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玉米大斑病菌转录因子StbHLH10基因的克隆及其功能分析

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农业生物技术学报 2024年第5期32卷 1132-1140页

作者：韩丹张心雨王小敏肖怡铭裴智勇谷守芹刘玉卫巩校东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/河北省植物生理与分子病理学重点实验室河北农业大学现代科技学院北京市计算中心生物计算事业部

碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子家族广泛参与植物病原真菌的生长发育和侵染致病过程。StbHLH10是玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)中编码bHLH类转录因子的基因，为了解该基因的功能，本研究以玉米大斑病菌... 详细信息

碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子家族广泛参与植物病原真菌的生长发育和侵染致病过程。StbHLH10是玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)中编码bHLH类转录因子的基因，为了解该基因的功能，本研究以玉米大斑病菌为材料克隆了StbHLH10 (GenBank No. XP＿0080332037.1)CDS全长，并对其序列和结构特征进行了分析。结果显示，该基因CDS全长1 659 bp，编码552个氨基酸，其编码的蛋白质序列在第335～441位氨基酸残基处含有1个HLH保守结构域，由2个α-螺旋和1个Loop环构成特定空间结构；表达模式分析显示，StbHLH10基因的表达量随着病菌侵染玉米叶片的时间延长而增加；通过构建其调控网络发现，StbHLH10可能通过调控33个下游靶基因的表达参与病菌的生长发育和侵染过程；原核诱导表达分析发现，在28℃诱导6 h条件下StbHLH10-His融合蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)中高效表达，分子量为78.5 kD，与理论值一致，并通过镍柱亲和层析获得该转录因子可溶性的纯化蛋白。本研究初步探究了StbHLH10转录因子的功能，为进一步研究该基因的作用机制提供数据支持。

关键词：玉米大斑病菌转录因子bHLH StbHLH10基因侵染表达原核表达

玉米大斑病菌StPEX11基因家族的鉴定及生物信息学分析

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玉米科学 2016年第6期24卷 36-40页

作者：马兰薛韶娜冯胜泽赵洁巩校东谷守芹韩建民董金皋河北农业大学生命科学学院/植物分子病理学实验室河北保定071000

PEX11基因家族成员是参与过氧化物酶体增殖调控的关键因子。在玉米大斑病菌基因组中鉴定出2个PEX11基因,根据其相对分子质量分别命名为StPEX11-1和StPEX11-2。利用生物信息学方法,对基因结构、蛋白质的保守结构域及理化性质进行分析,预... 详细信息

PEX11基因家族成员是参与过氧化物酶体增殖调控的关键因子。在玉米大斑病菌基因组中鉴定出2个PEX11基因,根据其相对分子质量分别命名为StPEX11-1和StPEX11-2。利用生物信息学方法,对基因结构、蛋白质的保守结构域及理化性质进行分析,预测其二级结构域。系统发育树分析发现,玉米大斑病菌的2个StPEX11基因分别属于I型和III型的PEX11亚家族。

关键词：玉米玉米大斑病菌 StPEX11基因家族过氧化物酶体

不同毒性玉米大斑病菌侵染对感病玉米叶片PAL活性的影响

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玉米科学 2014年第1期22卷 154-158页

作者：张晓玉张温典田兰巩校东张运峰谷守芹范永山河北农业大学生命科学学院真菌毒素与植物分子病理学实验室河北保定071001 河北民族师范学院河北承德067000 唐山师范学院生命科学系河北唐山063000

利用从自然界中分离纯化的156株玉米大斑病菌菌株中筛选得到的强毒菌株YC和弱毒菌株01—23T分别接种感病玉米叶片，测定玉米叶片苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的动态变化。结果表明，与不接种对照相比，接种强毒菌株YC1～2d时，玉米叶片PA... 详细信息

利用从自然界中分离纯化的156株玉米大斑病菌菌株中筛选得到的强毒菌株YC和弱毒菌株01—23T分别接种感病玉米叶片，测定玉米叶片苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的动态变化。结果表明，与不接种对照相比，接种强毒菌株YC1～2d时，玉米叶片PAL活性显著降低；接种3～4d时，PAL活性略有上升但差异不显著；接种5d时，PAL活性又显著降低。接种弱毒菌株01-23T1-2d时，玉米叶片PAL活性略有降低但差异不显著，接种3～5d时，PAL活性上升但差异仍不显著。PAL是玉米抵抗玉米大斑病的一种重要防御酶，在侵染初期，只有降低玉米叶片的PAL活性玉米大斑病菌才能达到成功定殖的目的，可为明确玉米大斑病菌致病性的生化机制提供一定理论依据。

关键词：玉米大斑病强毒菌株弱毒菌株苯丙氨酸解氨酶

植物病原真菌m6A识别蛋白的挖掘与功能分析

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农业生物技术学报 2024年第6期32卷 1393-1403页

