小麦和大豆叶片荧光参数对强光响应的差异

自然条件下高等植物的上层叶片经常受到强光的胁迫,尤其在晴天中午,光照强度远远超过叶片光合作用的饱和光强.为避免其光合器官被破坏,植物在漫长的进化过程中形成了一系列的保护机制,如改变叶片角度以减少所接受的光能,依赖叶黄素循环、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心失活和PSⅡ循环电子传递的热耗散等.近年来,人们对于依赖叶黄素循环耗散掉过多激发能的保护机制研究得较多、较深入.但是,这种保护机制是否在所有植物中都能够发挥主要的作用呢?我们通过比较小麦和大豆叶片荧光参数对强光响应的异同,对这个问题进行了探讨.     

小麦叶片状态转换和光合作用的光抑制的关系

<正>状态转换能够使光能在两个光系统之间均衡分配,从而有利于光合机构的高效运转,这是     

小麦茎秆结构和细胞壁化学成分对抗压强度的影响

应用光学显微镜、紫外分光光度计和傅立叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)等技术, 对小偃54, 8602和小偃81三个不同小麦品种茎秆的形态、解剖特征和细胞壁化学组分与茎秆抗压强度相关关系进行研究. 在3个小麦品种茎秆结构的比较观察中, 茎秆外径、横切面上不同组织比例以及两种不同类型维管束的数目等参数均有很大差异. 化学组分分析显示, 小偃81的纤维素含量最高, 而木质素含量介于另外两个品种之间. 对茎秆抗压强度的分析表明, 小偃81的抗压强度最高. 最后通过对上述特征的相关分析揭示, 茎秆外径和壁厚之比、厚壁组织比例、单位面积上大维管束平均数目和纤维素含量是影响小麦品种茎杆机械强度的4个主要因素. 因此, 在选育小麦抗倒伏品种时, 应特别重视茎秆的上述4个主要特征.     

A/SDS复配体系中管状结构的自发形成

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和动态光散射(DLS),研究了磷酸三酯(PTA)与十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系在水溶液中囊泡的自发形成及其向管状结构的转化.当PTA/SDS摩尔比为3︰7,总浓度为0.01mol/L时,观察到球状囊泡聚结成直径约100nm,长度约7000nm的管状结构.而且管状结构的直径、长度及数量均随表面活性剂总浓度及样品放置时间的增加而显著增长.     

PTA/SDS复配体系中管状结构的自发形成

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和动态光散射(DLS), 研究了磷酸三酯(PTA)与十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系在水溶液中囊泡的自发形成及其向管状结构的转化. 当PTA/SDS摩尔比为3︰7, 总浓度为0.01 mol/L时, 观察到球状囊泡聚结成直径约100 nm, 长度约7000 nm的管状结构. 而且管状结构的直径、长度及数量均随表面活性剂总浓度及样品放置时间的增加而显著增长.     

TRPC通道的结构机制研究进展

经典型瞬时受体电势通道(transient receptor potential canonical channel, TRPC)是一类重要的非选择性阳离子通道.该通道家族包含多个成员,在体内广泛分布,参与多种生理病理过程,是治疗如局灶节段性肾小球硬化症(focal segmental glomerular sclerosis, FSGS)等疾病的药物靶点.得益于单颗粒冷冻电子显微镜技术的快速发展,目前已解析的TRPC通道家族多个成员的结构展示了TRPC通道四聚体的组装模式、各结构域的空间排布、具有调节功能的钙离子结合位点和多种小分子化合物的作用位点.这些结构信息与功能实验相辅相成,共同揭示了TRPC通道被钙离子双向调节的机制、小分子化合物的作用机制,以及在人类遗传疾病中发现的致病突变体的激活机制.这些研究进展为进一步探索TRPC通道的工作原理和靶向TRPC通道的药物开发提供了坚实的基础.     

