植物重金属胁迫耐受机制

重金属是一类会对植物产生毒害作用的污染物,植物在长期进化过程中演变出耐受重金属胁迫的相关机制。以植物重金属耐受性为基础,对近几年来国内外植物响应重金属胁迫的耐受机制研究作一简要综述。主要概述了重金属对植物的胁迫影响及植物抗氧化系统,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质和不同类型基因家族等方面对植物耐受重金属胁迫机制的研究进展。以期为提高植物耐重金属胁迫能力及研究植物修复重金属污染土壤的应用奠定一定的基础。     

贝类低温胁迫响应机制研究进展

低温是影响贝类生长和存活的主要环境因素之一,研究贝类的低温耐受能力和抗寒机制对贝类养殖产业具有重要意义。本文综述了近年来贝类响应低温胁迫的研究结果,主要围绕两个方面:低温胁迫对贝类生理生化的影响,包括低温条件下贝类能量收支、体成和酶活力的变化;冷应答基因对低温的响应,包括冷休克蛋白基因、热休克蛋白基因及抗氧化酶基因低温条件下的表达变化。在此基础上,提出贝类应对低温环境的预防和调控措施,并对今后贝类抗寒机制的进一步研究及实践做出展望。     

贝类低温胁迫响应机制研究进展

低温是影响贝类生长和存活的主要环境因素之一,研究贝类的低温耐受能力和抗寒机制对贝类养殖产业具有重要意义。本文综述了近年来贝类响应低温胁迫的研究结果,主要围绕两个方面:低温胁迫对贝类生理生化的影响,包括低温条件下贝类能量收支、体成和酶活力的变化;冷应答基因对低温的响应,包括冷休克蛋白基因、热休克蛋白基因及抗氧化酶基因低温条件下的表达变化。在此基础上,提出贝类应对低温环境的预防和调控措施,并对今后贝类抗寒机制的进一步研究及实践做出展望。     

番茄SlWDR141基因的克隆及功能研究

为研究番茄WD40蛋白基因(SlWDR141)的功能,对SlWDR141蛋白进行生物信息学分析,发现SlWDR141蛋白在进化过程中高度保守,与土豆的同源性最高。在克隆SlWDR141基因全长序列的基础上,构建了亚细胞定位和酵母双杂交表达载体,证实SlWDR141蛋白主要定位在细胞核中,与DDB1具有相互作用。实时荧光定量PCR(real-time PCR)分析SlWDR141基因在组织中的表达谱,发现它在各个组织中均有表达,但在根中的表达量最高。为研究该基因的生物学功能,进一步构建了SlWDR141基因的干涉载体,用农杆菌介导法转化番茄得到转基因阳性番茄,荧光定量PCR鉴定出3个表达量下调的独立转基因株系。NaCl胁迫和Pst DC3000侵染野生型和转基因植株发现,转基因植株相对于野生型植株抗盐性和抗病性均下降,表明SlWDR141基因对盐胁迫和细菌侵染均起正调控作用。     

南极鱼类适应低温的分子进化研究进展

南大洋是地球上最冷的水域,水温常年在0℃以下,许多生物在南大洋降温过程中走向灭绝,而南极鱼亚目鱼类在南大洋逐渐变冷过程中快速进化,成为冰冻海域最繁盛的脊椎动物。随着越来越多的南极亚目鱼类基因组完成测序和分析,人们对这些鱼类在冰冻环境下生存和繁衍机制的认识也越来越深入和全面。本文从抗冻蛋白的起源、血液发生、抗过氧化机制、铁离子稳态调控、中性浮力的进化和基因组特征等方面综述了南极鱼类适应极端低温的分子进化及发育生物学机制,以期为鱼类抗冻与耐寒机制及适应性进化研究提供新的视角。     

