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不同分解等级的兴安落叶松倒木细菌多样性分析

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中南林业科技大学学报 2021年第4期41卷 93-100,182页

作者：杨立宾崔福星黄庆阳朱道光徐飞西华师范大学四川南充637002 黑龙江省科学院自然与生态研究所黑龙江哈尔滨150040

【目的】为探究大兴安岭寒温带兴安落叶松倒木分解过程中细菌的多样性、群落结构特征以及影响因素,揭示细菌在倒木分解过程中的作用。【方法】采用空间代替时间的方法,以5级分解等级的倒木为研究对象,测定不同分解等级倒木的理化性质,应... 详细信息

【目的】为探究大兴安岭寒温带兴安落叶松倒木分解过程中细菌的多样性、群落结构特征以及影响因素,揭示细菌在倒木分解过程中的作用。【方法】采用空间代替时间的方法,以5级分解等级的倒木为研究对象,测定不同分解等级倒木的理化性质,应用16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术分析细菌多样性和群落结构特征;通过冗余分析探讨不同分解等级倒木上细菌的差异及影响因素。【结果】5个分解等级倒木的理化性质存在不同的差异,对细菌16S rDNA测序共获得1360种可操作分类单元(OTU),分属于20门47纲126目222科377属637种,其中变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria为各分解等级倒木细菌的主要共有优势菌,相对丰度分别为38.55%~53.39%和17.97%~41.64%;各分解等级倒木细菌的优势菌门中放线菌门呈显著性差异。倒木的各分解等级间的Alpha多样性指数中,Ace指数呈显著性差异。Beta多样性和冗余分析结果表明:5个分解等级倒木上的细菌被划分为3组,Ⅰ级和Ⅱ级倒木的细菌群落相似性较高,Ⅲ级和Ⅳ级相似性较高;优势菌门中变形菌门与总氮含量极显著负相关,与碳氮比极显著正相关;优势菌门中的放线菌门与半纤维素含量极显著正相关,与碳氮比显著正相关。【结论】各分解等级倒木上的细菌多样性和组成受倒木腐烂程度影响,随着腐烂的加剧,分解的进行,分解基质发生了改变,细菌的多样性也随之发生了变化,碳氮比是影响细菌组成和多样性的重要因素。

关键词：倒木分解分解等级细菌多样性大兴安岭兴安落叶松林

HPLC-ELSD法测定木薯块根中蔗糖、葡萄糖、果糖的含量

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分子植物育种 2017年第11期15卷 4629-4634页

作者：姚远吴晓慧耿梦婷尚璐陆小花李崭符少萍李瑞梅段瑞军刘姣胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 上海浦灵生物科技有限公司上海201203 海南大学农学院海口570228

可溶性糖为木薯块根淀粉的合成提供底物和能量,准确测定其含量有助于进一步了解木薯块根淀粉积累过程。本研究以水提法提取木薯块根中的可溶性糖,采用高效液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLCELSD)测定样品中果糖、葡萄糖、蔗糖的含量。以Wa... 详细信息

可溶性糖为木薯块根淀粉的合成提供底物和能量,准确测定其含量有助于进一步了解木薯块根淀粉积累过程。本研究以水提法提取木薯块根中的可溶性糖,采用高效液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLCELSD)测定样品中果糖、葡萄糖、蔗糖的含量。以Waters-NH2色谱柱结合Alltech 3300 ELSD蒸发光检测器进行糖含量的测定,流动相为乙腈/水(70/30,V/V),含0.1%的氨水。果糖、葡萄糖和蔗糖的分离效果较好,在1~25μg范围内线性关系良好,精密度RSD分别为0.31%、0.22%和1.42%,回收率分别为97.62%、98.03%、96.30%,样品稳定性实验的RSD分别为0.88%、0.48%和1.05%。实验结果表明HPLC-ELSD法是分析木薯块根中的蔗糖、葡萄糖、果糖含量的有效技术,可为研究淀粉含量不同的木薯品种在糖代谢过程中的差异奠定基础。

