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玉米大斑病菌bZIP基因家族鉴定及HT-毒素诱导过程中的表达

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微生物学报 2024年

作者：张淑红张运峰高凤菊武秋颖李亚子许可范永山刘玉卫唐山师范学院生命科学系河北省植物生物技术研究与应用重点实验室唐山市农业病原真菌与毒素重点实验室河北农业大学生命科学学院河北省农业微生物生物信息利用技术创新中心

【目的】碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper， bZIP)蛋白是真核生物中最大且最保守的转录因子之一，参与许多植物病原真菌的生长发育和致病过程。本文旨在对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica) bZIP转录因子进行全基因组鉴定，并探... 详细信息

【目的】碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper， bZIP)蛋白是真核生物中最大且最保守的转录因子之一，参与许多植物病原真菌的生长发育和致病过程。本文旨在对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica) bZIP转录因子进行全基因组鉴定，并探讨它们在HT-毒素诱导过程中的表达规律。【方法】从玉米大斑病菌基因组数据库中筛选鉴定bZIP家族成员，分析其理化性质、保守结构域、亚细胞定位、顺式作用元件、系统进化关系和蛋白质互作网络，利用RNA-seq数据库分析bZIP家族成员在HT-毒素诱导过程中的表达情况。【结果】从玉米大斑病菌基因组筛选到14个bZIP家族成员(StbZIP1-14)，其理化性质差异较大，编码氨基酸226-613个，相对分子量25.24-66.30 kD，等电点4.66-10.36；亚细胞定位均为细胞核，含有非生物因素胁迫、激素诱导、细胞周期调控和增强子、核心启动子等660个顺式作用响应元件。与11个其他重要植物病原真菌的系统进化分析结果表明，StbZIPs可分为10个类群(groups)，与互隔交链孢霉(Alternaria alternata)的AabZIPs存在明显的共线性关系。分析StbZIPs在HT-毒素诱导过程中的表达情况，发现StbZIP1、StbZIP5、StbZIP7、StbZIP10、StbZIP11与HT-毒素诱导显著相关，其中StbZIP5表达量最高并在HT-毒素诱导21 d和28 d时显著上调。分析了StbZIPs的蛋白质互作网络，提供了3条以StbZIP5为中心的StbZIPs互作途径。【结论】玉米大斑病菌bZIP转录因子家族成员具有显著的理化性质和结构差异、广泛的遗传多样性和显著的功能分化，并在HT-毒素诱导过程中发挥重要的转录调控作用。

关键词：玉米大斑病菌碱性亮氨酸拉链蛋白系统进化分析 HT-毒素表达分析

玉米大斑病菌小分子热激蛋白基因克隆与表达分析

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中国农业科学 2024年第17期57卷 3384-3397页

作者：张淑红张运峰高凤菊武秋颖许可李亚子李艳梅谷守芹范永山巩校东唐山师范学院生命科学系/河北省植物生物技术研究与应用重点实验室/唐山市农业病原真菌与毒素重点实验室河北农业大学生命科学学院/河北省农业微生物生物信息利用技术创新中心

【目的】克隆玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）小分子热激蛋白（small heat shock protein,sHSP）基因，分析其结构及在病菌发育和HT-毒素诱导过程中的表达模式。【方法】利用隐马尔可夫模型（hidden Markov model,HMM）筛选玉米... 详细信息

