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Development of a widely targeted volatilomics method for profiling volatilomes in plants

Molecular Plant 2022年第1期15卷 189-202页

作者： Honglun Yuan Guangping Cao Xiaodong Hou Menglan Huang Pengmeng Du Tingting Tan Youjin Zhang Haihong Zhou Xianqing Liu Ling Liu Yiding Jiangfang Yufei Li Zhenhuan Liu chuanying fang Liqing Zhao Alisdair R.Fernie Jie Luo College of Tropical Crops Hainan UniversityHaikou 570288China Sanya Nanfan Research Institute of Hainan University Hainan Yazhou Bay Seed LaboratorySanya572025China College of Chemistry and Environmental Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060China National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and National Center of Plant Gene Research(Wuhan) Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China Department of Molecular Physiology Max-Planck-lnstitute of Molecular Plant PhysiologyAm Muhlenberg 114476 Potsdam-GolmGermany

Volatile organic compounds play essential roles in plant environment interactions as well as determining the fragrance of plants.Although gas chromatography-mass spectrometry-based untargeted metabolo-mics is commonly used to assess plant volatiles,it suffers from high spectral convolution,low detection sensitivity,a limited number of annotated metabolites,and relatively poor reproducibility.Here,we report a widely targeted volatilomics(WTV)method that involves using a“targeted spectra extraction”algorithm to address spectral convolution,constructing a high-coverage MS2 spectral tag library to expand volatile annotation,adapting a multiple reaction monitoring mode to improve sensitivity,and using regression models to adjust for signal drift.The newly developed method was used to profile the volatilome of rice grains.Compared with the untargeted method,the newly developed WTV method shows higher sensitivity(for example,the signal-to-noise ratio of guaicol increased from 4.1 to 18.8),high annotation coverage(the number of annotated volatiles increased from 43 to 132),and better reproducibility(the number of volatiles in quality control samples with relative standard deviation value below 30.0%increased from 14 to 92 after normalization).Using the WTV method,we studied the metabolic responses of tomato to environmental stimuli and profiled the volatilomes of different rice accessions.The results identified benzothiazole as a potential airborne signal priming tomato plants for enhanced defense and 2-nonanone and 2-heptanone as novel aromatic compounds contributing to rice fragrance.These case studies suggest that the widely targeted volatilomics method is more efficient than those currently used and may considerably promote plant volatilomics studies.

关键词： widely targeted volatilomics GC-MS MS2T library plant volatilome rice tomato

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Plant metabolism paves the way for breeding crops with high nutritional value and stable yield

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Science China(Life Sciences) 2021年第12期64卷 2202-2205页

作者： Cheng Jin chuanying fang Yuanyuan Zhang Alisdair R.Fernie Jie Luo College of Tropical Crops Hainan UniversityHaikou 572208China Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology Potsdam-Golm 14476Germany Centre of Plant Systems Biology and Biotechnology Plovdiv 4000Bulgaria

Plant metabolites often harbor diverse bioactivities;for humans,plant-derived bioactive metabolites are indispensable for health.Moreover,plants produce these metabolites to keep themselves fit.During the domestication and improvement of crops,humans largely focused on increased yield to support population growth.For example,large seed sizes,high seed weights,and low seed shattering were selected in cereal crops,whereas fruit sizes and shapes were selected in vegetable crops.

关键词： crops breeding Plant

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Benefiting others and self: Production of vitamins in plants

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Journal of Integrative Plant Biology 2021年第1期63卷 210-227页

作者： Yufei Li Chenkun Yang Hasan Ahmad Mohamed Maher chuanying fang Jie Luo National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and National Center of Plant Gene Research(Wuhan) Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China College of Tropical Crops Hainan UniversityHaikou 570228China

Vitamins maintain growth and development in humans, animals, and plants. Because plants serve as essential producers of vitamins, increasing the vitamin contents in plants has become a goal of crop breeding worldwide. Here, we begin with a summary of the functions of vitamins. We then review the achievements to date in elucidating the molecular mechanisms underlying how vitamins are synthesized, transported, and regulated in plants. We also stress the exploration of variation in vitamins by the use of forward genetic approaches, such as quantitative trait locus mapping and genome-wide association studies. Overall, we conclude that exploring the diversity of vitamins could provide new insights into plant metabolism and crop breeding.

