科研产出
玉米ZmGRAS31基因的克隆及功能研究
《作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：GRAS蛋白家族是一类植物特有的转录调控因子,在多种植物中均有报道.为了探究玉米GRAS基因家族在逆境胁迫下的功能,本研究从玉米根中克隆获得ZmGRAS31(AC:NC_024462),该基因全长1422 bp,编码473个氨基酸.生物信息学分析表明ZmGRAS31蛋白分子量为51,700.38 Da,理论等电点为4.73,具有GRAS转录因子家族特有的保守结构域,但不具跨膜结构,亲水性较差.玉米原生质体瞬时表达实验表明ZmGRAS31定位于细胞核内.实时荧光定量PCR(qPCR)分析表明,在低温、脱水、高盐、干旱处理下,ZmGRAS31在玉米幼苗均上调表达;不同浓度NaCl处理过表达ZmGRAS31转基因拟南芥植株,其根长优于野生型,由此推测该基因可能参与玉米非生物胁迫应答.
关键词： 玉米 ZmGRAS31 转录因子 原生质体 qPCR 非生物胁迫
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基于三维冠层模型的玉米光合作用和光能利用模拟
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：光线分布和叶片光合特征在冠层内部具有极强的时空异质性,基于三维冠层模型的玉米光合模型是精确评估品种高光效的重要手段。该研究将作物三维冠层模型、光线分布模型、光合模型与光能利用模型相耦合,建立了玉米冠层光合生产模型3DMaizeCaP,设置3个不同株型的玉米品种(矮单268、京科968和郑单958),2种不同光照条件(晴天和阴天),通过大田试验与模型模拟研究揭示了玉米冠层光合速率和光能利用效率对品种和环境的响应。结果表明,矮单268、京科968和郑单958的叶片最大光合速率和暗呼吸速率均随节位下降呈线性降低的垂直分布规律,各品种中矮单268的最大光合速率最大,而暗呼吸速率最小;冠层净光合速率日变化趋势明显,矮单268在阴天和晴天下的冠层最大净光合速率(以CO2计)为21.6和26.2μmol/(m2·s),均显著(P<0.05)高于京科968(20.8和24.9μmol/(m2·s))和郑单958(19.6和24.4μmol/(m2·s));矮单268的日CO2净同化量在阴天和晴天下均显著(P<0.05)高于郑单958,增幅分别高达14.8%和12.4%,各品种间株型虽有显著差异(P<0.05),但冠层日累积光截获并无显著差异(P>0.05);单叶尺度上,各叶片中第16节位的单叶日净同化量达到最大;矮单268的光能利用效率最大,在阴天和晴天下分别为3.22和3.03 g/MJ,比京科968分别高4.5%和5.6%,比郑单958分别高7.7%和7.8%;初始光量子效率对玉米冠层光能利用效率的敏感性显著高于最大光合速率(P<0.05)。从提高玉米冠层光能利用效率考虑,建议设计株型紧凑、叶片光合性能强的玉米品种。研究可为定量研究玉米冠层光合速率提供估算方法,也可为高光效品种选育提供评价依据和鉴定技术。
关键词： 光合作用 作物 模型 冠层光分布 三维点云 植物功能结构模型 光响应曲线 光能利用效率
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日本结缕草ZjNAC1的克隆、转录激活活性、亚细胞定位及表达分析
《中国草地学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：采用RACE技术从日本结缕草中克隆得到ZjNAC1转录因子(GenBank No. MH428376),其开放阅读框为945bp,编码314个氨基酸。ZjNAC1编码的蛋白在N端有1个典型的NAM保守结构域,属于NAC转录因子家族。通过染色体步移的方法,获得ZjNAC1基因ATG上游1635bp序列,分析发现其包含响应脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)及逆境胁迫的作用元件。构建pGBKT7-ZjNAC1载体,转化Y2HGold酵母感受态细胞,发现ZjNAC1具有转录激活活性。农杆菌介导的35S-ZjNAC1-YFP载体注射本生烟草叶片瞬时表达结果显示,ZjNAC1定位于细胞核。实时荧光定量结果表明,ZjNAC1在日本结缕草根中表达量最高;此外,ZjNAC1的表达受10μmol/L MeJA和20%PEG4000处理的诱导,但受200μmol/L乙烯(ET)、10μmol/L ABA和300mmol/L NaCl处理的抑制。