小麦雄性不育基因的鉴定和杂种优势利用

雄性不育是杂种优势利用的重要性状.作物雄性不育基因的鉴定加深了人们对花药和花粉发育分子机理的认知,并使许多基于生物技术的雄性不育系统在作物杂交育种中的开发和有效利用成为可能.与水稻、玉米等作物相比,由于基因组相对复杂,小麦雄性不育基因的研究进展较为滞后,仅有部分基因被定位或克隆.同时,小麦作为主要的粮食作物,目前仍未实现杂交种规模生产和杂种优势的大面积利用,加速小麦杂交种生产和杂种优势利用研究对保障国家粮食安全具有重要意义.本文总结了近年来小麦雄性不育基因的鉴定,以及其在杂交种生产中的应用研究情况,并对新一代小麦杂交种生产技术研究中存在的问题进行了探讨,为后续麦类作物雄性不育基因的进一步研究与利用提供参考.     

模拟酸雨对小麦生长和形态的影响

通过模拟试验研究不同PH值的酸雨对小麦生长的影响,说明小麦遭受酸雨特别是高酸度酸雨后,小麦叶片可见明显伤害,酸雨使小麦叶片出现可见伤害(斑)的阈值是PH=3.0;对小麦株高、叶面积、含水量有一定的负作用;酸雨对小麦的胁迫效应随酸雨的氢离子浓度增大而显著,且与酸雨处理次数和处理量相关。旨在为山西省二氧化硫实施控制和小麦丰产优质种植提供依据。     

聚乙烯吡咯烷酮稳定的微米级金盘的制备和结构分析

报道了在200℃和自气压溶剂热条件下, 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂, 乙二醇(EG)为溶剂和还原剂, 通过还原氯金酸获得大量六边形或三角形微米级孪晶金盘. 利用扫描电子显微镜(SEM)观察到清晰的金盘孪晶界面. 透射电子显微镜(TEM)和相应的选区电子衍射(SAED)表征也提供了进一步的实验证据. 此外, X射线光电子能谱(XPS)实验证实, PVP分子吸附在这种金盘的表面. 这表明PVP分子对六边形或三角形金颗粒的形成和进一步演化起到了重要的作用. 基于上述实验和表征结果, 提出了一种金盘从纳米级到微米级的演化机理, 用于阐述不同形状金盘的可能生长过程.     

基于SNP遗传距离和配合力的小麦杂种优势预测

为保障全球粮食安全,利用杂种优势不断提高粮食作物产量是育种工作的长期目标.分子标记已经广泛应用于作物杂种优势预测研究.但是,很少有关全基因组单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism, SNP)预测小麦杂种优势的报道.本研究以30个小麦品种(系)为亲本构建了包含419个组合的双列杂交群体,利用亲本SNP遗传距离、配合力效应和3个环境的产量构成性状(yield component traits, YCT)预测杂种优势.结果发现,小麦YCT存在普遍的超标优势(commercial heterosis, CH)、中亲优势(mid-parent heterosis, MPH)和超亲优势(high-parent heterosis, HPH).亲本间或不同性状间的配合力效应值差异较大,黄淮麦区品种与西南麦区或国外品种间易产生较高的特殊配合力(special combining ability, SCA).双亲一般配合力(general combining ability, GCA)、SCA与杂交种产量、CH、MPH和HPH呈极显著正相关; SNP遗传距离与杂交种...     

小麦EST-SSR标记的开发、染色体定位和遗传作图

利用普通小麦EST数据库(GenBank/dbEST)中最新的151695条EST序列(2003.7.14~2004.8.24)进行了微卫星序列的筛选, 共发现微卫星序列2038个, 占整个EST数据库的1.34%. 根据筛选得到的微卫星序列设计并合成了249个引物对. PCR扩增结果表明, 166个引物对在不同小麦品种中显示出稳定清晰的带型, 可以作为小麦和相关物种的新的EST-SSR分子标记. 将其中的93个引物对、193个位点定位到除4A和4B外的19条特定的染色体. 利用RIL群体将43个EST-SSR位点绘制到遗传图谱的11条染色体上.     

