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高氮抑制豆科植物结瘤固氮机制研究进展

生物技术通报 2019年第10期35卷 40-45页

作者：柯丹霞徐勤朕杨娜柏梦焱关跃峰福建农林大学资源与环境学院福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福州350002

豆科植物通过与根瘤菌共生,形成根瘤并进行生物固氮。豆科植物的结瘤固氮作用在农业上具有减肥增效、改良土壤等重大意义。然而,高氮会抑制豆科植物结瘤固氮,形成“氮阻遏”效应。着重论述了高氮抑制豆科植物结瘤的分子机制,包括氮素通... 详细信息

豆科植物通过与根瘤菌共生,形成根瘤并进行生物固氮。豆科植物的结瘤固氮作用在农业上具有减肥增效、改良土壤等重大意义。然而,高氮会抑制豆科植物结瘤固氮,形成“氮阻遏”效应。着重论述了高氮抑制豆科植物结瘤的分子机制,包括氮素通过结瘤自调控AON(Autoregulation of nodulation)信号、NLP(NIN-like protein)转录因子、植物激素信号等途径抑制根瘤数目和发育的最新进展;并探讨了高氮抑制根瘤固氮活性的假说及争议,包括亚硝酸盐毒性和碳饥饿等,以期为提高豆科植物应对“氮阻遏”效应提供理论基础。

关键词：硝酸盐豆科植物结瘤固氮抑制

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苍山野生动物时空分布动态

云南大学学报（自然科学版） 2017年第4期39卷 691-700页

作者：赵俊松张建伟柏梦焱赵芩徐怀亮肖文四川农业大学生命科学学院四川雅安625014 大理大学东喜玛拉雅研究院云南大理671003 四川农业大学动物科技学院四川成都611130

为了揭示苍山地区野生动物资源时空分布格局,对相关保护政策的建立和完善提供理论依据.对长期生活在大理苍山保护区周边人员进行访问调查,揭示苍山野生动物时空分布动态.结果显示,苍山保护区内分布的野生动物包括14科27种,国家一级保护... 详细信息

为了揭示苍山地区野生动物资源时空分布格局,对相关保护政策的建立和完善提供理论依据.对长期生活在大理苍山保护区周边人员进行访问调查,揭示苍山野生动物时空分布动态.结果显示,苍山保护区内分布的野生动物包括14科27种,国家一级保护动物7种,二级保护动物11种.时间分布格局上,随着时间的推移苍山野生动物数量整体上在2004年以前呈现出减少趋势;2004年以后虽然得到相应的缓解,但是在保护物种上减少趋势依然明显,得以恢复和发展的物种主要集中在非保护的中小型物种.空间分布格局上,苍山野生动物呈现斑块化分布格局,其中东坡的斑块化格局较西坡分界更为明显.由此得出苍山野生动物时空分布格局主要是受植被类型、人为干扰以及海拔格局的综合影响.

关键词：野生动物访问调查时空分布苍山大理

基于CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆gmnark超结瘤突变体

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大豆科学 2019年第4期38卷 525-532页

作者：柏梦焱袁珏慧孙嘉丰厉苏宁关跃峰福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学与代谢组学研究中心福建福州350002 福建农林大学生物科学学院福建福州350002

为研究豆科作物结瘤自我调节机制(autoregulation of nodulation, AON)的作用机理,运用CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆品种华春6号超结瘤gmnark突变体,设计3条靶向目的基因GmNARK的特异sgRNA,构建CRISPR-Cas9敲除载体。通过毛根转化... 详细信息

为研究豆科作物结瘤自我调节机制(autoregulation of nodulation, AON)的作用机理,运用CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆品种华春6号超结瘤gmnark突变体,设计3条靶向目的基因GmNARK的特异sgRNA,构建CRISPR-Cas9敲除载体。通过毛根转化试验选取sgRNA-B和sgRNA-C两条编辑效率较高的sgRNA用于大豆稳定转化,在T1代筛选出8种不同突变类型的突变体,在T2代通过营养液水培试验证明其中5种突变体有超结瘤的表型。选取gmnark-A突变体作进一步表型分析,发现其具有超结瘤、植株矮小和叶片深绿的表型。本研究所创制的gmnark突变体是研究AON途径作用机制与根瘤发育的重要遗传材料,同时此新种质资源具有作为"绿肥"与其它作物进行间作或轮作的巨大潜力。

