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克里曼丁橘CcTIFY基因家族的生物信息学及表达模式分析

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分子植物育种 2024年

作者：吴天利钟云谭文苑刘锴栋广东省农业科学院果树研究农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东省热带亚热带果树研究重点实验室岭南师范学院生命科学与技术学院

TIFY是一类在植物中具有特异性的转录因子，它可以调控植物的生长发育、逆境胁迫响应及植物激素信号网络传导等过程。为了研究柑橘TIFY基因家族成员，并探究它们在不同组织中的表达模式，本研究采用生物信息学方法从克里曼丁橘基因组中... 详细信息

TIFY是一类在植物中具有特异性的转录因子，它可以调控植物的生长发育、逆境胁迫响应及植物激素信号网络传导等过程。为了研究柑橘TIFY基因家族成员，并探究它们在不同组织中的表达模式，本研究采用生物信息学方法从克里曼丁橘基因组中共筛选到14个CcTIFY成员，并对其染色体位置、结构特征、聚类分析、启动子、共线性及组织表达特异性进行分析。结果显示，除了6号染色体之外，CcTIFYs基因在1～9号染色体中呈现不均匀分布的情况。通过对柑橘、拟南芥和水稻的演化进行分析，并考虑保守motif和结构域的结构特征，将CcTIFY成员划分为四个亚族，即PPD、TIFY、JAZ和ZML。各亚族内基因相对保守，其所编码的44个蛋白均含有高度保守的TIFY结构域。通过对序列进行分析，发现CcTIFYs基因的启动子中包含了光响应、胁迫响应、激素响应以及植物生长发育相关的顺式作用元件。共线性分析的结果显示，分别有11个和6个柑橘CcTIFY与拟南芥AtTIFY和水稻OsTIFY之间形成15条共线性关系对。通过对克里曼丁橘不同组织部位的转录组数据进行分析，发现14个CcTIFYs在柑橘的叶、果、根和茎中表现出差异表达模式，其中属于JAZ亚族的7个CcTIFYs基因在根部显著性差异表达。本研究为解析克里曼丁橘CcTIFY蛋白的生物学功能提供一定的参考。

关键词：柑橘 TIFY 全基因组鉴定表达模式

番木瓜CpWRI3参与调控果实成熟过程中脂肪酸合成

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园艺学报 2023年第8期50卷 1637-1648页

作者：莫雨杏周艳林润婷多泳星张涛刘锴栋岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048

以番木瓜(Carica papaya L.)果实为研究材料,通过前期构建的果实成熟数字基因表达谱,克隆得到1个编码WRI家族调控因子的基因,命名为CpWRI3。氨基酸序列比对和进化分析发现CpWRI3与拟南芥AtWRI3/4同源性较高。转录因子活性分析表明,CpWRI... 详细信息

以番木瓜(Carica papaya L.)果实为研究材料,通过前期构建的果实成熟数字基因表达谱,克隆得到1个编码WRI家族调控因子的基因,命名为CpWRI3。氨基酸序列比对和进化分析发现CpWRI3与拟南芥AtWRI3/4同源性较高。转录因子活性分析表明,CpWRI3具有一定的转录激活活性。实时荧光定量PCR分析表明,CpWRI3的表达水平随着果实成熟不断升高,采后8 d达到峰值,表明其在果实成熟的后期发挥重要作用。在果实中瞬时过量表达CpWRI3促进了月桂酸、棕榈油酸和亚油酸含量的提升。体外凝胶阻滞试验(EMSA)证实CpWRI3能与下游靶基因Cp KAS1和Cp ACC1启动子上AW-box元件的序列特异结合。利用荧光素酶系统进一步证明CpWRI3可以在植物体内诱导CpKAS1和CpACC1启动子的表达。上述结果表明CpWRI3能参与调控月桂酸、棕榈油酸和亚油酸等脂肪酸合成。

