科研产出
蛋白质组学方法评估转基因抗虫玉米非预期效应
《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】转基因育种是将对人类有益的外源基因通过生物技术整合进受体植物的基因组中,使其获得通过自然进化无法获得优异性状,这是转入外源基因的"预期效应"。然而,外源基因插入受体植物还可能产生无法控制和预期的细胞、代谢或表型等方面的改变,即"非预期效应"。非预期效应是转基因植物安全评价的核心内容之一,也是近年来研究的热点和难点。本研究以抗虫转基因玉米为材料,利用差异蛋白质组学技术比较研究转基因玉米与其非转基因玉米之间的非预期效应,为蛋白质组学技术解析转基因植物非预期效应提供理论参考。【方法】选取4份已经进入中国农业部安全评价阶段转苏云芽孢杆菌(Bacillus thuringeinsis,Bt)内毒素基因的抗虫玉米材料,即SK12-5zd、IE034z、Bt799z、Bt799zd,以及它们的对照玉米材料郑单958和郑58,分别种植于可控人工温室中。待玉米幼苗生长至5叶1心期时,每份材料取长势一致的6个单株最上部完全展开叶片,混合作为一个样本进行取样,并提取叶片蛋白质。双向电泳技术分别分离4种转基因玉米和它们各自对应的非转基因材料高丰度蛋白质组,利用Image Scanner扫描仪扫描脱色后的蛋白质凝胶,PD Quest 8.0软件(Biorad,USA)分析蛋白质凝胶图谱,以蛋白点相对体积(%Vol)来表述每一个匹配蛋白质的表达丰度,将电泳凝胶上特异性蛋白质和相对体积大于2倍的差异蛋白质点取样,依据相应蛋白质数据库进行质谱鉴定,并对鉴定出的特异性和差异性蛋白质进行细胞功能富集分析(GO)和代谢途径富集分析(KEGG),以评价转基因抗虫玉米的可能非预期效应。【结果】通过比较4种不同转基因抗虫玉米及其非转基因对照的高丰度蛋白质组,除目标抗虫基因外,共鉴定出61个蛋白质,其功能主要是富集于光合作用、碳固定、能量转运等基础细胞功能相关酶类,如核酮糖二磷酸羧化酶、ATP合成酶、丙酮酸磷酸双激酶等。仅有少数几个与光合作用、碳固定和ATP合成途径等基础代谢过程相关基因出现上调表达。KEGG分析表明,与对照ZD958相比,SK12-5zd的差异蛋白在光合生物碳固定途径中显著富集;Bt799zd的差异蛋白则分别在光合生物碳固定途径、光合作用和碳代谢途径中显著富集。与对照Z58相比,IE034z和Bt799z的差异蛋白均在光合作用代谢途径中显著富集。证明4种转基因材料与对照蛋白质组相似性较高,未见基因的异常表达。【结论】测试的4种转基因材料在蛋白质水平未发生影响其安全性的非预期效应;当前结果表明蛋白质组学技术可以用来验证转基因植物的非预期效应。
关键词： 转基因玉米 蛋白质组学 非预期效应 双向电泳 差异表达蛋白
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不同施肥处理对农田黑土土壤酶活性的影响
《玉米科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：研究不同施肥处理对农田黑土纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化物酶活性的影响.结果表明,不同施肥处理下0~ 20 cm土壤纤维素酶活性、过氧化物酶活性有机肥与化肥配施(NPK+M)>休闲地(FW)>单施化肥(NPK)>不施肥(CK),21~40 cm土壤NPK+M>NPK>FW>CK处理;多酚氧化酶的活性0~20 cm为FW>NPK>NPK+M>CK处理,21~40 cm为CK>FW>NPK >NPK+M处理.在玉米的生育期内,土壤纤维素酶和多酚氧化酶的活性在出苗后50 d(拔节期)达最大;过氧化物酶的活性在出苗后15 d(苗期)最大.施肥有利于提高土壤纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,有机无机肥配合施用效果最佳.
