无核小枣木质素合成基因Zj4CL的克隆和表达分析

为研究无核小枣果实无核形成机理,应用RT-PCR扩增技术首次从无核小枣果实中克隆得到4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL,4-Coumarate:Coenzyme A Ligase)基因,该序列长度1819 bp,包含1776 bp的完整开放阅读框,编码591个氨基酸,命名为Zj4CL(登陆号KP279930)。Zj4CL与基因组序列比对发现,该基因组含有5个外显子,4个内含子。序列比对和结构域分析表明,Zj4CL包含4CL基因家族的Box I和Box II保守区。进化树分析显示,Zj4CL与苹果(XP_008362825)的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明,无核小枣在花后30 d左右基因表达量达到最大值,到花后40 d以后表达量明显下降。     

CDPK20基因表达及其对山药块茎膨大调控作用研究

为探讨钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在山药块茎淀粉及内源激素合成中的作用,该研究以‘毕克齐’和‘大和长芋’山药为试验材料,测定了块茎的淀粉、糖、内源激素含量等指标并进行相关性分析;采用RT-PCR技术克隆了钙依赖性蛋白激酶基因(CDPK20),并进行生物信息学分析,构建CDPK∶GFP融合载体,对CDPK蛋白进行亚细胞定位,实时荧光定量PCR对CDPK20在山药块茎不同发育时期的表达进行分析。结果表明:(1)CDPK20基因开放阅读框长为1047 bp,共编码348个氨基酸。(2)CDPK20蛋白定位于细胞核和细胞膜。(3)CDPK20的表达量在块茎种植后的105~165 d呈现先升后降的趋势。(4)CDPK酶活性与淀粉含量呈极显著正相关,与可溶性总糖含量和还原糖呈显著负相关,与ABA呈极显著负相关,与ZR呈极显著正相关。研究表明,CDPK参与块茎中的淀粉和糖代谢及植物内源激素ABA、ZR的合成。     

套袋苹果果实质地及其显微结构与果面裂纹的关系北大核心CSCD

以套白色单层纸袋的着色富士系‘天红2号’和短枝富士后代优系4-1-103,以及不着色姊妹系‘冀苹4号’和‘冀苹5号’4个苹果品种(系)为试验材料,利用质构仪整果穿刺和质地多面分析法(texture profile analysis,TPA)测定果实质地,光学显微镜观察果实显微结构,探讨苹果果实质地及其显微结构与果面裂纹的关系,为抗裂纹品种的选育和潜在裂纹机制提供理论依据。结果表明:(1)盛花后132~185 d,‘天红2号’和‘冀苹4号’裂纹率和裂纹指数始终高于4-1-103和‘冀苹5号’,其裂纹主要部位为果肩部。(2)‘天红2号’和‘冀苹4号’的果肉脆裂性、果肉硬度分别显著小于4-1-103和‘冀苹5号’。(3)‘天红2号’和‘冀苹4号’的表皮细胞密度显著小于4-1-103和‘冀苹5号’,其果肉细胞间隙率显著大于4-1-103和‘冀苹5号’,且其角质膜有“V”型凹陷,并发生龟裂,而4-1-103和‘冀苹5号’角质膜完整均一。(4)主成分和灰色关联度分析表明,果肉硬度、果皮果肉硬度比和果肉细胞间隙率是解释裂纹的主要指标。研究发现,果实角质膜完整均一、果肉硬度大、果肉细胞间隙率小的苹果品种不易发生果面裂纹。     

西花蓟马蛋白的提取及双向电泳体系的建立

【目的】蛋白样品的制备是获得良好双向凝胶电泳(2-DE)图谱的前提,建立合理的西花蓟马蛋白的双向电泳体系,获得分辨率较高、重复性较好的图谱,能够为后续的研究提供有力支撑。【方法】实验以西花蓟马成虫为实验材料,对比了饱和酚法、TCA/丙酮法和直接裂解法3种蛋白提取方法,从中选出最适宜双向电泳分析的一种蛋白提取方法。【结果】3种方法蛋白提取率差异显著,直接裂解法蛋白提取率最高,饱和酚法的蛋白提取率最低;3种方法的SDS-PAGE条带数差异不明显;TCA/丙酮法的双向凝胶图谱效果最好,蛋白点最多。【结论】TCA/丙酮法能够有效去除西花蓟马蛋白中的干扰物质,是最适合西花蓟马双向凝胶电泳的蛋白提取方法,为后续西花蓟马在蛋白组学方面的研究奠定了基础。     

