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水稻蛋白激酶OsMPK7负调节水稻的耐旱性

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河北农业大学学报 2020年第4期43卷 30-35页

作者：徐珊兰金苹郭亚璐王田幸子李莉云窦世娟刘国振河北农业大学生命科学学院河北保定071001 河北北方学院生命科学研究中心河北张家口075000 中国农科院农业基因组研究所广东深圳518116

为研究水稻OsMPK7基因的功能,利用免疫印迹(Western blot,WB)技术检测水稻苗期OsMPK7蛋白质的表达特征,发现旱胁迫使OsMPK7蛋白质表达下调,提示OsMPK7基因在水稻旱胁迫应答中发挥作用。为了进一步验证其功能,构建了OsMPK7超表达载体,用... 详细信息

为研究水稻OsMPK7基因的功能,利用免疫印迹(Western blot,WB)技术检测水稻苗期OsMPK7蛋白质的表达特征,发现旱胁迫使OsMPK7蛋白质表达下调,提示OsMPK7基因在水稻旱胁迫应答中发挥作用。为了进一步验证其功能,构建了OsMPK7超表达载体,用农杆菌介导的方式转化水稻,通过PCR和WB鉴定,获得超表达纯合株系。拟旱胁迫条件下,超表达转基因水稻的种子萌发较晚,芽长与根长都显著低于野生型。苗期的缺水试验结果表明,在干旱胁迫下,超表达转基因水稻生长弱于野生型,出现明显的萎蔫现象。由此可见,超表达OsMPK7蛋白质降低了水稻对旱胁迫的耐受性。

关键词：水稻 MAPK 免疫印迹旱胁迫

水稻病程相关蛋白质OsPR1A参与光响应信号

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河北农业大学学报 2020年第4期43卷 23-29页

作者：燕高伟刘玉晴张彤王田幸子李莉云刘国振窦世娟河北农业大学生命科学学院河北保定071001

水稻中有900多个PR基因,其中OsPR1A属于类丝氨酸羧肽酶家族,被广泛作为抗性反应的标志物。本试验对水稻幼苗进行冷、热、旱、淹、盐以及不同光照处理,提取全蛋白质并进行免疫印迹(Western blot,WB)分析,发现在不同逆境中OsPR1A的表达量... 详细信息

水稻中有900多个PR基因,其中OsPR1A属于类丝氨酸羧肽酶家族,被广泛作为抗性反应的标志物。本试验对水稻幼苗进行冷、热、旱、淹、盐以及不同光照处理,提取全蛋白质并进行免疫印迹(Western blot,WB)分析,发现在不同逆境中OsPR1A的表达量呈现不同变化趋势,尤其对光照的响应明显,全光照下OsPR1A表达量逐步上升,昼夜交替的光照情况下OsPR1A的表达量保持稳定,全黑暗环境中表达逐渐下降,离体叶片中OsPR1A的表达与活体类似。初步证实,光有可能通过OsPR1A参与调节水稻的防卫反应,使水稻在生长发育和抗性反应过程中达到平衡,从而适应各种环境变化。

关键词：水稻病程相关蛋白质 OsPR1A 非生物胁迫光照

水稻转录因子WRKY68在Xa21介导的抗白叶枯病反应中发挥正调控作用

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作物学报 2022年第5期48卷 1129-1140页

作者：朱峥王田幸子陈悦刘玉晴燕高伟徐珊马金姣窦世娟李莉云刘国振河北农业大学生命科学学院河北保定071001 河北省植物生理与分子病理学重点实验室河北保定071001

白叶枯病是一种严重影响水稻产量的细菌性病害。Xa21是第一个克隆的抗白叶枯病基因,具有广谱抗性,在水稻抗病育种中被广泛应用。转录因子的鉴定对解析Xa21介导的水稻抗白叶枯病分子机制具有重要意义。本研究构建了Xa21背景下的WRKY68-R... 详细信息