关键词：大豆基因编辑结瘤自我调节机制移码突变

基于机器视觉的茶鲜叶在线检测分级装置开发与试验研究

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基于机器视觉的茶鲜叶在线检测分级装置开发与试验研究

作者：叶梦焱浙江科技大学

学位级别：硕士

大理苍山5种野生植物对甲醛净化能力比较研究

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大理大学学报 2016年第12期1卷 75-81页

作者：柏梦焱朱琼洁赵泽清李亚茹孔令芳大理大学农学与生物科学学院云南大理671003

在密闭条件下采用熏气法模拟居室装修后的甲醛污染环境,设置1、2和3 mg/m33种甲醛浓度对大理苍山5种野生植物进行甲醛熏气处理,以24 h后植物单位叶面积吸收甲醛量作为对甲醛净化能力的评价指标,同时测定甲醛胁迫后叶绿素等生理生化指标... 详细信息

在密闭条件下采用熏气法模拟居室装修后的甲醛污染环境,设置1、2和3 mg/m33种甲醛浓度对大理苍山5种野生植物进行甲醛熏气处理,以24 h后植物单位叶面积吸收甲醛量作为对甲醛净化能力的评价指标,同时测定甲醛胁迫后叶绿素等生理生化指标来评价其对甲醛耐受能力的大小。主要结论如下:(1)被测植物在一定程度上均可以有效吸收甲醛,3种甲醛处理浓度下单位叶面积的甲醛吸收量均为大理垂头菊(Cremanthodium delavayi)和岩白菜(Bergenia purpurascens)较优于吉祥草(Reineckia carnea)、裸花水竹叶(Murdannia nudiflora)和早花象牙参(Roscoea cautleoides);(2)不同植物在甲醛熏气后生理生化指标表现出不同程度的的变化,综合分析结果表明大理垂头菊和岩白菜对甲醛的净化能力和耐受性较好;(3)野生植物在净化甲醛气体方面存在巨大潜力。

关键词：野生植物甲醛气体净化能力耐受性

大豆高通量多敲除CRISPR/Cas9群体构建及应用探索

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大豆高通量多敲除CRISPR/Cas9群体构建及应用探索

大豆高通量多敲除CRISPR/Cas9群体构建及应用探索

2018全国植物生物学大会

作者：匡华琴龚萍萍柏梦焱袁珏慧宋时奎关跃峰福建农林大学海峡联合研究院

大豆是食用油和植物蛋白的主要来源,并可通过结瘤固氮促进减肥增效,是我国重要的经济作物。大豆为古源四倍体,约75%的基因存在冗余性,这导致化学诱变、转座子插入等传统突变体筛选手段的突变表型效率低。这一瓶颈严重制约大豆基因功能研... 详细信息