关键词：番木瓜果实成熟脂肪酸转录调控 WRI家族

基于转录组的番荔枝ARF基因家族鉴定及其在花发育中的表达分析

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热带作物学报 2023年第4期44卷 661-672页

作者：周艳莫雨杏刘淑艺李卫锦黎海利刘锴栋岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048

鉴定番荔枝ARF家族基因,并分析其在花发育中的表达谱,为深入探索ARF家族基因调控花发育的机制奠定基础,为解决番荔枝产业上出现的“花而不实”、结果率低等问题提供理论依据。以番荔枝为研究对象,基于转录组测序,筛选鉴定出11个番荔枝As... 详细信息

鉴定番荔枝ARF家族基因,并分析其在花发育中的表达谱,为深入探索ARF家族基因调控花发育的机制奠定基础,为解决番荔枝产业上出现的“花而不实”、结果率低等问题提供理论依据。以番荔枝为研究对象,基于转录组测序,筛选鉴定出11个番荔枝AsARF基因。通过同源进化分析、蛋白结构域分析、亚细胞定位、qRT-PCR等技术,初步分析了AsARF家族基因的生物学功能。进化树分析结果显示,AsARF蛋白可以被分为5组。AsARF的预测蛋白分子量在73.85~112.51 kDa之间,等电点分布于5.42~7.63之间。所有AsARF蛋白均含有1个DNA结合结构域和1个中间区域结构域,除AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b外,其他蛋白还存在1个C-末端二聚化结构域。基于蛋白中间区域的氨基酸富集情况,推测AsARF5a、AsARF5b、AsARF6c、AsARF6d、AsARF7和AsARF16这6个蛋白可能为转录激活子,而AsARF2、AsARF3a、AsARF3b、AsARF6a和AsARF6b这5个蛋白推测为转录抑制子。鉴定得到3个CTD结构域缺失的ARF基因:AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b,它们可能有着独特的生物学功能。亚细胞定位预测结果显示,AsARF蛋白主要定位在细胞核中。亚细胞定位实验结果显示,AsARF2、AsARF3a和AsARF6a蛋白定位于细胞核,表明AsARF蛋白具有转录因子的核定位特征。qRT-PCR结果显示,AsARF3a、AsARF3b、AsARF5a、AsARF5b、AsARF6a和AsARF7在花芽期表达量最高,AsARF2和AsARF6b的表达量在花蕾期最高。AsARF2、AsARF3a、AsARF5a、AsARF5b、AsARF6b、AsARF6c和AsARF16基因在正常花中的呈现高表达,而AsARF3b、AsARF6a、AsARF6d和AsARF7则在畸形花中表达量更高。AsARF6b、AsARF6c在正常花中表达量高、而AsARF6a、AsARF6d在畸形花中表达量更高,说明它们在花的正常发育中起到了重要作用。

关键词：番荔枝生长素响应因子生物信息学分析花发育表达分析

火龙果软腐病病原菌鉴定及链霉菌菌株LWL1827的防效测定

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热带作物学报 2023年第8期44卷 1689-1697页

作者：张鸿雁陈盈营周雁微林丽静刘锴栋岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048 中国热带农业科学院农产品加工研究所/海南省果蔬贮藏与加工重点实验室广东湛江524001 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江大庆163319

火龙果兼具食用和药用价值,是我国热带、亚热带地区的主要水果,储藏中容易感病,其中火龙果软腐病就是一种储藏期常见的主要病害。为明确火龙果软腐病病原菌种类和拮抗放线菌对病原菌的抑菌效果及防治作用,本研究采用组织分离法,选择典... 详细信息

