《良性和高温胁迫条件对豌豆蚜亲本无性系及其自交后代的影响》

  • 来源专题:农业生物安全
  • 编译者: 李周晶
  • 发布时间:2025-06-16
  • 利用豌豆蚜虫Acyrthosiphon pisum的亲本无性系及其自交后代,评估了在良性和热胁迫条件下近交抑制的程度。在20°C时,亲本无性系与自生后代的生产性能总体上无显著差异。值得注意的是,一个自克隆体的表现甚至超过了它的亲本。然而,在高温胁迫下,近交抑制加剧,特别是在更恶劣的条件下,这表明近交无性系更有可能在炎热的夏季被消灭。面对全球气候变化,了解热应激与近交抑制之间的相互作用是一个关键问题。本研究利用水蛭(Acyrthosiphon pisum)亲本克隆及其自交后代,评估了在良性和热胁迫条件下近交抑制的程度。计算一个成虫在头7天产生的若虫数量,并测量所有若虫的总面积作为一个无性系的适合度成分。在基底发育过程中,观察到近交抑制现象,以不育基底的发生为例,占成虫的28.6%。克隆系建立后,在恒定的20°C条件下,亲本克隆与其30个自交后代克隆在这些适应度成分上没有发现显著的总体差异。然而,两两比较显示,在少数自交无性系中,适合度成分显著降低,而在若虫的总面积方面,一个自交无性系明显优于亲本。这些结果表明,在自交衍生的兄弟克隆中,适应度成分存在实质性差异。然而,当无性系暴露于单一热胁迫(35°C连续6 h)或重复热胁迫(35°C连续3天连续6 h)时,在更强烈的热胁迫条件下,近交抑制加剧。这些结果表明,在气候温和的地区,近亲繁殖的无性系可能会在种群中传播,但在夏季高温下,它们可能会被大量消灭。
  • 原文来源:https://resjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/een.13461?af=R
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  • 《铜铅胁迫下水分、温度和施肥对黑麦草富集能力的影响》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-11-25
    • 黑麦草(Lolium perenne L.),是我国南方主要种植牧草之一,对土壤重金属(As、Zn、Cu、Pb、Cd等)具有一定富集效果。通过室内盆栽、正交试验的方法,研究不同水分、温度和施肥条件及其互作对黑麦草在Cu、Pb单一及复合胁迫下耐受性及富集能力的影响。结果表明:(1)在Cu、Pb胁迫下,黑麦草在90% WHC、保证N肥施用时取得最大生物量,其茎叶及根分别在30及25℃时生长积累最大;Cu-Pb复合胁迫使黑麦草地上部分的生长受到抑制。(2)综合分析金属含量及富集系数,90% WHC有利于黑麦草对Cu、Pb的富集,而温度、肥料随黑麦草富集部位及单一、复合金属污染的不同具有最适差异性。(3)黑麦草仅在90% WHC水分、30℃及施NPK肥时,对重金属Pb具有大于1的转运系数,其余各环境因子组合只能在不同程度上小幅改变植物转运系数,即黑麦草对Cu、Pb重金属的转运能力较差。(4)方差分析结果显示,水分和温度可作为对黑麦草Cu、Pb富集能力具有显著影响的单因子,在Cu、Pb单一污染胁迫下,还受到其二因素交互的显著影响;在单一及复合污染中,富集能力均受到与肥料间三因素交互作用的显著影响。综上,运用黑麦草作为修复植物改善土壤Cu、Pb污染状况时,可主要调节水分至90% WHC,并辅以改善温度和施肥条件来优化富集效果。
  • 《研究发现新的蓝细菌胁迫耐受关键因子》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-08-21
    • 蓝细菌是一类古老的光合微生物,为了应对光照、温度等环境条件的变化,逐渐进化出了一套高效的环境胁迫耐受机制。聚球藻UTEX 2973是一株新近发现对高温和强光照条件具有良好耐受能力的藻株,能够在高达42度、1500 μE m-2 s-1 光照条件下快速生长,生长代时仅为1.5小时。而相同条件下,包括其近缘物种聚球藻PCC7942在内的大多数蓝细菌都不能生长。有趣的是,聚球藻UTEX2973和聚球藻PCC7942的基因组序列一致性高达99.8%,它们只有24个差异蛋白编码基因,但是却具有显着不同的环境耐受能力。因此,这些差异基因很可能就是引起两株聚球藻胁迫耐受表型差异的直接原因。 为了鉴定决定聚球藻胁迫耐受能力的关键基因,由中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员吕雪峰带领的微生物代谢工程研究组采用了“基因互补”策略:将聚球藻PCC7942视作基因缺陷型突变株,以聚球藻UTEX2973的基因片段转化聚球藻PCC7942,筛选具有高温和高光耐受能力的突变株。结果发现,所有高温高光耐受的聚球藻PCC7942突变株在其FoF1 ATP 合成酶ɑ亚基(AtpA)的252位氨基酸均有一个C252Y(色氨酸到络氨酸)的点突变。而针对该位点的饱和突变发现,将半胱氨酸(Cysteine, C)突变为任何一种共轭氨基酸(苯丙氨酸、络氨酸、组氨酸、色氨酸)都能够使得聚球藻PCC7942获得高温高光的耐受能力。通过系统的生化、生理和代谢水平研究发现,C252Y点突变造成了FoF1 ATP 合成酶ɑ亚基蛋白水平和FoF1 ATP 合成酶活性的显着提高,增加了胞内ATP水平;显着提高了胁迫条件下的光系统II核心D1蛋白的转录水平、光合放氧、线性电子传递速率,乃至糖原积累速率。该研究鉴定了决定速生聚球藻环境胁迫耐受能力的关键基因,为代谢工程改造光合生物环境抗逆性提供了重要靶标(appl Environ Microbiol, 2018)。 而针对聚球藻UTEX2973胁迫条件下转录调控机制不清的问题,研究组与德国弗莱堡大学教授Wolfgang Hess研究组合作开展了基于dRNA-seq的差异转录组学研究,分析了不同胁迫条件对于聚球藻UTEX2973基因转录和生理代谢的影响,发现响应强光信号的小RNA分子PsrR1以及黑暗条件大量转录的Sye_sRNA1和Sye_sRNA3,并推测它们可能的作用机制。此外,该研究还精确鉴定了聚球藻UTEX2973全基因组范围的4808个转录起始位点,为后续转录调控以及代谢工程改造研究奠定了基础(Biotechnol Biofuels, 2018)。 相关研究得到了国家自然科学基金相关人才计划、中国科学院重点部署项目、山东省重大基础研究等的支持。