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BBX转录因子参与乙烯诱导菠萝成花的作用解析

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BBX转录因子参与乙烯诱导菠萝成花的作用解析

作者：欧阳嫣惟海南大学

学位级别：硕士

开花是保证植物繁殖成功的重要因素,合理的开花时间对作物产量至关重要。菠萝是世界著名的热带水果之一,开花时间和开花率严重影响菠萝产量和经济效益。使用乙烯利“催花”已在菠萝生产中的广泛应用,是菠萝产期调节的关键技术之一。因此... 详细信息

开花是保证植物繁殖成功的重要因素,合理的开花时间对作物产量至关重要。菠萝是世界著名的热带水果之一,开花时间和开花率严重影响菠萝产量和经济效益。使用乙烯利“催花”已在菠萝生产中的广泛应用,是菠萝产期调节的关键技术之一。因此,阐明乙烯诱导菠萝成花的分子调控机制对当前菠萝生产中催花技术的精准施用具有重要指导意义,也可为菠萝花期调控和新品种培育提供理论支持。BBX转录因子包含一个或两个B-box结构域,有些成员还包含一个CCT结构域,参与光形态建成、成花诱导、花青素合成和非生物胁迫抗性等许多生物过程,但BBX转录因子是否参与菠萝成花过程尚不清楚。转录分析发现Ac BBX5和Ac BBX18可能参与乙烯诱导菠萝成花,本研究首先对菠萝BBX进行了全基因组鉴定,明确哪些BBX基因参加了菠萝成花过程,随后通过稳定遗传转化拟南芥和菠萝对其功能进行鉴定,并对Ac BBX5等基因与成花基因的调控关系进行验证,从而明确BBX转录因子参与乙烯诱导菠萝开花的功能和作用机制。主要研究如下:(1)利用乙烯诱导成花过程转录分析获得BBX差异基因转录组测序分析发现:乙烯利处理后1 d vs 0 d,4 d vs 0 d和8 d vs 0 d的差异表达的基因(DEGs)数目分别为11737、5314和5332个,其中1 d vs 0 d的差异表达基因的数目最多。多种激素相关基因和成花相关基因(BBX、SBP、AP2/ERF、MADS-box、TCP等)的表达水平在处理后1 d发生变化。可见,处理后1 d可能是乙烯诱导菠萝成花最为关键的时期,而BBX等转录因子可能在乙烯诱导菠萝成花过程中起重要作用。(2)通过全基因组鉴定明确菠萝BBX家族成员基因特征和时空表达特征本研究在菠萝基因组中共筛选出19个Ac BBX基因家族成员,不均衡地分布于12条染色体。并对其理化性质、基因结构、保守结构域、进化关系、染色体分布、启动子顺式作用元件及基因复制事件等进行了详细分析。随后,利用转录组数据对Ac BBX基因在菠萝不同部位和乙烯诱导成花过程的表达特征分析发现:8个Ac BBX成员在花中高表达,Ac BBX5、Ac BBX6、Ac BBX10和Ac BBX18等基因的表达水平分别在不同时间点达到峰值,这些BBX成员可能参与了菠萝成花诱导和花器官发育过程,不同的成员发挥作用的时间和作用存在一定差异。(3)明确差异候选Ac BBX成员的细胞内分布特征和是否具有转录活性转录激活和亚细胞定位分析显示:Ac BBX5、Ac BBX6、Ac BBX10和Ac BBX18均定位于细胞核中,具有转录因子的和定位特征。转录活性分析结果表明:Ac BBX5、Ac BBX6和Ac BBX18对酵母系统无明显毒性作用,在酵母中具有转录激活活性。(4)稳定遗传转化明确了Ac BBX5和Ac BBX18的生物学功能过表达Ac BBX18可以促进拟南芥提早开花,与p CAMBIA2300空载植株相比,转Ac BBX18的植株开花时间更早,开花时的莲座叶也更少,转基因株系比对照提前开花7 d左右。而过表达Ac BBX5则延迟了拟南芥的开花时间,开花时转Ac BBX5植株的莲座叶更多,开花时间比对照株系延迟11-40 d。通过q RT-PCR验证了过表达Ac BBX5和Ac BBX18能影响拟南芥中At FT、At SOC1和At FUL等成花相关基因的表达。可见,Ac BBX5和Ac BBX18均能调控植物成花时间,但其作用不同。同时,研究也将Ac BBX5和Ac BBX18转化到菠萝愈伤中,已完成前期筛选,成苗后方可对功能进一步研究。(5)Ac BBX5可以与Ac FT启动子结合,抑制Ac FT基因表达采用酵母单杂交法验证Ac BBX5是否能与Ac FT启动子结合。转化后的酵母在含X-Gal的SD/-Trp/-Ura培养基中呈蓝色,而阴性对照则没有。这一结果表明Ac BBX5可以与Ac FT的启动子结合。在LUC报告检测中发现,与阴性对照相比,Ac BBX5和Ac FT启动子感染位点的荧光信号显著减弱,而由LUC/REN比值表达的启动子活性相对于对照显著降低。可见,Ac BBX5可以与Ac FT启动子结合并抑制其表达,从而抑制菠萝花的形成。

