通过对青杄转录组测序分析,筛选出干旱响应基因PwRhomboid,分析该基因在耐旱方面的功能特性,为揭示青杄的耐旱机理提供理论基础。采用生物信息学对PwRhomboid的氨基酸序列和同源基因进行比对;利用RT-qPCR技术分析PwRhomboid对不同非生物胁迫和激素的响应情况;通过瞬时转化烟草叶片检测PwRhomboid蛋白的亚细胞定位;获得拟南芥和马铃薯的PwRhomboid转基因株系并进行干旱表型验证。研究结果显示,PwRhomboid的氨基酸序列在N端与其同源物种的氨基酸序列具有较大差异,在C端相似度较高,保守性较好;其蛋白主要定位于细胞膜。PwRhomboid的表达量经干旱、低温和脱落酸诱导后发生有显著变化,在成熟叶中表达量最高,其能够提高转基因拟南芥和马铃薯的耐旱性。经干旱处理后,与对照组拟南芥野生型和pCM1205株系相比,PwRhomboid过表达株系PwRhomboid-L1和PwRhomboid-L2的存活率更高,叶绿素荧光最大光化学效率和实际光化学效率更高;在经聚乙二醇模拟干旱处理后,与野生型相比,过表达株系PwRhomboid-L3、PwRhomboid-L4的马铃薯苗高更高。结果表明PwRhomboid的表达量会受到干旱等逆境和激素的影响,过表达PwRhomboid能够提高拟南芥和马铃薯的耐旱性。

糖尿病肾病是糖尿病的主要并发症,也是引发慢性肾病的主要诱因。UBE2V1作为唯一一类参与K63泛素化的E2酶参与糖尿病肾病的发生,而UHRF2在K63泛素化途径中作为E3泛素连接酶发挥作用。采用实时荧光定量、基因沉默和过表达、划痕测试、免疫印迹分析、K63泛素化蛋白分离和免疫沉淀等方法探究UHRF2与UBE2V1在高糖诱导肾小管上皮细胞上皮间充质转化过程中的作用机制。研究发现高葡萄糖可以增加UHRF2和UBE2V1在肾小管上皮细胞中的表达,引发上皮间充质转化;高糖培养的肾小管上皮细胞中上皮间充质转化标志蛋白α-SMA和ZEB1的表达显著上调,同时E-cadherin的表达显著下调;敲低UHRF2或UBE2V1会抑制α-SMA和ZEB1的上调,减弱E-cadherin的下调;UBE2V1可能介导高糖培养肾小管上皮细胞中UHRF2转录的上调,并可能增加UHRF2中K63的泛素化。研究结果反映出UHRF2和UBE2V1均参与了高糖条件下肾小管上皮细胞的上皮间充质转化过程,二者可能协同促进糖尿病肾病纤维化,这些发现为治疗糖尿病肾病提供了新思路。

小麦(Triticum aestivum)D基因组供体粗山羊草(Aegilops tauschii)具有多种抵御生物和非生物胁迫的基因,是小麦遗传改良的主要基因库;重金属相关异戊二烯化植物蛋白(heavy metal-associated isoprene plant protein,HIPP)在调控植物的金属离子平衡和解毒过程中具有重要作用。通过农杆菌介导获得过表达粗山羊草AetHIPP28的转基因拟南芥,并利用一系列生理生化分析研究转基因拟南芥对镉(Cd)胁迫的响应。结果表明,AetHIPP28定位于细胞核和质膜上。过表达AetHIPP28可以显著增强拟南芥对Cd的耐受性,促进Cd胁迫下的拟南芥根系生长。在Cd的胁迫下,转基因拟南芥的活性氧(reactive oxygen species,ROS)积累显著低于野生型,而抗氧化酶活性显著高于野生型。过表达AetHIPP28明显抑制了Cd²⁺的跨膜内流,并增加了Cd在根部的积累。以上结果表明,过表达AetHIPP28通过调节拟南芥中ROS的积累和抗氧化酶的活性,并改变Cd²⁺在根部的内流和分布,提高拟南芥对Cd的耐受性。上述结果为了解AetHIPP28应对Cd胁迫的反应机制提供了一定参考。

MADS-box家族是植物最大的转录因子家族之一,在参与逆境胁迫与调控开花应答中具有重要作用,其AGL12-like亚组在葡萄中的功能尚不清楚。从黑比诺葡萄基因组克隆获得VvAGL12启动子(proVvAGL12),对启动子序列元件进行分析,发现该启动子区域存在多种与逆境胁迫相关的顺式作用元件。构建proVvAGL12驱动的GUS表达载体,并在拟南芥和烟草中进行转化,发现proVvAGL12启动子片段在拟南芥中具有启动活性,其驱动GUS在转基因拟南芥植株的叶片、茎段、花器官、根、果荚部位表达,表达活性可持续整个生长周期。转基因拟南芥和烟草胁迫处理实验表明,proVvAGL12驱动的GUS活性受赤霉素、脱落酸、聚乙二醇和低温调控。

