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Physiological,transcriptome and gene functional analysis provide novel sights into cadmium accumulation and tolerance mechanisms in kenaf

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Journal of Environmental Sciences 2024年第3期137卷 500-514页

作者： Shan Cao Meng Wang Jiao Pan dengjie luo Samavia Mubeen Caijin Wang Jiao Yue Xia Wu Qijing Wu Hui Zhang Canni Chen Muzammal Rehman Sichen Xie Ru Li Peng Chen Guangxi Key Laboratory of Agro-environment and Agric-products safety Key Laboratory of Plant Genetics and BreedingCollege of AgricultureGuangxi UniversityNanning 530004China State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-bioresources College of Life Science and TechnologyGuangxi UniversityNanning 530004China

Kenaf is considered to have great potential for remediation of heavy metals in ecosystems.However,studies on molecular mechanisms of root Cd accumulation and tolerance are still inadequate.In this study,two differently tolerant kenaf cultivars were selected as materials and the physiological and transcriptomic effects were evaluated under Cd stress.This study showed that 200μmol/L CdCl_(2) treatment triggered the reactive oxygen species(ROS)explosion and membrane lipid peroxidation.Compared with the Cd-sensitive cultivar‘Z',the Cd-tolerant cultivar‘F'was able to resist oxidative stress in cells by producing higher antioxidant enzyme activities and increasing the contents of ascorbic acid(AsA)and glutathione(GSH).The root cell wall of‘F'exhibited higher polysaccharide contents under Cd treatment,providing more Cd-binding sites.There were 3,439 differentially expressed genes(DEGs)that were co-regulated by Cd treatment in two cultivars.Phenylpropanoid biosynthesis and plant hormone signal transduction pathways were significantly enriched by functional annotation analysis.DEGs associated with pectin,cellulose,and hemi-cellulose metabolism were involved in Cd chelation of root cell wall;V-ATPases,ABCC3 and Narmp3 could participated in vacuolar compartmentalization of Cd;PDR1 was responsible for Cd effux;the organic acid transporters contributed to the absorption of Cd in soil.These genes might have played key roles in kenaf Cd tolerance and Cd accumulation.Moreover,HcZIP2 was identified to be involved in Cd uptake and transport in kenaf.Our findings provide a deeper understanding of the molecular pathways underlying Cd accumulation and detoxification mechanisms in kenaf.

关键词： Kenaf Cd stress Physiological Transcriptome HcZIP2

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输电线路压缩型耐张线夹工程失效研究进展

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南方电网技术 2024年第4期18卷 152-161页

作者：安利强罗益鑫李渊朱登杰黄增浩华北电力大学机械工程系河北保定071003 南方电网科学研究院广州510663

输电线路中耐张线夹需求量巨大,但线夹失效事故发生频繁,这不仅带来了经济损失,还严重威胁到电网的可靠运行。为解释压缩型耐张线夹的失效机理,提高输电线路的安全性,国内外学者展开了大量的研究。从失效事故方面综述了压缩型耐张线夹... 详细信息

输电线路中耐张线夹需求量巨大,但线夹失效事故发生频繁,这不仅带来了经济损失,还严重威胁到电网的可靠运行。为解释压缩型耐张线夹的失效机理,提高输电线路的安全性,国内外学者展开了大量的研究。从失效事故方面综述了压缩型耐张线夹的过热和断裂两类工程失效类型,从工程分析和机理研究方面综述了两类工程失效类型的失效机理,从压接工艺研究方面综述了压接工艺参数对失效形式的影响,并从常规检测以及无损检测两个角度综述耐张线夹的质量检测研究现状。最后,基于目前偏于定性分析的耐张线夹工程失效研究,对耐张线夹失效机理的进一步研究提出了展望。

关键词：耐张线夹失效机理压接工艺参数无损检测

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Working principle and application of photocatalytic optical fibers for the degradation and conversion of gaseous pollutants

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Chinese Chemical Letters 2022年第8期33卷 3632-3640页