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应用多重PCR技术快速筛查食品中的转基因成分
《食品与生物技术学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以转基因植物中常见的3种筛选调控元件、2种标记基因和1种目的基因为检测靶标,建立了能在一次PCR扩增中同时检测6种转基因成分的多重PCR检测方法。结果表明,当多重PCR体系中Ca MV35S启动子、Fa MV35S启动子、NOS终止子、bar基因、NPTII基因、CP4-EPSPS基因的检测引物浓度分别为0.2、0.2、0.3、0.3、0.2、0.2μmol/L,退火温度为60℃时扩增效果最佳,利用优化后的六重PCR方法可从转基因玉米、大豆、棉花、油菜等各类样品中精准检测出相应的转基因成分,方法的检测灵敏度可达到0.1%。该方法为食品中常见转基因成分的筛查提供了一种高效的手段,在转基因产品的检测工作中具有较高的应用价值。
关键词： 转基因生物 调控元件 标记基因 目的基因 多重PCR 筛查
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玉米ZmWRKY45基因克隆及盐碱逆境胁迫下的表达分析
《玉米科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：通过水稻中OsWRKY45基因在NCBI中进行同源序列比对,电子克隆ZmWRKY45基因并与其他物种中的同源基因进行进化树分析。利用该基因的CDS区设计特异引物,在3叶期对吉单441进行不同浓度NaHCO_3处理,对玉米杂交种吉单441及其双亲自交系进行验证。结果表明,在吉单441及其父本中含有ZmWRKY45,在盐碱胁迫下吉单441中该基因随着盐碱浓度的升高而表达量升高,初步判断该基因可能在吉单441的耐盐碱过程中起到正向调控作用。
关键词： 玉米 ZmWRKY45基因 电子克隆 盐碱胁迫
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外源有机碳对黑土有机碳及颗粒有机碳的影响
《水土保持学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为了阐释外源有机碳在土壤有机碳运转中的作用机制,以黑土为供试材料,进行了5年的室外培养试验,并结合室内全土及颗粒组分单独矿化培养试验,研究了不同外源有机碳对黑土有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)含量及其矿化特征的影响。试验包括单施化肥、牛粪配施化肥、鸡粪配施化肥、秸秆配施化肥和树叶配施化肥5个处理。结果表明:(1)单施化肥黑土SOC的损失主要来源于POC的损失,外源有机碳有利于SOC和POC的累积,与对照相比,禽畜粪便处理的SOC和POC平均增加幅度分别为16.6%和27.8%,植物残体处理的SOC和POC平均增加幅度分别为27.0%和46.4%;(2)一级动力学方程能较好地描述SOC和POC的矿化动态(R~2>0.9),且POC比SOC易矿化,POC的60d累积矿化量是SOC的3倍以上;(3)禽畜粪便处理和植物残体处理的POC平均矿化率分别为31.5%和29.8%,禽畜粪便处理的POC更易矿化;(4)外源有机碳有效降低了黑土有机碳的矿化,尤其是牛粪,其SOC矿化率为1.9%,比对照低了3.4%,其POC矿化率为24.8%,比对照低17.4%;(5)外源有机碳在黑土中的碳累积能力表现为树叶>秸秆>牛粪>鸡粪。
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转基因玉米SW12-859的抗螟性及农艺性状评价
《玉米科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：SW12-859为吉林省农业科学院农业生物技术研究所培育的转基因玉米杂交组合,全株表达Cry1F基因杀虫蛋白。本研究以其为材料,与其遗传背景相似的郑单958为非转基因对照,在玉米心叶期(6~8叶期)和穗期(13~16叶期)进行田间人工接玉米螟初孵幼虫,调查其抗螟性、农艺性状及对产量损失的影响。结果表明,在玉米心叶期和穗期,转基因玉米SW12-859对一、二代玉米螟表现为高抗,郑单958表现为感,二者受玉米螟危害程度(抗螟性)差异显著。转基因玉米SW12-859和郑单958的株高、穗位高等农艺性状相近,在接虫条件下,转基因玉米产量显著高于非转基因玉米。
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长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化
《吉林农业大学学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P<0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P<0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。
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新型玉米种子生产技术表达载体的构建及遗传转化
《基因组学与应用生物学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：本研究在GenBank中找到花粉育性恢复基因MS45、花粉致死基因ZmAA1、颜色筛选标记基因DsRed2及其特异性启动子和终止子序列,并在目的基因和植物表达载体pCAMBIA3300设计带有限制性内切酶位点的特异性引物,扩增基因片段,双酶切目的片段及载体,回收后连接,构建表达载体pCAMBIA3300-MS45-DsRed2-ZmAAI,通过农杆菌介导的萌动胚遗传转化法将构建的表达载体转化到优良玉米自交系吉A001中,通过喷洒含5mg/L除草剂筛选得到397株草胺膦抗性植株,用PCR检测得到119株含有目的基因的阳性植株。结果表明,MS45-DsRed2-ZmAAI基因在玉米中得到表达。
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玉米茎秆压碎强度遗传改良效果
《吉林农业大学学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以Non-Reid群骨干自交系PH4CV、PHB1M、B12和Dom群骨干自交系昌7-2、M5972、丹598、F349为基础材料,育成改良系JD1、JD2、JD3、JD4、JD5。试验于玉米灌浆初期对5个改良自交系与7个亲本自交系进行取样,研究了影响玉米茎秆压碎强度的因素及改良系在茎秆压碎强度这一性状上的改良效果。结果表明:玉米灌浆初期茎秆压碎强度随茎秆基部节位的上升呈下降趋势,且节位越往上,下降越明显;在植株茎秆各性状中,单位节间干物质量对茎秆压碎强度影响最大,可作为判断茎秆压碎强度的重要指标;在5个改良系中,JD5的改良效果最明显,JD2和JD3的改良效果比较明显,JD1和JD4的改良效果不明显。
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玉米SSR-DNA指纹库构建方案在高粱中的通用性
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：近年来,随着主要农作物品种SSR分子鉴定技术规程的相继颁布,玉米、水稻已经建立了标准样品SSR-DNA指纹数据库,其它作物正在启动,整合一套稳定性好、通用性高、操作便捷的建库方案对多种作物DNA指纹库的构建具有重要意义。本研究以6份高粱和3份玉米标准样品为例,以高粱和玉米品种真实性检测标准为基础,研究跨作物应用玉米DNA指纹库构建方案的可行性。研究表明将玉米DNA指纹库构建方案应用于高粱中是可行的,这为后续探究其他作物DNA指纹库构建通用性方案研究奠定基础。
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