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[博士论文] 杨淼
生物化工 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:脂质作为细胞生物膜结构的主要组分,对环境变化高度敏感,在微藻响应环境胁迫过程中发挥着重要作用。氮胁迫条件下藻细胞将进行全局代谢响应并积累储能化合物,如甘油三酯(TAG),TAG积累途径包括叶绿体和内质网途径,与极性甘油酯密切相关,而极性甘油酯特异性分布于各种细胞器中。本论文以模式微藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,基于甘油酯组分析平台与完整叶绿体提取技术,系统阐明了氮胁迫不同时期内TAG积累与各极性脂的响应特征,研究了自养和兼养培养方式对TAG合成与各极性脂代谢的影响,对各极性脂在TAG积累不同阶段的贡献进行了评价。
  建立了莱茵衣藻甘油酯组定性定量分析平台。首先利用TLC和GC确定了极性甘油酯种类及其脂肪酸组成,再利用UPLC-ESI-Q-Trap/MS的一级质谱扫描和UPLC-ESI-Orbitrap/MS2的二级碎片信息扫描,共鉴定出109种极性甘油酯分子,并通过外标法在UPLC-ESI-Q-Trap/MS的多级反应监测模式下对其中45种分子进行了靶向定量。此外基于中性脂TAG的含量与特征脂肪酸的相对或绝对含量之间的线性相关性,扩展了微藻TAG的快速定量方法。
  针对胁迫条件下叶绿体提取困难导致微藻TAG积累机制无法从亚细胞水平深入研究的难点,首次从氮胁迫4h自养生长的莱茵衣藻中成功提取出完整叶绿体,建立了基于脂肪酸标志物的叶绿体完整度和纯度评价标准。亚细胞脂质组分析表明氮胁迫4h时TAG只在叶绿体外积累,甜菜碱脂DGTS和糖脂DGDG还分别存在于叶绿体内和叶绿体外区室,新合成的DGDG和DGTS主要在叶绿体外分别以DAG和酰基形式参与TAG的合成,叶绿体膜脂MGDG主要以DAG形式参与叶绿体外TAG的合成。
  比较了自养和兼养生长的莱茵衣藻甘油酯组对氮胁迫的响应差异,发现两种培养方式下藻细胞各甘油酯含量及其脂肪酸组成差异不大。氮胁迫期间,各极性脂含量均先增加后减少,极性脂主要组分由MGDG转为DGDG和DGTS,流向极性脂的碳分配比例发生变化,0~4h和4~24h内分别主要流向DGDG和DGTS,而24~48h内碳流至极性脂的比例减小,这表明了新合成DGDG和DGTS在胁迫期间的重要调控作用。
  兼养生长的莱茵衣藻在整个氮胁迫期间,源自其极性脂的多种PUFA在被合成的同时还通过MGDG、DGDG和DGTS向TAG持续转化,使得基于PUFA的极性脂转化途径对TAG积累的贡献度逐渐增加,其中DGDG和DGTS是对含多不饱和酰基TAG积累的主要贡献者。
[硕士论文] 吴可人
农业资源利用 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:植物提取是目前土壤重金属修复中研究最多,最具有发展前景的方法,但由于存在修复周期长、效率低等原因难以大面积推广应用,因此对植物提取修复强化措施的研究是当前植物修复研究的热点。植物内生菌能够在植物体内定殖,直接影响植物的生理特性,促进重金属富集植物的生长和对重金属的吸收积累。而另一方面,高浓度CO2影响植物光合作用、根系形态、土壤性质和微生物群落组成,从而影响植物的生长和重金属的吸收积累。目前利用微生物强化和CO2加富技术来提高植物提取效率的研究已有报道,但主要针对C3和C4植物,而对景天酸代谢植物的研究很少,且对内生菌与高浓度CO2的互作对超积累植物生长和重金属吸收的影响研究未见报道。本文通过水培试验、根箱土培试验,采用原位分析技术、分子生物学技术以及微生物组学技术等分析方法,探索高浓度CO2与内生菌互作对超积累东南景天生长、镉吸收及微生物群落结构的影响。取得的主要研究结果如下:
  1.采用水培试验研究来源于超积累东南景天根系的内生菌Buttiauxella sp.SaSR13对东南景天生长和镉积累的影响。激光扫描共聚焦显微镜观察表明,SaSR13主要定殖在根的伸长区和成熟区。在25μM镉处理下接种SaSR13可以显著促进植物的生长(地上部生物量提高了39%,根系生物量提高了42%),提高植物叶绿素含量(38%),地上部和根系镉含量(分别提高了32%和22%)。同时接种SaSR13能够提高植物根系生长素的含量,降低植物体内超氧阴离子的含量,从而促进植物根系的发育(根系长度、根表面积和根尖数量都有所增加)。除此之外,接种SaSR13可以提高植物根系分泌物,尤其是苹果酸和草酸的分泌,促进了东南景天对镉的吸收。研究表明,接种内生菌SaSR13是一种有前景的生物强化方法,可以提高东南景天对镉的提取效率。另外,还比较了内生菌Buttiauxella sp.SaSR13和内生菌Sphingomonas sp.SaMR12的特性。综合二者的定殖能力,对镉的耐受程度,生长素的分泌量以及对东南景天镉吸收的促进作用,选择内生菌SaMR12用于高浓度CO2与内生菌互作试验。
  2.采用水培试验研究高浓度CO2与内生菌SaMR12的互作对超积累东南景天光合特性和镉积累的影响。研究表明,与低浓度CO2相比,高浓度CO2与内生菌的互作能够显著促进东南景天的生长,地上部生物量提高了121.6%,根系生物量提高了242.9%。高浓度CO2与内生菌的互作能够显著增加叶绿素含量(53.2%)、净光合速率(111.6%)、最大净光合速率(59.8%)、表观量子产量(65.1%)和光饱和点(28.8%),但是降低了气孔导度、蒸腾速率、暗呼吸速率和光补偿点。光合速率的提高与Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性有关,也与两个光系统基因(SaPsbS和SaLhcb2)的过量表达有关。与低浓度CO2相比,高浓度CO2与内生菌的互作提高了光系统Ⅱ最大量子产量(12.3%)和光系统Ⅱ有效量子产量(13.0%),从而提高了光系统Ⅱ的活性。除此之外,高浓度CO2与内生菌的互作还提高了根系镉转运基因SaHMA2和SaCAX2的表达,东南景天地上部镉的吸收增加了57.4%,根系镉的吸收增加了61.6%。我们的研究表明,高浓度CO2与内生菌的互作能够促进东南景天的光合效率,从而促进植物的生长和镉的积累,说明高浓度CO2与内生菌的互作可以作为一种有效的措施提高东南景天对镉的提取。
  3.水培试验表明,接种内生菌可以促进根毛的生长发育,而高浓度CO2显著促进侧根的形成。此外,高浓度CO2能够显著提高植物信号分子NO含量,高浓度CO2与内生菌的互作能够提高乙烯含量。水培试验和根箱土培试验表明,高浓度CO2与内生菌的互作能够促进东南景天根系的生长和镉的吸收积累。提高CO2浓度能够显著降低根际土壤的pH值,但是对非根际土壤的pH值没有显著影响。高浓度CO2与内生菌的互作能够影响土壤酶活性和根际土壤微生物量碳。16S rRNA和ITS测序结果表明,高浓度CO2与内生菌的互作能够提高不同根系空间细菌群落α-多样性,但是叶际细菌丰富性指数和多样性指数在二者的互作下反而下降。研究表明根系空间是根系细菌群落变异的最大来源,其次是接种内生菌,而CO2浓度是土壤真菌群落变异的最大来源,叶际细菌群落的最大变异来源是接种内生菌。PICRUSt分析表明非根际和根际土壤中与氨基酸代谢相关的功能基因丰度较高,根内细菌丰度较高的基因则和遗传信息处理有关。另外,高浓度CO2与内生菌互作条件下,叶际细菌中遗传信息处理和其他功能基因的丰度较高。研究表明,高浓度CO2与内生菌的互作影响超积累东南景天根系发育和土-根-叶的微生物群落组成,从而影响超积累东南景天的生长及对镉的吸收和积累。
[硕士论文] 刘冰颖