作者： Wenhao Xiang Jilin Yuan Yongwu Wu Hongyang luo Chuanbao Xiao Nianbing Zhong Mingfu Zhao dengjie Zhong Yuanyuan He Intelligent Fiber Sensing Technology of Chongqing Municipal Engineering Research Center of Institutions of Higher Education Chongqing Key Laboratory of Fiber Optic Sensor and PhotodetectorChongqing University of TechnologyChongqing 400054China Liangjiang International College Chongqing University of TechnologyChongqing 400054China School of Mechanical Engineering Chongqing University of TechnologyChongqing 400054China

Photocatalytic optical fibers are promising for the degradation of gaseous and volatile pollutants in air due to their high specific surface area,high light utilization efficiency,easy regeneration,and sustainability.In particular,photocatalytic optical fibers have proven highly useful for the removal and conversion of different kinds of air pollutants in air.However,these fibers suffer from low photocatalytic degradation efficiencies.In this review,we have focused on introducing photocatalytic quartz optical fibers and photocatalytic plastic optical fibers for the degradation and transformation of gas-phase air pollutants.The principle of photocatalytic optical fibers and main methods for improving their photocatalytic and light utilization efficiencies based on semiconductor photocatalytic coatings are summarized.Moreover,the Langmuir-Hinshelwood kinetic rate equation was summarized to analyze the photocatalytic reduction of gaseous pollutants.Finally,an outlook on the future of photocatalytic optical fibers toward the removal and conversion of gaseous air pollutants is discussed.

关键词： Photocatalytic optical fibers Semiconductor photocatalysts Gaseous pollutant Photocatalytic activity Photocatalytic efficiency

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Recent advances in photoelectrochemical sensors for detection of ions in water

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Chinese Chemical Letters 2023年第6期34卷 37-48页

作者： Linyang Li Junlian Chen Chuanbao Xiao Yihao luo Nianbing Zhong Quanhua Xie Haixing Chang dengjie Zhong Yunlan Xu Mingfu Zhao Qiang Liao Intelligent Fiber Sensing Technology of Chongqing Municipal Engineering Research Center of Institutions of Higher Education Chongqing Key Laboratory of Modern Photoelectric Detection Technology and InstrumentChongqing Key Laboratory of Fiber Optic Sensor and PhotodetectorChongqing University of TechnologyChongqing 400054China Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology Arizona State UniversityTempeAZ 85271-5701United States College of Chemistry and Chemical Engineering Chongqing University of TechnologyChongqing 400054China Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems(Chongqing University) Ministry of EducationChongqing 400030China

Over the last 50 years,the explosive adoption of modern agricultural practices has led to an enormous increase in the emission of non-biodegradable and highly biotoxic ions into the hydrosphere.Excess intake of such ions,even essential trace elements such as Cu^(2+)and F^(-),can have serious consequences on human health.Therefore,to ensure safe drinking water and regulate wastewater discharge,photoelectrochemical(PEC)online sensors were developed,with advantages such as low energy consumption,inherent miniaturization,simple instrumentation,and fast response.However,there is no publicly available systematic review of the recent advances in PEC ion sensors available in the literature since January 2017.Thus,this review covers the various strategies that have been used to enhance the sensitivity,selectivity,and limit of detection for PEC ion sensors.The photoelectrochemically active materials,conductive substrates,electronic transfer,and performance of various PEC sensors are discussed in detail and divided into sections based on the measurement principle and detected ion species.We conclude this review by highlighting the challenges and potential future avenues of research associated with the development of novel high-performance PEC sensors.