关键词： crop breeding forward genetic plants vitamins

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Integration of rhythmic metabolome and transcriptome provides insights into the transmission of rhythmic fluctuations and temporal diversity of metabolism in rice

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Science China(Life Sciences) 2022年第9期65卷 1794-1810页

作者： Junjie Zhou Chengyuan Liu Qiyu Chen Ling Liu Shuying Niu Ridong Chen Kang Li Yangyang Sun Yuheng Shi Chenkun Yang Shuangqian Shen Yufei Li Junwei Xing Honglun Yuan Xianqing Liu chuanying fang Alisdair R.Fernie Jie Luo College of Tropical Crops Hainan UniversityHaikou 570288China National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and National Center of Plant Gene Research(Wuhan) Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China Sanya Nanfan Research Institute of Hainan University Hainan Yazhou Bay Seed LaboratorySanya 572025China Max-Planck-Institute of Molecular Plant Physiology Potsdam-Golm 144776Germany Center of Plant System Biology and Biotechnology Plovdiv 4000Bulgaria

Various aspects of the organisms adapt to cyclically changing environmental conditions via transcriptional regulation.However,the role of rhythmicity in altering the global aspects of metabolism is poorly characterized.Here,we subjected four rice(Oryza sativa)varieties to a range of metabolic profiles and RNA-seq to investigate the temporal relationships of rhythm between transcription and metabolism.More than 40%of the rhythmic genes and a quarter of metabolites conservatively oscillated across four rice accessions.Compared with the metabolome,the transcriptome was more strongly regulated by rhythm;however,the rhythm of metabolites had an obvious opposite trend between day and night.Through association analysis,the time delay of rhythmic transmission from the transcript to the metabolite level was~4 h under long-day conditions,although the transmission was nearly synchronous for carbohydrate and nucleotide metabolism.The rhythmic accumulation of metabolites maintained highly coordinated temporal relationships in the metabolic network,whereas the correlation of some rhythmic metabolites,such as branched-chain amino acids(BCAAs),was significantly different intervariety.We further demonstrated that the cumulative diversity of BCAAs was due to the differential expression of branched-chain aminotransferase 2 at dawn.Our research reveals the flexible pattern of rice metabolic rhythm existing with conservation and diversity.

关键词： Oryza sativa diurnal cycle metabolome time delay rhythmic diversity

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Control of Leaf Senescence by an MeOH- Jasmonates Cascade that Is Epigenetically Regulated by OsSRT1 in Rice

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Molecular Plant 2016年第10期9卷 1366-1378页

作者： chuanying fang Hua Zhang Jian Wan YangYang Wu Kang Li Cheng Jin Wei Chen ShouChuang Wang WenSheng Wang HaiWei Zhang Pan Zhang Fei Zhang LiangHuan Qu Xianqing Liu Dao-Xiu Zhou Jie Luo National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and National Center of Plant Gene Research (Wuhan) Huazhong Agricultural University Wuhan 430070China Institute for Nutritional Sciences Shanghai Institutes for Biological Sciences Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Shanghai200031 China College of Life Science and Technology Huazhong Agricultural University Wuhan 430070 China Institute of Plant Sciences Paris-Saclay Universite Paris-sud 11 Orsay 91405 France

Although considerable progress has been made in identifying the genes regulating accumulation of hormones that are involved in leaf senescence, only a few studies have focused on natural variations in jasmonates content and much less on the underlying genetic basis. Moreover, the epigenetic regulation of jasmonate-mediated leaf senescence remains largely unknown, in this study, we carried out metabolic profiling of a worldwide collection of rice accessions and demonstrated that there are substantial variations in jasmonate levels among these accessions. A subsequent metabolite-based genornewide association study identified candidates for two major quantitative genes （QTGs）, OsPME1 and OsTSD2, affecting the content of jasmonates. Further investigations using a series of relevant mutants and transgenic lines revealed the MeOH-jasmonata cascade plays an important role in regulating leaf senescence. Moreover, we showed that OsSRT1, one of the two Sir2 （silent information regugator 2） homologs in rice, negatively regulates leaf senescence by repressing expression of the biosynthetic genes of this metabolic cascade and at least particiaUy through histone H3K9 deacetylation of OsPME1. Taken together, our results indicate that the MeOH-jasmonates cascade and its epigenetic regulation are crucial for controlling leaf senescence process in rice.