关键词：菠萝成花 BBX 转录调控过表达

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菠萝U6启动子克隆及活性分析

分子植物育种 2023年

作者：何玉坤欧阳嫣惟张箫涵李紫琼张红娜海南大学三亚南繁研究院海南大学园艺学院海南省热带园艺作物品质调控重点实验室

单链向导RNA (single guide RNA， sgRNA)是CRISPR/Cas9系统的“指挥中心”，可以引导Cas9对DNA进行定点编辑，其转录能力直接影响基因编辑效率。U6启动子常用于驱动sgRNA的表达，尤其是本物种内源U6启动子通常具有更高效的启动效率。... 详细信息

单链向导RNA (single guide RNA， sgRNA)是CRISPR/Cas9系统的“指挥中心”，可以引导Cas9对DNA进行定点编辑，其转录能力直接影响基因编辑效率。U6启动子常用于驱动sgRNA的表达，尤其是本物种内源U6启动子通常具有更高效的启动效率。为了筛选出菠萝内源高效转录活性U6启动子，提升菠萝CRISPR/Cas9基因编辑效率，本研究从菠萝基因组中克隆了5个内源U6启动子，选择水稻3个U6启动子，构建驱动萤火虫荧光素酶基因(Firefly luciferase， LUC)的融合表达载体，瞬时转化本氏烟草叶片，通过检测生物化学发光活性，比较各个启动子的转录活性。研究结果表明：从菠萝基因组克隆出5个U6启动子分别命名为：AcU6-1P、AcU6-2P、AcU6-3P、AcU6-4P、AcU6-5P；生物化学发光信号检测发现5个AcU6均具有转录活性，其中AcU6-2P启动子驱动LUC表达的荧光信号最为强烈，其次为AcU6-5P启动子；生物化学发光活性分析发现AcU6-2P启动子驱动产生的荧光素酶活性最高，AcU6-5P仅次于AcU6-2P，结果与荧光信号一致。综上，从菠萝基因组中筛选出2个具有高效转录活性的内源U6启动子AcU6-2P和AcU6-5P，可为后续菠萝CRISPR/Cas9基因编辑系统的优化和分子育种提供了依据。

关键词：菠萝基因编辑 U6启动子转录活性 LUC

CRISPR/Cas9基因编辑技术在果树作物中的应用研究进展

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果树学报 2022年第5期39卷 870-881页

作者：何玉坤欧阳嫣惟张秀梅林文秋潘晓璐张红娜海南大学园艺学院·海南省热带园艺作物品质调控重点实验室海口570228 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所·农业农村部热带果树生物学重点实验室广东湛江524091

成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)已成为一种有价值的基因组编辑工具,能够在特定选择的位点改变DNA序列,可以在作物基因组的靶点位置精确地实现... 详细信息