作者：何旭朱蒙芳董彩奕王炫杨梦雨巩校东魏淑珍谷守芹刘玉卫贾慧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/华北作物改良与调控国家重点实验室河北省湿地保护与绿色发展协同创新中心

N;6;-甲基腺嘌呤（N;6;-methyladenosine,m;6;A）修饰是真核生物中最常见的RNA修饰。包含YT521-B同源（YT521-B homology,YTH）结构域的蛋白可识别m;6;A修饰，从而介导RNA代谢。该类蛋白在植物病原真菌中的研究还未见报道。本研究利用... 详细信息

N;6;-甲基腺嘌呤（N;6;-methyladenosine,m;6;A）修饰是真核生物中最常见的RNA修饰。包含YT521-B同源（YT521-B homology,YTH）结构域的蛋白可识别m;6;A修饰，从而介导RNA代谢。该类蛋白在植物病原真菌中的研究还未见报道。本研究利用生物信息学方法，对127种植物病原真菌中的m;6;A识别蛋白进行了系统鉴定和分析，并对该类蛋白在玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）发育过程中的基因表达模式进行分析。结果发现，在供试的127个菌株中共鉴定了225个m;6;A识别蛋白，其中担子菌门中93%真菌含有2个m;6;A识别蛋白；理化性质分析发现，在鉴定的225个m;6;A识别蛋白中，有67.56%的蛋白呈碱性，且不同门及不同生活方式真菌的m;6;A识别蛋白酸碱性存在显著差异。系统发育分析发现，225个m;6;A识别蛋白可分为5组，其中2组与人类（Homo sapiens）具有较近的进化关系，相同门和相同生活方式真菌的m;6;A识别蛋白倾向于聚类在同一进化分支上；保守位点分析发现，YTH结构域序列在所有鉴定的m;6;A识别蛋白中存在多个保守型位点。在玉米大斑病菌中鉴定了1个编码该类蛋白的基因St YTH1，表达量分析发现，其在病菌附着胞发育时期的表达量最高，可能对病菌附着胞发育具有重要的调控作用。本研究为深入揭示m;6;A识别蛋白的功能提供了基础资料。

关键词：植物病原真菌 N6-甲基腺嘌呤(m6A)识别蛋白生物信息学分析表达模式

白菜(新丰抗90)的生长特点及吸收N.P.K消长变化规律的研究

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保定师专学报 2001年第2期14卷 11-14页

作者：王海祥张秀敏谷守芹冯春燕保定师范专科学校生物系河北保定071051

白菜在不同的生长阶段有不同的生长特点，供应的 N.P.K的量不同，生物生成量也不同。根据白菜的生长特点及对 N.P.K的需求进行施肥，既能减少不必要的投入，又能提高白菜的产量。

关键词：白菜生长特点施肥氮磷钾

玉米GLP基因家族的全基因组鉴定及其响应玉米大斑病菌侵染的表达分析

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农业生物技术学报 2021年第10期29卷 1881-1893页

作者：刘亚洁贾明轩周贺张璐刘畅司贺龙刘玉卫谷守芹巩校东董金皋河北农业大学河北省植物生理与分子病理学重点实验室

类萌发素蛋白(germin-like proteins, GLPs)是一类在植物中普遍存在的防御应答相关蛋白,在植物应答病原微生物侵染及非生物胁迫过程中发挥着重要作用。然而,该蛋白家族在玉米(Zea mays)全基因组中的鉴定及其能否响应玉米大斑病菌(Setosp... 详细信息

类萌发素蛋白(germin-like proteins, GLPs)是一类在植物中普遍存在的防御应答相关蛋白,在植物应答病原微生物侵染及非生物胁迫过程中发挥着重要作用。然而,该蛋白家族在玉米(Zea mays)全基因组中的鉴定及其能否响应玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的侵染过程尚未见报道。本研究利用生物信息学手段、在全基因组水平上对玉米GLPs家族基因(ZmGLPs)进行了鉴定,并对其序列特征、染色体定位、基因重复关系、保守基序和进化关系等进行了分析,同时利用转录组数据初步分析了其在响应玉米大斑病菌侵染过程中的表达水平变化。结果发现,玉米基因组中共包含57个GLPs家族基因,不同成员编码氨基酸数目为113～671个,差异较大;其中52个ZmGLPs不均匀分布于玉米的10条染色体上,其他5个ZmGLPs位于核外ctg150。根据系统发育分析可将ZmGLPs分为6类,其中clade1中不包含其他物种GLPs。基于本课题组前期获得的转录组数据分析发现,有43个ZmGLPs在大斑病菌侵染玉米过程中表达,根据基因在3个不同时间点(0, 24和72 h)的表达水平将其分为6类,其中表达水平出现显著差异的有27个。本研究不仅明确了玉米全基因组中ZmGLPs基因的数量、特征及其响应大斑病菌侵染的表达,也为深入揭示玉米抵御病原真菌侵染的分子机制提供了理论依据。