关键词：木薯 HPLC-ELSD 果糖葡萄糖蔗糖

MeNINVs在不同品种木薯的表达模式及酶活性分析

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分子植物育种 2016年第11期14卷 3177-3182页

作者：姚远耿梦婷吴晓慧王运林孙冲尚璐胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 海南大学农学院海口570228 上海浦灵生物科技有限公司上海201203 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院大庆163319

碱性/中性转化酶(NINV)催化蔗糖分解成葡萄糖和果糖,是木薯块根的蔗糖分解代谢的关键酶之一。本研究以淀粉含量不同的木薯品种(SC8-高淀粉,SC124-中淀粉,9Ⅰ-低淀粉)为材料,研究木薯块根膨大期,Me NINV基因家族在源库器官的表达模式以... 详细信息

碱性/中性转化酶(NINV)催化蔗糖分解成葡萄糖和果糖,是木薯块根的蔗糖分解代谢的关键酶之一。本研究以淀粉含量不同的木薯品种(SC8-高淀粉,SC124-中淀粉,9Ⅰ-低淀粉)为材料,研究木薯块根膨大期,Me NINV基因家族在源库器官的表达模式以及酶活性特点。结果表明,不同品种木薯Me NINVs的表达模式相似,Me NINV1、Me NINV16、Me NINV110及n INV1在叶片中表达量均高于其他成员;同时,Me NINV1和NINV1在块根中的表达量也高于其他成员。不同品种木薯叶片中的Me NINVs表达及酶活性差别不大,但是高淀粉品种SC8块根中的Me NINVs表达量比9Ⅰ低,而NINV酶活性却远高于9Ⅰ,推测木薯NINV酶活性存在转录后调控机制。本研究为进一步研究碱性/中性转化酶在木薯淀粉积累过程中的作用奠定了基础。

关键词：木薯碱性/中性转化酶基因表达酶活性

木薯碱性/中性转化酶MeNINV1基因启动子的克隆及激素应答表达分析

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分子植物育种 2017年第2期15卷 411-417页

作者：王运林姚远耿梦婷孙冲尚璐李瑞梅符少萍胡新文郭建春海南大学农学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院大庆163319

为了解木薯碱性/中性转化酶基因MeNINV1对激素的应答模式及调控机制本研究采用PCR技术,从木薯基因组中分离出MeNINV1基因启动子序列。分析结果显示该启动子长度1 714 bp,含有TATA box和CAAT box保守元件,以及四个激素响应元件:ERE(乙烯... 详细信息

为了解木薯碱性/中性转化酶基因MeNINV1对激素的应答模式及调控机制本研究采用PCR技术,从木薯基因组中分离出MeNINV1基因启动子序列。分析结果显示该启动子长度1 714 bp,含有TATA box和CAAT box保守元件,以及四个激素响应元件:ERE(乙烯应答)、ABRE(ABA应答)、TAC-element(SA应答)和P-box(GA应答)。根据启动子上存在的参与激素应答相关的顺式作用元件信息,选用30μmol/L GA3、30μmol/L ABA、100μmol/L SA和1%乙烯利四种外源激素胁迫处理木薯SC8组培苗,利用实时荧光定量PCR技术,研究MeNINV1基因在不同激素处理下的表达模式。结果表明,MeNINV1基因的表达受激素的调控,因此推断碱性/中性转化酶基因MeNINV1启动子上的激素应答元件响应激素诱导,调控基因的表达。研究结果为进一步研究激素信号如何调控木薯块根蔗糖的分解代谢提供理论基础。

关键词：木薯碱性/中性转化酶启动子顺式作用元件激素

木薯碱性／中性转化酶MeNINV4酵母功能互补

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分子植物育种 2018年第4期16卷 1073-1078页

作者：尚璐姚远王运林孙冲陆小花耿梦婷符少萍李瑞梅段瑞军刘姣胡新文郭建春海南大学热带农林学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院大庆163319

木薯(Manihot esculenta Crantz)为大戟科植物,其块根富含淀粉,主要用于食用、饲用,同时木薯淀粉还可广泛应用于工业生产中。木薯块根淀粉的合成需要蔗糖提供碳水化合物和能量,碱性/中性转化酶在木薯块根蔗糖分解利用时起关键作用。前... 详细信息

