赵瑞 作品数:33 被引量:169 H指数:8 供职机构: 北京林业大学生物科学与技术学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 高等学校学科创新引智计划 北京市自然科学基金 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 环境科学与工程 文化科学 更多>>
生物质能源原料林种植模式经济效益及全生命周期能耗分析 能源短缺和环境污染是当今世界亟待解决的两大问题。目前,能源的使用主要以化石燃料为主,但化石燃料不可再生,其储量逐渐消减;传统化石燃料燃烧产生的废气和其他燃烧废料,对环境造成了很大的影响,环境污染问题日益严重。因此,寻找具... 赵瑞关键词:生物质能源林 生物柴油 过表达胡杨PEPKR2负调控拟南芥的镉耐受性 2025年 【目的】磷酸烯醇丙酮酸羧化酶激酶相关激酶(PEPKRs)是植物特有的CDPK/SnRK超家族成员,但其在胡杨响应重金属胁迫中的调控机制尚不清楚。本文通过研究胡杨PEPKR2在镉胁迫过程中的作用,旨在进一步揭示植物响应镉胁迫的生理与分子调控机制。【方法】克隆胡杨PEPKR2基因,利用DNAMAN进行同源氨基酸序列比对,并用Mega 7软件构建进化树。以野生型(WT)、转空载体对照(VC)和过表达PePEPKR2拟南芥(PePEPKR2-OE1、PePEPKR2-OE7和PePEPKR2-OE11)株系为实验材料,对各株系拟南芥进行不同浓度的镉处理,从生理和分子水平探究PePEPKR2在植物响应镉胁迫中的作用机制。【结果】(1)胡杨PEPKR2氨基酸序列与毛果杨PEPKR2相似度最高,亲缘关系最近;镉胁迫处理之后,胡杨根、茎、叶中PEPKR2表达量均发生了显著性变化;PePEPKR2蛋白定位于细胞核中。(2)在镉胁迫条件下,过表达PePEPKR2的拟南芥株系的根长、存活率和鲜质量均低于WT和VC,而相对电导率显著高于WT和VC,表明过表达株系对镉胁迫更敏感。(3)镉胁迫处理后,相较于WT和VC,过表达拟南芥株系的幼苗根尖Cd^(2+)内流速度显著加快,Cd^(2+)含量也显著升高;土培条件下,过表达株系的根和叶中Cd^(2+)含量均显著高于WT和VC。(4)镉胁迫处理后,过表达拟南芥株系的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的升高幅度均低于WT和VC,过氧化物酶活性的降低幅度均高于WT和VC,抗氧化酶相关基因的转录水平变化与酶活性的变化趋势一致;最终导致过表达拟南芥株系根尖的H2O2含量显著高于WT和VC。(5)土培条件下,经镉胁迫处理后,过表达拟南芥株系的叶绿素相对含量、最大光化学效率、实际光化学效率、电子传递速率、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均低于WT和VC,而细胞间CO_(2)浓度则高于WT和VC。【结论】过表达PePEPKR2增加了Cd^(2+)在拟南芥中的积累,削弱了活性氧清除能力,� 刘艺 殷可欣 冯冰 闫彩霞 赵紫焱 董凯悦 赵瑞 陈少良关键词:蛋白激酶 镉胁迫 胡杨PeXTH基因的克隆及其转基因烟草的抗镉性分析 被引量:3 2014年 【目的】克隆胡杨木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PeXTH,并研究该基因和植物抗Cd2+性之间的关系。【方法】利用RT-PCR方法从胡杨中克隆一个木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PeXTH,将该基因的全长cDNA克隆到植物表达载体pGreen0029上,然后通过农杆菌介导法,将重组表达载体转入烟草,并对转基因烟草的抗Cd2+能力进行初步分析。【结果】PeXTH基因的开放阅读框(ORF)长867bp,含ATG起始密码子和TAG终止密码子,编码由288个氨基酸组成的蛋白;多重氨基酸序列比对结果显示,PeXTH蛋白含有木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTHs)的保守催化活性域DEIDFEFLG和N-糖基化位点NLSG;Real-Time PCR检测结果表明,PeXTH基因已经成功在2个转基因株系(L6和L14)中过表达;Cd2+胁迫后,转基因烟草根组织中积累的Cd2+含量显著高于野生型,而叶组织中积累的Cd2+含量明显低于野生型;Cd2+胁迫下,转基因烟草叶片的相对电导率显著低于野生型,但抗氧化酶活性、营养元素含量、叶片净光合速率和蒸腾速率等生理指标都要明显高于野生型。【结论】PeXTH基因的过表达提高了烟草对Cd2+的抗性,为进一步深入研究PeXTH基因在植物抗Cd2+机制中的作用奠定了良好基础。 韩彦莎 鲁彦君 于瑞 赵瑞 沈昕 陈少良关键词:烟草 毛乌素沙地南缘人工恢复植被对沙地土壤理化性质的影响 被引量:8 2013年 [目的]探讨人工恢复植被对沙地土壤特性的影响。