关于中国秋播小麦的阶段发育和胜利百号甘薯品种变异的研究

<正> 中国科学院植物研究所遗传研究室从1953年起与华北农业科学研究所合作,开始对我国秋播小麦的价段发育进行了研究。将征得的全国具有代表性的小麦品种608个进行春化阶段的分析,并分析了其中292个品种的光照阶段特性。到1956年,这项研究已经得到了一些成果。     

普通小麦7B染色体的显微分离和低拷贝专化DNA序列的克隆

以普通小麦“中国春”７Ｂ单体的花粉母细胞为材料,显微分离出７Ｂ染色体。经蛋白酶Ｋ和ＤＮＡ拓扑异构酶Ｉ处理后进行１￣３轮ＤＯＰ－ＰＣＲ扩增,产生了１５０￣７００ｂｐ的连续ＤＮＡ片段。基因组Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证实扩增的ＤＮＡ源自小麦基因组。将大于２００ｂｐ的第３轮ＰＣＲ扩增产物（５０μＬ）克隆后,可产生２００００个重组克隆。对随机选取的５０个克隆分析表明,其中２１个克隆产生了大小为２４０￣６００ｂｐ     

优质HMW谷蛋白亚基转基因小麦的获得及其遗传稳定性和品质性状分析

利用编码除草剂PPT抗性的bar基因作为选择标记, 构建了含有优质HMW谷蛋白亚基1Dx5和1Dy10基因的植物表达载体pBPC30, 用基因枪导入京花1号、京411号和京冬6号等受体品种的幼胚和幼穗, 获得了一批转基因小麦植株(T₀)及其后代株系(T₁～T₅). PCR, 点杂交和Southern杂交鉴定表明, 外源基因已整合到转化植株T₀的基因组, 并稳定表达. 转基因植株T₁代能抗20～80 mg/L的PPT, 其中1株抗性超过150 mg/L. 经SDS-PAGE分析表明, 外源1Dx5和1Dy10基因在T₂代不同株系中获得了表达. 转基因系TG3-74缺失了亚基8, 但亚基2, 5, 10和12都表达, 同时出现了一个新的亚基位于亚基7与原有亚基8之间(暂记为8^*). 品质分析结果表明, 有5个株系的Zeleny沉淀值为44.2～49.0 mL, 与对照CNN(48.0 mL)相当, 分别比京花1号(26.9 mL)和京冬6号(30.7 mL)提高了59.6% ~ 64.3%. T₅代株系的粉质曲线稳定时间比受体品种(3～7 min)大幅增长, 转基因株系TG5-23b的稳定时间为16 min, TG1-28d, TG3-76b, TG5-98和TG5-99的面团稳定时间高达30 min以上.     

小麦中一个PDR型ABC转运蛋白基因的克隆和特征分析

脱氧血腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)在小麦赤霉病发病过程中起重要作用, 是一种毒性因子. 禾谷镰刀菌的侵染能力依赖于其产生DON的能力, 抗病品种能显著降低病穗组织中DON的含量. 本研究利用Affymetrix小麦基因组芯片, 对抗赤霉病小麦品种望水白经DON诱导后的穗组织基因表达特点进行了分析, 结果发现, 一个编码PDR型转运蛋白的EST受DON诱导后上调表达45倍. 根据该EST设计引物筛选小麦基因组TAC文库, 得到一个包含该基因的TAC单克隆. 利用染色体walking对该单克隆测序, 用Softberry软件进行基因预测, 根据预测基因的5′和3′非翻译区设计引物, 从DON诱导的小麦望水白穗组织cDNA中克隆出该转运蛋白基因. 该基因组全长7377 bp, 包含19个外显子, CDS长度为4308 bp, 编码长1435 aa且分子量161 kD的蛋白. 蛋白序列比对表明, 该基因属于PDR蛋白家族, 命名为TaPDR1 (Triticum asetivum Pleiotropic Drug Resistance). 利用一套中国春缺体-四体系将TaPDR1基因定位在小麦5A染色体上. 半定量RT-PCR表明, TaPDR1在望水白穗中受DON和禾谷镰刀菌诱导表达, 表明其参与了植物抗病防御反应. 该基因在望水白感病突变体中低水平表达, 进一步证明TaPDR1与赤霉病抗性有关. TaPDR1的表达不受与生物胁迫相关的激素(JA和SA)和非生物胁迫因子(热、冷、伤害和NaCl)的诱导, 但受到Al³⁺和游离Ca²⁺的诱导表达, 推测[Ca²⁺]i介导了TaPDR1的表达信号.     

