Mla12介导的抗性所需基因(required for Mla12-mediated resistance, RAR1)作为植物抗病信号途径中的重要元件,广泛参与植物的抗病反应。为研究谷子(Setaria italica)中SiRAR1的结构与表达特征,本研究以抗病材料'十里香'叶片cDNA和基因组DNA为模板,分别克隆到SiRAR1基因的CDS序列和启动子序列,利用生物信息学软件分析了其编码氨基酸的生物学特征,采用qRT-PCR分析该基因在谷子不同组织部位和谷子响应谷锈菌(Uromyces setariae-italicae)胁迫反应中的表达模式,用SDS-PAGE技术分析该基因的原核表达特征。结果表明,SiRAR1基因开放阅读框全长765 bp,编码254个氨基酸(GenBank No. MK814879),预测分子量为28.04 kD,理论等电点为8.13。该蛋白的最大二级结构为无规则卷曲,最小元件为β-转角。氨基酸同源性的系统进化分析表明,SiRAR1与同科植物的进化关系最近,其中与糜子(Panicum miliaceum)第12号染色体的基因假定蛋白C2845_PM12G15490 (hypothetical protein C2845_PM12G15490, GenBank No. RLM79685.1)同源性最高(92.44%)。qRT-PCR分析表明,SiRAR1基因在谷子的根、茎、叶、穗中均有表达,其中在根部的表达量最高,茎部表达量最低,孕穗期和抽穗期的穗部表达水平相近;在谷锈菌侵染处理下,SiRAR1基因在抗病材料'十里香'中于12 h开始上调表达,至36 h表达量达到峰值,在感病材料'豫谷1号'中于96 h上调表达,且在'十里香'中的表达量峰值为'豫谷1号'中的3倍(P<0.01),在豫谷1号中的表达量峰值为'十里香'中的1.6倍(P<0.05),表明较感病植株相比,SiRAR1基因在抗病植株中的上调表达时间更早、持续时间更长、表达量上调幅度更强,推测SiRAR1基因可能在谷子抗病反应的早期起正调控作用。构建的原核表达载体pET30a-SiRAR1经0.1和0.4 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-thiogalactoside, IPTG)诱导均能表达出表观分子量约为33 kD的SiRAR1融合蛋白。上述实验结果为进一步研究SiRAR1基因功能与谷子抗病机制提供了重要的理论依据。

环境污染和人类活动使我国泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)资源量锐减,种质资源不断退化。为探索我国泥鳅不同地理群体的遗传多样性及种群遗传结构,本研究采用10个微卫星标记对鄱阳湖地区及珠江流域共7个泥鳅群体(鄱阳湖, 英德, 清远, 连南, 南雄, 梅州, 柳州)进行了遗传多样性分析。结果表明,各基因座的平均等位基因数(number of allele, Na)和有效等位基因数(effective number of allele, Ne)分别为7和2.5个,平均观测杂合度(observed heterozygosity, Ho)和期望杂合度(expected heterozygosity, He)分别为0.327 4和0.396 0。7个泥鳅群体间的近交系数(population inbreeding coefficient, Fis)、遗传分化系数(genetic differentiation coefficient, Fst)和基因流(number of migrants per generation, Nm)分别为0.093 0、0.372 0和0.422 1,表明7个群体间遗传交流水平低,存在较高程度的遗传分化。10对微卫星引物在7个群体中共扩增出79个等位基因,群体的Na为3.0~7.5个,Ne为1.7~5.5个,Ho为0.307 4~0.534 7,He为0.329 0~0.861 5,多态信息含量(polymorphism information content, PIC)为0.316 8~0.529 4。7个泥鳅群体间的遗传距离为0.045 3~1.602 3,柳州与南雄群体遗传距离最小(0.0453),亲缘关系较近;清远与梅州群体遗传距离最大(1.6023),亲缘关系相对较远。基于遗传距离的聚类结果显示,柳州、南雄、连南和梅州群体聚为一个分支,而清远、英德和鄱阳湖群体聚为另一个分支。上述研究结果表明,目前我国泥鳅群体的遗传多样性处于中等水平,泥鳅群体间的遗传分化受自身迁移能力和地理隔离等因素的影响。本研究可为泥鳅良种基础群体的进一步选择及泥鳅种质资源的保护提供理论依据。