[方法]选取毛乌素沙地南缘生长年限相同的5种代表性人工恢复植被(油蒿、沙柳、花棒、小叶杨和紫穗槐)样地为研究对象,以裸露沙地为对照,研究不同人工恢复植被样地的土壤理化性质。[结果]人工恢复植被能够改善沙地土壤理化特性,不同植被对土壤的作用强度不同;紫穗槐和花棒样地的土壤容重等物理性质改善明显;人工恢复植被样地的土壤粒度频率分布均呈现双峰,紫穗槐样地土壤平均粒径最小,分选性最差;人工恢复植被对沙地土壤养分改良效果不明显。[结论]人工恢复植被对沙地土壤特性具有一定的影响,沙地土壤物理性质改良效果显著,而沙地土壤化学性质改良效果不显著。 关其格 浩必斯嘎拉图 杨越 韩永娇 武智勇 宋双双 赵瑞关键词:人工植被恢复 土壤理化性质 毛乌素沙地 CDPKs在植物适应非生物胁迫过程中的调节作用 被引量:9 2015年 CDPKs(calcium-dependent protein kinases,CDPKs)在植物适应非生物胁迫过程中发挥了重要作用,CDPK家族成员众多,在植物种间分布广泛,并且定位于不同的细胞器中。CDPKs是植物细胞钙信号转导的重要感受器,通过作用于多种多样的互作底物,参与植物对干旱胁迫、盐胁迫和低温胁迫的适应。在分子水平上,CDPKs通过磷酸化调节不同的底物蛋白的活性,进而实现基因表达调控、离子平衡调控和活性氧平衡调控,从而发挥各自的生物学功能。本文综述了CDPKs在植物逆境信号网络中的功能,并对将来的研究方向进行论述。 刘亚茹 吕丽莎 程瑾 司婧娜 赵瑞关键词:非生物胁迫 信号转导 Effects of Artificial Vegetation Restoration on Soil Physicochemical Properties in Southern Edge of Mu Us Sandy Land 被引量:3 2014年 [Objective] This study aimed to investigate the artificial vegetations on soil physicochemical properties of sandy land. [Method] The soil physicochemical proper- ties in five representative lands respectively covered by Artemisia ordosica, Salix cheilophila, Hedysarum scoparium, Populus simonii and Amorpha fruticosa, all of which were planted artificially at the same year were measured in the present study, using a bare soil as the control. [Result] Artificial vegetation improved the soil physicochemical properties by different extents in the lands covered by different plants. The soil physicochemical properties such as bulk density under A. Fruticosa and H. Scoparium were improved greatly. The frequency distribution of soil particle size under artificial vegetations exhibited a bimodal curve. The average soil particle size under A. fruticosa was the smallest, and the soil was very poorly sorted. The soil nutrients in the sandy land were not significantly improved by artificial vegeta- tion. [Conclusion] Artificial vegetation has a certain impact on soil properties in sandy land, as it greatly improves the soil physical properties but not the chemical properties. 杨越 孙宏 韩永娇 武智勇 宋双双 赵瑞过表达胡杨PeRIN4基因拟南芥提高质膜H^+-ATPase活性和耐盐性 被引量:9 2017年 本文克隆了RIN4(RPM1-interacting protein 4)在胡杨中的同源基因PeRIN4,并在拟南芥中进行过表达,通过研究转基因株系的耐盐表型、质膜H^+-ATPsae活性及H^+、Na^+、K^+等的动态离子流,揭示了PeRIN4基因在植物响应和适应盐胁迫环境中的作用。