富硒藻类研究进展

微量元素硒不仅是人和动物必需的营养元素,也是植物生长发育不可缺少的元素。硒酸盐在水体中溶解度高于其他环境介质,导致水生生物对无机硒(硒酸盐)有更高的利用率。藻类能吸收无机硒,可将无机硒有效地转化为有机形态。藻体内的硒主要以硒蛋白、硒核酸、硒多糖等生物大分子以及硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸等生物小分子有机化合物存在。在水生生态系统中,藻类是硒的主要吸收者。富硒藻类通过食物链将硒传递至浮游动物、贝和鱼等动物体内,能提高其抗氧化能力,从而导致其对重金属耐受性增强。本文综述了藻类在自然界硒生物有机化中的地位和作用,藻类对硒的富集方式及代谢途径,硒在藻类中的生物学效应,富硒藻类的开发利用现状及今后的发展方向,较全面地综述了富硒藻类研究进展。     

硒的土壤生态环境、生物地球化学与食物链的研究现状

综述了硒的自然生态环境及全球土壤中硒含量与分布、形态及转化 ,决定植物硒含量及食物链系统中硒水平的关键因素 ,植物对硒的吸收和积累与遗传因子的关系 ,硒在植物组织中主要的存在形式 ,植物中硒的形态与生物有效性和生物利用率研究的意义 ,对食物链中的硒水平进行调控的方法及今后硒研究的前沿问题。     

硒的土壤生态环境、生物地球化学与食物链的研究现状

综述了硒的自然生态环境及全球土中硒含量与分布、形态及转化,决定植物硒含量及食物链系统中硒水平的关键因素,植物对硒的吸收和积累与遗传因子的关系,硒在植物组织中主要的存在形式,植物中硒的形态与生物有效性和生物利用率研究的意义,对食物链中的硒水平进行调控的方法及今后硒研究的前沿问题。     

土壤-植物系统中硒的迁移转化及低硒地区食物链中硒的调节

阐述了土壤中硒的存在形态及其与植物吸收的关系,论述了植物对硒的吸收和代谢机制、硒在植株体内的存在形态及其生物学效应,讨论了低硒地区食物链中硒水平调节的方法和效果,提出了土壤-植物-食物链系统中硒素研究的前沿问题。     

植物NAC转录因子的种类、特征及功能

综述了NAC转录因子的发现及其家族成员、结构特点和生物学功能.NAC类蛋白是近年来发现的一类植物特有、数量众多的转录因子家族,其成员广泛分布于陆生植物中.NAC家族成员的N端具有一个保守的约150个氨基酸组成的NAC结构域,含有A、B、C、D、E 5个亚结构域,C端具有一个高度变异的转录激活区.分析表明,NAC蛋白结构与其功能密切相关.NAC转录因子具有诸多方面的功能,如参与植物次生生长,在细胞分裂和植株衰老中发挥作用,参与激素调控和信号转导,参与矿质元素营养和农作物品质改良等.同时,NACs还参与生物胁迫中植物的防御反应以及在非生物逆境中发挥作用.目前对NAC基因的研究主要集中于模式植物拟南芥和水稻,对于NAC蛋白涉及的调控途径及其组成因子知之甚少,因此NAC基因的功能还有待深入研究;同时,利用基因工程手段导入或改良关键的NAC转录因子,使作物综合品质的提高已成为可能.图2表2参87     

微生物还原Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)合成SeNPs机理研究新进展

硒(Se)是自然界中重要的元素之一,微生物在硒的生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用.细菌、真菌及放线菌等多种微生物能够通过同化还原、异化还原等途径将Se(VI)和Se(IV)还原为硒纳米粒子(Se NPs).本文综述了目前已知的能够还原Se(VI)和Se(IV)的微生物资源及其还原机理,并总结了在硒化合物转运、Se NPs尺寸控制和稳定等过程中发挥重要作用的蛋白质和酶.微生物对Se(VI)的还原主要通过硒酸盐还原酶实现,而对Se(IV)的还原则通过包括亚硫酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、谷胱甘肽和谷胱甘肽还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶等多种酶促还原途径、非酶促还原途径以及作为电子受体参与的细胞呼吸过程来实现.多种不同的蛋白质和酶在Se(VI)和Se(IV)的跨膜转运、Se NPs的尺寸控制、稳定及外排等过程中发挥着重要的作用,它们不仅控制着硒化合物的还原过程,也会对Se NPs进行修饰从而改变Se NPs的物理化学性质,影响硒在环境中的归趋.今后仍需要不断开发新的能够代谢硒化合物的微生物资源,并结合基因组学、转录组学、蛋白组学等多种组学手段对微生物转化硒化合物的关键基因和调控系统等进行深入解析.     