海洋科学 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:小球藻富含高蛋白,能够合成油脂和淀粉,是生产生物能源和多种高附加值产物的合成载体,具有较高经济价值。在自养条件下,小球藻的细胞密度较低,回收成本较高,而且有关藻细胞中合成淀粉和油脂的代谢途径的调控机制的研究尚不完善,还需进一步研究。本文的主要目的是研究两种葡萄糖浓度下小球藻G32的细胞生物量和细胞内生化大分子含量的差异,并且在基因组水平分析淀粉和油脂的代谢途径,确定其中的关键代谢酶。
  本文研究表明低葡萄糖浓度(1.25g/L)和高葡萄糖浓度(5g/L)的2×BBM(Bold basal medium)培养液中小球藻G32的最大生物量分别可达到(0.83±0.05)g/L和(2.63±0.10)g/L(p=2.57×10-5)。小球藻G32在高葡萄糖条件下细胞内油脂和淀粉的总量大于低葡萄糖条件下的总量,但是高葡萄糖条件下藻细胞内油脂占细胞干重的比例略低于低葡萄糖条件下的比例。同时,本研究将适应含高、低葡萄糖浓度2×BBM培养液的小球藻G32分别接种到低、高葡萄糖浓度的2×BBM培养液中培养,并利用转录组测序技术获得差异表达基因。本文通过分析参与淀粉和油脂代谢途径以及相关的碳代谢途径的差异表达基因的转录水平,发现在高葡萄糖浓度下,淀粉合成途径中的关键酶的表达量上调,糖代谢途径中合成淀粉的酶的表达量上调,糖代谢途径中合成果糖的酶的表达量下调,小球藻G32在高葡萄糖浓度条件下积累更多的淀粉。甘油酯代谢途径在高葡萄糖浓度下的主要流向是合成脂肪酸,同时TAG分解途径中的关键酶的表达量上调,高葡萄糖条件下藻细胞内的油脂含量占细胞干重比例减小。
  综上,本研究分析小球藻G32细胞内编码油脂和淀粉代谢途径的关键酶的差异表达基因的转录水平及其调控,有助于后续遗传改造小球藻G32,通过抑制淀粉代谢途径中关键酶的活性或过表达合成油脂(如不饱和脂肪酸)的关键酶的蛋白,提高细胞内高附加值产物的含量,带来较大的经济效益。
[硕士论文] 苏志珍
生态学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:短花针茅(Stipa breviflora)为暖温型荒漠草原的建群种,也是重要的牧草资源,广泛分布于内蒙古高原、鄂尔多斯高原、黄土高原、青藏高原和新疆等地区。由于人为干扰和气候变化,荒漠草原退化严重,生物多样性下降,生态系统服务减弱。因此,探讨短花针茅种群遗传多样性和遗传结构的变化、揭示影响其遗传多样性与遗传分化的主要因素,对于深入理解荒漠草原主要建群植物物种的遗传多样性维持机制具有重要的理论意义。同时,对于退化荒漠草原的恢复,生物多样性保护等实践也具有参考价值。本研究以内蒙古高原由东向西采集的21个短花针茅群体为研究对象,利用15个SSR分子标记,通过群体遗传学的分析方法,刻画短花针茅群体的遗传多样性和遗传结构特征,检测群体间的遗传分化程度及基因流水平,并揭示其影响因素。得到以下主要结论:
  (1)遗传多样性
  利用SSR-PCR反应体系,筛选出12对条带清晰、多态性良好的短花针茅SSR引物,并扩增出166条多态性条带,平均每条引物扩增13.8条。在物种水平上,短花针茅的期望杂合度(He)是0.7258,Nei’s多样性指数是0.7251,Shannon’s多样性指数(I)为1.7384,表明短花针茅具有较丰富的遗传多样性。
  (2)遗传结构与遗传分化
  STRUCTURE聚类结果表明,21个短花针茅群体共分为3组,遗传变异大部分来源于群体内个体间,而群体间和组间遗传变异较小。F-统计分析表明短花针茅的遗传分化系数(Fst)为0.0822,平均基因流为2.7924,说明短花针茅呈中等程度的遗传分化,且基因流较为充分,因此不存在由遗传漂变导致的遗传分化。
  (3)空间分化的气候和地理因素
  Mental相关性检验结果表明短花针茅群体的遗传距离与地理距离无关,但是与环境距离相关。短花针茅群体的遗传距离与温度和降水因子均存在显著的相关关系,表明水热差异是导致内蒙古高原短花针茅种群产生遗传分化的主要原因。
[硕士论文] 丁钰
生物工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:生物多样性是人类赖以生存和持续发展的物质基础。遗传多样性是生物多样性的核心,既是物种进化过程中适应环境的结果,也是维持种群未来生存的潜力所在,因此,探讨遗传多样性形成与维持机制,对于生物资源的保护与利用,恢复受损生态系统的功能与服务等均具有十分重要的理论和实践意义。
  短花针茅(Stipa breviflora)属于禾本科针茅属,是荒漠草原的建群种,具有很高的饲用和生态价值。本项研究利用Illumin测序技术对放牧条件和无放牧条件下的短花针茅进行转录组测序,在对测序结果进行验证的基础上,挖掘与放牧相关的基因;然后,基于上述基因,开发SSR引物,并以放牧与无放牧群体为对象,探讨放牧对短花针茅种群遗传多样性与遗传分化的影响,其结果不仅丰富了对草原植物遗传多样性的认识,而且也有助于合理保护和开发草地资源。本项研究的主要结果如下:
  1.转录组测序共获得111018个Unigenes。其中,与放牧显著相关基因共113条,包括上调的有64条,下调的有49条。在GO功能分类中“催化活性”和“结合”富集DEGs最多的GO条目分别达到22732条和24708条,在KEGG pathway注释结果中,有63044条Unigenes被注释到21种代谢通路中。
  2.随机选取转录组数据库中的4个基因:水杨酸结合蛋白、多酚氧化酶、莽草酸酯-O-羟基肉桂酰转移酶和吲哚3甘油磷酸合酶进行qRT-PCR检测,结果表明,4个基因的上下调趋势与转录组测序结果相符,说明转录组测序结果可靠。
  3.分析转录组测序数据发现,放牧导致植物防御基因活跃,氧化酶基因和水杨酸通路关键酶基因上调;与激素有关的基因表达呈现出明显的改变,茉莉酸、脱落酸的表达量增高,乙烯、细胞分裂素表达量下降;此外,与糖代谢和脂代谢有关的基因表达量也发生了明显的变化。表明在放牧过程中,食草动物对植株直接的采食与践踏等损害作用,激发了植物的自我保护代谢过程。
  4.从筛选出的与放牧相关的差异表达基因中开发SSR引物,结果表明有9个与放牧有关的基因具有SSR多态性。
  5.利用SSR分子标记进行遗传多样性分析后发现,放牧样地的等位基因数和丰富度均高于无放牧样地,放牧样地与无放牧样地被明显地划分为两个类群。表明放牧活动的直接作用会通过改变短花针茅的基因序列增加其遗传多样性,促进群体遗传结构的分化。上述结果深化了放牧对植物遗传多样性影响机制的认识。
[硕士论文] 俞芹
园林植物与观赏园艺 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:景宁木兰(Magnolia sinostellata)为木兰科(Magnoliaceae)玉兰属新种,落叶灌木,自然分布区极其狭窄,主要生长于浙江丽水山区阴坡、水沟边的针叶树群落和阔叶箬竹群落内,属于浙江省极小种群濒危物种。本研究推测景宁木兰群落内上层优势树木的遮阴及土壤含水量变化改变了适宜的生长空间环境,制约其生长发育,造成生长势减弱。为进一步验证以上观点,本研究采用人工控制光照强度(L1:75%、L2:50%、L3:35%全光照)和不同水分条件(W1:95±5%田间持水量、W2:流动水)复合处理,模拟景宁木兰野外生境条件,以全光照和每3天浇一次水至饱和为对照(CK)。测定二年生景宁木兰抗氧化酶和光合特性指标,并利用RT-qPCR技术检测抗氧化系统、叶绿素生物合成途径和光合作用系统中相关基因的表达模式,探讨光照和水分复合处理对景宁木兰生长的影响。研究结果如下:
  (1)光照和水分复合处理对景宁木兰叶片抗氧化酶系统、渗透调节物质和抗氧化酶基因表达的影响:75%光照与流动水复合处理(L1W2)下景宁木兰叶片内超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性上升,脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量增加,丙二醛(MDA)含量降低,从而维持植株体内活性氧代谢平衡,保证景宁木兰幼苗正常生长。Cu/ZnSOD、MnSOD基因表达量变化与酶活性变化趋势相同,而FeSOD、POD基因的表达量变化与SOD、POD酶活性变化不一致。