毛茛目植物花器官具有复杂多样的特点,是研究花器官形态与遗传进化相关问题的理想植物类群。通过综述毛茛目植物花器官形态的多样性,结合毛茛目基因组、转录组以及芸香唐松草(Thalictrum thalictroides)、蓝花耧斗菜(Aquilegia coulela)、黑种草(Nigella damascena)、花菱草(Eschscholzia californica)等几个代表物种的花发育研究现状,阐述了当前MADS-box基因家族A、B、C、D、E类基因的功能及其下游靶基因的研究成果,并对未来毛茛目植物花发育的研究切入点和可能面临的挑战进行展望,旨在丰富对基部真双子叶植物花器官发育分子调控途径的理解。

PsaA和PsaB是光系统Ⅰ的中心蛋白,在植物光合作用及逆境调控中发挥重要功能。烟草(Nicotiana tabacum L.)是植物功能基因组学研究的模式作物,目前关于其PsaA和PsaB基因功能的研究较少。为解析烟草PsaA/PsaB基因对逆境胁迫的响应规律,在烟草基因组中鉴定PsaA/PsaB基因家族,并对其理化性质、亚细胞定位、系统进化、Motif基序、启动子调控元件进行分析。结果表明: 烟草中共有27个PsaA/PsaB基因,与拟南芥相比,烟草PsaA/PsaB基因家族大量扩增,根据系统发育和结构特征可分为3类亚家族。烟草PsaA/PsaB基因启动子中含有大量响应光、低温、干旱及植物激素等的顺式作用元件。RT-qPCR分析发现,多数烟草PsaA/PsaB基因在低温胁迫下表达量上调,上调数目为8个;而在聚乙二醇、茉莉酸甲酯胁迫下表达量下调,下调数目分别为8个和7个;马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)和烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)感染后大多数烟草PsaA/PsaB基因表达量下调,PVY感染后下叶肉和叶脉组织中基因下调数目分别为19个和17个,其中叶脉中下调更明显,TMV感染后基因下调数目为9个。可见,烟草PsaA/PsaB基因参与烟草对多种非生物胁迫的应答过程,研究结果为进一步探索PsaA/PsaB基因在调控植物对逆境胁迫响应中的作用提供了参考。

为探究异荭草素(isoorientin,ISO)与玉米醇溶蛋白(zein)/阿拉伯胶(Arabic gum,GA)制得的复合纳米纤维膜对小鼠皮肤损伤愈合的影响,以空白纺丝膜为对照,分别使用负载zein/GA的纳米纤维膜、负载ISO的纳米纤维膜以及负载ISO-zein/GA的复合纳米纤维膜对小鼠伤口进行敷料处理。结果表明,负载zein/GA的纳米纤维膜、负载ISO的纳米纤维膜以及负载ISO-zein/GA的复合纳米纤维膜对小鼠的伤口愈合具有促进作用,可以有效减少伤口氧化损伤及促炎因子TNF-α、IL-1β、iNOS的mRNA表达水平,并促进伤口血管重建,从而加速伤口愈合。研究结果验证了异荭草素-玉米醇溶蛋白/阿拉伯胶复合纳米纤维膜对伤口愈合的促进作用,拓宽了异荭草素的应用范围,为新型伤口敷料的研究提供了思路。

滇黄精(polygonatum kingianum coll.et Hemsl.,PK)是我国传世经典食药两用食物,营养物质丰富,具有护肝等功效。九蒸九制是炮制滇黄精的经典方法,但其对滇黄精护肝作用及机制的影响尚无报道。基于LO₂细胞酒精性损伤模型,探究九蒸九制滇黄精水提物(Nine Steaming Nine Drying processed PK extracts,PPK)对酒精性肝损伤的改善作用,采用代谢组学和生物信息数据库联合分析以及分子对接揭示其物质基础及潜在的调控机制。结果表明: PPK可以显著提升酒精诱导损伤的LO₂细胞活性,改善氧化应激和炎症指标,提高乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶活性;代谢组学分析联合生物数据库检索发现PPK显著富集芦丁、呋喃酮、咖啡酸、没食子儿茶素等23种代谢物,通过PI₃K-Akt、AMPK、NF-κB信号通路调控肝脏氧化应激与炎症;分子对接结果证实PPK的核心代谢物与酒精代谢酶之间具有良好的结合能力。研究结果初步揭示PPK能够通过调控氧化应激、减轻肝脏炎症、增强乙醇代谢功能来缓解酒精性肝损伤,为PPK营养功能的定位提供了科学依据。