甘薯蔗糖转运蛋白IbSUT1x在酵母细胞中的定位

蔗糖转运蛋白是植物特有的一类载体蛋白,酿酒酵母突变株SUSY7/ura3常被利用来研究蔗糖转运蛋白的功能,但在研究中发现,有的蔗糖转运蛋白在酵母中未表现出蔗糖转运的功能.但这或许并不是其实际功能的体现,而是由于这类蛋白无法准确定位到酵母的细胞膜上造成的.IbSUT1x是本实验室从甘薯中分离到的一个蔗糖转运蛋白基因,但是在SUSY7/ura3中未表现出明显的蔗糖转运功能.本研究通过用激光共聚焦显微镜对IbSUT1x与绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)的融合蛋白的表达和定位的观察,发现IbSUT1x不仅在酵母细胞中有表达,而且表达的蛋白质定位在酵母的细胞膜上.结果表明,IbSUT1x在酵母细胞中不能转运蔗糖,该蛋白很可能不具有蔗糖转运功能,或者其与蔗糖的亲和力很低.     

拟南芥新基因SI(stress insensitive)参与非生物胁迫应答（英文）

非生物胁迫是影响农作物产量的主要因素,植物对非生物胁迫的应答机制一直是植物学研究的热点之一.在拟南芥中克隆和鉴定了一个参与非生物胁应答的新基因SI(stress insensitive),该基因编码一个未知功能结构域的蛋白DUF1336,该家族蛋白结构域具有许多未知功能的假设植物蛋白C末端(约250个残基).在单子叶植物和双子叶植物中,SI蛋白质是保守的.通过瞬时转化实验证明,该蛋白定位于细胞质膜.实时定量PCR分析结果显示,SI基因在各种组织中组成型表达.在花、果荚和种子中表达量相对较高.非生物胁迫和脱落酸(ABA)可以增加SI基因的表达,SI基因在ABA、Na Cl和冷处理后分别上调3.5倍、2.1倍和4.7倍.SI基因的T-DNA插入突变体(SALK_021811C)植株表现出对冷胁迫和高盐胁迫的抗性.种子的萌发实验也表明,突变体种子可以在高盐胁迫条件下萌发,对ABA的抑制作用也不敏感.本研究表明SI基因是植物抗逆性的负调控因子,可为提高农作物的遗传改良提供新的候选基因.     

番茄SIZ1-like1基因的克隆与功能

SUMO(Small ubiquitin-related modifi er)化修饰是植物体内一种重要的蛋白质功能调节方式.它调控植物细胞中蛋白的降解与定位,植物抗性及激素调节等.SIZ1是SUMO的E3连接酶并在SUMO化中起重要作用.为了解SIZ1基因在番茄中的功能,成功克隆番茄(Solanum lycopersicum)SIZ1基因(SIZ1-like1)并构建番茄SIZ1-like1RNA干涉和过表达载体后,通过农杆菌介导转入野生型番茄,成功获得6个独立的转基因阳性植株.荧光定量PCR(Real-time PCR)分析野生型番茄中SIZ1-like1基因的组织表达特异性,发现SIZ1-like1在植物的各个组织中都有表达.构建SIZ1-like1黄色荧光蛋白融合表达载体,通过对SIZ1-like1融合黄色荧光蛋白转基因番茄的根尖进行荧光显微观察,证实番茄SIZ1蛋白定位于细胞核.干旱胁迫实验分析显示,过表达转基因植株抗旱性强于野生型,且脯氨酸含量是野生型的3倍左右,而RNAi植株抗旱能力则较弱.因此SIZ1基因对番茄抗旱起到了正调控作用.     