  (2)景宁木兰对光照和水分复合处理的光合日变化响应:不同复合处理下景宁木兰的净光合速率(Pn)日变化均呈“双峰型”曲线,CK处理峰值出现在9:00和15:00时,而其余复合处理峰值依次出现在11:00和15:00时。在13:00时,景宁木兰光合作用受到抑制,具有明显“午休”现象,随着Pn和气孔导度(Gs)降低,胞间CO2浓度(Ci)上升,表明景宁木兰光合作用下降主要由非气孔因素限制。
  (3)景宁木兰在光照和水分复合处理下叶绿素与荧光参数变化:L1W2处理下景宁木兰叶绿素(Chla、Chlb、Chl(a+b))含量增加,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)上升,非化学淬灭系数(NPQ)下降,有利于光能吸收,提高光化学反应效率。高度遮阴与积水处理导致Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP下降,NPQ提高,表明景宁木兰通过增加非辐射热耗散来调节自身能量代谢,以此减轻PSⅡ光合机构的损伤。
  (4)光照和水分复合处理下景宁木兰叶绿素代谢途径、光合系统途径的基因表达:RT-qPCR结果分析表明,叶绿素生物合成中L-谷氨酰-tRNA还原酶(HEMA)、谷氨酸酯-1-半醛(GSA)、Mg2+螫合酶H亚基(CHLH)基因表达量与叶绿素含量呈显著正相关(P<0.05),且在L1W2处理下其表达量达到最大,而脱镁叶绿酸a加氧酶(PaO)基因表达与之呈显著负相关(P<0.05)。光合作用过程中Rubisco大亚基(RbcL)、Rubisco小亚基(RbcS)、Rubisco活化酶(Rca)、PsaK、PsaD、PsbD、PsbP基因表达量在L1W2处理下上升,而其余复合处理条件下均抑制上述基因表达,不利于Pn增加。
  综上所述,75%光照与流动水复合处理(L1W2)下景宁木兰幼苗通过叶绿素生物合成基因和光合系统相关基因上调表达,增加叶绿素合成,提高净光合速率,以满足景宁木兰幼苗生长的需要。
[硕士论文] 王立竹
生态学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:在浙江省低山丘陵植被退化地区,芒萁分布于暖性针叶单优群落下层、杨梅茶园和疏灌草丛的多种光环境,且为酸性土的典型指示植物,常常形成单优草本层片。为探究在光强和酸雨环境胁迫条件下芒萁Dicranopteris dichotoma单优层片的发育机理,本项研究采用盆栽控制试验方法,设置3个光强梯度(L1、L2、L3,光照强度分别为34.82%、13.18%、4.69%),3个酸雨浓度(pH3.0、4.0、5.6),并以100%全光照+pH7.0处理作为对照(CK),测定芒萁的色素含量、光合系统及抗氧化酶活性,得到以下主要结论:
  (1)在光强与酸雨复合胁迫条件下,盆栽芒萁的总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均随光照强度的降低而增加;
  (2)在光强与酸雨复合胁迫条件下,盆栽芒萁的净光合速率均显著大于CK(p<0.05);在3种光强处理下,盆栽芒萁的净光合速率均在pH4.0下出现最大值,初步说明特定的环境胁迫下(光强和酸雨)芒萁的光合速率未受影响。
  (3)在光强与酸雨复合胁迫条件下,盆栽芒萁的Fv/Fm均显著大于CK(p<0.05),但各处理间变化差异不显著;OJIP点的荧光强度均在L2光强下明显上升且出现峰值,在L3光强下呈现下降趋势;
  (4)在光强与酸雨复合胁迫条件下,盆栽芒萁的SOD、POD活性均显著小于CK(p<0.05);
  (5)在光强与酸雨复合胁迫条件下,盆栽芒萁的可溶性蛋白质含量没有明显规律性变化,且与CK无显著差异(p>0.05)。
  综上所述,强度遮荫不利于盆栽芒萁光合产物的净积累,但提高了芒萁叶片色素的含量;经pH4.0的酸雨处理后,盆栽芒萁生长表现较好,而全光下抑制了盆栽芒萁的生长,从而初步揭示了芒萁对不同光强和酸雨的生态适应性,研究结论对于亚热带低山丘陵退化区调控芒萁单优层片发育、促进植被恢复具有一定的参考价值。
[硕士论文] 范宇红
植物学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch),豆科、甘草属多年生草本植物。中国药典将乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensisFisch)、胀果甘草(Glycyrrhiza inflataBat)和光果甘草(Glycyrrhiza glabra L.)作为药用甘草植物收录。传统甘草的入药部位是根和根茎,而地上部分大多被浪费。为了从甘草叶中分离更多尚未发现的化学成分,寻找更多的高活性成分,更好的利用甘草地上部分,本论文对乌拉尔甘草叶提取物大孔树脂80%乙醇洗脱部分的成分进行分离纯化和结构鉴定,对甘草不同部位及不同采集月份甘草叶有效成分含量进行了分析,并进一步对分离得到的纯品化合物进行了清除DPPH自由基、抑制α-葡萄糖苷酶及麦芽糖酶生物活性研究。
  采用大孔树脂、硅胶、ODS、Sephadex LH-20、Prep-HPLC等色谱方法分离纯化甘草叶中化学成分,根据理化性质和波谱数据进行结构鉴定。从甘草叶乙醇提取物的大孔树脂80%乙醇洗脱物中分离得到15个化合物,其中三个新的异戊烯基二氢茋类化合物分别命名为甘草吡喃茋A(glycypytilbene A,1),甘草二吡喃茋(glycydipytilben,2),甘草吡喃茋B(glycypytilbene B,3);其它化合物为已知物,分别鉴定为α,α'-二氢-3,5,4'-三羟基-4,5'-二异戊烯基茋(α,α'-dihydro-3,5,4'-trihydroxy-4,5'-diisopentenylstilbene,4),α,α'-二氢-3,5,3',4'-四羟基-2,5'-二异戊烯基茋(α,α'-dihydro-3,5,3',4'-tetrahydroxy-2,5'-Diisopentenylstilbene,5),6-异戊烯基圣草酚(6-prenyleriodictyol,6),5'-异戊烯基圣草酚(5'-prenyleriodictyol,7),6-异戊烯基槲皮素-3-甲醚(6-prenylquercetin-3-Me ether,8),5'-异戊烯基槲皮素(5'-prenylquercetin,9),6-异戊烯基槲皮素(6-prenylquercetin,10),6-异戊烯基柚皮(6-prenylnaringenin,11),3'-异戊烯基柚皮素(3'-prenylnaringenin,12),(sigmoidin C,13),8-[(Z)-3-羟甲基-2-丁烯基]-圣草酚(8-[(Z)-3-hydroxymethyl-2-butenyl]-eriodictyol,14),槲皮素-3-甲醚(quercetin-3-Me ether,15),所分离得到的化合物包括,二氢茋类化合物5个(1-5),二氢黄酮类化合物6个(6、7、11-14),黄酮醇类化合物4个(8-10、15)。其中化合物1-3为新化合物。
  高效液相-质谱(UPLC-MS/MS)定量分析甘草各部位(根、根茎过渡区、茎、叶、种子、种荚)及鄂尔多斯甘草叶丰产时期6-10月份采集的甘草叶有效成分的含量。显示被定量的从甘草叶中分离纯化得到的15种化合物及相关8种化合物大多特异性分布于甘草叶和种荚中。化合物1、3、5、7、8、13、15、16(木樨草素luteolin)、17(槲皮素,quercetin)、18(圣草酚,eriodictyol)在甘草叶中的含量从6月到10月整体呈下降趋势,6月份含量最高,化合物4、6、9、11、21(3,3',4',5,7-五羟基二氢黄酮,3,3',4',5,7-pentahydroxyflavanone)在甘草叶中的含量从6月到10月整体呈上升趋势,10月份含量最高。化合物10和14在7月份采集的甘草叶中含量最高,化合物2和12在8月份采集的甘草叶中含量最高,化合物19(芦丁,rutin)和20(异槲皮苷,isoquercitrin)在9月份采集的甘草叶中含量最高。