类胡萝卜素(carotenoids)作为一种重要的营养物质,广泛存在于胡萝卜(Daucus carota)中。番茄红素(lycopene)是一种主要的类胡萝卜素,对植物生长发育和逆境响应有重要作用。八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase, PSY)是番茄红素合成的关键酶之一。利用RT-PCR (reverse transcription PCR)技术从胡萝卜'君川红'中克隆获得ORF长为1 317 bp、编码438个氨基酸的DcPSY2基因(GenBank No. NM_001329167.1)。将DcPSY2与其他17种植物中PSY蛋白的氨基酸序列进行多重比对,结果显示其总体相似性为82.22 %,可见PSY蛋白是高度保守的蛋白质。进化关系表明,胡萝卜DcPSY2蛋白与红木(Bixa orellana) PSY蛋白进化关系最近。胡萝卜DcPSY2蛋白是亲水性、非分泌蛋白,且无信号肽,属于类异戊二烯合成C1超级家族(isoprenoid biosyn C1 superfamily)成员,在各细胞器中均有分布。二级结构预测表明,胡萝卜DcPSY2由53.65 %的α-螺旋、5.48 %的β-折叠、12.79 %的延伸主链和28.08 %的随机卷曲组成。qRT-PCR结果显示,DcPSY2基因在高温(38 ℃)、低温(4 ℃)、干旱(200 g/L PEG6000)和高盐(200 mmol/L NaCl) 4种非生物胁迫下均有明显响应。在高温和高盐胁迫下,DcPSY2基因在处理2 h后表达量达到峰值;在低温和干旱胁迫下,DcPSY2基因的表达量在处理后1 h时显著上调(P<0.05)。本研究结果为DcPSY2基因在胡萝卜生长发育中的功能研究及其在抗逆育种中的应用研究提供了基础资料。

大白菜芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)病的抗性遗传规律十分复杂,为了更好地了解不同抗病材料之间抗性位点的异同,以大白菜(Brassica campestris spp. pekinensis)高代自交系抗病材料'73'和国家级TuMV抗源材料'8407'为核心亲本,对9个抗病材料('73', '8407', '早219', '07-372', '07-14', '河南304', '322', '826'和'07-55') TuMV抗性位点的异同进行研究,通过杂交和自交,构建F₁、F₂群体,并分别对子代和亲本接种TuMV的C4株系,根据F₁的抗性表现和F₂的抗性分离情况,判断不同组合之间抗性位点的异同。结果表明,抗病材料'73'、'322'和'07-55'与'8407'的抗性位点连锁但不等位,抗病材料'322'和'07-55'与'73'的抗性位点等位,抗病材料'早219'、'07-372'、'07-14'和'826'与'8407'的抗性位点等位;抗病材料'河南304'与上述材料的抗性位点均不等位。这一结果为下一步有针对性的选择抗病材料、开展大白菜抗TuMV分子标记研究提供了依据,同时也拓宽了大白菜TuMV抗性育种的种质资源,为大白菜抗TuMV育种的亲本选配和后代选择提供理论指导。

乙烯应答因子(ethylene responsive factors, ERFs)是一类植物特有的转录因子,在植物的生长发育和逆境胁迫响应中起重要调控作用。为了研究水稻(Oryza sativa) OsERF103基因(GenBank No. XM_015768788)的功能,本研究利用生物信息学方法对其序列特征进行分析;构建了pBWA(V)HS-OsERF103-Glosgfp融合表达载体并转化水稻原生质体,通过激光共聚焦显微镜观察融合蛋白在水稻原生质体的亚细胞定位;利用qRT-PCR技术对该基因在水稻不同组织及不同逆境胁迫下的表达模式进行分析。结果表明OsERF103含有1个AP2 (APETALA2)结构域,为亲水性蛋白,不含信号肽和跨膜结构,在进化关系上与短舌野生稻(Oryza brachyantha)类脱落酸阻遏因子1 (abscisic acid repressor 1-like, ABR1-like)蛋白的亲缘关系最近;亚细胞定位结果显示OsERF103定位于细胞核;qRT-PCR分析结果显示,OsERF103在孕穗期的根、茎、叶、叶鞘、叶枕和幼穗中均有表达,其在根中表达最强,在叶和幼穗中表达较弱;OsERF103被高温、低温、PEG6000、高盐和脱落酸(abscisic acid, ABA)诱导表达,但在不同的胁迫条件下该基因表达模式不尽相同。本研究为进一步研究水稻OsERF103基因的功能提供了基础资料。