为探究银杏叶粉对安格斯牛生长性能、血液指标、瘤胃微生物区系和瘤胃液代谢组的影响,选取25头12~16月龄平均体重453.8 kg的健康安格斯牛,随机分成5组,分别饲喂基础日粮(Con, n=5)及3%(G3, n=5)、6%(G6, n=5)、9%(G9, n=5)和 12%(G12, n=5)的银杏叶粉日粮,预试期 10 d,正试期75 d。结果显示: 日粮中添加银杏叶粉对安格斯牛的平均日增重有一定提升,显著提高了安格斯牛的干物质采食量。与Con组相比,G9组的血清甘油三酯含量显著降低,而总抗氧化能力显著提高,G6和G9组的丙二醛含量显著降低、丙酸比例显著提高、乙酸比例显著降低。各组间瘤胃微生物群落多样性和丰富度无显著差异。在门水平上,与Con组相比,G6和G9组安格斯牛瘤胃中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度显著提高,而螺旋菌门(Spirochaetota)的相对丰度显著降低;在属水平上,与Con组相比,G6组未分类的F082科和Paludibacter科的相对丰度显著降低,G9 组未分类的 F082科的相对丰度显著降低, 瘤胃琥珀酸菌属(Succiniclasticum)的相对丰度显著升高。瘤胃代谢组结果显示,在正离子模式下,与Con组相比,G6、G9组的瘤胃中脂肪酸含量显著降低,其他代谢物含量显著升高;在负离子模式下,与Con组相比,G6、G9组的瘤胃中二嗪和有机氧化合物的含量显著降低,其他代谢物含量显著升高。综上所述,日粮中添加 6%~9%的银杏叶粉对安格斯牛的生长性能和血液指标都有积极作用,改善了瘤胃发酵参数,并对瘤胃代谢物的组成也具有一定影响,建议银杏叶粉的最适添加量为基础日粮的6%~9%。

为实现药品中金黄色葡萄球菌的精准快速检测,通过加入内参(internal amplification control,IAC),优化PCR反应体系,建立能够实时监控过程的基于内参的金黄色葡萄球菌实时荧光定量PCR快检方法,并对方法的特异性、检测限、重现性、可行性进行验证。验证结果表明,所建立方法的特异性良好,仅金黄色葡萄球菌呈现典型扩增曲线;对金黄色葡萄球菌基因组DNA的检测限为0.23 pg/μL;C_t值与模板拷贝数呈现出良好的线性关系(R²=0.99);重现性实验的相对标准偏差均小于3.0%;人工污染药品增菌10 h后即可检出金黄色葡萄球菌。该方法不仅缩短了药品中金黄色葡萄球菌的检验时间,还可以实时监测PCR反应过程,有效防止“假阴性”结果的发生,能够作为确认金黄色葡萄球菌的补充方法。

以乌兰布和沙漠东北部不同平茬处理及未平茬梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,实时动态监测其液流速率及当地气象因子,研究不同平茬处理梭梭在生长旺盛季(6~8月)不同时间尺度的液流特征及其对气象因子的响应,建立耗水量与气象因子的拟合模型,揭示梭梭平茬后的水分传输规律。利用热扩散茎流计和自动气象站对乌兰布和沙漠不同平茬处理与未平茬梭梭的液流及太阳辐射、空气温度、相对饱和湿度、水汽压差进行监测。结果表明,不同平茬处理(留茬120 cm、留茬90 cm、留茬60 cm)梭梭晴天液流变化呈“几字宽峰型”曲线,未平茬梭梭呈“单峰型”曲线。雨天,液流速率波动非常剧烈,呈“不规则多峰型”曲线,雨天的液流速率低于晴天。未平茬、留茬120 cm、留茬90 cm、留茬60 cm梭梭的日平均液流速率分别为2.314 6、3.333 4、1.333 3、0.767 2 cm/h,日均耗水量分别为8.62、13.43、2.40、2.89 kg/d。小时尺度下,太阳辐射是影响平茬及未平茬梭梭液流速率的主要因子;日尺度下,太阳辐射是影响留茬90 cm及未平茬梭梭液流速率的主要因子,空气温度是影响留茬120 cm梭梭液流速率的主要因子,留茬60 cm梭梭的液流速率主要受风速影响;月尺度下,留茬120 cm梭梭耗水量主要受太阳辐射、空气温度影响,留茬90 cm梭梭耗水量主要受相对湿度、太阳辐射影响,留茬60 cm梭梭耗水量主要受风速影响。随着时间尺度的增加,气象因子入选回归方程的数量呈减小趋势,对液流的解释程度呈降低趋势。该研究的拟合方程均达到显著水平,可在不同时间尺度下预测梭梭蒸腾耗水特征。研究结果对明确梭梭平茬后的水分传输规律具有指导意义。