白叶枯病是一种严重影响水稻产量的细菌性病害。Xa21是第一个克隆的抗白叶枯病基因,具有广谱抗性,在水稻抗病育种中被广泛应用。转录因子的鉴定对解析Xa21介导的水稻抗白叶枯病分子机制具有重要意义。本研究构建了Xa21背景下的WRKY68-RNAi转基因水稻。与受体材料4021相比,转基因水稻中WRKY68蛋白质丰度下调,接种白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae ***,Xoo)后抗病性下降,证明WRKY68基因在Xa21介导的抗白叶枯病反应中发挥正调控作用。此外,转基因受体材料4021和感病对照TP309接种后不同时期和部位叶片中WRKY68的蛋白质丰度没有显著差异,表明WRKY68蛋白质的表达不受抗病基因Xa21和病原物Xoo诱导,推测其功能主要是调控下游基因的表达。WRKY68-RNAi转基因水稻接种后,PR1A、PR5、PR10A、PR-pha和PAL1等病程相关蛋白质表达丰度发生变化,表明相关基因可能在WRKY68基因的调控下参与下游抗病反应。

关键词：水稻白叶枯病抗病基因Xa21 WRKY转录因子病程相关蛋白质

MeJA诱导OsPR1A的表达水稻对白叶枯病的抗性研究

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河北农业大学学报 2021年第2期44卷 9-14页

作者：刘玉晴兰金苹燕高伟王田幸子朱峥李莉云刘国振窦世娟河北农业大学生命科学学院河北保定071001

本研究采用免疫印迹技术(Western Blot, WB)在蛋白质水平上研究植物激素,尤其茉莉酸对OsPR1A表达的影响,增强对OsPR1A生物学功能的了解,并进一步探究茉莉酸对水稻白叶枯病的抗性机制。结果发现,在水稻离体叶片中OsPR1A受到外源茉莉酸甲... 详细信息

本研究采用免疫印迹技术(Western Blot, WB)在蛋白质水平上研究植物激素,尤其茉莉酸对OsPR1A表达的影响,增强对OsPR1A生物学功能的了解,并进一步探究茉莉酸对水稻白叶枯病的抗性机制。结果发现,在水稻离体叶片中OsPR1A受到外源茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate, MeJA)的强烈诱导;在水稻幼苗中,MeJA处理后OsPR1A在根中表达量增加。MeJA处理感病型水稻TP309幼苗后,与对照相比病斑长度缩短约1cm,OsPR1A于接菌后第6天被提前诱导表达,病斑生长受到抑制。MeJA处理水稻OsPR1a-RNAi植株,抗病表型明显,说明MeJA可以减轻转基因水稻OsPR1a-RNAi对白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)的敏感性。

关键词： OsPR1A MeJA 水稻白叶枯病

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“生物钟与健康”通识课程建设与思考

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 481-488页

作者：王田清华大学生命科学学院北京100084

科学类通识课程是高校通识教育中的重要组成部分。本文介绍了清华大学“生物钟与健康”科学类通识课程的建设情况,从课程建设的必要性出发,介绍课程的教学内容设计和评价标准,分析课程开课情况,并对未来课程规划进行讨论。课程已开设3... 详细信息

科学类通识课程是高校通识教育中的重要组成部分。本文介绍了清华大学“生物钟与健康”科学类通识课程的建设情况,从课程建设的必要性出发,介绍课程的教学内容设计和评价标准,分析课程开课情况,并对未来课程规划进行讨论。课程已开设3个学期,选课学生已覆盖了全校27个院系,学生评教成绩优异。通过课程学习,学生自述生活习惯有明显改善,对生物学研究的思维方式和方法的理解有显著提升;课程在教学内容和教学方法上有关键创新点。本门课程建设的思路和方法,对高校科学类通识课程建设具有借鉴意义。

关键词：生命科学生物钟通识教育课程建设

水稻OsWRKY42是Xa21介导的抗白叶枯病途径新元件

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植物学报 2021年第6期56卷 687-698页

作者：王田幸子朱峥陈悦刘玉晴燕高伟徐珊张彤马金姣窦世娟李莉云刘国振河北农业大学生命科学学院河北省植物生理与分子病理重点实验室保定071001

Xa21对白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae ***,Xoo)具有广谱抗性,是最早被克隆的水稻(Oryza sativa)抗白叶枯病基因。前期研究表明,OsWRKY42可能在Xa21介导的抗病反应中发挥作用。在Xa21基因遗传背景下制备了OsWRKY42的RNA干扰株系,将经免... 详细信息

