茉莉酸信号传导途径参与了水稻的虫害诱导防御过程

采用RT-PCR的方法, 对茉莉酸信号传导途径在水稻虫害诱导防御中的作用进行研究. 结果表明, 斜纹夜蛾危害能够明显诱导水稻茉莉酸合成途径的关键酶脂氧合酶和丙二烯氧化物合成酶基因的表达, 而且外源茉莉酸处理和斜纹夜蛾危害对脂氧合酶、丙二烯氧化物合成酶以及蛋白酶抑制剂等水稻虫害防御基因的表达有相同(似)的诱导作用, 表明斜纹夜蛾危害可能会诱导水稻启动茉莉酸信号传导途径, 从而使水稻产生诱导防御机制. 虽然机械损伤和褐飞虱危害对脂氧合酶基因的表达有一定诱导作用, 但对丙二烯氧化物合成酶的表达无明显影响. 然而, 褐飞虱危害对水稻防御基因PR-1a和几丁质酶等病原相关蛋白以及水杨酸生物合成途径的关键酶苯丙氨酸转氨酶有不同程度的诱导作用, 说明褐飞虱危害可能启动了水稻水杨酸或其他信号传导途径从而产生诱导防御作用.     

β-葡萄糖苷酶处理与褐飞虱为害激活水稻类似的信号转导途径

已有研究表明, β-葡萄糖苷酶处理植株能诱导其产生与植食性昆虫为害类似的挥发物, 然而其诱导产生的机理至今尚不明确. 水杨酸、茉莉酸、乙烯和过氧化氢是植物诱导防御反应中发挥重要作用的信号分子. 为此, 本文对β-葡萄糖苷酶处理后水稻体内这4种信号分子的含量进行了测定, 并与褐飞虱为害稻株进行了比较, 以明确β-葡萄糖苷酶处理与褐飞虱为害是否激活了水稻类似的信号转导途径. 结果表明, 与相应的对照相比, 机械损伤并经β-葡萄糖苷酶处理能明显提高水稻水杨酸、乙烯和过氧化氢的浓度, 但却降低了茉莉酸的含量. β-葡萄糖苷酶对这些信号分子含量影响的总体趋势与褐飞虱为害的基本一致, 尽管两者所诱导的信号分子的绝对含量与时间动态存在一定差异, 表明β-葡萄糖苷酶处理能激活与褐飞虱为害相类似的水稻信号转导途径. 这一结果可以用于解释为什么两种处理能诱导水稻产生类似的挥发物并对稻虱缨小蜂具有同等的引诱作用.     

乙烯信号转导途径在褐飞虱诱导的水稻挥发物释放中的作用

以水稻褐飞虱Nilaparvata lugens及其卵期寄生蜂稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae为研究对象, 通过分析褐飞虱为害后水稻乙烯释放量的变化以及乙烯、水稻挥发物和对寄生蜂引诱作用三者间的关系, 研究了乙烯信号转导途径在褐飞虱为害诱导的水稻挥发物释放中的作用. 结果表明, 在受褐飞虱为害后2~24 h, 受害稻株释放的乙烯浓度一直显著地高于未处理稻株; 利用乙烯利在酸性水溶液中释放的乙烯处理水稻后, 水稻能释放与褐飞虱为害株相类似的挥发物组成相, 并且两者表现出对寄生蜂相同的引诱活性; 在褐飞虱为害之前利用乙烯受体的抑制剂1-甲基环丙稀处理水稻, 可明显抑制褐飞虱诱导的大部分水稻挥发物组分, 并且对稻虱缨小蜂的引诱作用也受到抑制. 上述结果表明, 乙烯信号转导途径在褐飞虱为害诱导的水稻挥发物释放中是必需的.     

蛋白酶抑制剂mRNA在抗褐飞虱水稻中的原位定位

利用RNA原位杂交技术, 对抗虫水稻B5植株接种褐飞虱若虫72 h后的根、茎、叶组织切片进行了蛋白酶抑制剂基因(E61932)的原位定位. 结果显示, 在未接虫的材料中, 该基因在根、茎、叶等部位都有表达, 但表达水平很低; 褐飞虱取食后, 蛋白酶抑制剂基因在水稻茎、叶的薄壁组织中大量表达, 根中表达较弱, 说明受褐飞虱若虫取食诱导该基因表达上升.     