大豆是食用油和植物蛋白的主要来源,并可通过结瘤固氮促进减肥增效,是我国重要的经济作物。大豆为古源四倍体,约75%的基因存在冗余性,这导致化学诱变、转座子插入等传统突变体筛选手段的突变表型效率低。这一瓶颈严重制约大豆基因功能研究,也影响了遗传改良工作。CRISPR/Cas9介导的基因编辑具有设计简单、克隆方便、编辑高效等优点,尤其是单个sgRNA可以同时靶向多个高度同源的位点,导致多基因突变。如果能构建大规模的CRISPR/Cas9多基因敲除突变体库,将有效克服基因冗余,促进大豆分子遗传研究。但该技术在大豆运用尚存在缺乏高通量载体、遗传转化效率偏低、基因编辑效率不稳定等瓶颈。本研究首先对载体开展一系列改造,开发具有高通量克隆、高编辑效率等特点的大豆基因编辑载体pGEL201。在此基础上,我们又对PAM识别范围、T-DNA分离筛选标记等方面进行改进,形成一系列满足高通量基因编辑研究不同需求的载体工具。我们随后运用大豆高效遗传转化体系,并针对sgRNA设计、载体混池、转化子鉴定、基因编辑检测等流程优化,初步建立大豆高通量基因编辑体系。目前本研究已获得定向覆盖上百个基因的大豆多基因编辑群体,每个载体均可鉴定到多个转化株系,其中部分株系已经获得稳定遗传的T1或T2纯合突变。运用本群体,我们针对大豆碳氮代谢、结瘤固氮、种子品质等性状进行基因功能挖掘,并创制超结瘤"绿肥型"大豆等具备应用潜力的基因编辑大豆种质。本研究表明,大豆高通量多基因编辑群体的构建具备可行性,将可为大豆遗传学研究及基因改良提供有价值的材料。

关键词：大豆基因编辑高通量突变群体

来源： cnki会议评论

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大豆高通量多敲除CRISPR/Cas9群体构建及应用探索

基于ITS序列的梅花草属Parnassia L.系统发育初步研究

2018中国作物学会学术年会

作者：柏梦焱袁珏慧匡华琴龚萍萍王杰宋时奎关跃峰福建农林大学

【研究背景】大豆是食用油和植物蛋白的主要来源,并可通过结瘤固氮促进减肥增效,是我国重要的经济作物。但大豆为古源四倍体,约75%的基因存在高度冗余性。化学诱变、转座子插入等传统突变体筛选手段,在大豆遗传研究中效率较低。这一瓶... 详细信息

【研究背景】大豆是食用油和植物蛋白的主要来源,并可通过结瘤固氮促进减肥增效,是我国重要的经济作物。但大豆为古源四倍体,约75%的基因存在高度冗余性。化学诱变、转座子插入等传统突变体筛选手段,在大豆遗传研究中效率较低。这一瓶颈严重制约大豆基因功能研究,也影响了遗传改良工作。CRISPR/Cas9介导的基因编辑具有设计简单、克隆方便、编辑高效等优点,尤其是单个sgRNA可以同时靶向多个高度同源的位点,创制多基因突变体。如果能构建大规模的CRISPR/Cas9多基因敲除突变体库,将有效克服传统突变体的基因冗余问题,促进大豆分子遗传研究。但该技术在大豆运用尚存在缺乏高通量载体、遗传转化效率偏低、基因编辑效率不稳定等瓶颈。【材料与方法】本研究首先对载体开展一系列改造,开发具有高通量克隆、高编辑效率等特点的大豆基因编辑载体pGEL201。在此基础上,我们又对PAM识别范围、T-DNA分离筛选标记等方面进行改进,形成一系列满足高通量基因编辑研究不同需求的载体工具。我们随后运用大豆高效遗传转化体系,并针对sgRNA设计、载体混池、转化子鉴定、基因编辑检测等流程优化,初步建立大豆高通量基因编辑体系。【结果与分析】本研究目的基因家族进行混池后用于稳定转化,已获得定向覆盖上百个基因的大豆多基因编辑群体。T0的整体编辑效率在42%左右;采用SSP(sgRNA Specific PCR)可鉴定出阳性苗中sgRNA的分布情况,结果显示,均可以得到每个载体的单拷贝稳转植株若干棵,同时还可以得到不同组合的sgRNAs多拷贝的稳转植株,其中部分可实现整个基因家族的基因敲除;T1代稳转植株的基因编辑效率平均可达65%,其中部分基因型可得到不含有转基因元件并发生基因编辑的植株。每个载体均可鉴定到多个转化株系,其中部分株系已经获得稳定遗传的T1或T2纯合突变。运用本群体,我们针对大豆碳氮代谢、结瘤固氮、种子品质等性状进行基因功能挖掘,并创制超结瘤大豆、无豆腥味大豆等具备应用潜力的基因编辑大豆种质。【结论】本研究表明,大豆高通量多基因编辑群体的构建具备可行性,将可为大豆遗传学研究及基因改良提供有价值的材料。