关键词： Photoelectrochemical sensor Ion detection Working principle Electronic transfer Sensitivity and selectivity Limit of detection

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Screening of Broad-spectrum Resistance Resources against Rice Bacterial Leaf Streak

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Plant Diseases and Pests 2017年第3期8卷 16-20页

作者： Hong Dengwei Zhao Yan luo dengjie Shi Lijun Li Rongbai Liu Fang College of Agriculture Guangxi University State Key Laboratory for Protection and Utilization of Subtropical Agro-bioresources

[ Objectives] Rice materials with broad-spectrum resistance against several pathogenic strains of Xanthomans oryzae pv. Oryzicola （Xooc） at multiple growth stages were screened, in order to provide reliable resistance sources for variety breeding against rice bacterial leaf streak. [ Methods] A total of 1 100 rice lines with rich genetic background were offered as selective objects, and highly susceptible cultivar Jingang 30 was used as the control. Inoculation was carried out with five strong pathogenic strains of Xooc through acupuncture method at various growth stages for resistance identification. [ Results] Fourteen disease-resistant materials were obtained through preliminary screening, accounting for 1.27% of the total materials. Nine materials moderately resistant to bacterial leaf streak were obtained via secondary screening, accounting for 0.82% of the total materials. Besides, three of them （ RL6, RL9 and RLL4） were resistant to a number of pathogenic strains of Xooc at three growth stages. In particular, RL16 presented broad-spectrum resistance to multi-strains with high resistance levels. Six of them （ RI2, RIA, RIS, RL8, RL11 and RL12） were resistant to single strain at single growth stage. [ Conclusions] The obtained three materials have broad-spectrum resistance to bacterial leaf streak at multiple growth stages, which can be served as an important source to cultivate disease-resistant rice varieties. RL6 maintains high broad-spectrum resistance at all growth stages, which can be used as a prior resistance source for rice variety breeding. Six materials obtained with resistance against bacterial leaf streak at particular growth stages can be used as candidate resistance sources.

关键词： Rice Bacterial leaf streak Broad-spectrum resistance Resistance resources

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多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料定型封装及热性能研究

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硅酸盐通报 2022年第10期41卷 3658-3666页

作者：徐照芸罗团生马登杰海万秀何思霖北方民族大学材料科学与工程学院银川750021 粉体材料与特种陶瓷重点实验室银川750021

以微米级SiC粉为原料,采用冷冻干燥工艺制备具有连贯层状孔结构的SiC陶瓷。以多孔SiC陶瓷为基体,石蜡为相变芯材,通过真空浸渍法制备多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料,研究了石蜡在层状多孔SiC陶瓷内的浸渗行为及复合材料的储热性能。结果... 详细信息

以微米级SiC粉为原料,采用冷冻干燥工艺制备具有连贯层状孔结构的SiC陶瓷。以多孔SiC陶瓷为基体,石蜡为相变芯材,通过真空浸渍法制备多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料,研究了石蜡在层状多孔SiC陶瓷内的浸渗行为及复合材料的储热性能。结果表明,层片状多孔SiC陶瓷的显微形貌对石蜡的浸渗过程及储热性能有明显影响。当石蜡负载量为21.7%(质量分数)时,复合相变材料熔融温度为59.6℃,凝固温度为53.9℃,相变潜热为28.4 J/g,室温下的热导率为2.4 W·(m·K)^(-1)。复合相变材料吸热峰和放热峰强度随着石蜡负载量减少而降低,当温度为200℃时,多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料失重为5%(质量分数),表明材料具有良好的热稳定性。复合相变材料在100℃热处理30 min后陶瓷基体未发生形变,经100次热循环后具有稳定的相变潜热和良好的定型能力。

关键词： SiC陶瓷复合相变材料层状孔结构石蜡真空浸渍法储热性能

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水稻细菌性条斑病抗性QTL的定位

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分子植物育种 2022年第9期20卷 2949-2956页

作者：万瑶罗登杰何圣贤覃雪梅李容柏刘芳广西大学农学院南宁530005 广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530005

水稻细菌性条斑病(BLS)是水稻主要病害之一。挖掘水稻细菌性条斑病抗性基因/数量性状位点(QTL),为培育水稻抗病品种提供参考依据。以多生育期表现高抗BLS且抗病性稳定的栽培稻品系‘HD10’与全生育期高感BLS且感病性稳定的籼稻品种‘931... 详细信息