表达雪花莲凝集素(GNA)的转基因水稻纯系抗褐飞虱

利用基因枪法将含有潮霉素抗性基因pht,gusA报告基因和雪花莲外源凝集素基因gna的2个质粒（pWRG1515和pRSSGNA1)共转化粳稻品种鄂宜105号和鄂晚5号种子胚诱导的愈伤组织。从轰击的329块愈伤中共再生出61株独立转基因植株。PCR／Southern blot分析显示,79％的转基因植株含有所有3个外源基因。Western blot分析发现,48株含gna基因的转基因植株中有36株（75％）在不同水平上表达了GNA,GNA最高表达量占总可溶性蛋白的0．5％,遗传分析证实外源基因在转基因后代植株中大多以孟德尔方式遗传。从其R1代为3：1孟德尔分离方式遗传的后代R2代植株中,鉴定出含有并表达所有3个外源基因的5个独立转基因植株纯系。褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明,转基因纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用,具体表现为降低褐飞虱存活率和繁殖力、延缓褐飞虱发育进度及减少褐飞虱进食量,即表达GNA的转基因水稻纯系对褐飞虱具有抗性作用。     

褐飞虱诱导的水稻RH3基因的克隆及其表达特性

组蛋白H3基因的表达与个体发育、细胞组织特异性以及胁迫反应等相关. 在褐飞虱取食后的水稻cDNA差减文库中筛选到编码水稻组蛋白H3(RH3)的EST(GenBank登录号: BU572343), 以该EST为探针, 从褐飞虱取食后的水稻cDNA文库中分离到RH3基因的全长cDNA. 该基因编码一个含136个氨基酸残基的H3蛋白, 与以前克隆出的一种抗病相关蛋白基因(GenBank登录号: AF467728)只有1个碱基的差异, 蛋白质的氨基酸序列第126位上由赖氨酸取代了天冬氨酸. 应用Northern blot技术, 研究了褐飞虱取食后不同时间段水稻RH3基因的表达水平, 同时分析了植物激素、干旱、盐胁迫及机械损伤等因素对其转录水平的影响. 结果表明, 褐飞虱取食8 h后RH3基因表达开始增强, 96 h后达到峰值. 干旱处理和稻瘟病菌接种能诱导RH3基因的表达增强, 而脱落酸处理则对该基因的表达起负调控作用. 利用RNA原位杂交技术, 对接种褐飞虱48 h后水稻的茎叶切片进行了RH3 mRNA的原位定位. 结果显示, 在褐飞虱取食后, RH3基因的转录本在维管束及短细胞中的积累尤其明显. 水稻组蛋白H3基因的表达与水稻对褐飞虱的应激反应相关.     

两个来源于野生稻的抗褐飞虱新基因的分子标记定位

选用抗源来自药用野生稻（Oryza offcinalis Wall)的抗褐飞虱品系B5为父本,与感虫品种台中本地1号（TN1）杂交,随机选取167个F2单株构成定位群体。运用RFLP技术,采用集团分离分析法（bulked segregant analysis,BSA),对水稻抗褐飞虱基因进行分子标记定位。于第3和第4染色体找到与抗褐飞虱基因连锁的RFLP标记。构建了连锁标记附近区域的RFLP遗传连锁图谱,对这两个抗位点进行了QTL（quantitative trait locus)分析,将这两个抗褐飞虱基因分别定位于第3染色体的G1318和R1925,第4染色体的C820和S11182之间。与已报道的水稻抗褐飞虱基因位点相比较,表明这两个抗褐飞虱基因是新的抗性位点。抗褐飞虱基因新位点的发现和分子标记的建立,为水稻抗虫分子标记辅助育种和抗褐飞虱基因克隆打下了良好基础。     

褐飞虱诱导的水稻RH3基因的克隆及其表达特性

组蛋白H3基因的表达与个体发育、细胞组织特异性以及胁迫反应等相关. 在褐飞虱取食后的水稻cDNA差减文库中筛选到编码水稻组蛋白H3(RH3)的EST(GenBank登录号: BU572343), 以该EST为探针, 从褐飞虱取食后的水稻cDNA文库中分离到RH3基因的全长cDNA. 该基因编码一个含136个氨基酸残基的H3蛋白, 与以前克隆出的一种抗病相关蛋白基因(GenBank登录号: AF467728)只有1个碱基的差异, 蛋白质的氨基酸序列第126位上由赖氨酸取代了天冬氨酸. 应用Northern blot技术, 研究了褐飞虱取食后不同时间段水稻RH3基因的表达水平, 同时分析了植物激素、干旱、盐胁迫及机械损伤等因素对其转录水平的影响. 结果表明, 褐飞虱取食8 h后RH3基因表达开始增强, 96 h后达到峰值. 干旱处理和稻瘟病菌接种能诱导RH3基因的表达增强, 而脱落酸处理则对该基因的表达起负调控作用. 利用RNA原位杂交技术, 对接种褐飞虱48 h后水稻的茎叶切片进行了RH3 mRNA的原位定位. 结果显示, 在褐飞虱取食后, RH3基因的转录本在维管束及短细胞中的积累尤其明显. 水稻组蛋白H3基因的表达与水稻对褐飞虱的应激反应相关.     