  对甘草叶中分离纯化得到的15种化合物及本研究室前期得到8种化合物做了抗氧化活性、α-葡萄糖苷酶抑制活性及麦芽糖酶抑制活性实验。实验结果显示,化合物(1、5-11、14-15)具有较强的抗氧化活性,化合物(2-11、15、17、21)均具有抑制α-葡萄糖苷酶活性,化合物(5、7、9、10、14、15)具有一定的抑制麦芽糖酶活性。
[博士论文] Tsetsegmaa Munkhzul
植物学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:蒙古国在人类活动和自然因素的双重破坏下,草原荒漠化,湿地面积急剧缩小,土壤质量退化,风蚀沙化和水土流失加剧等现象日益严重;导致生物多样性、草原生态功能和作用的减弱,制约了蒙古国经济和生产力发展水平,生物多样性资源保护和利用极为迫切。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)具有分布和物种的广泛性和多样性,对于维持生态系统中物质循环、提高生态系统生产力以及生态修复等方面都具有非常重要的功能。本研究选取蒙古国中央省区不同植物群落及其常见植物,进行AM真菌物种多样性、遗传多样性及其分布与土壤理化性质间相关性的研究,主要结果如下:
  1.蒙古国中央省区69种常见植物中被丛枝菌根真菌侵染的植物有65种,占94.2%。菊科植物中AM植物的比例为85.7%;禾本科植物中的比例为90%;蔷薇科和豆科植物中的比例为100%;石竹科的毛叶老牛筋Arenaria capillaris Poir.和兴安石竹Dianthus versicolor Fisch.均有不同程度的侵染。其中,疆南星型菌根形态类型共有37种,占AM植物的56.92%,而重楼型菌根形态类型共有15种,占24.62%。重楼型多出现在毛茛科、伞形科、龙胆科、桔梗科、部分禾本科植物中;而疆南星型多出现在菊科、百合科、豆科、莎草科的植物中。
  2.从研究区样地土壤中共鉴定出AM真菌6科10属34种,无梗囊霉属(Acaulospora)9个种;双型球囊霉属(Ambispora)1种;近明球囊霉属(Claroideoglomus)3种;多样孢囊霉属(Diversispora)1种,斗管囊霉属(Funneliformis)1种、球囊霉属(Glomus)13种、根孢囊霉属(Rhizophagus)1种、隔球囊霉属(Septoglomus)2种;盾巨孢囊霉属(Scutellospora)1个种。分类地位未明确的内养囊霉属(Entrophospora)2个种(1个未知种);已鉴定到属的种类23种,未知属种11个。
  该研究样区的AM真菌优势属有Acaulospora和Glomus,优势种为C.etunicatum,常见种有Acaulospora mellea、Glomus multiforum,偶见种是Amb.feninica,本次发现中国和蒙古国首次报道的种类1个,为Amb.feninica,蒙古国首次报道的种类有三个,分别为Acau.denticulate,Acau.mellea,G.multiforum;物种丰富度为2-12种·100g-1土样,孢子密度介于12-164种·100g-1土样,香农威纳指数介于0.5-2.138,辛普森指数介于0.32-0.999.
  3.使用Miseq测序平台对AM真菌18S rRNA进行测序,共产生了695个OTUs,并注释到了27种AM真菌中,分属于Septoglomus,Rhizophagus,Glomus,Funneliformis,Dominikia,Claroideoglomus等6属。优势种属与形态学鉴定结果较为符合。
  4.Artemisia dracunculus等植物根际土壤养分含量差异较大,AP为7.6-27.4mg/kg,AN为9-27.2mg/kg,A.pot为80-128.5mg/kg,P为32.13-74.81mg/kg,N为2.31-6.69mg/kg.
  5.调查的15种常见植物根际AM真菌多样性包括孢子密度、物种丰富度、多样性指数等均存在差异,辛普森指数与土壤中有效磷含量呈极显著负相关(P<0.01)。
  6.研究区常见植物中菌根植物比例高,植物根际AM真菌多样性较高,无梗囊霉属、球囊霉属种类较多,AM真菌多样性受寄主植物和土壤环境因素的影响。本文研究结果为深入开展蒙古国不同植被类型中菌根植物与AM真菌资源调查、生物多样性及其分布规律,研究AM真菌的生理生态学功能奠定基础。
[硕士论文] 麻扬
植物学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:山羽藓(Abietinella abietina)是在泛北极植物区高山林地广泛分布的苔藓植物,对高海拔针叶林的更新与发育具有重要作用,然而其形态变异的遗传特征尚未明确且物种演化与火山历次喷发间的关系模糊.本研究在大尺度上以该物种自然分布的10个种群140个个体为研究对象,利用ISSR分子标记技术,开展中国北部和蒙古国山羽藓遗传多样性研究,旨在探究遗传变异与遗传结构,以期为其种质资源的保护提供科学依据.同时,在小尺度上以该物种自然分布的6个种群80个个体为研究对象,采用核基因、叶绿体基因和ISSR分子标记相结合的技术,开展五大连池火山群山羽藓谱系地理学研究,致力于揭示种群间的谱系关系,推测传播路径和祖先分布区.主要的研究结果如下:
  (1)L16(45)正交试验的结果表明,山羽藓ISSR-PCR最佳反应体系(25μL)为:Taq DNA聚合酶0.8U,Mg2+2.5mmol/L,dNTPs0.4mmol/L,引物0.6μmol/L和模板DNA40ng,对该反应体系的影响顺序为:Taq DNA聚合酶>引物>dNTPs>模板DNA>Mg2+.同时从100条ISSR通用引物中筛选出12条适合山羽藓的ISSR引物,并确定了每条引物的最适退火温度.
  (2)中国北部和蒙古国的山羽藓在物种水平上,相比于其他苔藓植物和被子植物具有较高的遗传变异;在地域水平上,遗传变异由高到低依次为:中国西北地区,中国东北地区和蒙古国;在种群水平上,位于最南端的贺兰山苏峪口(SYK)种群最高,而位于最北端的罕塔盖图(HTGT)种群最低.AMOVA结果显示,遗传变异主要集中于种群内,其次为地域间和地域内不同种群间.UPGMA、PCoA和STRUCTURE结果均表明,10个种群聚类成三支并与其地理分布相符合,即中国西北地区独立成支,中国东北地区和蒙古国构成姐妹类群.此外,Mantel检测显示遗传距离与地理距离间存在显著的正相关性.
  (3)本研究基于筛选出的1个核基因序列(nrITS)和3个叶绿体基因序列(trnL-F、atpB-rbcL、rps4),分别从五大连池火山群的6个山羽藓种群中获得5个nrITS单倍型和10个cpDNA单倍型.新期火山种群即火烧山(HS)和黑龙山(HL)比老期火山种群即龙门山(LM)、西焦得布山(XJDB)、莫拉布山(MLB)和东焦得布山(DJDB)的遗传多样性水平高.AMOVA结果显示,种群内的遗传变异大于种群间的遗传变异.PERMUT结果显示,山羽藓的谱系地理结构在物种水平上尚不显著,但是基于cpDNA序列对谱系B单独分析时检测出显著的谱系地理结构.TCS单倍型网络图和MP、ML、BI系统发育树均表明,在这一地区存在两个主要谱系:谱系A(DJDB种群)和谱系B(MLB、XJDB、LM、HL、HS种群),其中谱系B基于nrITS可划分为两个谱系:MLB-LM-XJDB谱系和HS-HL谱系;基于cpDNA可划分为三个谱系:MLB谱系、LM-XJDB谱系和HS-HL谱系.此外,在失配分布分析和中性检测中均未检测到种群扩张事件.