火龙果兼具食用和药用价值,是我国热带、亚热带地区的主要水果,储藏中容易感病,其中火龙果软腐病就是一种储藏期常见的主要病害。为明确火龙果软腐病病原菌种类和拮抗放线菌对病原菌的抑菌效果及防治作用,本研究采用组织分离法,选择典型软腐病发病果实进行病原菌的分离、纯化和鉴定,并采用无伤和针刺法回接进行致病性测定。以26株链霉菌作为供试拮抗菌株,采用琼脂块法、生长速率法研究其对病原菌菌丝生长的抑制作用,并通过链霉菌LWL1827无菌发酵滤液喷涂于火龙果果实进行防病效果及抗性酶活性测定。结果表明,经形态学和分子鉴定发现,引起火龙果软腐病的病原菌ZYW18为串珠镰刀菌(Fusarium verticillioides),致病性测定表明菌株ZYW18为致病菌。链霉菌LWL1827可显著抑制病原菌生长,抑菌圈直径为(18.32±2.13)mm,透明,1:5、1:10、1:50(V/V)不同浓度无菌发酵滤液的抑菌率分别为91.23%±3.11%、87.21%±3.22%、80.22%±2.03%,与其他拮抗菌之间差异显著(P<0.05)。病情指数降低效果较明显的为浓度1:10(5 d),病情指数为11.00±1.03,防治效果(53.59%±4.21%)较好。以浓度1:10的链霉菌LWL1827无菌发酵滤液处理火龙果不同时间后,发现其能显著提高火龙果抗性酶多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,处理后3种酶活性甚至是对照的2~3倍,且LWL1827滤液能降低储藏火龙果的病情指数,提高防治效果。引起火龙果软腐病的病原菌为串珠镰刀菌(F.verticillioides),为我国首次报道。链霉菌LWL1827对病原菌ZYW18的抑菌效果显著,可提高火龙果的抗病性,对储藏火龙果具有良好的拮抗防病作用。

关键词：火龙果串珠镰刀菌链霉菌拮抗作用

园艺植物栽培学教学融入课程思政教育改革初探

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现代园艺 2022年第7期45卷 170-171,174页

作者：周艳刘锴栋莫雨杏岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048

为实现科学与思政建设相融合,达到科学育人的目标,阐述园艺植物栽培学教学中融入课程思政的必要性,探究课程思政教育在园艺植物栽培学教学中的实施方法,列举融入园艺植物栽培学课堂的8类“思政”元素,并分析园艺植物栽培学融入“课程思... 详细信息

为实现科学与思政建设相融合,达到科学育人的目标,阐述园艺植物栽培学教学中融入课程思政的必要性,探究课程思政教育在园艺植物栽培学教学中的实施方法,列举融入园艺植物栽培学课堂的8类“思政”元素,并分析园艺植物栽培学融入“课程思政”存在问题及改进措施,为进一步探究园艺植物栽培学思政教育资源提供了理论基础。

关键词：园艺植物栽培学课程思政教学方法教学目标

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6种木槿夏季光合特性的日变化

浙江农业科学 2022年第9期63卷 2037-2041页

作者：胡磊刘锴栋杨通文韩维栋广东海洋大学滨海农业学院广东湛江524088 岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048

通过不同品种木槿的光合特性日变化特征及与环境因子间的关系,以及不同品种间光合特性的差异,筛选出适应不同环境的优良品种。结果表明,中国雪纺、树莓沙冰、牡丹木槿和玫瑰木槿的夏季净光合速率(P_(n))日变化均为双峰曲线,表现出典型... 详细信息

通过不同品种木槿的光合特性日变化特征及与环境因子间的关系,以及不同品种间光合特性的差异,筛选出适应不同环境的优良品种。结果表明,中国雪纺、树莓沙冰、牡丹木槿和玫瑰木槿的夏季净光合速率(P_(n))日变化均为双峰曲线,表现出典型的“光合午休”现象。新娘和雅致木槿的夏季P_(n)日变化呈单峰曲线;树莓沙冰的蒸腾速率日均值显著高于其他品种木槿,牡丹木槿最低;雅致木槿的水分利用效率和光能利用效率最高,中国雪纺的水分利用效率最低。6种木槿的P_(n)的日变化与其气孔导度(G_(s))、光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率(T_(r))以及空气温度(T)的日变化呈正相关,而与其胞间CO_(2)浓度(C_(i))呈显著负相关。