关键词： 日本结缕草 NAC转录因子 转录激活 亚细胞定位 表达分析
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基于紫外-可见光谱国标Ⅰ级水净化系统的设计与实现
《光谱学与光谱分析 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：国家标准规定的Ⅰ级水是分析实验室常用的试验用水,为快速、准确的实现纯水水质分析,为分析实验室设备自动化、智能化提供科学依据,采用全波段(200～900 nm)紫外-可见光谱分析技术,设计了基于紫外-可见光谱国标Ⅰ级水净化系统(NSGI-WPS)。该系统以树莓派为核心控制器,光谱探测器、电导率传感器为采集模块,改良的硅钼蓝分光光度法为可溶性硅测定方法,实现了对分析实验室用水254 nm吸光度、电导率和可溶性硅含量的同时在线检测。在痕量硅含量的测定试验中,为了消除噪声干扰对试验的影响,系统采用Savitzky-Golay平滑去噪法对光谱进行预处理,通过窗口宽度和多项式次数的不同组合形式,获得了80组平滑后的光谱数据,将其分别与0.004, 0.006, 0.008, 0.010和0.012 mg·L~(-1)硅标准溶液浓度进行一元线性回归分析后,得到单波长吸光度与硅标溶液浓度的相关光谱。试验结果表明,当窗口宽度为17,多项式次数为2时,相关光谱的特征峰宽度最宽,特征峰区间为796～824 nm,特征峰峰值所处波长与平滑后的显色溶液吸收光谱峰值波长一致。通过比较不同硅标准溶液的显色溶液吸收光谱分布,发现硅标液浓度与吸收光谱呈线性正相关,因此,试验选取812.638 nm为最优特征波长。为了建立可溶性硅含量与显色溶液吸光度的关系模型,以加入的硅标准溶液浓度为横坐标x, 812.638 nm处显色溶液的吸光度为纵坐标y,绘制了其工作曲线,曲线的决定系数R~2=0.999 6,表明了模型具有较强的拟合能力。此外,编写的NSGI-WPS系统管理软件实现了参数的实时处理和自动控制,对未达到分析实验室国标Ⅰ级水用水规格的纯水通过反渗透(RO)、连续电去离子技术(EDI)、混合床离子交换树脂和紫外光氧化等技术处理,实现了对纯水的严格控制。通过对比分析自来水、Ⅲ级水、Ⅱ级水在净化前后各参数变化,发现净化后各参数数值下降显著,其中,电导率最高下降幅度可达99.94%,各参数的相对平均偏差均小于2%。试验结果表明,基于紫外-可见光谱分析法的NSGI-WPS系统具有净化能力强、准确性高、鲁棒性好等优点,经过检测、分析和净化后的纯水满足分析实验室国标Ⅰ级水用水要求。本文为紫外-可见光谱分析法在纯水净化系统中的应用做出了探索性研究。
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4株鸭坦布苏病毒的毒力、E基因序列和抗原差异性
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】比较鸭坦布苏病毒(duck tembusu virus, DTMUV)分离株的毒力、分析E蛋白基因序列、研究抗原差异性,为鸭坦布苏病防控提供依据。【方法】将DTMUV-HB(2011)、DTMUV-AH(2014)、DTMUV-GX1(2012)、DTMUV-GX2(2015) 4株病毒接种10日龄易感鸭胚进行增殖,并利用6日龄SPF鸡胚测定ELD_(50)。根据测定的病毒含量,将分离毒株稀释为100ELD_(50)/0.5m L,人工感染40只180日龄健康北京鸭,进行临床症状观察、病毒分离、大体剖检,分析分离毒株的毒力有无差异。提取8株DTMUV分离病毒株的RNA,通过RT-PCR扩增E基因,分析比较不同地区的DTMUV的E基因核苷酸和氨基酸序列相似性,构建进化树。利用实验室建立的鸭坦布苏病毒血凝抑制试验分别测定4株病毒阳性血清对4株病毒的HI效价。同时采用固定病毒稀释血清法,利用C6/36细胞测定4株病毒阳性血清对4株DTMUV的血清中和效价。通过交叉血凝抑制试验和血清交叉中和试验比较4株病毒的抗原差异性(R值)。【结果】(1)各毒株的病毒含量范围在10~(4.7)—10~(5.3) ELD_(50)/0.1m L。人工感染鸭试验,攻毒后3 d鸭采食量和产蛋量均显著下降,各组病毒分离阳性率均在85%以上,剖检病变主要表现为卵泡变形、出血。(2)分离株序列分析结果表明,核苷酸序列相似性为95.7%—100%,推导氨基酸序列相似性在98.2%以上。遗传进化分析表明共同构成了一个进化分支。(3)4株病毒及其阳性血清进行血凝抑制交叉试验,计算的抗原性差异R值在0.79—1.12之间;进行细胞中和交叉试验,计算的R值在0.79—1.20之间。【结论】分离的4株DTMUV在毒力、E蛋白基因和抗原性上未见显著差异。