水稻细菌性条斑病(BLS)是水稻主要病害之一。挖掘水稻细菌性条斑病抗性基因/数量性状位点(QTL),为培育水稻抗病品种提供参考依据。以多生育期表现高抗BLS且抗病性稳定的栽培稻品系‘HD10’与全生育期高感BLS且感病性稳定的籼稻品种‘9311’为亲本,构建了F;定位作图群体,筛选双亲本间多态性分子标记,采用混合分组分析法(BSA)结合SSR和InDel分子标记对群体的苗期和分蘖期抗性位点进行初步定位。分子标记B03021、B03045在双亲及苗期、分蘖期的抗感基因混池之间都存在多态性,并将抗性QTL位点初步定位于第2号染色体分子标记B03021和B03029之间的7 cM区域内,表型贡献率分别为13.1%和17.5%。表明‘HD10’在第2号染色体该区间稳定存在一个主效抗性QTL位点,此位点效应值较大,值得进一步挖掘和利用。

关键词：水稻细菌性条斑病抗病性 QTL定位

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水杨酸引发对红麻幼苗耐盐性的影响

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中国农业科学 2022年第14期55卷 2696-2708页

作者：胡亚丽聂靖芝吴霞潘姣曹珊岳娇罗登杰王财金李增强张辉吴启境陈鹏广西大学农学院/广西高校植物遗传育种重点实验室

【目的】研究水杨酸(SA)引发对盐胁迫下红麻生长及生理响应，并揭示SA引发对红麻中逆境相关基因的诱导模式，为红麻耐盐性研究提供理论依据。【方法】以2个不同耐盐性红麻品种(盐抗性材料为CP018，盐感性材料为CP047)为研究对象，将种... 详细信息

【目的】研究水杨酸(SA)引发对盐胁迫下红麻生长及生理响应，并揭示SA引发对红麻中逆境相关基因的诱导模式，为红麻耐盐性研究提供理论依据。【方法】以2个不同耐盐性红麻品种(盐抗性材料为CP018，盐感性材料为CP047)为研究对象，将种子引发处理后进行水培试验，分析SA引发对红麻种子萌发及150 mmol·LNaCl胁迫下幼苗农艺性状及生理方面的影响，并通过qRT-PCR技术分析SA引发逆境相关基因的表达模式。【结果】盐抗性品种CP018经过0.2 mmol·LSA引发后，能显著提升种子发芽率、发芽势和发芽指数，分别提高34.78%、31.30%和58.07%；盐感性材料CP047也有一定的提高，分别提高7.50%、10.56%和6.23%，但是未达到显著水平。在盐胁迫条件下，经SA引发(S1)与未引发(N1)相比，株高抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别显著降低4.07%(CP018)和3.91%(CP047)，干重抑制率在2个品种中分别显著降低15.50%(CP018)和15.68%(CP047)；鲜重抑制率在盐感性品种CP047中显著降低4.46%，但在盐抗性品种CP018中未达到显著水平。根系扫描分析表明，根长抑制率在盐抗性和盐感性材料中分别显著下降10.74%(CP018)和10.77%(CP047)；根表面积抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别下降5.09%(CP018)和2.95%(CP047)，仅在盐抗性品种CP018中达到显著水平；而根系活力抑制率在盐感性品种CP047中降低46.21%，在盐抗性品种CP018中降低6.56%，仅在盐感性品种CP047中达到显著水平。灰色关联度分析发现根系活力是对影响植株干重最重要的因素。SA引发能降低盐胁迫下红麻叶片的MDA含量，提高POD和SOD酶活性。对12个逆境相关基因的表达量分析结果表明，ACCD、APX2、SOS1、ARR2、PAL、ERF.C3、CHIT和TIFY11表达水平在SA引发处理下均显著上调，而ERF9、ERS1、MYC2和XTH22在2个材料中的表达模式存在差异，其中，XTH22在CP047中显著上调，在盐抗性品种CP018中无显著变化，ERS1和MYC2在盐抗性品种CP018中显著上调，在盐感性品种CP047中却显著下降，而ERF9在2个品种中的趋势则与此相反。【结论】适宜浓度的SA引发可以显著缓解红麻在盐胁迫下的生长，且对不同红麻种质资源的影响程度和方式存在差异，SA可能通过影响生理过程如抗氧化酶系统，并通过诱导特异基因的表达调节红麻植株对非生物胁迫的响应。

