达差异,同时结合ATGs的启动子组分分析,阐明ATGs表达的时空变化可能的调控分子机制。本研究将为进一步探索ATGs在生长发育和非生物胁迫中的功能提供基础数据和相关依据。     

抑咽侧体素基因在大猿叶虫生殖滞育准备中的功能分析

【目的】本研究旨在明确大猿叶虫Colaphellus bowringi促咽侧体素(allatotropin, AT)和抑咽侧体素(allatostatin, AST)基因的分子特征,分析其在该虫生殖和滞育过程中的表达差异,并探究其在大猿叶虫生殖滞育准备中的功能。【方法】利用前期建立的大猿叶虫转录组数据库,鉴定大猿叶虫CbAT和CbASTs基因序列并克隆其开放阅读框(ORFs),并对其序列进行生物信息学分析;通过qRT-PCR技术检测CbAT和CbASTs在大猿叶虫注定滞育和注定非滞育雌蛹和雌成虫头部的表达模式;对注定滞育大猿叶虫2日龄雌蛹进行CbAST-B, CbAST-C以及CbAST-B+CbAST-C RNAi试验后,检测4日龄雌成虫保幼激素(juvenile hormone, JH)信号基因以及卵黄原蛋白基因的表达量变化。【结果】鉴定并克隆了大猿叶虫的一个促咽侧体素基因CbAT(GenBank登录号: MT977128)及两个抑咽侧体素基因CbAST-B(GenBank登录号: MT977126)和CbAST-C(GenBank登录号: MT977127),其开放阅读框分别长408, 600和303 bp。通过氨基酸序列比对和系统进化分析发现,CbAT, CbAST-B和CbAST-C均与鞘翅目昆虫的同源蛋白聚在一支,在进化上表现出较高保守性。qRT-PCR检测发现,CbAT基因在注定滞育与注定非滞育2日龄雌蛹到4日龄雌成虫头部中始终无表达差异;而CbAST-B和CbAST-C基因分别自雌成虫1和2日龄开始在注定滞育雌成虫头部显著高表达,且在注定滞育和注定非滞育个体中的差异表达状态一直持续到滞育准备期结束。在注定滞育2日龄雌蛹中沉默CbAST-B, CbAST-C以及同时沉默CbAST-B和CbAST-C后,检测4日龄雌成虫头部的干扰效率发现,CbAST-B和CbAST-C的表达均受到显著抑制,干扰效率达70%以上。在去除触角的头部中,JH合成途径基因AACT, FPPS和JHAMT以及脂肪体中JH应答基因Kr-h1和JHE1的表达在dsCbAST-B, dsCbAST-C和dsCbAST-B+dsCbAST-C处理组中均被显著上调,脂肪体中卵黄原蛋白基因Vg1和Vg2的表达也被显著上调。【结论】CbAT基因可能并非造成大猿叶虫产卵前期与滞育准备期保幼激素信号产生差异的主要原因,而在生殖滞育准备期CbAST-B和CbAST-C抑制了JH的合成,进而抑制Vgs的表达以促进滞育的发生。本研究进一步揭示了昆虫生殖滞育准备期保幼激素信号的上游调控机制,有助于进一步理解昆虫对环境的季节性适应策略,为挖掘害虫防治的新靶标提供了新的指导和借鉴。     

青藏高原草地产量与草畜平衡变化

深入了解青藏高原草地生产力与草畜平衡状态的变化,是青藏高原生态屏障建设和生态环境保护的基础。利用遥感植被指数和叶面积指数产品,基于VIP生态水文过程模型,模拟分析了青藏高原2000—2018年间草地生产力的时空格局,并结合同期农牧业统计资料,分析了青藏高原县域尺度草畜平衡状态的变化。结果表明:青藏高原草地多年平均净初级生产力(NPP)为158.4 g C·m^-2·a^-1;近20年来草地生产力上升趋势明显,显著上升面积的比例为44.7%。气候变暖、降水量增加、草本植物生长期延长和大气CO₂浓度升高是青藏高原草地生产力提高的主要驱动因素。基于草场产量估算的青藏高原平均理论载畜量为1.17 SU·hm^-2,年增长率为0.011 SU·hm^-2。2000年以来青藏高原草地超载情况总体趋于好转,严重超载县的面积比例已降至20%以下,其中超载程度较严重的地区,畜牧业的维持和发展主要依靠作物秸秆补饲。研究结果可为区域农牧业结构调整和生态环境保护提供科学依据。     

益心康泰胶囊联合硫氮唑酮对不稳定型心绞痛患者心功能及血清ET-1、Hcy、cTnT水平的影响

摘要 目的：探讨益心康泰胶囊联合硫氮唑酮对不稳定型心绞痛（UAP）患者心功能及血清ET-1、Hcy、cTnT水平的影响。方法：选择2019年3月到2021年3月期间在我院接受治疗的UAP患者84例,按照随机数字表法分为研究组和对照组各42例,对照组给予阿司匹林、硝酸酯类、?茁-受体阻滞剂及他汀类药物等常规治疗,研究组在其基础上给予益心康泰胶囊联合硫氮唑酮治疗,两组均治疗30 d。对比两组患者的心绞痛疗效、心功能指标、血清学指标、心绞痛发作次数和持续时间、不良反应发生率。结果：研究组临床总有效率高于对照组（P<0.05）。研究组治疗后的QT间期离散度(QTd)、左室舒张末径(LVEDD)、左室收缩末径(LVESD)均低于对照组,而左室射血分数(LVEF)高于对照组 (P<0.05)。治疗后研究组心绞痛发作次数和持续时间均低于对照组（P<0.05）。治疗后研究组患者的血管内皮素1(ET-1)、同型半胱氨酸(Hcy)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)水平均低于对照组(P<0.05)。两组不良反应总发生率无明显差异（P>0.05）。结论：益心康泰胶囊联合硫氮唑酮治疗UAP患者疗效较好,能减少患者心绞痛持续时间和发作次数,增强患者的心功能,降低ET-1、Hcy、cTnT水平,且具有较好的安全性,具有一定临床应用价值。     

水稻资源开花期耐热性的全基因组关联分析

水稻在开花期对高温非常敏感,挖掘耐热种质并解析耐热性的遗传机制,有助于水稻的耐热性遗传改良。本研究选取205份国内外种质资源,在抽穗开花期对遇高温的稻穗进行标记,以高温下标记穗的结实率作为耐热指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因。结果表明:不同水稻种质的耐热性差异明显,高温下的结实率最低为19.0%,平均值为64.0%,中位值为65.9%,最高值为86.6%,其中06-32、剪刀齐、娄早籼5号等17份种质的耐热性较强;全基因组关联分析共筛选到130个与耐热性显著关联的SNP标记,并鉴定到18个耐热QTL,其中6个QTL与已报道的耐热相关QTL共定位;qHT4-6与耐热性的关联度最高,根据该区间lead SNP的单倍型分类,G单倍型材料的开花期耐热性显著强于A单倍型材料,该区间附近有7个基因可能受高温调控。     

转基因植物中外源基因的沉默及应对策略

随着转基因技术在作物育种领域的应用,转基因植物中外源基因表达量低的现象较为普遍。导致外源基因表达量低的主要原因是基因沉默。外源基因沉默可分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。如何应对基因沉默,提高外源基因的表达量,是转基因技术发展亟待解决的问题。