'斗南'大果芽变是由'斗南'苹果(Malus domestica 'Tonami')的一主枝自然变异产生的。为明确'斗南'苹果大果芽变的机理,本研究以'斗南'苹果及其大果芽变'大果斗南'苹果为材料,对果实大小、细胞倍性、细胞组织结构及果实发育早期的转录组进行比较分析。结果表明,'大果斗南'平均单果重是'斗南'的1.5倍,二者差异显著(P<0.05)。果实细胞大小无显著差异,但在盛花后28 d和成熟期'大果斗南'的细胞数量显著多于'斗南'(P<0.05),'大果斗南'与'斗南'细胞倍性相同。通过比较'斗南'与'大果斗南'盛花后14和28 d的果实转录组数据,获得51个差异表达基因,KEGG通路主要富集在植物激素信号转导途径中,从中筛选出5个可能与大果芽变相关的基因,这些基因主要参与细胞分裂素信号转导及乙烯信号转导途径,表明'斗南'大果芽变可能与发育过程中植物激素变化有关。本研究结果为苹果大果型芽变的细胞学和分子基础研究提供了基础资料。

蔗糖非酵解相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase, SnRK)是一类植物特有的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)类蛋白激酶,在植物抗逆研究中扮演着重要的角色。为探究草莓(Fragaria vesca)中SnRK2基因家族的数量、结构以及响应非生物胁迫表达的差异性,以拟南芥(Arabidopsis thaliala)和水稻(Oryza sativa) SnRK2基因保守序列为基础,使用生物信息学工具,对草莓SnRK2基因家族成员进行同源比对,对其基因结构、系统进化、保守基序、蛋白理化性质、蛋白二级结构和顺式作用元件等进行分析,并采用qRT-PCR对基因在模拟逆境胁迫下的表达情况进行分析。结果显示,从草莓基因组数据库中鉴定得到10个SnRK2基因家族成员,分为3个亚族,编码氨基酸数为258~364个,分子量为29 469.75~41 481.68 D,理论等电点介于4.68~9.10之间,分布于草莓4条染色体上。基因结构和motif分析表明,多数基因有9个外显子;同一亚族的motif分布情况基本相似。亚细胞定位预测结果表明,FvSnRK2基因家族主要在细胞质中表达。蛋白二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主。上游2 kb顺式作用元件分析显示,FvSnRK2基因家族所有成员均含有MYB和MYC转录因子应答元件。qRT-PCR分析表明,FvSnRK2基因家族成员中,有5个基因在10 % PEG6000处理后12 h时相对表达量最高,FvSnRK2.4响应最明显,为0 h的15倍;100 μmol/L脱落酸(abscisic acid, ABA)处理后有6个基因相对表达量在24 h时最高,2个基因在12 h时最高,且FvSnRK2.5和FvSnRK2.9响应强烈,分别为0 h时的16.2倍和42.4倍;7个基因在200 mmol/L NaCl处理后相对表达量在2 h时最高,FvSnRK2.10响应强烈,为0 h时的65.2倍,FvSnRK2.5在12 h时最高,为0 h时的94.7倍。FvSnRK2.5和FvSnRK2.10在ABA和NaCl处理后响应强烈,在草莓抗逆境信号调节中有重要的调节作用。本研究为草莓SnRK2基因功能验证及育种工作提供了理论参考。

换锦花(Lycoris sprengeri)属石蒜科石蒜属多年生草本植物,花色为红蓝复色,是良好的鲜切花、盆花、地被和园林造景材料,具有很高的商业价值。为丰富培育花色多样的换锦花品种,本研究以换锦花花瓣转录组信息为基础,采用反转录-PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends, RACE)技术相结合成功克隆了长871 bp的换锦花R2R3-MYB转录因子5基因(R2R3-MYB transcription factor 5 gene, LsMYB5) cDNA序列(GenBank No. MK779710),开放阅读框681 bp,编码226个氨基酸,LsMYB5蛋白C端含有保守的乙烯类响应元件结合因子相关的两亲性抑制(ethylene-responsive element binding factor-associated amphiphilic repression, EAR)抑制结构域(pdLNLD/ELxiG/s)和锌指结构域(CX-(1-2) CX-(7-12) CX-(1-2)C),可能具有转录抑制功能。qRT-PCR分析表明,LsMYB5基因具组织特异性表达,主要在叶片中表达;在花瓣的凋谢期的表达量最高,在颜色不同的无性系中表达量具有显著性差异(P<0.05),推测LsMYB5的表达与换锦花花色形成有关。为了进一步分析LsMYB5基因功能,本研究构建了原核表达载体pET-30(a)-LsMYB5,转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (DE3),成功获得异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-thiogalactoside, IPTG)诱导的表达重组蛋白,并进行了His标签蛋白纯化。该研究结果可为进一步研究LsMYB5转录因子调控的换锦花花色形成相关结构基因的筛选提供理论依据。