[硕士论文] 付志鑫
植物学 哈尔滨师范大学 2018(学位年度)
摘要:长白山地区位于我国东北部,是火山喷发形成的高原山地,具有独特的地质结构,生境类型较为多样,藻类资源丰富。本研究于2014年8月对长白山部分区域进行了藻类标本采集,共采集标本97号,制作标本封片194张。生境类型包括河流、溪流、水泡、泉等。利用光学显微镜和扫描电子显微镜对硅藻门桥弯藻科(Cymbellaceae)和舟形藻科(Naviculaceae)植物进行了详细的分类学研究,结果如下:
  1.观察到桥弯藻科、舟形藻科植物共72种7变种,隶属于15属。其中中国新记录种为25种,分别为Amphora sancti-martial Peragallo、Cymbella alpestris Krammer、Cymbella crassa(Grunow)Krammer、Cymbella diversistigmata Krammer、Cymbella peraspera var.colombiana Krammer&Lange-Bertalot、Encyonema perminutum Krammer、Encyonema simile Krammer、Frustulia amphipleuroides(Grunow)Cleve-Euler、Luticola permuticoides Metzeltin&Lange-Bertalot、Diploneis heteromorphiforma Lange-Bertalot&Metzeltin、Craticula vixnegligenda Lange-Bertalot、Navicula irmengardis Lange-Bertalot、Navicula mediocostata Reichardt、Navicula prespanensis Levkov et Metzeltin、Navicula radiosiola Lange-Bertalot、Navicula reidiana Lange-Bertalot、Navicula vandamii Schoeman&Archibald、Neidium affine var.linearis Foged、Pinnularia cherryfieldiana Krammer、Pinnularia isselana Krammer、Pinnularia joculata(Manguin)Krammer、Pinnularia neomajor var.cuneta Krammer、Sellaphora pseudobacillum(Grunow)Lange-Bertalot&Metzeltin、Stauroneis bertrandii Van de Vijver&Lange-Bertalot、Stauroneis heinii Lange-Bertalot&Krammer。对每个种类的分类学特征进行了详细的描述,并同相近种类进行了形态特征比较。给出了所有种类的光镜照片及部分种类的电镜照片,共附图版75幅。
  2.桥弯藻科植物4属,分别为双眉藻属(Amphora Ehrenberg)、桥弯藻属(Cymbella Agardh)、弯肋藻属(Cymbopleura(Krammer)Krammer)、内丝藻属(Encyonema Kützing);共计28个分类单位,其中包括中国新记录7个分类单位。
  3.舟形藻科植物11属,分别为肋缝藻属(Frustulia Agardh)、短纹藻属(Brachysira Kützing)、泥栖藻属(Luticola Mann)、双壁藻属(Diploneis Ehrenberg)、美壁藻属(Caloneis Cleve)、柳条藻属(Craticula Grunow)、舟形藻属(Navicula Bory)、长蓖藻属(Neidium Pfitzer)、羽纹藻属(Pinnularia Ehrenberg)、鞍型藻属(Sellaphora Mereschkowsky)、辐节藻属(Stauroneis Ehrenberg)46种5变种,共计51个分类单位,其中包括中国新记录18个分类单位。
  4.从种类组成及数量上来看,长白山地区桥弯藻科和舟形藻科植物呈现出数量多种类较少的分布特点,Amphora montana Krasske、Encyonema minutum(Hilse)Mann、Cymbella alpeslris Krammer、Encyonema gracile Rabenhorst、Frustulia vulgaris(Thwaites)De Toni、Pinnulariajoculata(Manguin)Krammer、Pinnularia septentrionalis Krammer等种类在部分生境中具明显优势。溪流和河流中种类数量较多;水泡中种类数量较少。安图水库中种类多样性较高,冰水泉中种类多样生最低。Amphora oligotraphenta Lange-Bertalot和Pinnularia joculata(Manguin)Krammer能够分布在水温45.2℃的水体中。
[硕士论文] 刘晶
植物学 哈尔滨师范大学 2018(学位年度)
摘要:中华水韭是水韭亚门孑遗的原始维管植物,因生境受到严重威胁,野生种群数量逐年减少,几近灭绝。目前,我国的水韭属植物都已被列为国家重点保护植物。稻瘟灵是我国水稻产区常用的农药之一,它的使用会对中华水韭产生怎样的影响并未见报道。因此,本研究选用稻瘟灵,采用生理指标和土壤酶常规测定方法、Biolog-Eco微平板法和高通量测序法等,研究不同浓度下中华水韭的生理特性和根际土壤酶活性、土壤微生物群落结构和功能的变化,揭示农药胁迫对中华水韭的伤害机理,为中华水韭的进一步保护提供资料。结果表明:
  (1)随着稻瘟灵浓度的升高和处理时间的增长,中华水韭的光合系统和膜系统均受到了一定的毒害作用,而保护酶系统的活性升高,能够增强中华水韭对稻瘟灵的抗性。在处理后期,除MDA含量和膜的相对电导率外,中华水韭的各项生理指标均有恢复的趋势。表明稻瘟灵虽然对中华水韭有毒害作用,但这种作用相对较弱,可以恢复。
  (2)随着稻瘟灵浓度的升高,土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性均呈先升高后降低的趋势,说明低浓度的稻瘟灵对这7种土壤酶的活性具有促进作用,高浓度的稻瘟灵对这7种土壤酶的活性具有抑制作用。
  (3)用biolog-Eco板研究了不同浓度稻瘟灵处理下中华水韭根际土壤微生物群落代谢能力和功能多样性的差异,研究表明,低浓度下稻瘟灵对中华水韭根际土壤微生物的活性有一定的促进作用,而高浓度下有抑制作用。低浓度的稻瘟灵对土壤微生物利用6类碳源的程度均有一定的促进作用,而高浓度的稻瘟灵对土壤微生物利用这6类碳源的程度均有一定的抑制作用。虽然稻瘟灵对大多数的碳源利用率都是抑制作用,但是对吐温80、α-环式糊精、1-磷酸葡萄糖、D,L-α-磷酸甘油、D-葡糖胺酸、2-羟基苯甲酸、L-精氨酸、L-苯丙氨酸和甘氨酰-L-谷氨酸的利用率具有促进作用。
  (4)通过高通量测序(HTS)技术研究了不同浓度稻瘟灵胁迫下中华水韭根际土壤微生物群落多样性的变化,结果表明,在本实验中,稻瘟灵对中华水韭根际土壤细菌的多样性没有太大的影响,对土壤真菌多样性的影响较大。不同浓度稻瘟灵处理下,各浓度土壤微生物之间有一定的相似性。10mg·kg-1和50mg·kg-1、30mg·kg-1和40mg·kg-1的土壤细菌结构具有一定相似性;对照组和20mg·kg-1的土壤真菌结构具有一定相似性。
  综上所述,不同浓度的稻瘟灵对中华水韭植株具有一定的毒害作用,但是随着时间的推移,这种毒害作用降低;中华水韭根际土壤酶的活性也会受到一定的影响,不同的酶对稻瘟灵的敏感度不同;本文首次利用Biolog-Eco微平板法和高通量测序法对中华水韭根际土壤微生物的功能多样性和结构多样性进行了研究,结果表明稻瘟灵使中华水韭根际土壤微生物的结构发生了改变,碳源利用情况也发生了改变。
[博士论文] 暴志茹
观赏园艺学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:二球悬铃木(Platanus acerifolia)属于基础真双子叶植物群,山龙眼目悬铃木科木本植物,凭借其树姿优美、冠大遮阴、耐修剪易移栽等优良特性,被广泛种植于道路两旁、公园等场所,在园林绿化中占有重要地位。但落花落果引起的花粉、果毛过敏问题日益严重,应用现代生物学技术研究其开花结果特性显得日益紧迫,而打破二球悬铃木难转化的瓶颈已成为我们悬铃木育种工作的重中之重。本研究尝试以子叶为外植体,建立二球悬铃木的再生体系;并优化影响农杆菌遗传转化效率的因素,试图建立其完善的转化体系。同时通过对二球悬铃木调控胚珠发育及种子形成的关键基因-ANT(AINTEGUMENTA)和BEL1(BELL1)同源基因及其启动子进行克隆分析,研究其生物学功能,以为解决悬铃木落毛问题提供帮助。主要研究结果如下:
