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烟草TCP家族成员鉴定及表达分析

生物工程学报 2024年第1期40卷 226-238页

作者：王世泽李云韩玉翠余世洲王爽刘勇林小虎河北科技师范学院农学与生物科技学院河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 贵州省烟草科学研究院贵州贵阳550009 河南农业大学烟草学院河南郑州450002

TCP家族作为植物特有的转录因子,在植物发育的不同方面发挥着重要作用。为筛选烟草中TCP家族成员,本研究通过全基因组同源比对,鉴定烟草与拟南芥TCP家族同源序列。利用生物信息学的方法分析其理化性质、系统进化关系、顺式作用元件等;筛... 详细信息

TCP家族作为植物特有的转录因子,在植物发育的不同方面发挥着重要作用。为筛选烟草中TCP家族成员,本研究通过全基因组同源比对,鉴定烟草与拟南芥TCP家族同源序列。利用生物信息学的方法分析其理化性质、系统进化关系、顺式作用元件等;筛选AtTCP3/AtTCP4的同源基因,并利用RT-qPCR检测在20%PEG6000处理下的基因表达量变化。结果表明烟草中含有TCP家族成员63个,其氨基酸序列长度范围为89-596aa,蛋白亲水性(grand average of hydropathicity,GRAVY)范围为-1.147-0.125,等电点(isoelectric point,pI)范围为4.42-9.94,内含子个数为0-3,亚细胞定位均位于细胞核。保守结构域和系统进化关系分析结果表明,烟草TCP家族可分为PCF、CIN和CYC/TB1这3个亚家族且每个亚家族具有稳定序列。基因启动子区顺式作用元件结果表明,TCP家族基因含有低温顺式作用元件(LTR)及多种胁迫及代谢调控相关的元件(MYB、MYC)等顺式作用元件。基因表达模式分析表明,AtTCP3/AtTCP4同源基因(NtTCP6、NtTCP28、NtTCP30、NtTCP33、NtTCP42、NtTCP57和NtTCP63)在20%PEG6000处理下表达量显著上调表达/下调表达,并发现NtTCP30和NtTCP57基因对干旱胁迫响应较为明显。研究结果剖析了烟草基因组中的TCP家族,为烟草抗旱基因功能研究及品种培育提供了候选基因。

关键词：烟草 TCP家族干旱胁迫表达分析

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减量施氮对春小麦不同器官氮肥利用及籽粒品质的影响

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作物杂志 2024年

作者：路佳慧王爽李云郭振清王健韩玉翠林小虎河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院乡村振兴研究中心

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量，为冀东地区减氮种植春小麦提供理论依据，，以春小麦“津强11”为材料，设置了4个施氮水平：0 kg/hm2(N0)、80 kg/hm2(N80)、160 kg/hm2(N160)、240 kg/hm2(N240)，分析了减量施氮下对冀东地区春小麦... 详细信息

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量，为冀东地区减氮种植春小麦提供理论依据，，以春小麦“津强11”为材料，设置了4个施氮水平：0 kg/hm2(N0)、80 kg/hm2(N80)、160 kg/hm2(N160)、240 kg/hm2(N240)，分析了减量施氮下对冀东地区春小麦器官生长、各器官氮素积累与转运、籽粒氮肥利用效率、加工品质的影响。结果表明，减氮利于小麦后期氮素积累与转运，减氮至N80、N160时花后氮素对籽粒贡献率为29.63%和28.53%，显著高于N240(18.23%)；小麦生育后期N80时的鞘、秆、籽粒氮素积累量最大，分别为5.04、10.35、143.73 kg/hm2。籽粒的氮肥利用效率、氮肥农学利用效率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力均表现为N80>N160>N240，各指标于N80时分别达到最大值40.33%、10.73 kg/kg和81.03 kg/kg；减氮至N80和N160时，籽粒含水量、湿面筋含量和蛋白质含量均达到最大值11.54%、15.81%、27.93 kg/hm2，可以提高小麦的后期加工品质。综合考虑，建议冀东地区春小麦种植的最佳施氮量80～160 kg/hm2。

关键词：春小麦氮素积累与转运氮肥利用率加工品质

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谷子Dirigent家族基因鉴定与分析

核农学报 2024年第9期38卷 1647-1659,I0001页

作者：赵玉雪任学军李云王慧敏周小可林小虎韩玉翠河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院分析测试中心河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8... 详细信息