百脉根(Lotus corniculatus)是一种具有广阔应用前景的豆科牧草,但推广利用效率受干旱影响严重。为解决这一问题,本课题组经过多年研究,筛选出了高耐旱性百脉根种质B08,为进一步研究B08种质的抗旱机理,本实验运用抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization, SSH)技术构建了B08百脉根干旱胁迫诱导基因表达的正反向抑制消减杂交cDNA文库,从正反向文库中各随机挑选600个阳性克隆进行测序分析,结果表明：(1)正反向文库分别得到574条和595条高质量序列,平均长度分别为207.5和242.7 bp。对高质量序列数据进行数据组装,最终得到632条unigenes序列,其中正库获得178条,反库获得454条。(2)将获得的632条unigenes序列与公共数据库进行BLAST比对,最终有147条序列被注释成功,其中80条是功能已知的基因,67条是功能未知基因,此外还发现了485条新基因。(3)对NCBI Non-Redundant Protein Sequence Database (nr)注释结果进行物种统计,结果显示与毛果杨(Populus trichocarpa)、苹果(Malus domestica)、菠菜(Spinacia oleracea)、大麦(Hordeum vulgare)、油菜(Brassica napus)、木豆(Cajanus cajan)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)、中果咖啡(Coffea canephora)等同源性较高。对正反文库筛选到的序列进行基因本体(Gene Ontology, GO)功能分类,结果显示参与细胞、细胞成分、细胞器、结合活性、代谢过程、催化活性、细胞过程的序列所占比例较大。(4)获得的unigenes涉及植物光合作用、能量代谢、激素的合成、蛋白质代谢、核酸代谢、离子转运和信号转导等。(5)发现了和植物抗旱机制密切相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(serine/threonine-protein phosphatase)、类钙调素蛋白(calmodulin-like protein, CML)、吲哚-3-乙酸诱导蛋白ARG7 (indole-3-acetic acid-induced protein ARG7)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)。本研究结果为下一步克隆并验证百脉根抗旱相关基因、发现抗旱相关新基因、研究百脉根抗旱分子机制以及培育高抗旱性百脉根品种提供了基础资料。

利用分子标记辅助选择技术能够加快肉羊生长性状选育的遗传进展,并提高选种的准确性。为了解山羊(Capra hircus)类胰岛素样生长因子-1基因(insulin-like growth factor-1, IGF-1)的骨骼肌表达特征、SNPs分布及其与山羊生长性状的关联性,本研究利用qRT-PCR技术分析IGF-1在福清山羊和努比亚黑山羊的咬肌、颈斜方肌、头颈半棘肌、臂三头肌、腕桡侧伸肌、背最长肌、腰大肌、股四头肌和臀股二头肌共9个骨骼肌组织中的表达水平,同时采用PCR产物直接测序和高分辨率熔解曲线(high-resolution melting, HRM)技术检测了IGF-1基因在福清山羊(n=124)、努比亚黑山羊(n=152)、简阳大耳羊(n=121)和戴云山羊(n=20)中的多态性及其与生长性状的关联性。结果表明,IGF-1基因在2个品种9个骨骼肌组织中均有表达,表达水平存在骨骼肌组织和品种的差异;该基因在福清山羊9个骨骼肌组织中的表达水平均低于努比亚黑山羊,该基因在咬肌、股四头肌的表达量在2品种间差异极显著(P<0.01),该基因在臂三头肌、颈斜方肌和背最长肌的表达量在2品种间差异显著(P<0.05)。IGF-1基因外显子序列高度保守,在福清山羊和努比亚黑山羊中均未发现突变位点。4个品种的3个SNPs位点多呈中度多态分布,PIC为0.18~0.38;3个SNPs位点多态性分布对山羊生长性状的影响存在明显的品种特异性,对简阳大耳羊和努比亚黑山羊的部分生长性状存在显著影响,而对福清山羊生长性状的影响较小。本研究结果揭示了IGF-1基因在福清山羊和努比亚黑山羊骨骼肌中的表达差异性,为进一步探索山羊的生长发育机制提供了基础数据;IGF-1基因的3个SNPs位点对山羊部分生长性状有显著影响,可以作为山羊生长性状分子标记辅助选择的候选标记。