  1.以二球悬铃木子叶为外植体,通过调整再生培养基的激素种类及浓度、外植体苗龄和壮芽培养基中BA和NAA的激素浓度,建立了二球悬铃木稳定的再生体系。结果表明,取萌发培养5d的种子子叶为外植体,正面向上放置于再生培养基上,即MS+4.0mg·L-1BA+0.2mg·L-1NAA,光下培养40d左右,其不定芽诱导率可达67.6±4.9%;将不定芽转至壮芽培养基上,即MS+0.5mg·L-1BA+0.05mg·L-1NAA,光下培养25d左右,其不定芽可伸长至2-3cm,且成芽数为5.81±0.36个/每子叶;之后切取小芽转至1/2-MS+0.1mg·L-1IBA生根培养基上进行生根培养,生根率可达89.3%以上。
  2.以二球悬铃木子叶再生体系为依托,通过分析不同因素对农杆菌介导的转化效率的影响,发现其较有的转化条件是:再生培养过程中Km筛选浓度为30mg·L-1,生根培养Km浓度为20mg·L-1,抑菌剂为400mg·L-1的Cef,侵染时间为15min,其GUS瞬时表达率为42.1%,抗性不定芽诱导率为8.75%;1.0mg·L-1BA和0.05mg·L-1NAA处理萌发阶段的种胚可显著性提高农杆菌侵染后的子叶再生率,AGL1菌株对子叶外植体再生的抑制作用也显著性低于EHA105菌株,但该因素对提高子叶转化效率还有待进一步研究,且农杆菌抑制外植体再生及转化嵌合体可能是导致二球悬铃木子叶稳定遗传转化失败的主要因素。
  3.从二球悬铃木中克隆得到3个ANT同源基因,分别命名为PaANT-1/2/3。通过实时定量表达分析发现,PaANTs基因在悬铃木中表达模式基本一致,主要在发育中的雌花及柄下芽中表达,除PaANT-2外,其他两个基因在种子发育过程中也有表达;这与PaANT-1启动子在烟草中的表达模式相一致,表明PaANT-1可能调控胚珠及种子的生长发育。
  4.35S∷PaANTs转化烟草可以促进烟草叶片不定芽再生,且PaANT2/3可诱导胚状体细胞的发生。此外PaANTs可促进烟花萼片器官生长、种子增大,但花筒及雌雄蕊器官缩短,株型矮小、叶片褶皱,表明PaANTs在烟草中调控各组织的生长发育。PaANTs还通过调控类黄酮合成相关基因的表达,影响烟草花瓣颜色。
  5.从二球悬铃木中克隆得到2个BEL1同源基因,分别命名为PaBEL1-1/2;其在悬铃木各组织器官中的时空表达模式基本一致,主要在根叶营养器官及发育中的种子、成熟期的雌雄花等生殖器官中表达。同时我们还分析了PaBEL1-1基因的启动子功能,发现pBI序列可诱导GUS在拟南芥胚珠形成至受精发育成鱼雷形胚的整个过程中表达,其根叶等营养器官也可检测到GUS表达,表明PaBEL1-1基因可能参与调控胚珠及种子的形态建成、营养器官发育等过程,但35S∷PaBEL1-1/2转化烟草未表现出形态差异。
  6.在PaBEL1-1基因5'UTR区含有一个选择性剪切型内含子,该序列含有TATA-box和CAAT-Box核心元件、EEC增强子元件及其他花药种子发育相关的作用元件。通过对不同启动子携带GUS基因融合表达载体的转基因株系进行GUS表达分析,发现该内含子具有增强子和启动子功能,可能还具有组织表达特异性功能。
[博士论文] 董学卫
微生物学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:微藻富含油脂、易于培养、生长周期短,可作为功能食品、饲料添加剂的替代来源。然而,培养过程中存在生物质浓度低、规模化培养难、收获耗能高、新鲜水消耗大、特定多不饱和脂肪酸含量低等问题,导致微藻生物质及其组分成本高,限制了其商业化应用。本论文以湛江等鞭金藻、假微型海链藻和聚球藻7002为研究对象,对微藻培养条件优化、光生物反应器设计、生物絮凝收获和絮凝上清再利用、基因工程蓝藻产不饱和脂肪酸等进行探索研究。
  (1)湛江等鞭金藻和假微型海链藻的优化培养。探讨了培养方式、光强和NaNO3浓度对微藻生长和产物积累的影响以及培养过程中氮消耗与微藻生长间的关系。结果表明,湛江等鞭金藻和假微型海链藻生长越快,对氮的吸收越多,兼养较光自养和光异养消耗更多的氮以满足生长需要。充足的氮源和兼养培养时,蛋白质积累较多;NaNO3浓度较低时,油脂积累较多。综合考虑油脂产率和节约资源等因素,湛江等鞭金藻最佳油脂产率80.06mg/L/d在光强为100μmol/m2/s、NaNO3浓度为375mg/L、兼养培养条件下获得。光强为100μmol/m2/s,NaNO3浓度为375mg/L,兼养培养,以更新率35%、更新周期1d进行半连续培养湛江等鞭金藻生物量产率最大为344.40mg/L/d。此时湛江等鞭金藻多不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的30.82%左右,是生产作为营养品的微藻油脂的合适条件。
  对假微型海链藻而言,生产油脂的最佳培养条件为:光强为200μmol/m2/s,NaNO3浓度为375mg/L,光自养培养,以更新率为25%,更新周期为1d进行半连续培养,油脂产率最大为52.47mg/L/d,对应的生物量产率为227.18mg/L/d。
  (2)光生物反应器设计及微藻培养性能研究。设计了柱式和平板式两种光生物反应器。与柱式光生物反应器相比,平板式光生物反应器中培养微藻时可获得更高的生物量产率(228.89mg/L/d)和油脂产率(83.34mg/L/d),表明平板式光生物反应器利于微藻生长和油脂积累。利用平板式光生物反应器,在锥形瓶最高油脂产率对应的分批培养条件下培养湛江等鞭金藻,所得生物量产率(342.83mg/L/d)、油脂产率(77.96mg/L/d)和脂肪酸组成结果与锥形瓶实验相近。利用平板式光生物反应器培养假微型海链藻,分批培养假微型海链藻的生物量产率(170mg/L/d)和油脂产率(41.48mg/L/d)同样与锥形瓶小试结果相近。且平板式光生物反应器光照比表面积大、溶氧易释放,造价低,可简单地通过增加反应器的长度扩大规模,适合室外大规模培养。
  (3)微藻收获和絮凝上清循环利用。单独升高pH值絮凝湛江等鞭金藻效果不理想,pH值12,沉降12h,絮凝效率仅为40%左右;假微型海链藻本身具有自絮凝特性,pH=10,沉淀1h,絮凝效率达到80%以上。以假微型海链藻作为生物絮凝剂絮凝难以自絮凝的湛江等鞭金藻,当藻液混合比为2∶1,pH值为10,沉淀时间3h,絮凝效率可达90%。利用壳聚糖为絮凝剂收获湛江等鞭金藻时,在pH值为5、壳聚糖浓度为25mg/L、絮凝30min,絮凝效率最高为90%。絮凝上清的循环利用可减少新鲜水消耗。在絮凝上清中重新添加营养物质培养湛江等鞭金藻,结果显示,假微型海链藻作为絮凝剂时,絮凝上清重复使用2次以后,生物量产率明显下降;而壳聚糖作絮凝剂,絮凝上清重复利用3次,生物量产率(246.67mg/L/d)和油脂产率(84.90mg/L/d)略高于在新鲜培养基中获得的结果。
  (4)在聚球藻7002中表达长链不饱和脂肪酸合成酶相关基因。为获得富含长链不饱和脂肪酸的转基因聚球藻7002藻株,构建了Syd6D,Syd15D,Syd6Dd15D和pSDPcE6-glnA、pSDTpD5D-glnA和pSDPcE6TpD5D-glnA等重组载体,通过同源交换在聚球藻7002中成功表达Δ15脂肪酸脱氢酶和集胞藻6803Δ6脂肪酸脱氢酶基因,分别获得了α-亚麻酸(α-linolenic acid,ALA),γ-亚麻酸(γ-linolenic acid,GLA),和十八碳四烯酸(stearidonic acid,SDA)含量较高的转基因藻株。与野生型聚球藻7002相比,Δ15脂肪酸脱氢酶基因的过量表达导致在聚球藻积累5.4倍的α-亚麻酸,而表达Δ6脂肪酸脱氢酶基因产生大量GLA和微量SDA。Δ15和Δ6脂肪酸脱氢酶基因的共表达导致GLA的低水平积累,SDA占总脂肪酸的比率多达11.64%。
[硕士论文] 陈学敏
植物学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:蒙古国地处欧亚大陆腹地,北与俄罗斯相邻,东、南、西与中国接壤,气候干燥寒冷,生态环境多样且脆弱.山地与苔藓植物的相关研究备受关注,而大尺度草原与苔藓植被的关系通常被忽略.本研究旨在通过不同干燥度梯度对蒙古国草原区设置调查样线,运用经典分类学的基本原理和方法,开展蒙古国草原区苔藓植物分类及区系研究.主要研究结果如下:
  1.通过对蒙古国草原区采集的450余份标本进行研究,发现藓类植物18科37属66种,未发现苔类植物.本文列出了科、属、种的分类检索表,每个种均提供了关键特征、标本引证和显微形态解剖图.其中,蒙古国新记录属1个:丛本藓属;新记录种10个:半裸蒴木灵藓、陕西小曲尾藓、长肋青藓、美丝瓜藓、白叶真藓、丛本藓、卷叶丛本藓、大红叶藓细枝变种、钝头红叶藓和云南墙藓.