植物质膜H+-ATP酶对环境胁迫因子的响应研究进展

植物质膜质子泵(H+-ATP酶)是一种重要的功能蛋白,为次级主动运输提供质子动力,既参与调控植物正常生长,也参与植物响应环境因子等非生物胁迫时抗性机制的构建.探讨植物质膜H+-ATP酶活性调控机理已成为植物生理学领域的研究热点.在简要概括植物质膜H+-ATP酶结构与生理功能的基础上,结合近年来质膜H+-ATP酶对环境因...     

基于数据库的植物功能性状研究现状文献计量学分析

植物功能性状数据库是功能生态学研究的重要工具.了解基于植物功能性状数据库的植物功能性状研究现状,对探讨功能多样性和生物多样性具有重要的指导意义.介绍植物功能性状数据库的类型、影响力的评价方法和使用方法,并整理了17个植物功能性状库(附表).同时,通过Web of Science检索了2008-2018年间基于植物功能性...     

T—2毒素与硒对酵母生长的影响及其拮抗作用

通过培养产朊假丝酵母比较RNA与蛋白含量的变化,评价加入培养基中的T-2毒素与硒的细胞毒性和生理活性.试验表明,5ppm T-2毒素明显抑制产朊假丝酵母的生长,1ppm硒对生长的促进作用显著,且可完全拮抗5ppm T-2毒素的毒性.     

中国低硒带生态环境中硒的环境行为研究进展

本文综述了目前与低硒带硒生物地球化学循环有关的研究结果。从这些研究中可以看出,低硒带的形成主要由表层土壤对低硒母质层的继承性,演化趋势主要决定于降水输入和淋溶流失二个自然过程的相对通量及土壤对硒的保留程度,后者在很大程度上依赖于土壤铁锰氧化物含量,土壤中硒的挥发损失可能并不重要。土壤-植物系统中硒的小循环中,环境腐植酸物质对土壤硒的环境行为和生物有效性产生了显著影响。     

陕西紫阳富硒核心区周边土壤中硒的赋存形态分析

硒在自然界中以多种无机和有机形式存在,不同形态的硒以不同的地球化学特征影响着地质环境中硒的迁移、循环、生物可利用性和毒性,硒形态的研究对于硒的迁移、开发利用、毒性防御具有重要的指导意义.陕西省紫阳县是继湖北恩施后发现的第二大富硒区,且有较理想的硒汇集利用地质地理条件.本文采用改进的7步连续化学提取技术,研究了紫阳富硒核心区周边农作土壤硒的结合态分布,旨在为推动紫阳地区硒资源的开发利用和硒中毒防御提供基础数据.     

植物砷吸收与代谢的研究进展

砷(As)作为一种植物非必需的类金属元素广泛存在于自然界中,砷过量摄人不仅会对植物生长产生毒害作用,而且在植物的可食部位累积并通过食物链对人体健康构成威胁.生长介质中的砷酸盐(五价砷)一般是通过磷酸盐转运蛋白被植物吸收的,而亚砷酸(三价砷)和没有解离的甲基化砷则主要是通过质膜上的水通道蛋白被植物吸收的.在植物体内五价砷...     

典型富硒农业基地土壤硒的生物有效性与剖面分布分析

以山东省淄博市博山区富硒农业用地作为研究区域,从典型农业用地中采取土壤剖面样品,测定土壤总硒、有效硒、土壤理化性质、土壤中重金属等指标,对土壤中总硒和有效硒的土壤剖面分布并结合空间差异和水系进行分析.结果表明,博山区表层土壤(0—10 cm)总硒范围为0.080—1.290 mg·kg~(-1),均值为0.360 mg·kg~(-1),略高于全国土壤硒元素的平均值(0.290 mg·kg~(-1)).土壤有效硒均值为0.033 mg·kg~(-1),占总硒比例为10.16%.土壤中全硒含量在剖面上的分布呈现出上高下低的规律,土壤中有效硒在土壤剖面表现出上高下低、上低下高、上下相近等3种趋势.土壤母质中硒含量的高低是影响区域富硒水平的一个重要因素.研究区内硒元素和重金属镉呈极显著相关,土壤硒可能与土壤中重金属存在伴生作用.目前关于有效硒含量分级标准仍需要探讨,发展富硒农业需要构建有效硒评价体系,全面综合考虑土壤中全硒和有效硒.     