根据褐飞虱取食行为精细调控寄主水稻抗性的新机制

<正>植物害虫是农业生产的重要生物灾害因子,严重威胁作物生产安全.为了从寄主植物获取足够营养,植食性昆虫进化出了复杂多样的取食策略^[1].水稻(Oryza sativa L.)是我国乃至全球最重要的粮食作物之一,常年遭受多种害虫为害.褐飞虱(Nilaparvata lugens St?l, BPH)是水稻单食性害虫,通过刺吸式口器吸食韧皮部汁液,对水稻造成直接危害;     

三种夜蛾科昆虫对烟草烟碱的诱导及其与昆虫下唇腺葡萄糖氧化酶的关系

烟草Nicotiana tabacum L.是棉铃虫Helicovepa armigera (Hübner)、烟青虫Helicoverpa assulta (Guen&#279;e)和斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius) (Lepidoptera, Noctuidae)的共同寄主. 用HPLC测定烟草叶片烟碱含量, 比较了3种昆虫取食以及机械损伤模拟取食对烟草诱导防御反应的差异. 结果表明, 棉铃虫、烟青虫取食以及机械损伤后用它们的下唇腺提取液处理烟草叶片, 都能够抑制损伤对烟草烟碱的诱导; 在烟草叶片的机械损伤部位涂抹黑曲霉Aspergillus niger葡萄糖氧化酶也能够抑制损伤对烟草烟碱的诱导. 相反, 斜纹夜蛾取食或机械损伤后用该幼虫下唇腺提取液处理烟草叶片, 都能够促进损伤对烟草烟碱的诱导; 而加热变性后的斜纹夜蛾下唇腺提取液同样能够促进机械损伤对烟草烟碱的诱导. 由此可见, 昆虫下唇腺中的物质对烟草烟碱的诱导反应有着重要作用. 进一步检测发现, 棉铃虫和烟青虫下唇腺中都存在葡萄糖氧化酶活性, 且棉铃虫下唇腺中该酶的活性显著高于烟青虫的, 而在斜纹夜蛾下唇腺提取液中没有检测到该酶活性; 葡萄糖氧化酶在棉铃虫中主要存在于下唇腺, 其最适pH为7.0, D-葡萄糖是它的最适底物; 在幼虫发育期内, 棉铃虫下唇腺中葡萄糖氧化酶的活性是动态变化的, 在每一龄期幼虫取食最活跃的时期该酶的活性也最高.     

北极地区表层海水中持久性有机污染物和重金属污染的现状

利用毛细管气相色谱－微池电子捕获检测器（GC－μECD）和气相色谱－质谱法（GC－MS）研究测定了北极地区表层海水中的含氯有机化合物的污染状况，与前人的结果相比，有机氯农药含量已大为降低，白令海及楚科奇海区有机氯化合物总基基本相同，但组成不同，α/γ－六六六（HCHs)的比值可以作为推断其来源及海流情况的标记，利用电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）分析考察了海水中的痕量重金属，结果表明：该海区基本不存在重金属污染，海水中不同种类重金属呈现出不同的垂直分布状况。     

水稻条叶枯病毒(RSV)的SP蛋白在介体灰飞虱内的亚细胞定位

介体灰飞虱的亚显微结构及水稻条叶枯病毒（RSV）病毒特异性蛋白SP的免疫定位显示：带毒虫卵巢内的成熟卵含大量内共生菌，证实了它的经卵传递特征，同时在卵的外周、卵内以及中肠的肠腔和肠上皮细胞内均有胶体金颗粒分布，说明RSV在介体内的循回途径和经卵传递的特征。对照组的雌虫则含内共生菌，而无胶体金颗粒分布；雄虫则不论带毒与否，其精子不含内共生菌，也无胶体金颗粒标记。这为灰飞虱经卵传毒给后代的生物测试提供了直观的实验证据。也不传毒机理研究和探讨RSV蛋白的功能奠定了必要的科学基础。     

组织工程

组织器官衰竭是危害人类健康的大敌。美国每年用于这方面的开支约占全年医疗费用的一半。治疗措施包括：器官移植（同种或异种移植）、外科手术、人造假体、机械装置，少数患者还可借助药物治疗。但对那些损伤严重的组织器官而言，上述方法均不能完全修复衰竭的组织器官，获得令人满意的效果。     