关键词：木槿光合特性净光合速率光合效率

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6种木槿夏季光合特性日的变化

浙江农业科学 2022年

作者：胡磊刘锴栋杨通文韩维栋广东海洋大学滨海农业学院岭南师范学院生命科学与技术学院

通过不同品种木槿的光合特性日变化特征及与环境因子间的关系,以及不同品种间光合特性的差异,筛选出适应不同环境的优良品种。结果表明,中国雪纺、树莓沙冰、牡丹木槿和玫瑰木槿的夏季净光合速率(Pn)日变化均为双峰曲线,表现出典型的“...

通过不同品种木槿的光合特性日变化特征及与环境因子间的关系,以及不同品种间光合特性的差异,筛选出适应不同环境的优良品种。结果表明,中国雪纺、树莓沙冰、牡丹木槿和玫瑰木槿的夏季净光合速率(Pn)日变化均为双峰曲线,表现出典型的“光合午休”现象。新娘和雅致木槿的夏季Pn日变化呈单峰曲线;树莓沙冰的蒸腾速率日均值显著高于其他品种木槿,牡丹木槿最低;雅致木槿的水分利用效率和光能利用效率最高,中国雪纺的水分利用效率最低。6种木槿的Pn的日变化与其气孔导(Gs)、光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率(Tr)以及空气温度(T)的日变化呈正相关,而与其胞间CO2浓度(Ci)呈显著负相关。

关键词：

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地方院校植物生理学课程思政教学改革探索

智慧农业导刊 2023年第16期3卷 153-156页

作者：刘锴栋周艳刘晚苟张涛莫雨杏岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048

植物生理学作为研究植物生命活动规律的科学,其中蕴含丰富的思政元素。该文结合地方高等院校的定位,紧密结合地方农业发展,改进植物生理学的教学目标,深入挖掘植物生理学课程蕴含的思想政治教育元素,并改进教学实施环节,提出多维的课程... 详细信息

植物生理学作为研究植物生命活动规律的科学,其中蕴含丰富的思政元素。该文结合地方高等院校的定位,紧密结合地方农业发展,改进植物生理学的教学目标,深入挖掘植物生理学课程蕴含的思想政治教育元素,并改进教学实施环节,提出多维的课程考核方式,为推进植物生理学课程思政教学改革提供理论基础。

关键词：地方院校植物生理学课程思政教学改革教学实施环节

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站点需求响应的电动模块公交车重组调度优化

中国公路学报 2024年第4期37卷 24-36页

作者：高虹刘锴姚恩建大连理工大学交通运输学院辽宁大连116024 北京交通大学交通运输学院北京100044

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好... 详细信息

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好解决乘客在车站的滞留问题。模型以单公交线路为研究对象,通过优化电动模块车在组合站点的容量重组操作和不同班次间的序列决策,旨在最小化包括车辆派遣、运营能耗等多项成本在内的总成本。特别考虑到模块车电池容量较小等特点,调度模型强调了车辆个体的能耗限制和充电计划。针对提出的混合整数非线性规划模型,引入辅助变量将约束中所涵盖的非线性部分转化为线性约束,增强模型的可求解性。采用郑州市电动公交实际运营数据提取的多项参数作为模型输入,将优化后的车辆使用数、系统总成本、未服务乘客的惩罚成本以及充电成本等多项指标与其他2种调度策略进行对比。结果表明:相较于传统电动公交,考虑站点需求响应的模块车调度策略可使系统总成本降低约26.6%,特别是站点间动态容量调整的优势可以使滞留乘客的人数降低95.4%,提高公共交通服务的便民性;与非站点响应的模块车调度模式相比,总成本也降低约7.3%,其中运营和充电成本的减少最为显著。最后展开敏感性分析为实际运营中关于车型选择、电池容量配置以及寻找乘客服务水平和运营经济性二者的均衡点提供了决策依据。

关键词：交通工程电动模块车调度优化站点需求响应乘客滞留充电决策