关键词：玉米类萌发素蛋白(GLPs) 基因家族系统进化表达分析

玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立

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中国农业科学 2014年第9期47卷 1715-1724页

作者：巩校东张晓玉田兰王星懿李坡张盼王玥范永山韩建民谷守芹董金皋河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室河北省农林科学院植物保护研究所唐山师范学院生命科学系

【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的MAPK超家族基因,并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析,构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型,为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠... 详细信息

【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的MAPK超家族基因,并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析,构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型,为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠定基础。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索基因组,鉴定并获得MAPK超家族成员序列、基因组定位信息;采用MEGA 5.0软件进行系统进化分析;通过GSDS工具进行基因结构分析;利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶区的保守性及保守位点。【结果】在玉米大斑病菌基因组中发现了4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。系统进化分析将MAPK分为Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime2 4类;MAPKK分为Pbs2、Ste7及Mkk1 3类;MAPKKK分为Ste11、Bck1及Ssk2 3类。基因组定位及基因结构分析表明,MAPK超家族散布在基因组中,且MAPK基因的结构最为复杂多样,MAPKK次之,MAPKKK结构最简单。多重序列比对与保守位点分析表明,玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶结构域均高度保守,其中MAPK具有保守的"-TxY-"磷酸化位点,MAPKK含有保守的"-SD[V/I]WS-"磷酸化位点,MAPKKK含有"-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-"特异性保守位点。【结论】全基因组分析表明,玉米大斑病菌中包括4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。通过系统进化、基因结构及多重序列比对和保守位点分析,在玉米大斑病菌中构建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog4条MAPK级联途径,其中Ime2 homolog为一条新发现的MAPK级联途径。该信息为深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。

关键词：玉米大斑病菌 MAPK基因超家族系统进化保守基序

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植物病原真菌RNA甲基转移酶的筛选与分析

农业生物技术学报 2022年第9期30卷 1810-1822页

作者：贾明轩周贺王茂存孙菡笛程圳范永山巩校东谷守芹刘玉卫董金皋河北农业大学生命科学学院/河北省植物生理与分子病理学重点实验室/华北作物改良与调控国家重点实验室唐山师范学院生命科学系

RNA甲基化是最主要的RNA修饰方式，而N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物mRNA最常见的一种转录后修饰，在生物生长发育过程中发挥重要的调控作用。作为RNA甲基化修饰的重要蛋白，RNA甲基转移酶在植物病原真菌中的功能尚... 详细信息

RNA甲基化是最主要的RNA修饰方式，而N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物mRNA最常见的一种转录后修饰，在生物生长发育过程中发挥重要的调控作用。作为RNA甲基化修饰的重要蛋白，RNA甲基转移酶在植物病原真菌中的功能尚未见报道。本研究利用生物信息学方法，对植物病原真菌RNA甲基转移酶的结构及功能进行了初步探究。结果表明，在106种植物病原真菌中，共鉴定到159个RNA甲基转移酶基因，通过理化性质分析可知，159个植物病原真菌RNA甲基转移酶编码氨基酸的平均长度约为470 aa (变化范围:179～1206 aa)，平均相对分子量约为52.64 k D (变化范围:20.04～134.35 kD)，平均等电点约为7.26 (变化范围:4.90～10.28)。植物病原真菌RNA甲基转移酶的进化关系较为保守，相同门的植物病原真菌RNA甲基转移酶大体聚集在同一进化枝，且同一进化枝中蛋白保守基序的相似性较高。利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)中编码RNA甲基转移酶(S. turcica RNA methyltransferases 1, StMETTL1)的基因在病菌不同发育时期的表达量进行分析发现，StMETTL1在侵染钉时期的表达量显著升高(P<0.05)，推测StMETTL1可能在玉米大斑病菌侵染宿主过程中发挥了重要的作用。本研究为进一步了解m6A在植物病原真菌中的作用提供了数据支持。

关键词：植物病原真菌 mRNA甲基化 RNA甲基转移酶生物信息学分析

A single image dehazing method based on decomposition strategy

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2022年第2期33卷 279-293页

作者： qin Chaoxuan gu Xiaohui School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China Southwest Technology and Engineering Research Institute Chongqing 400039China

Outdoor haze has adverse impact on outdoor image quality,including contrast loss and poor *** this paper,a novel dehazing algorithm based on the decomposition strategy is *** combines the advantages of the two-dimensional variational mode decomposition(2DVMD)algorithm and dark channel *** original hazy image is adaptively decom-posed into low-frequency and high-frequency images according to the image frequency band by using the 2DVMD *** low-frequency image is dehazed by using the improved dark channel prior,and then fused with the high-frequency ***,we optimize the atmospheric light and transmit-tance estimation method to obtain a defogging effect with richer details and stronger *** proposed algorithm is com-pared with the existing advanced *** results show that the proposed algorithm has better performance in comparison with the state-of-the-art algorithms.

关键词： single image dehazing decomposition strategy image processing global atmospheric light