【目的】克隆玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）小分子热激蛋白（small heat shock protein,sHSP）基因，分析其结构及在病菌发育和HT-毒素诱导过程中的表达模式。【方法】利用隐马尔可夫模型（hidden Markov model,HMM）筛选玉米大斑病菌全基因组范围内的sHSP家族成员，采用PCR技术克隆玉米大斑病菌01-23菌株的sHSP，通过生物信息学方法进行sHSP的理化性质分析、亚细胞定位、结构预测和系统发育分析，RNA-Seq和RT-qPCR分析sHSP在玉米大斑病菌不同发育阶段和HT-毒素诱导过程中的表达情况。【结果】从玉米大斑病菌基因组筛选到3个sHSP家族成员（StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6），克隆了01-23菌株中3个sHSP的DNA序列，编码的sHSP蛋白均属于弱酸、亲水蛋白，无跨膜结构域和信号肽；二级结构中无规则卷曲占58.97%—60.35%，而β-转角仅为2.69%—7.83%；亚细胞定位预测StHSP37.2和StHSP37.0位于细胞核，而StHSP22.6位于细胞核和细胞质；均含有近C端的ACD＿sHSP-like结构域，StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6分别有2、3和5个保守基序；利用SWISS-Model和AlphaFill构建了sHSP单体的三级结构模型；系统发育分析结果表明，StHSP22.6与链格孢（Alternaria alternata）、StHSP37.2和StHSP37.0与玉米小斑病菌（Bipolaris maydis）的sHSP亲缘关系较近；玉米大斑病菌sHSP在菌丝中表达量最高，其次为芽管、附着胞和侵入钉，在分生孢子中表达量最低；StHSP22.6和StHSP37.2与玉米大斑病菌HT-毒素诱导显著负相关，在14 d时相对基因表达量分别上调6.45和18.12倍，21、28 d时StHSP37.2表达量仅上调2.56、1.78倍，而StHSP22.6表达量与WT无显著差异；StHSP37.0与HT-毒素诱导显著正相关，14、21和28 d时相对基因表达量分别下调59.23%、86.30%和88.11%；通过与玉米大斑病菌sHSP显著相关的表达基因挖掘，推测StHSP37.2和StHSP22.6主要与HSP90、HSP104、分解代谢及线粒体Mg2+转运有关，而StHSP37.0主要与液泡碱性氨基酸转运、有机合成和分泌有关。【结论】玉米大斑病菌sHSP家族成员既具有高度保守性，又与其他sHSP有结构和系统发育的差异性；不仅与玉米大斑病菌菌丝、芽管、附着胞和侵入钉发育相关，在HT-毒素诱导过程中也发挥重要调控作用。

关键词：玉米大斑病菌小分子热激蛋白基因克隆结构分析 HT-毒素诱导

鲁西北地区大豆玉米间作不同行比配置对大豆生长、产量及间作系统的影响

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中国油料作物学报 2024年

作者：朱冠雄高祺华方静田艺心朱金英李春燕王春雨曹鹏鹏王士岭高凤菊德州市农业科学研究院

为筛选鲁西北地区大豆玉米间作适宜的行比配置，进一步促进大豆玉米带状间作复合种植技术的推广应用，以单作大豆（SS）和单作玉米（SM）为对照，设置5个不同的行比配置处理（4S2M、4S3M、4S4M、6S3M、6S4M），分析不同行比配置对大豆... 详细信息

为筛选鲁西北地区大豆玉米间作适宜的行比配置，进一步促进大豆玉米带状间作复合种植技术的推广应用，以单作大豆（SS）和单作玉米（SM）为对照，设置5个不同的行比配置处理（4S2M、4S3M、4S4M、6S3M、6S4M），分析不同行比配置对大豆干物质积累、光合参数等生长性状、产量及品质的影响，及不同行比配置对间作系统生产力、土地当量比、竞争比率及实际产损失的影响。结果表明：4S4M模式下，大豆干物质积累量、光合参数、群体产量及品质表现最优，间作系统生产力、土地当量比、竞争比率、实际产量损失均表现最高，经济产值为31 581.10元/hm2，最具间作优势。4S4M模式为鲁西北地区大豆玉米间作最佳行比配置，适宜在鲁西北及相似生态区域推广应用。

关键词：大豆玉米间作行比配置间作系统生产力土地当量比竞争比率实际产量损失间作优势

玉米大斑病菌支链氨基酸氨基转移酶基因的克隆与原核表达

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玉米科学 2024年第6期32卷 31-37页

作者：张运峰张淑红许可高凤菊武秋颖石洪凌李艳梅范永山唐山师范学院生命科学系/唐山市农业病原真菌与毒素重点实验室河北唐山063000

支链氨基酸(Branched chain amino acid,BCAA)是生物体内重要的营养物质和信号分子,对蛋白质合成、糖代谢、氧化应激等有重要的调控作用。支链氨基酸氨基转移酶(branched-chain amino acid transaminase,BCAT)是BCAA分解代谢的关键酶,... 详细信息