边鸡(Gallus gallus)是我国珍贵的地方鸡遗传资源。从分子水平上探究边鸡保种群的遗传多样性和分子遗传进化,对该品种资源的保护具有重要意义。本研究利用简化基因组测序(restriction-site associated DNA sequence, RAD-seq)检测边鸡群体的SNP标记,通过计算遗传统计量,分析比较边鸡群体与其他地方鸡种群体的遗传差异,并对进化过程中受到选择的基因进行功能注释。结果在边鸡保种群体中鉴定出SNP标记319 723个,保种群体的观察杂合度(observed heterozygosity, Ho)为0.193,核苷酸多样度(Pi)为0.231,近交系数为0.167,近交水平相对较高。连锁不平衡分析表明,边鸡群体各等位基因不存在强烈的连锁不平衡现象。模型聚类结果表明,边鸡与大骨鸡、安义瓦灰鸡及狼山鸡聚为一类,亲缘关系较近。对鉴定出的前200个受到强烈选择的基因进行基因本体论 (Gene Ontology, GO)和京都基因与KEGG注释分析,这些差异基因主要富集在代谢、神经受体—配体的相互作用、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)、血管内皮生长因子等信号通路。基因功能分析的结果有助于了解边鸡的抗寒、耐缺氧、繁殖力、神经系统发育和抗逆性等特殊性状形成的分子机理,为我国地方鸡种的遗传进化、种质特性评价及品种保护提供理论依据。

家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV)是一种对家蚕具有高致病性的病毒,会导致蚕业生产上的严重经济损失。迄今已在家蚕中发现了几种对BmNPV有抑制作用的蛋白,但各基因的表达水平与家蚕不同遗传类型材料BmNPV抗性的相关程度仍不清晰。本研究以高抗材料(highly resistant parent, R)和高感材料(highly susceptible parent, S)组配成F₁、F₂及回交等不同遗传类型材料,利用添毒实验与荧光定量PCR技术,检测家蚕不同遗传类型材料在不同感染条件下对BmNPV的抵抗能力及其相应的5个抗性相关基因(家蚕脂肪酶Ⅰ基因(Bmlipase-1), 家蚕丝氨酸蛋白酶Ⅱ基因(serine protease Ⅱ, BmSP-2), 家蚕核糖体蛋白S3A基因(ribosomal protein S3A, BmS3A), 家蚕抑制蛋白酶Ⅱ基因(suppressor of profilin 2, BmSop2), 家蚕烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化还原酶基因(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidoreductase, BmNOX)的相对表达量,分析其与抗性的关联性。结果表明：Bmlipase-1和BmSP-2在家蚕中肠特异表达,其他基因没有组织表达特异性;Bmlipase-1、BmSP-2、BmNOX和BmSop2四个基因在不同遗传类型材料中肠的相对表达量之间均存在明显差异,且抗性越强的遗传类型材料的相对表达量也越高,各基因的相对表达量与材料抗性呈正相关性。而BmS3A基因的表达差异在各遗传类型材料间没有呈现出一定的相关性;Bmlipase-1在不同遗传类型材料的相对表达量与其抗性水平的一致性最高,该基因的相对表达水平可以在家蚕育种过程中作为抗核型多角体病毒材料选择与鉴定的依据之一。