  2.物种组成分析结果表明该地区优势科共5个,分别为丛藓科、真藓科、灰藓科、柳叶藓科、紫萼藓科,共计46种,占总科数的27.78%,总种数的69.70%,其中丛藓科这类旱生藓类为该地区的绝对优势科,反映出研究区干旱的整体气候环境.7种区系地理成分中以北温带成分为主,占49.30%,其次是世界广布成分,占30.99%,最少的为中国特有成分和北温带南延种,均占3.03%.将研究区与其他5个地区的苔藓植物进行比较分析,发现蒙古草原区与大青山的亲缘关系最近,其次与贺兰山、大兴安岭南部山地关系较近,与天山亲缘关系最远.
  3.通过对研究区苔藓物种的五种生境进行调查,发现不同生境中苔藓植物的频度排序为:土生>岩面土生>岩缝土生>湿地土生>腐木生,且不同的生境中优势种也不相同.角齿藓、真藓、葫芦藓对不同的环境有较强的适应能力.
  4.对研究区不同草原类型苔藓植物进行调查,根据不同草原类型中的优势种不同,荒漠草原中为真藓;典型草甸草原中为角齿藓、近缘紫萼藓,草甸草原中为柳叶藓、青藓.
  5.对蒙古国不同草原区西线的22个样地,东线20个样地分别进行主成分分析可知,相比于海拔、地衣盖度、凋落物盖度,干燥度、草本植物盖度、裸地盖度和坚石和碎石的盖度对样地中苔藓植物的分布影响更大.
[硕士论文] 杨学
细胞生物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:细菌人工染色体文库是生物基因组研究的重要资源,它们被成功地应用于图位克隆,构建物理图谱以及全基因组测序。本研究工作由两部分组成:1.放线菌BAC载体改造及放线菌0026BAC文库构建;2.矮牵牛BAC文库构建及相关基因筛选。
  放线菌(Actinomycetes)产生的次级代谢产物在医药和学术研究上有着重要意义。常用于构建放线菌BAC(Bacterial artificial chromosome)文库的载体为pMSBBACs,用其构建的放线菌BAC文库在进行质量检测时存在一定的缺陷。本研究通过在放线菌复合载体pMSBBACs中引入归位内切酶Ⅰ-SceI位点,改造出适用于放线菌属大片段基因组DNA克隆和异源表达的pHZAUBACFXJ复合载体。pHZAUBACFXJ1载体不仅在构建放线菌文库方面简单实用,在验证文库质量时用Ⅰ-SceI代替NotI进行酶切,也方便放线菌BAC文库外源插入片段大小的计算,评估放线菌BAC文库质量。本研究使用pHZAUBACFXJ1复合载体成功构建了一个放线菌0026的BAC文库。该文库总计3,456个克隆,保存在9块384板中,随机挑拣40个放线菌BAC克隆用Ⅰ-SceI酶切检测,平均插入片段约130kb,空载率约10%。以放线菌0026基因组8Mbp计算,约覆盖放线菌0026基因组40倍。构建了该BAC文库行列混合池,并提取行列混合池DNA。合作者已成功利用该文库筛选到克隆。
  矮牵牛(Petunia hybrida)因其花期长、花开繁盛等优点,广泛应用于街边花坛布置和园林景观摆设,在研究植物花发育中具有重要意义。为了研究矮牵牛开重瓣花的基因调控序列,本研究利用pHZAUB AC1复合载体构建了一个含有78,336个重组克隆的矮牵牛重瓣花BAC文库,保存在204块384板中。随机挑选440个矮牵牛BAC克隆检测外源DNA插入片段大小,平均外源插入片段约为120kb,空载率小于2%。以矮牵牛基因组900Mbp计算,约覆盖整个矮牵牛基因组10倍。通过构建高效二维混合池PCR筛选方法,利用6对引物(SCF1-9FR、SCF2-2FR、SCF43FR、SCF4-1FR、SCF1-12FR、SCF101FR)对矮牵牛BAC文库进行筛选,共筛选出9个阳性BAC克隆,对矮牵牛开重瓣花调控机理的研究具有重要意义。
[硕士论文] 张瑜
园林植物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:蜡梅(Chimonanthus praecox L.)冬天开花,香气怡人,广泛应用于切花和园林种植。芳香是蜡梅最为重要的观赏特征,其中乙酸苄酯是蜡梅的主要香气成分之一。本实验室前期对花香物质测定,发现芳香的H93株系乙酸苄酯含量较高,而无香的SW001株系不含乙酸苄酯。本文在实验室前期基础上,以蜡梅芳香的H93和无香的SW001株系为研究材料,比较2个材料3个时期乙酸苄酯含量的差异。筛选转录组库中控制乙酸苄酯合成的差异表达基因CpBEAT5、CpBEAT8,通过实时定量表达分析,结合乙酸苄酯释放量差异,寻找基因表达与花香释放之间的联系。另外将蜡梅CpBEAT5、CpBEAT8转入早花烟草,初步探究该基因的功能。主要研究结果如下:
  1.芳香株系H93中能检测到乙酸苄酯,但在无香株系SW001任何花期都未发现挥发物中有乙酸苄酯。在H93中不同花期乙酸苄酯的含量变化趋势与底物苯甲醇的含量变化趋势一致,在盛花期两者出现了最大值,与蜡梅花香总挥发物在盛花期达到最高峰现象相同。而在SW001中虽没检测到乙酸苄酯,但在末花期挥发物中存在微量的苯甲醇。
  2.经蛋白序列比对,CpBEAT5、CpBEAT8在H93和SW001株系中无差异。CpBEAT5含有一个内含子,不同株系中内含子存在差异,而CpBEAT8没有内含子。
  3.在H93和SW001蜡梅株系中CpBEAT5、CpBEAT8表达存在显著差异。在H93中CpBEAT5、CpBEAT8在盛花期的表达量最高,且呈现出上升后下降的表达趋势,与乙酸苄酯的含量变化趋势一致。但在SW001中,CpBEAT5、CpBEAT8在盛花期表达量最低。CpBEAT5在H93中露瓣期、盛花期、末花期三个时期的表达量都远远高于SW001,CpBEAT8在H93中,盛花期的表达量是SW001的近4倍,而露瓣期和末花期的表达量都低于SW001。
  4.经启动子序列比对,CpBEAT5启动子在H93和SW001株系中存在17个碱基的差异,H93的启动子比SW001多了一个的决定基因转录始TATA-box。CpBEAT8启动子在两个株系中序列一致。
  5.在转CpBFAT5、CpBEAT8基因烟草花中,挥发物成分测定显示野生型植株与转基因植株花都能检测到底物苯甲醇,但未检测到乙酸苄酯和苯甲酸苄酯。
[硕士论文] 宋蕾
植物学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:泌盐盐生植物长叶红砂(Reaumuria trigyna)隶属于柽柳科(Tamarieaceae)琵琶柴属(Reaumuria),是第三纪古地中海孑遗植物,为东阿拉善-西鄂尔多斯干旱和半干旱地区的特有种,长叶红砂因具有独特的盐腺结构而对盐渍环境具有极强的适应性.盐腺是一类特化的表皮细胞,它可以将植物体内多余的盐分排出体外,从而提高植物在盐渍环境下的生存能力.本研究通过基因芯片技术筛选长叶红砂盐腺泌盐相关基因,利用非损伤微测技术对不同抑制剂处理下的长叶红砂盐腺细胞Na+、K+和H+分泌速率进行测定,系统分析了盐腺泌盐的离子选择性和影响因素;通过测定长叶红砂生理生化指标探讨了NO和Ca2+对盐腺泌盐以及植株耐盐性的影响.主要结果如下:
  1.根据基因芯片的结果发现,在2776条基因中,131条基因差异表达,其中51条基因上调表达,80条基因下调表达,在这些差异表达基因中,膜泡运输相关基因有13条,离子运输相关基因有18条,物质代谢相关基因有23条,其余为转录因子相关基因.