Xa21对白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae ***,Xoo)具有广谱抗性,是最早被克隆的水稻(Oryza sativa)抗白叶枯病基因。前期研究表明,OsWRKY42可能在Xa21介导的抗病反应中发挥作用。在Xa21基因遗传背景下制备了OsWRKY42的RNA干扰株系,将经免疫印迹确认的转基因株系接种白叶枯病菌,结果表明,与抗病对照4021相比,转基因株系的病斑长度增加,说明OsWRKY42的丰度下调抑制了Xa21对白叶枯病的抗性反应。免疫印迹分析表明,在OsWRKY42-RNAi转基因水稻中,OsPR6、OsPR15和OsPR16的蛋白质丰度降低,OsPR1A、OsPR1B、OsPR2和OsPR10A的蛋白质丰度升高,表明这些病程相关蛋白质可能位于OsWRKY42基因的下游,受OsWRKY42调控并参与Xa21介导的抗病性。研究结果表明,OsWRKY42是Xa21介导的抗白叶枯病途径新元件,增进了对Xa21介导的水稻抗病机理的认识。

关键词：水稻白叶枯病抗病基因Xa21 WRKY转录因子病程相关蛋白质

水稻转录因子OsWRKY68蛋白质的表达特征及其功能特性

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中国农业科学 2019年第12期52卷 2021-2032页

作者：陈悦王田幸子杨烁张彤马金姣燕高伟刘玉晴周艳史佳楠兰金苹魏健窦世娟刘丽娟杨明李莉云刘国振河北农业大学生命科学学院

【目的】水稻中有近百个WRKY转录因子家族成员,其中很多与生长发育、生物与非生物逆境胁迫应答有关。河北农业大学生命科学学院分子生物学与生物信息学实验室(molecular biology&bioinformatics lab,MBB)前期发现OsWRKY68在水稻接种白... 详细信息

【目的】水稻中有近百个WRKY转录因子家族成员,其中很多与生长发育、生物与非生物逆境胁迫应答有关。河北农业大学生命科学学院分子生物学与生物信息学实验室(molecular biology&bioinformatics lab,MBB)前期发现OsWRKY68在水稻接种白叶枯病菌后诱导表达,本研究试图进一步探究OsWRKY68的功能。【方法】采集水稻TP309不同生长发育时期的组织样品,包括萌发期、幼苗期、分蘖期、孕穗期和开花期的根、茎、叶、叶鞘、叶枕、穗子、花药、颖壳和种子,以及非生物胁迫(4℃、44℃、48℃、淹、NaCl、PEG、恒光和恒暗)和激素处理(脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸和乙烯利)的叶片,提取总蛋白质,用水稻OsWRKY68蛋白质特异抗体,通过免疫印迹(western blot,WB)技术系统调查OsWRKY68蛋白质在水稻正常发育过程中不同时期、不同组织、非生物胁迫及激素处理条件下的表达特征。构建RNAi载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻TP309,对转基因植株进行PCR和WB鉴定,观察OsWRKY68 RNAi转基因植株的表型并测量其株高、分蘖数、穗长、小穗数和结实率等性状。【结果】调查OsWRKY68蛋白质的表达丰度,发现OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育过程中基本呈组成型表达,且在大部分组织中表达丰度差异倍数不大,但在开花期的花药中OsWRKY68表达量高于成熟穗、穗轴和颖壳;在分蘖期和孕穗期的叶鞘中不表达,仅在开花期的叶鞘中表达;在孕穗期的幼穗中,随着幼穗长度的增加其表达丰度逐渐降低。调查水稻非生物胁迫和激素处理后OsWRKY68蛋白质的表达特征,发现盐胁迫后OsWRKY68蛋白质的表达丰度随时间延长持续下降,恒光处理后OsWRKY68蛋白质表达量持续上升,3 d时明显出现一条分子质量较大的条带(记作OsWRKY68+),且表达量逐渐增加,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和乙烯利(ethephon,ET)处理后同样也呈现OsWRKY68+蛋白质丰度的增加。对转基因植株进行鉴定和自交繁殖,对T3代的4个OsWRKY68 RNAi转基因株系(Y316、Y317、Y326和Y337)进行PCR和WB鉴定,均表现阳性。在转基因植株中,OsWRKY68蛋白质的表达量均低于野生型TP309。对转基因植株进行表型观察和性状测量,发现与野生型相比转基因植株的株高降低、分蘖数和结实率下降等。【结论】OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育中发挥作用,敲低OsWRKY68蛋白质的表达能影响水稻的正常生长。OsWRKY68蛋白质可能参与盐、光照、茉莉酸甲酯和乙烯介导的信号转导过程。