支链氨基酸(Branched chain amino acid,BCAA)是生物体内重要的营养物质和信号分子,对蛋白质合成、糖代谢、氧化应激等有重要的调控作用。支链氨基酸氨基转移酶(branched-chain amino acid transaminase,BCAT)是BCAA分解代谢的关键酶,参与许多生理和病理过程。为明确BCAT对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)生长发育和侵染的影响,克隆玉米大斑病菌BCAT基因(StBCAT1),该基因编码的StBCAT1含有保守结构域BCAT_beta_family,属于PLPDE_IV超家族,与玉米圆斑病菌(Helminthosporium carbonum)产生的寄主选择性毒素HC-toxin ToxF高度同源。为了获得大量高纯度的StBCAT1蛋白,构建该基因的原核表达载体,并转化BL21(DE3)菌株。经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western Blotting检测,结果表明,StBCAT1基因在大肠杆菌得到高效表达,获得了预期分子量为39.2 KD的StBCAT1蛋白。

关键词：玉米大斑病菌基因克隆支链氨基酸转移酶原核表达

伟大抗疫精神融入生物化学课程思政教学改革研究

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高教学刊 2024年第8期10卷 141-144页

作者：陈桂平张淑红高凤菊李亚子范永山唐山师范学院生命科学系河北唐山063000

伟大抗疫精神是中华民族极其宝贵的精神财富,生物化学课程与抗疫知识密切相关。在生物化学教学过程中融入抗疫理论、技术、产品和抗疫成果,通过课堂将伟大抗疫精神传递给大学生,是疫情防控常态化的趋势和要求。该文通过创新课程思政教... 详细信息

伟大抗疫精神是中华民族极其宝贵的精神财富,生物化学课程与抗疫知识密切相关。在生物化学教学过程中融入抗疫理论、技术、产品和抗疫成果,通过课堂将伟大抗疫精神传递给大学生,是疫情防控常态化的趋势和要求。该文通过创新课程思政教学模式,挖掘抗疫思政素材,丰富教学内容,优化教学资源,将专业教育与价值引领有机融合,引导学生知党恩、跟党走,激发学生的民族自豪感。

关键词：生物化学课程思政教学改革新冠病毒感染疫情思政元素

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大豆耐盐碱生理机制及种质筛选研究进展

大豆科学 2024年第1期43卷 107-113页

作者：王春雨朱冠雄田艺心高祺华方静王士岭高凤菊曹鹏鹏德州市农业科学研究院山东德州253015

我国盐碱地面积大、分布广,且次生盐碱化问题日益严峻,盐碱地面积的不断增加成为制约农业发展的重要因素,选育能够适应逆境的作物品种是发挥盐碱土地生产潜力最主要的途径。大豆属于中度耐盐植物,是世界第四大作物,也是我国重要的粮食... 详细信息

我国盐碱地面积大、分布广,且次生盐碱化问题日益严峻,盐碱地面积的不断增加成为制约农业发展的重要因素,选育能够适应逆境的作物品种是发挥盐碱土地生产潜力最主要的途径。大豆属于中度耐盐植物,是世界第四大作物,也是我国重要的粮食、经济和饲料兼用作物,筛选培育优质耐盐碱大豆品种对合理利用盐碱地、促进我国农业可持续发展具有重要意义。本文从盐碱土的类型及对植物的危害、盐碱土对大豆生长的危害、大豆耐盐碱生理机制、耐盐碱大豆种质筛选4个方面对大豆耐盐碱性研究现状进行综述,以期为大豆耐盐碱新品种的选育提供理论基础和育种思路。