关键词：大豆基因编辑 CRISPR/Cas9 高通量基因功能挖掘分子育种

来源： cnki会议评论

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大理学院学报（综合版） 2015年第12期14卷 82-88页

作者：柏梦焱李亚茹朱琼洁叶成超刘硕然大理大学农学与生物科学学院云南大理671003

基于ITS序列,采用3种构树方法对梅花草属Parnassia L.植物30个种的系统发育进行了研究,分析了梅花草属分类系统的合理性;分析了3对有争议物种的亲缘关系:绿花梅花草***与三脉梅花草***、类三脉梅花草***与中国梅花草***、中国梅花草***... 详细信息

基于ITS序列,采用3种构树方法对梅花草属Parnassia L.植物30个种的系统发育进行了研究,分析了梅花草属分类系统的合理性;分析了3对有争议物种的亲缘关系:绿花梅花草***与三脉梅花草***、类三脉梅花草***与中国梅花草***、中国梅花草***与高山梅花草***。结果表明:采用贝叶斯推理构建出的系统发育树在拓扑结构上表现出最高的稳定性;佐证了当前梅花草属植物分类系统的合理性;虽然绿花梅花草和三脉梅花草的ITS序列同源性达99.1%,但在形态学分类尚未作出改变前,仍需要进一步确定两者的亲缘关系;分子分析手段只能推断类三脉梅花草和中国梅花草具有非常相近的亲缘关系,并不能证明为同一物种;推测高山梅花草与中国梅花草二者外观形态可能存在连续性变异,可能为同一物种,需要更多其他分子片段的序列分析进一步证实二者亲缘关系。

关键词：亲缘关系分类系统同源性连续性变异

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考虑水盐运移的分散性盐渍土冻融破坏机制

长安大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 1-11页

作者：孔元元梁晨涛王智慧谢柏涵成忠焱长安大学公路学院陕西西安710064

为探究冻融循环过程中土体冻-盐胀破坏机理,结合冻结温度试验和扫描电子显微镜进行研究,分析了不同循环次数、不同盐的种类和不同含水率条件下的冻融循环对土体结构和性质的影响,得到了不同循环次数下的冻结温度变化曲线和不同含水率条... 详细信息

为探究冻融循环过程中土体冻-盐胀破坏机理,结合冻结温度试验和扫描电子显微镜进行研究,分析了不同循环次数、不同盐的种类和不同含水率条件下的冻融循环对土体结构和性质的影响,得到了不同循环次数下的冻结温度变化曲线和不同含水率条件下冻土的SEM电镜扫描图片,并基于经典传热理论和水盐运移方程,建立数值模型,再现了冻融过程中的水盐运移过程,在此基础上结合试验对水盐运移过程中土体的破坏机制进行分析研究。研究结果表明:由于研究区土体的分散性,其冻结过程只存在恒定阶段和递降阶段,且随着冻融循环次数的增大,土体的冻结温度会先升高然后在某一温度保持稳定,这与冻融循环过程中土体粒度大小和颗粒排布的方式改变相关,内部的微裂隙逐渐贯通;土体在冻融循环过程所发生的水盐迁移是土体强度和结构发生变化的重要原因,且随着冻融循环过程的进行,土中的水盐成分会在温度梯度和溶质梯度的影响下产生迁移和积累;相较于碳酸氢钠,硫酸钠在冻融过程中对于土体结构的改变更为显著,具体表现在冻结过程中硫酸钠结晶析出体积变为原来的3.18倍,导致冻融循环后土体膨胀。本研究有助于揭示季节性冻土区含盐冻土工程的冻融破坏机制。

关键词：道路工程水盐运移数值模拟盐渍土冻融循环