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8条染色体上,根据其在染色体上的位置将其命名为SiDIR1~SiDIR41,根据系统进化树关系将其划分为5个亚家族。共线性分析结果表明,SiDIRs同单子叶植物高粱、玉米和水稻的共线性关系远高于双子叶植物拟南芥、番茄和大豆。顺势作用元件分析结果表明,大多数SiDIRs具有与激素、植物生长、环境胁迫和光相关的元件。利用String软件预测到7个SiDIRs蛋白质的相互作用网络。SiDIRs在根、茎、叶和花中具有组织表达特异性,表明它们在植物生长发育中发挥不同的作用。分析盐碱胁迫下12个SiDIRs基因的表达水平发现,B175(盐碱敏感)和JK3(耐盐碱)较对照均有不同程度的变化,SiDIR17和SiDIR28在JK3中呈上调表达,但在B175中呈下调表达,推测这两个基因可能参与谷子耐盐碱胁迫。本研究结果可为深入解析SiDIRs的耐盐碱分子机制提供理论基础,为今后培育高效耐盐碱谷子新品种提供基因资源。

关键词： Dirigent基因家族盐碱胁迫响应谷子

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模拟海水胁迫对小麦萌发的影响

作物杂志 2024年第4期 96-102页

作者：李菡赵玉雪周小可李云郭振清王健韩玉翠林小虎河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

为了明确盐碱(模拟海水)胁迫对不同小麦品种萌发相关性状的影响,以4个小麦品种为材料,设0.0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0倍标准盐度模拟海水溶液进行胁迫,分析4个小麦品种萌发期耐盐碱性差异,并确定小麦萌发期模拟海水胁迫的最适筛选... 详细信息

为了明确盐碱(模拟海水)胁迫对不同小麦品种萌发相关性状的影响,以4个小麦品种为材料,设0.0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0倍标准盐度模拟海水溶液进行胁迫,分析4个小麦品种萌发期耐盐碱性差异,并确定小麦萌发期模拟海水胁迫的最适筛选浓度。结果表明,盐碱胁迫对津农7号和中麦998相对发芽势和相对发芽率的抑制小于泰农18和济麦229,4个品种均随盐碱浓度的增加受到的抑制越严重。与CK相比,4个小麦品种的相对芽长、相对最大根长和相对芽鲜重在胁迫下均显著降低,且随浓度的增加受到抑制越严重,其中中麦998受到抑制最小,济麦229受抑制最大,当浓度增加到0.8倍时4个品种均不能发芽。盐碱胁迫对4个品种相对根鲜重的影响存在较大差异,影响最小的为津农7号。与CK相比,津农7号和济麦229的相对根冠比在盐碱胁迫下显著增加,且在0.4倍浓度时津农7号(250.63)高于其他品种。综合分析表明,津农7号和中麦998为耐盐碱型品种,泰农18为中间型品种,济麦229为盐碱敏感型品种,0.4倍浓度为小麦萌发期耐盐碱性筛选的适宜浓度。小麦萌发期7个盐碱相关性状间除相对根冠比与相对发芽势、相对芽长、相对最大根长、相对芽鲜重间相关性不显著外,其余均存在显著或极显著相关性。

关键词：小麦萌发期盐碱胁迫模拟海水

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复合肥和微生物菌剂的后效对土壤理化性质及谷子品质的影响

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作物杂志 2024年

作者：马映辰王佳童冯燕飞马浩雄任学军郭振清李云韩玉翠林小虎河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室

为探明冀东地区冬小麦后茬作物谷子的减肥增效主要栽培技术，以谷子品种“冀谷42”为试验材料，在前茬冬小麦栽培时设置12个微生物菌剂与复合肥配施处理，研究肥料后效对土壤肥力、土壤酶活性、谷子营养品质和产量的影响，进一步通过对... 详细信息