成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)已成为一种有价值的基因组编辑工具,能够在特定选择的位点改变DNA序列,可以在作物基因组的靶点位置精确地实现删除、替换或插入特定序列,引入理想的目标性状。该工具具有简单、高效、成本低以及功能强大等特性,在柑橘、葡萄、香蕉和草莓等果树中已实现多种类型的应用,包含产生白化表型、调控童期和花期、调控果实品质以及创造矮化和抗病虫害品种等。综述了CRISPR/Cas9系统及其作用过程,介绍了新开发的精准编辑技术,包括单碱基编辑器、引导编辑及CRISPR/Cpf1多基因编辑系统,并详细阐述了CRISPR/Cas9系统在果树基因组编辑中的应用进展,包括果树种类、目标基因及目标性状等,归纳了CRISPR/Cas9系统实现高效编辑所遇到的遗传转化和再生体系、脱靶效应和启动子选择问题,最后提出了不断优化遗传转化和再生体系、合理选择靶位点和设计sgRNA、植物内源启动子及新编辑技术的解决策略。

关键词：果树 CRISPR/Cas9 基因编辑

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菠萝AcMADS41基因的克隆及其在花发育中的表达分析

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广东农业科学 2022年第1期49卷 42-50页

作者：郑雪文欧阳嫣惟潘晓璐张红娜杨转英广东海洋大学滨海农业学院广东湛江524088 海南大学园艺学院海南海口570228

【目的】AP3基因在多种植物花器官发育中具有重要作用,但在菠萝中关于AP3基因及其功能的研究尚无相关报道,对其研究可为AcMADS41在菠萝花发育中的功能鉴定提供理论依据。【方法】以菠萝花芽为材料,克隆到一个与花器官发育有关的AP3基因A... 详细信息

【目的】AP3基因在多种植物花器官发育中具有重要作用,但在菠萝中关于AP3基因及其功能的研究尚无相关报道,对其研究可为AcMADS41在菠萝花发育中的功能鉴定提供理论依据。【方法】以菠萝花芽为材料,克隆到一个与花器官发育有关的AP3基因AcMADS41。通过生物信息学分析方法对其理化性质、蛋白结构域、进化关系、顺式作用元件等进行分析。【结果】该基因DNA全长序列为5 098 bp,编码区为458 bp,编码155个氨基酸;含有MIKC型MADS-box家族特有的MADS-BOX结构域和K-BOX结构域。系统进化分析结果显示,菠萝中AcMADS41与海枣(Phoenix dactylifera)和油棕(Elaeis guineensis)的AP3基因聚在一起,推测AcMADS41在花芽分化过程中起着与AP3同等重要的功能。AcMADS41主要在花中表达,且在菠萝成花前期不表达,在成花后期高表达。AcMADS41主要集中在花瓣、雄蕊和花柱中表达,在花柱中的相对表达量最高,推测其在花柱发育过程中起着关键作用。【结论】本研究为AcMADS41在菠萝花发育中的功能鉴定提供了理论依据,对进一步探究菠萝成花的分子机制具有指导意义。

关键词：菠萝 AP3基因基因表达生物信息学单子叶植物花柱发育

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基于改进动态事件触发机制的微电网经济调度一致性算法

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发电技术 2024年

作者：欧阳昌乐张春吴文泰栾惟聪夏祥子安徽工程大学电气工程学院高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室

【目的】为解决传统一致性算法在微电网优化调度中需要分布式单元之间进行频繁信息交换和系统拓扑结构变化引起的不稳定问题。【方法】提出了一种改进动态事件触发机制一致性算法，通过设计触发条件的阈值函数，可跟随分布式单元的状态... 详细信息