昆虫病原线虫(entomopathogenic nematodes, EPNs)是一类高效安全的生物杀虫剂,其繁殖能力是影响其商品产量和质量的重要因素。利用前期构建的小杆科EPN崇明拟异小杆线虫(Heterorhabditidoides chongmingensis)的差异基因表达谱(differentially expressed genes, DEGs)文库,选取参与调控该线虫繁殖发育的RNA结合蛋白lin-41的编码基因(RNA-binding protein lin-41 coding gene, lin-41)作为研究对象,通过对其生物学功能进行鉴定,探究该基因在H. chongmingensis发育繁殖过程中的作用。通过同源性分析选取lin-41基因中保守区的非霍奇金淋巴瘤(non Hodgkin's lymphoma, NHL)超家族功能域构建RNA克隆载体,再利用L4440质粒构建干扰片段的双链核糖核酸(double-stranded RNA, dsRNA)表达载体,并转化到大肠杆菌(Escherichia?coli) HT115 (DE3)感受态细胞中。以饲喂法在H. chongmingensis线虫体内干扰目的基因的表达,利用qRT-PCR检测lin-41的被干扰效果及lin-41与繁殖相关基因G蛋白α亚基(G protein α subunit, goa-1)的潜在关系,并统计lin-41基因表达量下调后H. chongmingensis的生物学特征的变化。结果表明针对lin-41基因中保守区片段的NHL超家族功能域设计的dsRNA表达载体有效的降低了H. chongmingensis线虫体内lin-41的表达量,相对于对照组降低了72.08% (P<0.01)。lin-41 RNAi组线虫的产卵量与对照组相比明显下降,平均减少了45枚虫卵(P<0.05)。孵化率、体长和雌虫率没有显著变化。此外,lin-41被干扰之后可以显著降低goa-1的表达量(P<0.05)。本研究通过RNAi的方法初步探究了lin-41在H. chongmingensis中的生物学功能,该基因参与调控H. chongmingensis的产卵量并参与调控goa-1的表达,在H. chongmingensis线虫的繁殖过程中起重要调控作用。本研究为后续H. chongmingensis线虫的生产扩繁提供了重要的理论依据和技术支撑。

桃形李(Prunus salicina var. taoxingli)成熟于7月中旬高温多雨的季节,果实采收前后易受多种霉菌侵染而导致大量落果,也难以保鲜。为了鉴定桃形李致病菌种类和降低霉菌发生,本研究在鉴定致病菌的基础上,对其可能的宿主进行检测,并探讨光照、温度、pH值及不同C源和N源对菌落生长的影响;利用NaHCO₃结合壳寡糖(chitosan oligosaccharide, COS)涂膜处理进行防效试验。结果表明,致病菌为丝衣霉菌(Byssochlamys sp.) B-TXL-02,该菌株对梨(Pyrus spp.)、苹果(Malus domestica)、桃(Prunus persica)、樱桃(Prunus avium)、葡萄(Vitis vinifera)、杏(Prunus armeniaca)、芒果(Mangifera indica)和香蕉(Musa spp.)等水果均可致病,说明其宿主具广谱性。连续光照可显著抑制此致病菌的菌落生长。该菌最适生长条件为：温度30 ℃、pH 5,最适C源为D-果糖和葡萄糖;最适宜N源为牛肉浸出膏和酵母浸出膏。添加NaHCO₃和壳寡糖在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar, PDA)上培养的前6 d和前12 d能显著抑制菌落生长,这两种药剂均可显著抑制孢子萌发和菌丝生长,且经0.3% NaHCO₃+1.6%壳寡糖涂膜复合处理可显著降低果实腐烂率。研究结果为桃形李果实采后丝衣霉菌的防治提供一种实用方法。

由西瓜(Citrullus lanatus)专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. niveum, FON)引起的西瓜枯萎病是一种严重的土传病害,而一些拮抗菌株能有效控制西瓜枯萎病的发生。本研究以黑龙江省齐齐哈尔市青昕蔬菜基地作物根际土壤为材料,筛选西瓜枯萎病拮抗菌株,并探究其拮抗性能。采用平板对峙法筛选高效抑制FON的拮抗菌株,通过形态观察、生理生化特征、生防相关酶检测和16S rDNA序列分析进行种属鉴定;利用生长速率法研究拮抗菌株无菌发酵滤液在不同生长时期抑菌能力及不同条件下无菌发酵滤液的稳定性;利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和激光共聚焦扫描显微镜(confocal laser scanning microscope, CLSM)分析无菌发酵滤液对FON孢子形态和膜完整性的影响。结果表明,筛选到1株拮抗菌株WC,经鉴定为甲基营养型芽胞杆菌(Bacillus methylotrophicus),具有产淀粉酶、葡聚糖酶、蛋白酶以及铁载体的能力;其无菌发酵滤液在平稳期具有较高的抑菌能力,对FON菌落生长的抑制率为61.57%。无菌发酵滤液10 ℃处理30 min后对FON菌落生长抑制率最高为62.78%,其热稳定性较差;在酸碱性环境中稳定性较差,pH为7时抑菌率最高达74.54%;在4 ℃下可持续保存至少30 d,且对紫外线不敏感,可以保持稳定的抑菌活性。通过SEM和CLSM观察发现,经无菌发酵滤液处理后,FON孢子表面凹陷,细胞膜完整性受到破坏。综上所述,拮抗菌株WC对西瓜专化型尖孢镰刀菌具有较强的拮抗作用,在西瓜枯萎病生物防治中具有潜在的应用前景。