关键词： MeOH-jasmonate cascade leaf senescence natural variation epigenetic regulation

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儿童在园游戏性体验及其教育学考察

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重庆第二师范学院学报 2022年第2期35卷 71-75,128页

作者：黄豪方英李传英南京师范大学教育科学学院江苏南京210097 重庆市巴南区教师进修学校重庆401320 重庆市教育科学研究院重庆400015

游戏性体验是个体在游戏过程中所产生的关于游戏活动的主观感受或心理体验,尤其与儿童在游戏中的学习、发展和成长有着重要联系。实践中,由于儿童游戏本质观被忽视,往往导致教育实践中空有游戏形式,失去游戏真义,出现“糖衣炮弹”现象;... 详细信息

游戏性体验是个体在游戏过程中所产生的关于游戏活动的主观感受或心理体验,尤其与儿童在游戏中的学习、发展和成长有着重要联系。实践中,由于儿童游戏本质观被忽视,往往导致教育实践中空有游戏形式,失去游戏真义,出现“糖衣炮弹”现象;游戏中教师的无效干预,打扰儿童游戏过程,致使儿童成为“提线木偶”;失衡的物理环境,羁缚儿童的知与行,营造出“围合温床”情形。基于此,需要回归儿童立场,从教育学的角度看待儿童及其在园的游戏性体验,重新厘清儿童游戏性体验及其教育意义,教师在教育实践中应自觉地做到:让儿童的天性与文化生长在儿童游戏世界里,让适宜的游戏环境引发儿童深度参与游戏,积极回应与支持以彰显游戏精神,让儿童在幼儿园真正获得游戏性体验。

关键词：幼儿园儿童游戏游戏性体验教育学

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肋骨骨折切开复位内固定术联合心理干预对重症胸外伤患者的心理、术后认知功能的影响

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国际精神病学杂志 2022年第2期49卷 324-327页

作者：方勤韩传映李艳阁漯河市中心医院漯河462000

目的分析重症胸外伤治疗中应用肋骨骨折切开复位内固定术联合心理治疗对患者的心理状态、术后认知功能的影响。方法选择本院2019年3月~2021年3月住院治疗的86例重症肋骨骨折患者,根据随机数字表法分组(每组n=43),参照组采纳切开复位内... 详细信息

目的分析重症胸外伤治疗中应用肋骨骨折切开复位内固定术联合心理治疗对患者的心理状态、术后认知功能的影响。方法选择本院2019年3月~2021年3月住院治疗的86例重症肋骨骨折患者,根据随机数字表法分组(每组n=43),参照组采纳切开复位内固定术治疗,试验组在参照组的基础上联合心理治疗,对比两组优良率、视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)评分、简易智力状态检查量表(mini-mental state examination,MMSE)评分、焦虑自评量表(Self-Rating Anxiety Scale,SAS)评分、抑郁自评量表(Self-Rating depression scale,SDS)评分。结果试验组优良率(95.35%)与参照组(90.70%)比较(P>0.05),试验组治疗后VAS评分、SAS评分、SDS评分均低于参照组,试验组治疗后MMSE评分高于参照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论切开复位内固定术联合心理干预可有效改善肋骨骨折患者病情,缓解术后疼痛感,减轻心理负担,提高术后认知功能。

关键词：肋骨骨折切开复位内固定术心理干预心理状态认知功能

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每极分数槽永磁直线电机的槽极数配合研究

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中国电机工程学报 2012年第36期32卷 68-74,12页

作者：卢琴芬程传莹叶云岳方攸同浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

每极分数槽永磁直线电机(PM linear motors,PMLMs)采用端部不重叠的集中绕组,具有绕组端部短、铜耗低、推力密度高等优点,在数控机床、半导体加工等领域应用广泛。针对12槽/11极与12槽/10极的两种PMLMs,阐述了每种电机采用单边型或双边... 详细信息

每极分数槽永磁直线电机(PM linear motors,PMLMs)采用端部不重叠的集中绕组,具有绕组端部短、铜耗低、推力密度高等优点,在数控机床、半导体加工等领域应用广泛。针对12槽/11极与12槽/10极的两种PMLMs,阐述了每种电机采用单边型或双边型、所有齿绕绕组或交替齿绕绕组的4种可行结构,建立了有限元分析模型,分析了平均推力、推力波动与结构参数之间的关系。此外,还重点分析了双边型结构PMLMs在两侧磁极位置错位时的力性能,提出了基于最小推力波动与推力比值的最佳错位位置。通过详细的对比分析,得到了单边型与双边型每极分数槽PMLMs推力波动与推力比值最小的最佳方案,研究结果为该类电机的优化设计及应用提供了参考依据。

关键词：永磁直线电机每极分数槽槽极数配合推力波动双边型

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替诺福韦酯治疗妊娠早期慢性乙型肝炎的效果及对母婴阻断的有效性

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临床肝胆病杂志 2019年第7期35卷 1493-1495页

作者：陈川英陈芳程全红涂相林戴颖林学南昌大学附属感染病医院南昌市第九医院肝病科

目的探讨慢性乙型肝炎(CHB)妇女妊娠早期使用替诺福韦酯(TDF)抗病毒的疗效及母婴阻断有效性。方法选择2014年7月-2016年12月在南昌第九医院门诊及住院的CHB孕妇164例及其分娩的新生儿为观察对象,按患者意愿分为治疗组(n=80,孕妇在妊娠... 详细信息