【目的】为解决传统一致性算法在微电网优化调度中需要分布式单元之间进行频繁信息交换和系统拓扑结构变化引起的不稳定问题。【方法】提出了一种改进动态事件触发机制一致性算法，通过设计触发条件的阈值函数，可跟随分布式单元的状态动态变化，使分布式单元只在满足事件触发条件时进行信息交换。【结果】仿真结果表明该算法在微电网结构拓扑发生变化及分布式单元“即插即用”时，在保证系统稳定的前提下，各分布式单元状态能够收敛一致，可大幅减少各分布式单元的通信次数。【结论】改进动态事件触发机制的一致性算法在微电网经济调度中的应用不仅提高了系统的稳定性和可靠性，而且显著节约了通信资源，满足微电网经济性要求，具有较高的实用价值。

关键词：经济调度一致性算法动态事件触发机制通信频率微电网拓扑变化

直觉还是推理？亲社会行为的决策模式与人性感知

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心理学报 2024年

作者：王婧嫣张洪南京大学社会学院心理学系

亲社会行为背后可能有着复杂的决策机制,然而鲜有研究关注人们在实施亲社会行为时采取的不同决策模式对社会认知和判断产生的影响。本研究通过4项实验(N=1657),考察了在高、低情感唤起场景中,人们对于采取直觉或推理决策模式的亲社会行... 详细信息

亲社会行为背后可能有着复杂的决策机制,然而鲜有研究关注人们在实施亲社会行为时采取的不同决策模式对社会认知和判断产生的影响。本研究通过4项实验(N=1657),考察了在高、低情感唤起场景中,人们对于采取直觉或推理决策模式的亲社会行为者的人性判断。结果发现:在高情感唤起情境中,直觉亲社会行为者人性中的本质属性维度高于推理亲社会行为者,但在独特属性上没有差异(实验1～3);在低情感唤起情境中,推理亲社会行为者人性中的独特属性维度高于直觉亲社会行为者,本质属性上的结果则可能依赖于情境(如后果等,实验2～4)。因而,实验4在低情感唤起情境下引入了积极和消极的行为后果,发现积极的行为后果可能增加对直觉亲社会行为者的人性判断。该研究贴合复杂的现实社会情境,有助于我们更好地认识亲社会行为的多样性,并加深我们对于人性的理解。

关键词：亲社会行为人性感知直觉推理

菠萝AcMADS14的克隆及其在成花转变中的表达分析

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分子植物育种 2023年第5期21卷 1446-1454页

作者：潘晓璐廖媛欧阳嫣惟衣德宝张秀梅张红娜海南大学热带作物学院海口570228 海南大学园艺学院海口570228 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所湛江524091 岭南师范学院生命科学与技术学院湛江524091

MIKC型MADS-box家族成员SVP参与植物开花时间和花发育的调控。本研究从‘巴厘’菠萝中克隆到成花抑制蛋白SVP亚家族的一个同源基因AcMADS14,其开放阅读框长度为897 bp,编码299个氨基酸。序列分析发现AcMADS14蛋白包含1个高度保守的MADS-... 详细信息

MIKC型MADS-box家族成员SVP参与植物开花时间和花发育的调控。本研究从‘巴厘’菠萝中克隆到成花抑制蛋白SVP亚家族的一个同源基因AcMADS14,其开放阅读框长度为897 bp,编码299个氨基酸。序列分析发现AcMADS14蛋白包含1个高度保守的MADS-box结构域和1个半保守的K-box结构域。系统进化分析表明AcMADS14蛋白序列与油棕EgSVP和椰子CnSVP具有较高的同源性。通过RT-qPCR分析组织特异性发现AcMADS14在叶片、根等营养器官中表达较高,在花分生组织、雄蕊和雌蕊等生殖器官中表达量较低;外源喷施乙烯利抑制了AcMADS14在花芽分化阶段的表达,特别是在花器官分化期表达量显著下降。此外,转录激活活性分析表明Ac MADS14蛋白具有转录激活活性,可激活或抑制下游靶基因。综上,AcMADS14可能响应乙烯处理在菠萝营养生长转变为生殖生长的过程中发挥抑制作用,为探究菠萝成花分子机制提供了理论基础。

关键词：菠萝(Ananas comosus L.Merr) AcMADS14 克隆表达分析转录激活

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欧美都市地区青年友好城区的演化类型与建设路径

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国际城市规划 2024年

作者：王昆孟惟中国城市规划设计研究院

城市是经济、文化、信息中心，然而当代城市中青年不得不以更快的节奏、更多的时间、更大的强度面对城市工作与生活。社会安全感降低、家庭生活丧失等诸多困境，映射出青年友好城市发展中的问题与不足，我国不少城市也正处于探索建设青...