关键词：水稻 WRKY转录因子表达特征免疫印迹 RNA干扰

中国农业用水生态足迹时空分异及驱动因素分析

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中国农村水利水电 2024年

作者：王田月广西职业师范学院旅游与公共管理学院

农业用水生态足迹对于了解水环境的生态状况以及衡量农业发展对水资源的生态占用具有重要意义。利用水生态足迹模型、可视化地图、Kernel密度估计、Moran指数以及地理探测器分析中国农业用水生态足迹的动态演变规律及驱动因素。结果表... 详细信息

农业用水生态足迹对于了解水环境的生态状况以及衡量农业发展对水资源的生态占用具有重要意义。利用水生态足迹模型、可视化地图、Kernel密度估计、Moran指数以及地理探测器分析中国农业用水生态足迹的动态演变规律及驱动因素。结果表明：①2005-2022年全国总的农业用水生态足迹从0.19亿m2上升至0.21亿m2，地区排序为东北>中部>西部>东部，万元GDP农业用水生态足迹从2.13下降至0.49，地区排序为西部>东北>中部>东部；②万元GDP农业用水生态足迹呈现“由北向南”、“西北向东南”递减的空间变化特征，高值区分布在新疆、西藏、宁夏，低值区分布在西南的四川、重庆及华北的河南、山东、河北；③Kernel密度估计呈现“波峰高度增加、波峰数量减少、曲线向左运动、右尾缩短、宽度缩小”的动态变化规律；④考察期内空间Moran指数显著为正且主要分布在第一、二、三象限；⑤地理探测器结果揭示，驱动因素的平均解释力排序为：财政支农力度（0.25）>经济发展水平（0.23）>第一产业占比（0.20）>水资源禀赋（0.19）>农田水利基础设施（0.19）>畜牧业占比（0.15）>农业受灾率（0.11）>农业机械化程度（0.07），农田水利基础设施、财政支农力度、畜牧业占比、农业受灾率的解释力呈波动上升趋势。研究结论认为，我国万元GDP农业用水生态足迹存在下降趋同与收敛集聚态势；在空间上主要呈现正相关集聚形态，“低低集聚”地区所占比例45.16%，为最主要的集聚模式；财政支农力度、农田水利基础设施是持续推动空间分异的核心因素。

关键词：农业用水生态足迹空间差异动态演进驱动因素

抗新生隐球菌中药成分筛选及其组合用药活性评价

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抗新生隐球菌中药成分筛选及其组合用药活性评价

作者：王田河南农业大学

学位级别：硕士

新生隐球菌（Cryptococcus neoformans）是引发侵袭性真菌感染的最常见的病原体之一,其对公共卫生安全的威胁排在WHO重要病原体清单的首位。它主要通过呼吸道在宿主肺部定植,可经血液循环系统引发系统性感染。新生隐球菌可以穿越血脑屏... 详细信息