为探明冀东地区冬小麦后茬作物谷子的减肥增效主要栽培技术，以谷子品种“冀谷42”为试验材料，在前茬冬小麦栽培时设置12个微生物菌剂与复合肥配施处理，研究肥料后效对土壤肥力、土壤酶活性、谷子营养品质和产量的影响，进一步通过对以上指标进行隶属函数分析，对12个处理组合进行综合评价。结果表明：前茬冬小麦施用复合肥与微生物菌剂能够提高谷子产量和营养品质并调节土壤理化性质。通过隶属函数模型分析评价得出，A1M4位列第六，位列前五（高于A1M4）的处理依次为：A3M4、A2M4、A3M2、A3M3和A2M3，其中A3M2、A3M3和A2M3的复合肥施用水平低于常规施肥水平。对A3M2、A3M3和A2M3进行分析发现，三个处理的谷子产量较A1M4分别提高3.7%、10.04%和7.33%，其中A3M3和A2M3显著高与A1M4。A3M2、A3M3和A2M3在谷子营养品质方面与A1M4处理间差异不大；A3M2赖氨酸含量显著高于A1M4；A3M2和A3M3处理蛋氨酸含量显著高于A1M4。A3M2、A3M3和A2M3处理土壤有机质较A1M4处理分别提高8.9%、14%和0.3%，且A3M2与A3M3显著高于A1M4。A3M2、A3M3和A2M3处理的土壤全氮、碱解氮含量显著高于A1M4处理；A3M3全磷含量较A1M4显著提高17.2%。A3M2、A3M3和A2M3土壤脲酶活性较A1M4分别提高20.51%、18.4%和9.74%，且与A1M4存在显著性差异；A3M2和A3M3处理的过氧化氢酶活性显著高于A1M4处理。从谷子产量、品质、土壤理化性质方面综合考虑，推荐冀东地区前茬冬小麦施肥组合A3M2、A3M3和A2M3为减肥增效的合理施肥方式。

关键词：谷子微生物菌剂复合肥品质产量土壤肥力

施氮量对冀东地区高粱籽粒灌浆特性和产量的影响

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河北科技师范学院学报 2024年第2期38卷 10-14页

作者：王秀艳刘香李孟洋林小虎秦皇岛市农业技术推广总站/秦皇岛市肥料与农业节水技术中心河北秦皇岛066004 河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室

为了确定冀东地区不同施氮水平对高粱籽粒灌浆及产量的影响,2023年以辽杂37号和辽粘3号高粱品种为材料,在0,120,180,240,300 kg/hm^(2)等5个施氮水平下,进行了大田种植试验,于花后每隔5 d采集籽粒分析其灌浆特性及产量形成过程。结果表... 详细信息

为了确定冀东地区不同施氮水平对高粱籽粒灌浆及产量的影响,2023年以辽杂37号和辽粘3号高粱品种为材料,在0,120,180,240,300 kg/hm^(2)等5个施氮水平下,进行了大田种植试验,于花后每隔5 d采集籽粒分析其灌浆特性及产量形成过程。结果表明,当施氮量为180~240 kg/hm^(2)时,辽杂37号的产量达到最大值,显著高于其它各施氮水平处理;施氮量为300 kg/hm^(2)时,辽粘3号的产量达到最大值,显著高于其它各施氮水平处理。随着施氮量的增加,到达灌浆速率最大时的时间缩短,灌浆活跃期持续时间增加,有利于高粱籽粒干物质的积累和粒质量的增加。说明,在保证籽粒安全成熟的前提下,合理施氮可以提高高粱品种的灌浆速率,缩短灌浆时间,延长灌浆活跃期,对产量形成有积极作用。冀东地区高粱品种辽杂37号的施氮量应为180~240 kg/hm^(2),辽粘3号的施氮量应为300 kg/hm^(2)。

关键词：高粱施氮量灌浆特性产量冀东地区

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车用永磁同步轮毂电机的设计与优化研究

车用永磁同步轮毂电机的设计与优化研究

作者：林小虎淮阴工学院

学位级别：硕士

电动汽车的能量来自于电能,驱动力来源于轮毂电机,目前电动汽车主流采用的电机有异步感应电机和永磁同步电机两种。我国由于钕铁硼等稀土金属资源丰富,永磁电机的开发与应用较为成熟。随着汽车产业的更新换代,化工领域也正逐渐淘汰大量... 详细信息

电动汽车的能量来自于电能,驱动力来源于轮毂电机,目前电动汽车主流采用的电机有异步感应电机和永磁同步电机两种。我国由于钕铁硼等稀土金属资源丰富,永磁电机的开发与应用较为成熟。随着汽车产业的更新换代,化工领域也正逐渐淘汰大量的燃油叉车等传统车辆,因此,研究装配中低速的永磁同步电机的小型叉车、流体运输车等化工领域所需的新能源车辆具有重要的实用价值。本文结合电动汽车的动力性能要求和电机的设计指标,设计了一台12KW、额定转速3000rpm的小型车用永磁同步轮毂电机,并借助有限元仿真软件Ansys对电机进行验证校核、损耗分析及优化。首先,介绍了永磁同步电机的基本理论,根据小型车用永磁同步轮毂电机的性能要求确定了目标电机的参数设计指标,转子磁路结构为表贴式内转子永磁同步电机。利用电机设计理论公式初步确定了电机主要尺寸,设计了定子极槽配合、永磁体结构形式及充磁方式等,最后参考同类型电机适当调整参数。其次,在Maxwell中建立永磁同步电机的二维仿真模型并对网格剖分、绕组编排、步长设定进行重点考虑。对电机在空载和负载下的电磁性能仿真分析,得到空载气隙磁密和负载转矩等电机必须性校准指标。进而以准确的永磁同步电机为研究对象,对其进行铁芯损耗、绕组铜耗和永磁体涡流损耗分析,搭配理论计算公式,分析了各部分损耗影响因素和占电机总损耗的比例,计算得出了初始电机的效率为93.8%。最后,依据损耗因素分析对电机进行拓扑结构和应用材料两方面的优化包括永磁体宽度、气隙宽度和电机定转子材料等。与初始电机相比,优化后的电机总损耗降低4%左右,效率提升约0.7%,达到了一定效果的节能降耗。对样机进行基本性能测试和温升实验并对比仿真计算结果,验证电机设计的合理性,进一步判断优化方案的可行性。