关键词：红麻(Hibiscus cannabinus L.) 种子引发水杨酸抗氧化酶活盐胁迫

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水稻叶片响应细菌性条斑病侵染的转录组分析

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分子植物育种 2019年第14期17卷 4507-4512页

作者：施力军罗登杰刘芳李容柏岑贞陆广西大学农学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530005 广西壮族自治区药用植物园南宁530023 广西农业科学院微生物研究所南宁530007

水稻细菌性条斑病是为害水稻主要的细菌性病害之一,可造成水稻显著减产。为了研究水稻对细菌性条斑病侵染响应的分子机制,通过Illumina Hiseq 4000平台测序,对细菌性条斑病侵染水稻叶片转录组基因的表达情况进行分析。结果表明,细菌性... 详细信息

水稻细菌性条斑病是为害水稻主要的细菌性病害之一,可造成水稻显著减产。为了研究水稻对细菌性条斑病侵染响应的分子机制,通过Illumina Hiseq 4000平台测序,对细菌性条斑病侵染水稻叶片转录组基因的表达情况进行分析。结果表明,细菌性条斑病侵染水稻前(B1)和侵染20 d后(B2)两组出现了10 227个差异转录基因(differentially expressed genes, DEGs),基中上调表达9 441个,下调表达786个。通过GO功能分类和KEGG富集分析,将差异基因划分为51个功能类别和134个代谢途径,包括糖酵解、淀粉与蔗糖代谢、苯丙氨酸代谢、α-亚麻酸代谢、植物激素信号转导、氧化磷酸化等生物学过程。研究结果为发掘与水稻抗细菌性条斑病基因相关的关键基因、遗传育种及其研究开发提供了参考和依据。

关键词：水稻细菌性条斑病转录组分析

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普通野生稻抗细菌性条斑病基因的遗传分析与定位

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华南农业大学学报 2019年第2期40卷 1-5页

作者：施力军罗登杰赵严岑贞陆刘芳李容柏广西大学农学院/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西南宁530005 广西壮族自治区药用植物园广西南宁530023 广西农业科学院微生物研究所广西南宁530007

【目的】挖掘水稻Oryza sativa L.抗细菌性条斑病(Bacterial leaf streak, BLS)主效基因,为丰富水稻抗病基因资源和培育水稻抗病品种奠定基础。【方法】建立作图群体,对普通野生稻Oryza rufipogon Griff抗源‘DY19’抗BLS的基因采用集... 详细信息

【目的】挖掘水稻Oryza sativa L.抗细菌性条斑病(Bacterial leaf streak, BLS)主效基因,为丰富水稻抗病基因资源和培育水稻抗病品种奠定基础。【方法】建立作图群体,对普通野生稻Oryza rufipogon Griff抗源‘DY19’抗BLS的基因采用集团分离分析法进行遗传分析,用SSR分子标记对其抗病基因bls2进行初步定位。【结果】F2群体中抗病与感病单株符合1∶3的理论分离比例,说明普通野生稻抗源‘DY19’的抗BLS符合单基因遗传模式,受1对主效隐性基因bls2控制。初步将该基因定位在第2号染色体分子标记SL03(23 474 851 bp)与SL04(24 484 154 bp)之间约4 cM区域内,这是一个新的抗BLS基因位点。【结论】普通野生稻抗源‘DY19’对细菌性条斑病的抗性受1对新的主效隐性基因bls2控制,为进一步的精细定位提供参考。

关键词：水稻细菌性条斑病抗病基因遗传分析基因定位

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