新生隐球菌（Cryptococcus neoformans）是引发侵袭性真菌感染的最常见的病原体之一,其对公共卫生安全的威胁排在WHO重要病原体清单的首位。它主要通过呼吸道在宿主肺部定植,可经血液循环系统引发系统性感染。新生隐球菌可以穿越血脑屏障感染中枢神经系统,引发危及生命的脑膜炎。目前,世界范围内没有可用于预防和治疗新生隐球菌感染的疫苗,其治疗主要依靠抗真菌药物。临床许可的抗真菌药物仅有四类:氮唑类、多烯类、氟胞嘧啶和棘白菌素类,严重限制了真菌感染的临床治疗选择,并且其中只有多烯类中的两性霉素B具有杀菌活性,其它均为抑菌药物,无法短期内清除感染。同时,抗真菌药物的细胞毒性大,可引发包括发烧、心脏炎症和肾脏问题等危及生命的副作用,不能长期用药。因此,新型抗新生隐球菌药物的开发迫在眉睫。中药在真菌感染防治中具有临床治疗效果明显、副作用小、药物耐药性不易产生、可治愈等诸多优势,值得深入研究。本研究以临床分离的新生隐球菌H99标准菌株为研究对象,选取8种中草药成分,通过测定MIC,筛选评价了8种中草药成分体外抗新生隐球菌的生物活性,结果表明紫草素抗新生隐球菌的MIC值远远低于其它几种中药成分,表明其具有显著的抗新生隐球菌活性。通过体外药敏试验、时间杀伤曲线试验及大蜡螟幼虫和小鼠两种动物模型进行体内试验,评价紫草素单独或与氟康唑联合使用在新生隐球菌感染中的作用效果,结果表明紫草素在动物体内的抗新生隐球菌活性显著,并且同氟康唑组合用药呈现出较好的协同作用。同时通过耐药性试验探究紫草素是否容易产生耐药性,结果发现紫草素不易产生耐药性并且和氟康唑联合用药也不易产生耐药性。接下来,通过细胞毒性、肝肾指标及最大耐受剂量,对紫草素以及和氟康唑联用的体内外安全性进行了评价。结果证明紫草素的毒性与一线药物氟康唑相当,具有较好的安全性。本研究在体内、体外系统评价了紫草素及其与氟康唑联用的抗新生隐球菌活性和耐药性情况,为药物开发提供数据支撑,并初步探究了紫草素药物毒性,为基于中药成分紫草素开发新型抗真菌药物奠定了基础。本研究结果具体如下:1.抗新生隐球菌中药成分筛选根据文献调研,选取了包括紫草素、黄连碱、黄柏碱、黄岑苷、黄藤素、小檗碱、青蒿素和没食子酸在内的8种中药成分,采用微量肉汤稀释法测定,通过测定MIC80评价其体外抗新生隐球菌的生物活性。各中药成分的MIC80值测定结果如下:紫草素1.4μg/m L、黄连碱80-96μg/m L、黄柏碱260-300μg/m L、黄岑苷500μg/m L、黄藤素350μg/m L、小檗碱200-240μg/m L、青蒿素300-350μg/m L、没食子酸260-300μg/m L。结果表明紫草素抗新生隐球菌的MIC80值远远低于其它几种中药成分,表明其具有显著的抗新生隐球菌活性。2.紫草素单独或与现有抗真菌药物联合使用体外抗新生隐球菌效果和耐药性评价本研究选择目前临床常用的抗新生隐球菌药物氟康唑、两性霉素B和5-氟胞嘧啶进行体外药敏实验,以此来和抗真菌中药成分的抗菌活性进行横向对比。体外药敏实验测定现有抗真菌药物MIC80值,结果如下:氟康唑3.6μg/m L、两性霉素B 0.056μg/m L、氟胞嘧啶2μg/m L;紫草素的MIC80值为1.4μg/m L,虽然高于两性霉素B,但低于氟康唑与5-氟胞嘧啶,表明紫草素具有显著的抗新生隐球菌活性。通过时间杀伤曲线法评估紫草素单独及其与现有抗真菌药物联合用药的抗新生隐球菌活性,以明确它们之间是否具有协同抗菌作用。单独用药时间杀伤曲线实验表明,紫草素在12 h内对新生隐球菌的抑菌活性效果较好,两性霉素B有较好的杀菌活性,氟康唑和5-氟胞嘧啶表现为较好抑菌活性。紫草素与上述三种药物联合用药的时间杀伤曲线表明,紫草素/两性霉素B组合药物具有协同抗新生隐球菌作用;紫草素/氟康唑组合药物的抗新生隐球菌活性具有较好的相加作用;紫草素/5-氟胞嘧啶组合药物抑菌趋势与紫草素/氟康唑组合药物相似。综上,相较于单体用药,紫草素与氟康唑、两性霉素B或5-氟胞嘧啶的联合用药均在一定浓度下呈现出明显的抑菌活性,且联合用药在给药早期的抗真菌活性显著。通过耐药性试验初步探究紫草素及其组合药物是否能够产生耐药性,结果发现,紫草素及其与氟康唑联合用药均不易产生耐药性。3.紫草素单独或与氟康唑联合用药体内抗新生隐球菌效果评价为了进一步探究药物在体内相互作用的效果,通过新生隐球菌大蜡螟幼虫感染模型和小鼠鼻吸感染模型,评估紫草素单独及其与氟康唑联合治疗新生隐球菌感染的动物生存情况、真菌负荷及病理切片。首先,紫草素与氟康唑用药浓度的实验结果表明:在大蜡螟幼虫感染模型中,0.05μg/m L的紫草素和1μg/m L的氟康唑为最适给药浓度;在小鼠模型中,4 mg/m L的紫草

关键词：新生隐球菌紫草素氟康唑组合用药