植物次生代谢:功能、调控及其基因工程

植物次生代谢物具有多种重要的生物学功能 ,在工农业生产和人们日常生活中具有广阔的应用前景 .随着可持续农业的发展 ,植物次生代谢物的化学生态学功能及其对农产品品质的影响倍受关注 .植物次生代谢调控的生物化学、分子生物学和基因工程已成了当今国际生物界十分活跃的前沿研究领域 .本文仅就植物次生代谢物功能、代谢调控及基因工程研究进行简要的概述 .1　植物次生代谢物的功能1.1　植物次生代谢物的化学生态学功能植物次生代谢物按其合成方式可分为组成型和诱导型两种类型 ,它们在植物与植物、植物与微生物及植物与昆虫之间的关系中行…     

湖南省龙山县耕地土壤硒含量特征及其影响因素

硒是人体及动物必需的微量营养元素之一.在龙山县耕地区系统地采集了326件表层土壤样品进行分析测试,研究了区域内土壤硒含量空间分布特征、空间变异特性、垂向分布特点及其影响因素,分析了土壤有效态硒的影响因素.结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.33 mg·kg^-1,土壤有机质平均含量为20.7 g·kg^-1,土壤呈酸性.土壤硒含量呈中等空间变异,垂向分布呈表层富集的规律.研究区内硒含量主要受成土母质与土地利用的双重影响,有机质含量与硒含量呈显著正相关关系(P<0.01).土壤硒形态以腐殖酸结合态与强有机结合态为主,有效硒组分占比较低,土壤硒的生物有效性受硒全量和酸碱度影响较大,可以通过人为方式适当调整土壤酸碱度,提高硒生物有效性,有效提升土地利用价值.     

外源硫输入对稻田土壤硒流失的影响

土壤中硒的甲基化可能会导致硒的挥发,加剧土壤硒的流失,而农田土壤硒的缺乏会造成农作物中硒含量偏低.施用硫肥是保障作物增产、增收的一种重要农艺措施,外源硫输入对土壤硒的含量可能产生重要的调控作用.本研究模拟稻田淹水环境,通过添加典型有机硫(甲硫氨酸)和无机硫(硫酸钠),测定硒的挥发量以及土壤中残留的硒含量,以揭示外源硫输...     

玉米性别决定基因TASSELSEED2及其同源基因的分子进化特征

TS2是最早在玉米中发现的性别决定基因,但是在其他的单性花或者两性花的被子植物中其同源基因是否也与花的性别形成有关以及其进化特征仍不清楚.以玉米性别决定基因TASSELSEED2(TS2)为检索序列,通过BLAST搜索得到21个测序植物物种的27个TS2同源基因,并利用生物信息学和比较基因组学方法详细分析了这些TS2基因的序列特征、进化关系及选择压力.结果表明,植物TS2基因具有3种基因结构类型、2种典型的功能结构域和7种保守基序组织模式,且单性花和两性花植物间并没有表现出特异性.系统进化树显示,以江南卷柏TS2蛋白为系统树基部,除了PtrTS2b、SlaTS2、CsaTS2和CpaTS2这4种单性花的TS2蛋白外,剩余22个植物TS2蛋白被划分为4个亚群.值得注意的是,除杨树外,其余4种单性花植物的TS2基因距离较远,均单独为一分支.进一步对4个亚群的选择位点分析发现,这些亚群共包含出24个正选择位点(P0.05),说明各亚群TS2基因均受控于纯净选择或松弛的纯净选择.由上述结果可知,TS2基因在进化过程中发生了多次重复和基因扩增事件,而多次独立的重复或者基因扩增事件导致TS2基因失去了对性别的决定或者调控作用.