关键词：大豆盐碱胁迫生理机制种质筛选

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弯曲Cu纳米线相干X射线衍射图的计算

物理学报 2015年第13期64卷 400-405页

作者：高凤菊石家庄铁道大学数理系石家庄050043 石家庄铁道大学应用物理研究所石家庄050043

本文提出了一种计算弯曲纳米线的相干X射线衍射图的方法,即倒空间旋转法.我们利用该方法计算了弯曲Cu纳米线的相干X射线衍射图,并与常规方法的计算结果进行了比较.发现利用倒空间旋转法计算所需的时间约为常规方法的1/(2N+1)(N为镜像盒... 详细信息

本文提出了一种计算弯曲纳米线的相干X射线衍射图的方法,即倒空间旋转法.我们利用该方法计算了弯曲Cu纳米线的相干X射线衍射图,并与常规方法的计算结果进行了比较.发现利用倒空间旋转法计算所需的时间约为常规方法的1/(2N+1)(N为镜像盒子的个数).另外,倒空间旋转法可以拓展到其他纳米线的变形情况,如拉伸(压缩)和扭转,本文也对其作了相应的讨论.

关键词：纳米线分子动力学相干X射线衍射周期性边界条件

鲁西北地区大豆玉米带状复合种植模式下的除草剂筛选

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安徽农业科学 2024年第8期52卷 120-122页

作者：朱冠雄赵文路高祺曹鹏鹏华方静田艺心王春雨高凤菊德州市农业科学研究院山东德州253015

为筛选适宜鲁西北地区大豆玉米带状复合种植条件下的除草剂,选用7种除草剂5种不同处理进行土壤封闭试验,对杂草株防效、鲜重防效和作物产量进行研究。结果表明,720 g/L异丙甲草胺+51%丙炔氟草胺、40%砜吡草唑+51%丙炔氟草胺2种处理的株... 详细信息

为筛选适宜鲁西北地区大豆玉米带状复合种植条件下的除草剂,选用7种除草剂5种不同处理进行土壤封闭试验,对杂草株防效、鲜重防效和作物产量进行研究。结果表明,720 g/L异丙甲草胺+51%丙炔氟草胺、40%砜吡草唑+51%丙炔氟草胺2种处理的株防效均在87%以上,鲜重防效均在98%以上,对大豆和玉米安全,且能促进大豆增产43.38%以上,促进玉米增产21.76%以上,可以作为适宜鲁西北地区大豆玉米带状复合种植田的播后苗前封闭除草剂使用。

关键词：大豆玉米带状复合种植除草剂防效产量

鲁西北不同高蛋白大豆品种的生产性能综合评价

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黑龙江农业科学 2024年第4期 37-42页

作者：田艺心朱金英华方静李春燕高祺朱冠雄王春雨高凤菊德州市农业科学研究院山东德州253051

为筛选出适宜鲁西北地区推广种植的优质高蛋白大豆,采用模糊隶属函数及主成分分析对参试10个高蛋白大豆品种的生产性能进行综合评价。结果表明,参试大豆品种分枝数、百粒重、底荚高度、产量和株高变异系数较大,主茎节数、单株荚数和单... 详细信息

为筛选出适宜鲁西北地区推广种植的优质高蛋白大豆,采用模糊隶属函数及主成分分析对参试10个高蛋白大豆品种的生产性能进行综合评价。结果表明,参试大豆品种分枝数、百粒重、底荚高度、产量和株高变异系数较大,主茎节数、单株荚数和单株粒数变异系数较小,且分枝数与株高、主茎节数均呈显著负相关,与单株荚数呈显著正相关,单株荚数和单株粒数之间,百粒重和产量之间均呈显著正相关。因此,在本地区选育高产品种时,应适当选择分枝数多、单株荚数多、单株粒数多和百粒重大的品种。通过隶属函数和主成分分析,冀豆12、齐黄34和菏豆37综合得分较高,产量也高,在鲁西北地区适应性强,可作为该区推广种植的优选高蛋白品种。

关键词：高蛋白大豆生产性能隶属函数分析主成分分析综合评价