千米桥地区上第三系严重生物降解石油的高分子量(＞C35)正烷烃

在千米桥地区上第三系馆陶组Ⅲ砂组（Ng1^Ⅲ）中钻探获得重稠油，含蜡量1.62%，在气相色谱图和气相色谱-质谱总离子流图上，该重稠油的链烷烃丧失殆尽，表明其已遭受严重的生物降解作用，但是，在m/z85质量色谱图上，仍可检测出残余的痕量nC13～nC36正烷烃；而且高温气相色谱分析还可检出由地于未受生物降解影响而连续发育的nC35～nC73y高分子量正烷烃系列，呈正态分布，主峰碳数在nC43，奇偶优势明显，CPI37～55与OEP41～45值分别可达1.17和1.20，对于这些高分子量正烷烃的研究，不仅证实前人有关其抗生物降解性的认识，并且为千米桥地区严重生物降解油的研究提供有关生源输入、成熟度等重要信息，也可被其他生物降解油的研究借鉴。     

血管紧张素Ⅱ对血管平滑肌细胞Gαq/11的调节及其机制探讨

探讨血管紧张素Ⅱ（AngⅡ)对血管平滑肌细胞（VSMC）G蛋白α亚单位q/11亚型（Gαq/11)的调节及其可能机制。培养大鼠主动脉VSMC，有[^3H]－亮氨酸掺入法测定细胞蛋白质合成，采用免疫印迹法VSMC Gαq/11的含量。结果显示，AngⅡ刺激VSMC1，6h引起Gαq/11蛋白的下调，刺激12，24h可使Gαq/11蛋白明显增加（P＜0．01）；而[^3H]－亮氨酸掺入量在AngⅡ刺激24h才明显增加，应用I型血管紧张素Ⅱ受体（angiotensin Ⅱ type 1 receptor,A1receptor)拮抗剂losartan,PLC抑制剂U73122可完全阻断AngⅡ引起的Gαq/11下调和上调的双相反应。这提示AngⅡ可以调节VSMC Gαq/11的含量，从而诱导VSMC肥大，其信号转导途径主要是经由AT1受体－PLC通路介导的。     

拟南芥中AtMEK5激活导致不依赖于水杨酸信号途径的细胞死亡

用MBP作为磷酸化底物的凝胶内激酶活性分析结果显示，在转基因拟南芥植株中诱导表达组成型激活的AtMEK₅蛋白（AtMEK₅^DD）引起的细胞死亡和用带有avr Rpt2基因的病原菌P. Syringe处理转基因植株导致的超敏性细胞死亡过程中，44kDa和48kDa的两个MAPK均被激活；AtMEK₅^DD在NahG转基因烟草叶片中瞬时表达和在拟南芥杂交植株AtMEK₅^DD x NahG中诱导表达依然引起细胞死亡，且杂交植株中AtMEK₅^DD表达并未引起水杨酸含量的显著变化； Northern检测结果显示，病原菌处理可显著诱导AtMEK₅^DD转基因植株中PAL、PR1和PR5 基因的大量转录，而AtMEK₅^DD的表达仅导致PR5 基因的大量转录；表明有别于超敏性细胞死亡的水杨酸依赖特性，AtMEK₅激活引起的细胞死亡不依赖于水杨酸信号途径。     

陆地棉子叶色素腺体延缓形成种质系的育成及其遗传研究

用（亚洲棉×比克氏棉）F₁双二倍体作母本与陆地棉单节显性系1（Gl₂Gl₂gl₃gl₃）进行杂交，获得具有比克氏棉子叶色素腺延缓形成性状的[(亚洲棉×比克氏棉)F₁双二倍体×陆地棉]F₁种间三元杂种。种间三元杂种高度不育，PMC减数分裂中期I的染色体构型为2n=52= 41.45I +4.38 II+0.55 III+0.04，二价体交叉值为1.19。用Gl₂Gl₂gl₃gl₃作轮回亲本对种间三元杂种进行连续回交，在BC₈群体中发现2株带目标性状的可育植株。对其进行自交和筛选，育成具有子叶色素腺体延缓形成特性的陆地棉种质系——ABH-0318。该种质的色素腺体性状稳定，休眠种子除子叶边缘处有小量稀小的色素腺体外，基本无色素腺体，其棉酚含量为0.0175%，属于典型的低酚棉类型；种子萌发后，子叶及植株主要器官含有大量的色素腺体，棉酚含量与一般有酚棉品种相似，即植株为有酚棉类型。遗传分析结果表明，该种质的子叶色素腺体延缓形成性状受位于Gl₂和Gl₃位点的二对基因互作控制，其中位于Gl₂ 位点的基因来源于比克氏棉，对已知的陆地棉色素腺体等位基因（Gl₂和gl₂）为显性，但对Gl₃则表现为隐性上位，暂定其基因符号为Gl₂^b；位于Gl₃的基因为隐性基因，来源于陆地棉。