城市是经济、文化、信息中心，然而当代城市中青年不得不以更快的节奏、更多的时间、更大的强度面对城市工作与生活。社会安全感降低、家庭生活丧失等诸多困境，映射出青年友好城市发展中的问题与不足，我国不少城市也正处于探索建设青年友好型、青年发展型城市的初期阶段。青年友好城区作为青年友好城市的典型空间代表，是青年与城市互促互利发展的集中体现。国外发达国家非常注重青年友好的城市空间建设，并形成了差异化的建设路径。笔者以欧美都市地区的青年友好城区实践为对象，分别介绍了衰落地区城市更新、高校科研院所功能外溢、城市中心升级改造中形成的多元文化自发集聚、创新源功能外溢集聚、都市功能转化集聚等典型的青年友好城区类型；通过以上实践案例，分析充足多样的就业机会、包容活跃的族群文化、青年偏好的设施供给、平衡可接受的职住关系等青年友好城区关键要素的具体建设路径。——栏目主持人

关键词：

典型有机磷阻燃剂混合污染物的微生物降解特性及途径研究

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中国环境科学 2024年

作者：罗雅嫣汤蕙齐李翼远欧阳浩民黄鸿陈烁娜仇荣亮广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室华南农业大学资源环境学院岭南现代农业科学与技术广东省实验室河源分中心

【目的】为了获得更多高效降解有机磷阻燃剂(Organophosphateflameretardants，OPFRs)的菌种资源，探明OPFRs微生物降解途径和作用机制.【方法】本研究以一株从广州某污水处理厂剩余污泥中筛选获得的对多种典型OPFRs具有降解能力的太平... 详细信息

【目的】为了获得更多高效降解有机磷阻燃剂(Organophosphateflameretardants，OPFRs)的菌种资源，探明OPFRs微生物降解途径和作用机制.【方法】本研究以一株从广州某污水处理厂剩余污泥中筛选获得的对多种典型OPFRs具有降解能力的太平洋芽孢杆菌(Bacillus pacificus)为研究材料，选取环境中检出率高的磷酸三(2-氯乙基)酯(Tris(2-chloroethyl)phosphate， TCEP)、磷酸三(2-氯丙基)酯(Tris(2-chloropropyl) phosphate， TCPP)、磷酸三甲苯酯(Tritolyl Phosphate， TCP)、磷酸三苯酯(Triphenyl phosphate， TPhP)作为OPFRs典型代表污染物，开展OPFRs混合污染物微生物降解研究.【结果】 Bacillus pacificus能以4种OPFRs(TCEP、TCPP、TCP、TPhP)作为磷源生长代谢.在投菌量为1.0 g·L-1，污染物初始浓度为1.0 mg·L-1时， Bacillus pacificus对TCP的降解效果显著，在第9 d的降解率达96.1%，另外3种OPFRs的降解率为23%～34%.4种OPFRs的主要降解途径均是通过磷酯键断裂，最终生成氯乙醇、氯丙醇、磷酸和苯类等小分子化合物.其中，TCEP和TCPP还可以通过末端脱氯进行分解，生成磷酸三丙酯和磷酸三(2-乙基丙基)酯，而TCP则还可以通过甲氧基化而被分解为磷酸三甲酯.【结论】Bacillus pacificus能耐受并有效降解4种常见的OPFRs混合污染物，可为环境OPFRs污染治理提供新思路和优质的微生物菌种资源.

关键词：有机磷阻燃剂微生物降解混合污染降解途径太平洋芽孢杆菌