关键词：轮毂电机永磁同步电机设计优化

谷子HSP90基因家族鉴定及干旱胁迫下表达分析

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江苏农业科学 2022年第6期50卷 45-52页

作者：顾鹏鹏马鑫磊姚锐高慧林小虎河北省作物逆境生物学重点实验室/河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066004

热激蛋白90 (heat shock proteins 90,HSP90)是广泛存在于植物中的一种高度保守的细胞伴侣蛋白家族,参与调节和维持各种蛋白质的构象,在植物的生物和非生物胁迫应激反应中起着重要作用。为探讨谷子HSP90基因家族(SiHSP90s)在干旱胁迫下... 详细信息

热激蛋白90 (heat shock proteins 90,HSP90)是广泛存在于植物中的一种高度保守的细胞伴侣蛋白家族,参与调节和维持各种蛋白质的构象,在植物的生物和非生物胁迫应激反应中起着重要作用。为探讨谷子HSP90基因家族(SiHSP90s)在干旱胁迫下的潜在抗旱功能,对SiHSP90s进行鉴定,并分析其在干旱胁迫下的表达情况。共鉴定出9个SiHSP90基因分别位于谷子5条染色体上。理化性质分析显示SiHSP90s蛋白长度为403~817个氨基酸,分子量为46.1~92.7 ku。系统进化分析显示SiHSP90s分为Ⅰ型和Ⅱ型2个亚家族。基因结构与蛋白基序分析显示,Ⅰ型和Ⅱ型亚族成员的外显子数量分别在2~3个和12~20个之间,且均含有保守的HATPase_c(PF02518)和HSP90(PF00183)结构域。顺式元件分析表明,SiHSP90s基因可以应对不同的非生物胁迫。qRT-PCR结果表明,干旱胁迫下SiHSP90.2和SiHSP90.3转录水平极显著上调。这些结果为阐明SiHSP90家族的进化关系以及进一步研究SiHSP90基因的功能特性提供了有价值的信息。

关键词：热激蛋白90 基因家族干旱胁迫表达分析谷子

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谷子硫解酶基因家族鉴定及表达模式分析

核农学报 2022年第2期36卷 259-269页

作者：姚锐马鑫磊顾鹏鹏林小虎高慧河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004

硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用。为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统... 详细信息

硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用。为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统进化、基因结构、染色体位置、启动子、基因进化进行了分析;采用转录组测序进行了根、茎、叶、穗组织表达谱分析,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定干旱胁迫下谷子硫解酶基因家族成员的表达水平。结果表明,谷子硫解酶基因家族共有5个成员,位于4条染色体上,编码的蛋白长度为401~461 aa,分子量为41~49 kDa,均含有硫解酶特有的2个保守基序。系统进化分析显示,谷子硫解酶基因家族分为2个亚家族(KAT和ACAT),KAT型硫解酶编码基因有14个外显子,ACAT型硫解酶有13个外显子。基因进化分析显示,谷子硫解酶基因既存在功能冗余也存在功能分化。谷子硫解酶编码基因启动子序列中含有光响应、激素类响应、胁迫诱导等多种顺式作用元件。谷子不同组织中硫解酶基因表达谱显示,KAT型硫解酶基因在根、茎、叶、穗部位均高表达;而ACAT型硫解酶基因仅在根和穗部位有较高的表达。干旱胁迫下,谷子硫解酶基因家族成员表达量均明显上调。本研究为揭示谷子硫解酶的功能及其在谷子抗旱育种中的应用提供了理论基础。

关键词：谷子硫解酶基因家族生物信息学表达分析

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