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鸭坦布苏病毒的血凝性
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究鸭坦布苏病毒是否具有血凝性,确定其凝集的红细胞种类和血凝反应条件。【方法】鸭坦布苏病毒以不同稀释度经脑内途径接种1—3日龄的BALB/c乳鼠,观察乳鼠发病情况;收集发病乳鼠鼠脑,参照文献记载的方法用蔗糖-丙酮提纯病毒液;以适当灭活剂灭活病毒,观察灭活后的病毒液性状,并以6日龄SPF鸡胚进行灭活检验;参照文献记载的方法初步测定病毒液与鸡、鸭、鹅、鸽、猪红细胞悬液的反应性;比较并确定鸭坦布苏病毒进行血凝反应的适宜红细胞悬液浓度;比较pH6.0—7.0的反应体系对病毒血凝效价的影响;比较4℃、室温和37℃对病毒血凝反应结果的影响。【结果】乳鼠接种鸭坦布苏病毒后6日,1﹕10稀释接种组的乳鼠出现严重的临床症状,表现为四肢抽搐,瘫痪等。大部分乳鼠处于濒死状态,1﹕50和1﹕100稀释接种组的乳鼠症状稍轻于1﹕10稀释接种组乳鼠的症状;提纯后鸭坦布苏病毒液呈淡红色澄明液体,用甲醛灭活后病毒液性状无明显改变,但用β-丙内酯后产生大量絮状沉淀,性状发生明显改变;病毒液可以凝集鸡、鸭、鹅、鸽、猪红细胞悬液;不同浓度红细胞悬液的比较结果显示,病毒液与0.33%的红细胞悬液作用时凝集图形清晰稳定;通过不同pH反应体系的比较,发现病毒液在pH 6.0—6.8时均可发生血凝反应,当pH为6.0—6.2时凝集效价最高;通过不同反应温度的比较,证实病毒液在4℃、室温和37℃时均具有血凝性,但4℃时的血凝反应时间明显延长。【结论】乳鼠增殖的鸭坦布苏病毒提纯后具有广谱的血凝性,可以凝集鸡、鸭、鹅、鸽和猪的红细胞,血凝性稳定,在4℃、室温和37℃下均可以与鹅红细胞凝集,以0.33%浓度的红细胞悬液血凝为宜,反应最适pH为6.0—6.2。
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草本植物间作对空心菜Pb吸收、转运的影响
《地学前缘 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同草本植物间作对空心菜生长状况及对Pb的吸收、转运效果,采用盆栽试验,研究了空心菜在Pb污染土壤中单作及与10种草本植物(高丹草、苏丹草、狼尾草、黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿、紫云英)间作对Pb吸收、积累的影响。结果表明:空心菜与黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿以及紫云英间作后的茎叶生物量较空心菜单作增加显著(P<0.05),增加了15.79%～84.75%。不同间作方式下的空心菜茎叶Pb含量为7.11～15.36mg/kg,茎叶Pb富集系数(BCF)为0.024～0.051,根-茎叶Pb转运系数(TF)为0.240～0.470。与高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣以及籽粒苋间作后,空心菜茎叶Pb含量较单作(对照)降低了24.39%～41.46%,茎叶Pb积累量较单作降低了65.36%～75.06%;此外,与上述5种植物间作后空心菜的根际土壤有效态Pb含量降低了4.47%～9.09%,根际土壤pH值则增加了0.32%～2.74%。10种间作植物茎叶Pb含量大小为菊苣>黑麦草>苦荬菜>高丹草>苏丹草>紫云英>紫花苜蓿>狼尾草>三叶草>籽粒苋。不同间作方式下每盆植株Pb总积累量为0.560～2.108mg/盆,10种间作处理是空心菜单作处理的1.73～3.76倍。研究结果表明,高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣和籽粒苋与空心菜间作有效降低了空心菜对Pb的吸收积累,同时提高了整个体系对土壤中Pb的总积累量,在间作修复中是较为理想的组合模式。
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