  2.用囊泡运输抑制剂BFA、H+-ATPase专一抑制剂Vanadate、Na+/H+逆向转运蛋白抑制剂Amiloride和Na+:K+:Cl-共转运体抑制剂Bumetanide分别处理盐胁迫下的长叶红砂后,发现四种抑制剂均可以显著降低长叶红砂单个盐腺分泌Na+、K+和H+的能力.
  3.用0.1mM SNP(NO供体)和10mM CaCl2处理盐胁迫下的长叶红砂植株,发现长叶红砂单个盐腺分泌Na+和K+的能力较对照组和盐处理组均显著提高.此外,SNP和CaCl2处理下的植株鲜重、叶绿素、MDA、H2O2、PRO、GSH和ASA的含量以及SOD、CAT、POD、APX和ACP的酶活性均显著高于对照组和盐处理组,说明NO和Ca2+可以在一定程度上提升单个盐腺的泌盐能力和抗氧化系统活性,减少有害物质的积累,快速清除活性氧,使细胞膜损伤程度降低,最终提升植株在盐渍环境中的生存能力.
  4.利用qRT-PCR检测NO和Ca2+对长叶红砂抗逆及盐腺分泌相关基因表达水平的影响,结果显示,SNP和CaCl2处理下离子转运相关基因RtSOS1、RtHKT1、RtKUP11和RtKCO、膜泡运输相关基因Ug11861(VAMP)和Ug12061(VAMP722)和抗氧化相关基因RtAPX、RtGRX和RtSOD基因表达水平较盐胁迫时普遍大幅上调,推测NO和Ca2+可以通过调节相关基因表达水平来提高长叶红砂盐腺泌盐的能力和抵抗盐胁迫能力.
[硕士论文] 徐云迪
兽医学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:本研究分别对广西本地的三个规模化养殖猪场(园丰、康佳龙、奇昌)进行粪便和饲料采样,菌种分离纯化得到了27株水解圈相对较大的菌株,再经过初筛、复筛发酵产酶试验,最终获得4种产酶较好的菌株,命名为zl-1,slr-1,mL-1,zl-2,其中zl-1产酶能力最强。对四株菌分别进行分子生物学与形态学鉴定,通过对测序结果BLAST在线比对,构建遗传进化树,确定四株菌分别属于青霉菌属,镰孢菌属,曲霉属,青霉菌属。就生物生产安全性和产酶能力两方面综合考虑,本实验选择对zl-1进行酶活特性研究。
  zl-1菌株固体发酵产酶条件进行了研究,得到该菌株固体发酵产酶的最佳条件是:3%NaOH处理后的豆粕和麸皮以8∶2比例配置、料水比1∶2、在28℃左右培养84h。同时通过FPA法和CMC法对zl-1菌株所产的酶活性进行研究,得出最适酶促反应条件:FPA的酶促反应最适条件为温度50℃、pH值5.0;CMC酶活的酶促反应最适条件为温度50℃、pH值4.6。探究金属离子对其酶活的影响,得出Fe2+和Mn2+都是zl-1产纤维素酶的激活剂,对酶促反应具有较强的促进作用,其中Fe2+对两种酶促反应的促进作用最显著;而Cu2+是zl-1产纤维素酶的抑制剂,对酶促反应具有较强的抑制作用,Cu2+对两种酶促反应抑制作用最显著。最后探究了zl-1菌株在不同温度和pH值下的产酶稳定性,得出对zl-1测得的PFA和CMC酶活都属于酸性酶,且在一定温度下保存活性。
  最后对zl-1菌株的安全性进行了研究,以小鼠为媒介,将一定量的zl-1发酵过的酶活悬液灌胃到小鼠体内,同时进行生理盐水对照,饲养15天后发现没有小鼠死亡,生存率为100%,日常活动未见异常,未出现不良反应,各期体重与生理盐水组小鼠没有明显差异(P>0.05)。说明zl-1对小鼠没有产生毒性作用,其生物安全性较好。
  本研究中从猪源饲料和粪便中筛选出产纤维素酶真菌,通过对菌株的筛选、酶学特性、安全性进行深入研究,挖掘出一株具有高效产纤维素酶活性的真菌,命名为zl-1,以期作为饲料添加剂应用于实际产业中,以促进纤维素在动物体内的分解消化,提高动物粪便中纤维素的降解率,促进动物粪便的降解及回收利用,同时为麦麸、豆粕的开发利用提供充分的理论依据。
[博士论文] 赵成
微生物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:蓝细菌和红藻的捕光复合物藻胆体中含有大量的酶催化形成的色素化藻胆蛋白。目前已知3类不同的藻胆蛋白裂合酶特异性催化藻胆蛋白色素化。S/U型裂合酶催化藻胆色素不仅可以结合到别藻蓝蛋白的Cys81,也可以结合到藻蓝蛋白、藻红蛋白和藻红蓝蛋白β亚基的Cys82。T型裂合酶特异性催化藻胆色素与藻蓝蛋白和藻红蓝蛋白β亚基的Cys153结合。E/F型裂合酶特异性负责藻蓝蛋白和藻红蓝蛋白α亚基的Cys84结合藻胆色素。与S/U型和T型裂合酶不同,E/F型裂合酶还具有去色素化活性。此外,E/F型裂合酶中有一亚类具有藻胆色素异构化的活性。裂合酶CpcS和CpcT的结构在无色素或有色素的条件下分别被解析,但其结构都是β桶形,与脂肪酸结合蛋白的结构类似。尽管E/F型裂合酶早在25年前就被发现,但是至今其蛋白结构仍然未知。
  本研究以1.89A的分辨率解析了来自于Nostoc sp.PCC7120的裂合酶CpcE/F的结构。CpcE和CpcF亚基都是扭曲的星月形的α-螺线管形结构。CpcE由15个α-螺旋组成,CpcF由10个α-螺旋组成。CpcE的内(凹面)层螺旋和CpcF的外(凸面)层螺旋围成一个洞。根据CpcE/F复合物两个亚基界面处和洞内部的氨基酸位点突变结果,模拟得到了PCB:CpcE/F复合物的结构。以CpcE/F为模板模拟得到高同源性的裂合酶PecE/F的结构,但PecE/F具有异构化活性。保守的H87C88基序位于PecF亚基的h20和h21之间的loop上,这个保守基序被证实是PecE/F实现异构化活性所必需的,同时也支持了假说:Cys88与藻蓝胆素PCB的C10的亲核加成诱导了PCB异构化为藻紫胆素PVB。此外,与藻胆体降解有关的非漂白蛋白NblB的结构也以CpcE为模板模拟得到。
  为了得到更多的有关裂合酶催化机制的信息,本研究模拟了两种裂合酶CpcE/F和PecE/F分别和底物的相互作用模型。根据这些docking模型可以得出,色素分子结合藻胆蛋白的Cys84时,需要与之接触的藻胆蛋白的螺旋.螺旋之间松散以允许色素转移到结合位点。CpcE/F不仅可以催化脱辅基藻蓝蛋白CpcA结合PCB,也可以催化PCB从色素化蛋白PCB-CpcA上分离。考虑到反应的可逆性,本文提出一种假设:在色素化和去色素化时,色素分子向不同的方向移动。色素化时色素PCB向CpcE亚基方向移动,这个移动促进了PCB和CpcA的结合;相反的,去色素化时色素PCB向CpcF亚基方向移动,从而导致色素PCB的分离。位于CpcF亚基上方的CpcE的N端手臂序列阻碍了色素的移动,从而可以解释N端截短后去色素化活性增强。
  本研究解析了首个E/F型裂合酶的结构,从而补全了藻胆蛋白裂合酶家族的结构和催化机制,这将有助于更好地理解藻胆蛋白裂合酶如何参与蓝细菌捕光复合物的组装。此外,裂合酶CpcE/F具有特有的去色素化活性,这种活性与藻胆体的降解有关:比如在营养缺失条件下藻胆蛋白发生降解,或光照发生变化时藻胆体重构,这为研究藻胆体的降解提供了一个新的思路。
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