东北丘陵区林地转型耕地对土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的影响

【目的】通过研究林地转型耕地对土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度、多样性和结构的影响,为丘陵区耕地长期施肥下农田土壤微生物多样性丧失的影响机制以及未来的退耕还林过程中土壤微生物多样性的提升和土地可持续利用研究提供一些基础数据和技术支撑。【方法】采用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,qPCR)和高通量测序技术解析土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的丰度、多样性和结构变化,并耦合土壤化学性质分析,明确土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度和多样性与土壤化学性质的关系以及关键的驱动因子。【结果】林地垦殖为农田后,长期施肥导致土壤酸化,pH从5.58降至4.72,而土壤速效磷则从2.49 mg/kg增至49.3 mg/kg。相应地,耕地土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的丰度和Shannon指数均显著低于林地。基于编码碱性磷酸酶的phoD基因(alkaline phosphatase-encoding gene)序列的物种分类表明,丘陵区土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的优势门为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和疣微菌门(Verrucomicrobia),其中林地土壤的蓝藻门的相对丰度显著高于耕地。耕地土壤的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度显著高于林地,而中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、Chlorogloea属、Gemmata属、Phormidesmis属和Pseudolabrys属的相对丰度显著低于林地。土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落结构因林地转型耕地而发生显著改变。phoD基因丰度和Shannon指数与pH显著正相关,而与总磷、速效磷、硝态氮和铵态氮均显著负相关,其中土壤速效磷是这些影响因素中影响最强烈的,长期施用无机磷肥导致含碱性磷酸酶的土壤细菌群落对有机磷分解的能力退化。【结论】林地转型耕地加之长期施肥改变了土壤pH和速效磷,并在其他理化因子的协同驱动下,导致土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度、多样性和结构的显著变化。     

基于GAM模型的延河流域主要草地物种空间分布及其与环境的关系

对延河流域145个样地的主要草地物种空间分布和以GIS空间分析获取的该区12种主要环境因子之间的关系进行了定量研究,同时应用广义可加模型（GAM）分析了单物种的地理分布与环境梯度的关系。结果表明：影响延河流域典型草地物种百里香（Thymus mongolicus）空间分布的主要环境因子包括年均降雨、年均温度、蒸发量,其次是温度季节比,再次是坡位与坡度;主要草地物种与环境的关系非常密切,每个物种都存在自己特定的环境梯度空间中,并以不同的方式在空间上响应不同的环境因子;在流域尺度上利用GAM模型进行单物种和环境关系研究是可行的,能较好地描述物种空间分布和环境因子之间的关系。     

灌溉方式和施氮量对棉田氮肥利用率及损失的影响

在田间条件下,研究不同灌溉方式(滴灌和漫灌)和不同施氮水平(0、240、360、480kg N·hm-2)对棉田氮肥利用率及损失的影响,并定量分析了氮肥被植株吸收、土壤硝态氮残留,以及氨挥发、硝态氮淋溶损失、硝化反硝化损失等氮素循环转化途径.结果表明:滴灌棉花籽棉产量、植株吸氮量和氮肥利用率均显著大于漫灌.漫灌土壤硝态氮残留量显著高于滴灌;在不同施氮量处理中滴灌土壤氨挥发损失量占肥料氮施用量的比例为0.06％～0.14％,且显著高于漫灌;滴灌和漫灌硝态氮淋溶损失量占肥料氮施用量的比例分别为4.4％和8.8％,与漫灌相比,滴灌能显著降低淋溶水中硝态氮淋失量;滴灌和漫灌肥料氮的硝化-反硝化损失量分别占肥料氮施用量的17.9％和16.8％.硝态氮淋溶和硝化-反硝化损失是新疆棉田氮素损失的主要途径.