结构水引起的榴辉岩变形组构和变形机制

运用电子背散射衍射技术研究了天然超高压榴辉岩中石榴石和绿辉石的变形晶格优选方位与其结构水之间的关系, 并探讨了榴辉岩的主要塑性变形机制. 研究结果表明: (1) 天然榴辉岩中富结构水的绿辉石具有典型的L或SL型组构, [001]轴极点在面理面上呈大圆环分布, 最大极密对应轴向近平行线理, (010)面极点为垂直线理分布的大圆环, 最大极密对应晶面近平行面理, 表征在剪切为主变形条件下形成; 绿辉石中结构水含量变化不会导致绿辉石变形组构特征大的变化, 即不改变变形机制和位错主滑移系, 但可能是造成绿辉石低流变强度的主因; (2) 榴辉岩中结构水含量变化可以造成石榴石流变性质的重大转变, 在无水条件下石榴石显刚性, 在富结构水条件下颗粒边界过程将主导石榴石的塑性变形并导致流变强度的下降, 在这两种情况下石榴石都不显示晶格变形优选方位. 该研究成果对深入了解榴辉岩在深俯冲和折返过程中的变形过程和机制及相关的流体活动具有重要意义.     

异亮氨酸调控大鼠小肠黏膜形态和结构的作用机制

作为动物体重要的必需氨基酸,异亮氨酸除了作为蛋白合成底物外,还可促进肠道的吸收功能和屏障功能,但其作用机制尚不清楚.本研究通过体内动物试验和体外细胞试验探究了异亮氨酸对肠道黏膜结构和功能的可能作用机制.试验选用80只远交群大鼠,随机分为4组,饮水添加不同浓度异亮氨酸(0、0.5、2.5和5 mg/mL),试验期为28 d,测定大鼠小肠各段组织结构和空肠中紧密连接蛋白表达水平.体外试验选用大鼠空肠上皮细胞系IEC-6并用不同浓度异亮氨酸处理,通过噻唑兰测定细胞活力,流式细胞术测定细胞的周期和凋亡情况, Western blot分析细胞中紧密连接蛋白表达情况.结果表明,饮水中添加2.5 mg/mL异亮氨酸显著提高了小肠的绒毛高度和绒毛高度隐窝深度比,显著降低了隐窝深度,并显著提高空肠紧密连接表达;适宜浓度异亮氨酸显著促进了IEC-6细胞的增殖并提高细胞中紧密连接蛋白表达量,而高浓度异亮氨酸呈现抑制作用.综上,异亮氨酸可改善小肠的组织结构,尤其促进绒毛生长并提高吸收表面积,其可能作用机制是适宜异亮氨酸可促进小肠上皮细胞的增殖并降低凋亡,进而增大了绒毛的高度;异亮氨酸提高了上皮细胞中紧密连接蛋...     

辅酶类核开关的种类、结构和调控机制研究进展

核开关是一类保守的RNA元件,可以通过特异性识别小分子配体来开启或关闭下游相关基因的表达,进而调控细胞的生命活动。目前已鉴定出近60种核开关,它们分别识别不同的代谢物或小分子配体。随着这些核开关的发现,它们的序列特征、高级结构以及调控机制逐渐成为核开关领域的研究热点。截至目前,大部分核开关的三维结构已经被解析,相关研究不仅阐明了这些核开关对配体的特异性识别方式,还从分子层面阐释了其对下游基因表达的调控机制,为开发核开关相关应用提供了重要的研究基础。文章综述了目前已鉴定的核开关的种类和主要功能,详细探讨了辅酶类核开关的三维空间结构和配体识别机制,并展望了核开关的研究前景及潜在应用。