酸碱盐胁迫环境下水泥固化重金属污染土的长期性能：现状与展望

土壤和地下水常受到工业、农业、海水和生活污水的影响，存在不同种类的腐蚀性离子。采用水泥基材料固化/稳定化修复重金属污染场地时，这些腐蚀性离子会降低水泥基固化土的性能和重金属的固化效果，长期条件下面临二次污染问题。目前采用水泥基材料的土壤固化研究多集中于新型复合固化剂的研发，对环境胁迫下固化体的耐久性问题需要更多关注。针对环境胁迫下因水泥基固化土劣化引起的工程特性和淋滤特性问题，总结国内外研究现状，系统阐述土—水泥—重金属—胁迫环境之间的相互作用机理，明晰基于酸/碱、盐环境胁迫下水泥基固化土性能演化规律及机制，为重金属污染土壤固化修复效果及耐久性提升的研究提供参考。     

革兰氏阳性菌自然感受态生理机制的研究进展

自然感受态是指菌体在自然生长过程中吸附、摄取和内化外源DNA的生理状态。大部分细菌具有相似的DNA摄取机制,该机制主要由两部分组成:外源DNA在多种感受蛋白的共同作用下被核酸酶降解为单链DNA进入细胞,然后单链DNA在Dpr A、Ssb B和Rec A等蛋白的保护下整合到受体染色体上。目前对变形链球菌自然感受的调控系统研究较为广泛,拟以变形链球菌为例,结合其他细菌介绍自然感受的研究进展。Com X是变形链球菌的感受核心调控因子,可以激活多种后期感受基因的转录,这些后期感受基因对外源DNA的摄取发挥着重要作用。以变形链球菌的com X为核心,梳理总结了Com DE、ComRS、HdrRM、BsrRM和RcrRPQ等系统对com X的调控机理,分析了Com X稳定性及其对后期感受基因的调控,阐述了自然感受与生物膜形成、耐酸性和细菌素合成等毒力因子的内在联系,在此基础上展望了自然感受未来可能的研究方向。     

地区建筑营建体系的“地域基因”概念的理论基础再认知

该文从生物基因原理中基因对生物性状的作用规律获得启示,思考地区建筑营建体系具有生长性、适应性、遗传性与进化性等类生命体特征,通过比较生物基因与地区营建体系的调控机制发现两者具有异质同构的特征。通过对地域基因在其营建模式与环境模塑三者之间的中心作用;一个基因是地区建筑对一种环境因子的主观应对集合;建立地域基因图谱找到研究突破口;重组地域优势基因进行强化与激活四方面解析,把握地区建筑营建体系生成生长的内在调控机制。     

热胁迫下拟南芥ARP2对钙信号的调控作用

钙信号动态变化在植物适应非生物胁迫中起着重要作用。为了理解热胁迫下1个微丝结合相关蛋白(Actin-Related Protein 2,ARP2)参与调控钙信号的机制,采用生理、分子和遗传手段对ARP2相关遗传材料进行了分析。实验结果发现,和野生型相比,热胁迫下arp2突变体细胞质的钙离子浓度升高,arp2突变体幼苗表现出热敏感表型。ARP2基因的表达受热胁迫的诱导,arp2突变体中热诱导响应的转录因子HSF-A7A、HSF-B2A的表达较野生型低。当外源添加线粒体渗透性转换孔道抑制剂cyclosporin A(CsA)抑制arp2突变体中钙升高时,可以恢复其热敏感的表型。以上研究结果表明,ARP2通过调控线粒体来源的钙信号响应热胁迫。     

柠条锦鸡儿CkLEA1基因克隆及表达分析

植物受到逆境胁迫后,大量逆境响应基因会被诱导表达,LEA蛋白编码基因就是与植物抗旱、抗冷等非生物胁迫密切相关的一类基因。从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一条LEA蛋白编码基因并进行了克隆。序列比对与系统进化分析显示该基因属于LEA3基因家族成员,命名为CkLEA1(GenBank登录号是KC309408)。克隆得到该基因gDNA长469bp,包含两个外显子和一个内含子;cDNA长357bp,包含300bp的开放阅读框,推导编码99个氨基酸的蛋白质。利用荧光定量PCR技术对CkLEA1基因在各种逆境胁迫条件的表达情况进行初步研究表明,CkLEA1受干旱、ABA、冷、热、盐和碱等处理不同程度地诱导,推测其与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫的机制有关。