利用定位载体p Green0029-PeRIN4-GFP瞬时转化拟南芥叶肉细胞原生质体的方法,对胡杨PeRIN4蛋白进行亚细胞定位,发现该蛋白定位在细胞的胞质中。耐盐表型实验结果显示,在100 mmol/L NaCl处理下,拟南芥PeRIN4过表达株系(OE1和OE8)的生存率和根长均明显高于野生型(WT)和转空载体拟南芥(VC),说明PeRIN4基因能够提高拟南芥的耐盐性。与WT和VC相比,拟南芥PeRIN4过表达株系质膜H^+-ATPsae的活性较高。动态离子流数据显示,在盐胁迫下,PeRIN4过表达株系外排H^+和Na^+离子的能力强于野生型和转空载体拟南芥,然而K+的外流却弱于WT和VC。因此,PeRIN4蛋白具有调节质膜H^+-ATPsae活性的功能。拟南芥质膜H^+-ATPsae活性的提高主要有两方面的作用:一是可以增强H+泵的质子动力势,驱动Na^+/H^+逆向转运蛋白,提高Na^+外排的能力;二是抑制质膜的去极化,减少K+离子通过去极化激活的外向型K^+通道(DA-KORCs)和非选择性阳离子通道(DA-NSCCs)外流,维持了K^+/Na^+平衡,从而提高PeRIN4转基因拟南芥的耐盐性。 张一南 王洋 张会龙 尧俊 邓佳音 赵瑞 沈昕 陈少良关键词:耐盐性 转基因拟南芥 外生菌根真菌Paxillus involutus吸收Cd^(2+)及H_2O_2对Cd^(2+)内流的调控作用 被引量:4 2018年 【目的】本文研究了外生菌根真菌Paxillus involutus对Cd^(2+)的吸收作用以及H_2O_2对Cd^(2+)内流的调控作用。【方法】以Paxillus involutus的2种菌株MAJ和NAU为研究材料,利用50μmol/L Cd Cl2对材料进行24 h处理,应用非损伤微测技术测定菌丝的Cd^(2+)和Ca^(2+)离子流。【结果】结果显示,Cd^(2+)处理后,MAJ和NAU菌丝的Cd^(2+)内流增强,同时也显著促进了Ca^(2+)的内流。Ca^(2+)通道抑制剂(Verapamil、Gd Cl3、TEA)处理后,Cd^(2+)和Ca^(2+)内流强度均明显减弱,表明Cd^(2+)是通过钙通透性离子通道(Ca PCs)进入菌丝细胞的。Cd^(2+)处理促进了Cd^(2+)和Ca^(2+)的内流,很可能是Cd^(2+)激活了菌丝质膜的Ca PCs。Ca^(2+)和Cd^(2+)的竞争性实验结果显示,高浓度的Ca^(2+)抑制菌株MAJ和NAU的Cd^(2+)内流;反过来,测试液中Cd^(2+)浓度的提高也明显降低了Ca^(2+)的内流强度,这证明Ca^(2+)和Cd^(2+)是竞争性地通过Ca PCs进入菌丝细胞的。此外还发现,H_2O_2(1.0 mmol/L)能增强菌丝的Cd^(2+)和Ca^(2+)内流,而ROS清除剂DMTU却显著抑制了菌株对Ca^(2+)和Cd^(2+)的吸收,表明H_2O_2在调控菌丝细胞Ca PCs介导Cd^(2+)内流的过程中具有重要作用。【结论】综上,外生菌根真菌Paxillus involutus对Cd^(2+)具有富集作用并且可以通过H_2O_2激活Ca PCs促进Cd^(2+)内流。 朱智梅 张玉红 撒刚 刘建 马旭君 邓晨 赵瑞 陈少良关键词:镉胁迫 非损伤微测技术 胡杨Ring finger E3连接酶PeRH2提高烟草耐旱机制研究 被引量:6 2015年 近期研究表明泛素化在植物胁迫响应中扮演一个关键的角色。作为泛素-蛋白酶体系统(UPS)中的关键酶,泛素E3连接酶更是在细胞的新陈代谢中起着重要的作用。本文从胡杨中克隆了一个C端含有Ring finger结构域的蛋白(152个氨基酸)编码基因(Pe RH2),经过序列比对推断该基因编码产物为泛素E3连接酶,属于Ring finger家族中的Ring-H2构型。研究显示,甘露醇胡杨苗木在255 mmol/L甘露醇胁迫下,叶片Pe RH2表达量上调。拟南芥原生质体中瞬时表达融合质粒p Yellow0029-Pe RH2的研究表明,Pe RH2蛋白定位于细胞核。以农杆菌介导法将Pe RH2转入烟草,Sq RT-PCR结果显示,Pe RH2在转基因烟草中获得过表达。在255 mmol/L甘露醇处理下,转基因烟草幼苗耐受渗透胁迫的能力高于野生型和转空载体烟草。干旱处理后,转基因烟草的叶片保水力明显高于野生型和转空载体烟草,而叶片相对电导率、MDA的含量也要低于野生型和转空载体烟草。因此,过表达Pe RH2能够提高烟草的抗旱能力。 钱泽勇 张会龙 荆晓姝 申泽丹 邓澍荣 赵瑞 沈昕 陈少良关键词:RING FINGER 亚细胞定位 抗旱性 广西平果县退耕还林工程生态效益监测与评价研究 广西平果县在2002~2007年间,退耕还林18951.91hm2,涉及14个乡(镇、林场),截止2012年,累计效益面积达119063.40 hm2。本研究通过野外调查与室内试验对平果县不同退耕还林地生物量、土壤理化性... 赵瑞关键词:退耕还林工程 生态效益 环境价值