目的探讨慢性乙型肝炎(CHB)妇女妊娠早期使用替诺福韦酯(TDF)抗病毒的疗效及母婴阻断有效性。方法选择2014年7月-2016年12月在南昌第九医院门诊及住院的CHB孕妇164例及其分娩的新生儿为观察对象,按患者意愿分为治疗组(n=80,孕妇在妊娠早期予以TDF 300 mg/d,并在妊娠结束后按照CHB的抗病毒处理原则进行治疗)和对照组(n=84,不接受抗病毒治疗)。2组婴儿出生后均接受乙型肝炎免疫球蛋白和乙型肝炎疫苗。观察孕期肝、肾功能,电解质、心肌酶谱,血、尿常规,HBV血清标志物、HBV DNA的变化及不良反应。检测婴儿出生时、6个月及12个月时HBs Ag、HBV DNA,评价新生儿HBV感染情况、生长发育情况及并发症,并进行Apgar评分。计量资料2组间比较采用t检验;计数资料2组间比较采用χ^2检验。结果治疗组与对照组ALT复常率、HBV DNA阴转率在妊娠18、24和36周的比较差异均有统计学意义(ALT复常率:χ^2值分别为19. 145、24. 990、36. 414,P值均 0. 05),生长发育指标均在正常婴儿范围内。结论妊娠早期开始使用替诺福韦酯能恢复肝功能,并可安全有效的阻断HBV垂直传播。

关键词：乙型肝炎,慢性妊娠孕妇替诺福韦酯治疗学

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慢性乙型肝炎患者妊娠早期替比夫定抗病毒的疗效及母婴阻断的临床观察

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中华肝脏病杂志 2015年第1期23卷 9-12页

作者：陈川英涂相林程全红陈芳戴颖龚芳华林学南昌大学附属感染病医院、南昌市第九医院肝三科 330002

目的探讨慢性乙型肝炎妇女妊娠早期使用替比夫定抗病毒的疗效、安全性及母婴阻断有效性. 方法慢性乙型肝炎妊娠早期妇女84例,HBsAg、HBeAg均阳性、HBV DNA≥107拷贝/ml,血清ALT≥4 ULN,拒绝终止妊娠.分为治疗组43例,在妊娠早期使用替... 详细信息

目的探讨慢性乙型肝炎妇女妊娠早期使用替比夫定抗病毒的疗效、安全性及母婴阻断有效性. 方法慢性乙型肝炎妊娠早期妇女84例,HBsAg、HBeAg均阳性、HBV DNA≥107拷贝/ml,血清ALT≥4 ULN,拒绝终止妊娠.分为治疗组43例,在妊娠早期使用替比夫定治疗,600 mg/d;对照组41例,在妊娠期不接受抗病毒治疗.两组婴儿出生后均注射乙型肝炎免疫球蛋白和乙型肝炎疫苗.所生婴儿均采用人工喂养.观察孕期肝、肾功能、心肌酶谱、血常规、尿常规,HBV血清标志物、HBV DNA及不良反应.检测婴儿6个月及12月时HBV DNA、HBsAg及生长发育情况、并发症,并进行Apgar评分.采用SPESS 13.0统计软件进行数据处理和分析,率的比较采用x^2检验或Fisher精确概率检验法. 结果治疗组有1例在妊娠36周出现rtM204I变异,对照组有1例在妊娠28周发生重型肝炎而加用替比夫定抗病毒治疗.在妊娠12、24周、分娩前的ALT复常率：治疗组分别为62.8％、76.7％和88.1％;对照组分别为29.3％、46.3％和60.0％,P值分别为0.002、0.000和0.004.HBV DNA阴转率治疗组分别为20.9％、37.2％和78.6％;对照组均为0,P值分别为0.006、0.001和0.000.e抗原血清学转换率治疗组分别为2.3％、9.3％和21.4％;对照组均为0,P值分别为1.000、0.116和0、002.婴儿6个月HBsAg阳性率和HBV DNA阳性率治疗组分别为2.4％和0;对照组均为17.5％,P值分别为0.027和0.005.12个月HBsAg阳性率及HBV DNA阳性率治疗组均为0;对照组均为17.5％,P值均为0.005. 结论妊娠早期开始使用替比夫定有较好的抗病毒疗效,可安全有效地阻断乙型肝炎病毒垂直传播.

关键词：肝炎,乙型,慢性妊娠治疗替比夫定

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