分类地位和生产条件明确的功能菌能更高效地应用于产品研制。为给烟草(Nicotiana tobacum)生物肥料的研制和生产提供分类地位明确、发酵条件最佳的促生功能菌株,根据表型特征、遗传特征等对分离自植株根际的烟草根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR) MT-002-B-12进行鉴定,并利用单因素优选法和响应面分析法优化其产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的发酵条件。结果表明,菌株MT-002-B-12是一株变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola),其最佳发酵条件是：装液量30% (V/V),培养基初始pH 6.0,温度25 ℃,转速150 r/min,培养时间34 h;培养基中营养最适成分含量：1.11%蔗糖,1.36%蛋白胨,0.15‰ MgSO₄·7H₂O,0.34‰ CaCl₂·2H₂O。该菌株的获得丰富了促生菌的种类,可作为研制烟草生物肥料的菌株资源。

非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)是一种以肝细胞脂肪变性和脂质贮积为特征的临床病理综合征,其发生受脂肪酸的合成、氧化、转运,胰岛素抵抗,氧化应激、糖异生等方面影响。研究发现多发性内分泌肿瘤1型(multiple endocrine neoplasia type 1, MEN1)基因编码的蛋白menin可以广泛参与肝脏代谢途径中。menin是肝脏的代谢的重要调节因子,对于脂肪肝的发生具有重要的调控作用。本文就menin参与脂质代谢、糖代谢、胰岛素抵抗以及炎症反应等方面的研究进展进行了综述。

转基因技术在全球范围内引起了极大的关注,转基因成分,尤其是转基因作物,关乎人体健康和生态环境,备受世人关注,并且引发了一系列伦理道德问题,因此对于转基因成分的检测极其重要。本文从“功能核酸”与“生物传感器”的概念出发,重新认知、归纳、总结了基于分子扩增技术的转基因功能核酸生物传感器、基于不同信号输出方式的转基因成分功能核酸生物传感器和基于纳米材料的转基因成分功能核酸生物传感器。最后,对转基因成分检测的未来发展面临的挑战和趋势做出了展望。本文有助于推动转基因检测技术与功能核酸传感学科的发展。

肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)是肌肉发育的重要负向调控因子。自然界中多个物种的MSTN突变会产生肌肉肥大的性状,但在猪(Sus scrofa)中还未发现MSTN的自然突变。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所利用锌指核酶(zinc-finger nucleases, ZFN)编辑技术敲除梅山猪胎儿成纤维细胞的MSTN基因,并结合体细胞核移植(somatic cell nuclear transplantation)及胚胎移植(embryo transplantation)技术获得了国际首例MSTN基因编辑克隆梅山猪。该品系的纯合子MSTN (MSTN^-/-)编辑梅山猪具有明显的双肌性状,背部宽阔、臀部丰满、前肩发达,瘦肉率可达到60%以上,相比野生型(MSTN^+/+)提高了近20%,达到了与外来猪种一样的瘦肉率水平,有效地解决了制约我国地方黑猪发展的技术瓶颈。该基因编辑猪的基因组内无任何标记基因、无脱靶现象及任何载体片段的整合,在动物健康及其产品安全方面更具有可靠性,并已被农业部批准进入生产性试验安全评价阶段,相关成果的制备专利和MSTN突变序列保护专利已经获得国家发明专利授权。目前该成果在安全性及其育种价值方面都具有很好的产业化前景,可为社会带来巨大的经济效益。