木薯(Manihot esculenta Crantz)为大戟科植物,其块根富含淀粉,主要用于食用、饲用,同时木薯淀粉还可广泛应用于工业生产中。木薯块根淀粉的合成需要蔗糖提供碳水化合物和能量,碱性/中性转化酶在木薯块根蔗糖分解利用时起关键作用。前期已从木薯基因组中克隆获得了11个碱性/中性转化酶基因,其中Me NINV4主要在茎中表达。本研究主要利用转化酶酵母突变菌株SEY2102进行酵母功能互补实验,鉴定Me NINV4是否具有催化蔗糖分解的功能。结果发现,转了p DR196-Me NINV4的SEY2102酵母可以在以蔗糖为唯一碳源的培养基中生长,表明Me NINV4能催化分解蔗糖。提取含有p DR196-Me NINV4质粒的SEY2102酵母粗酶液,进行碱性/中性转化酶活性检测,发现其能催化蔗糖分解成还原糖。这些结果为进一步研究Me NINV4的酶学特性及生理功能提供参考。

关键词：木薯碱性/中性转化酶蔗糖功能互补

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木薯己糖激酶MeHXK5的催化功能鉴定

广西植物 2017年第12期37卷 1545-1550页

作者：姚远孙冲陆小花王运林耿梦婷吴晓慧尚璐李崭符少萍李瑞梅段瑞军刘姣胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江大庆163319 海南大学农学院海口570228 上海浦灵生物科技有限公司上海201203

己糖激酶是植物体内催化己糖磷酸化的关键酶,参与植物的生长发育过程。前期已克隆获得了主要在木薯花中表达的己糖激酶基因MeHXK5。该研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,验证MeHXK5催化己糖磷酸化的功能... 详细信息

己糖激酶是植物体内催化己糖磷酸化的关键酶,参与植物的生长发育过程。前期已克隆获得了主要在木薯花中表达的己糖激酶基因MeHXK5。该研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,验证MeHXK5催化己糖磷酸化的功能。结果表明:转pDR195-MeHXK5载体的YSH7.4-3C酵母可以在以葡萄糖或果糖为唯一碳源的培养基中生长,表明MeHXK5能催化己糖磷酸化为酵母的生长提供碳水化合物和能量。该研究结果为进一步研究MeHXK5参与木薯的开花过程的生理功能奠定了基础。

关键词：木薯己糖激酶己糖磷酸化功能鉴定

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木薯己糖激酶MeHXK4的功能鉴定

分子植物育种 2017年第12期15卷 4842-4846页

作者：姚远陆小花王运林孙冲吴晓慧耿梦婷尚璐李崭符少萍李瑞梅段瑞军刘姣胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 海南大学农学院海口570228 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院大庆163319 上海浦灵生物科技有限公司上海201203

己糖激酶可催化葡萄糖和果糖磷酸化生成磷酸己糖,在植物的碳水化合物代谢及糖信号转导中具有重要的作用。前期我们已克隆获得木薯己糖激酶基因Me HXK4,根据生物信息学分析其编码的蛋白可能不具有催化活性。本研究主要利用己糖激酶酵母... 详细信息

己糖激酶可催化葡萄糖和果糖磷酸化生成磷酸己糖,在植物的碳水化合物代谢及糖信号转导中具有重要的作用。前期我们已克隆获得木薯己糖激酶基因Me HXK4,根据生物信息学分析其编码的蛋白可能不具有催化活性。本研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,鉴定Me HXK4是否具有催化己糖磷酸化的功能。结果发现,转了p DR195-Me HXK4的YSH7.4-3C酵母可以在以葡萄糖或果糖为唯一碳源的培养基中生长,表明Me HXK4能催化己糖磷酸化为酵母的生长提供碳水化合物和能量。本研究结果为进一步研究Me HXK4的生理功能提供依据。

关键词：木薯己糖激酶己糖磷酸化功能互补

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木薯种质'F200'耐盐生理特性探究

分子植物育种 2019年第6期17卷 2004-2010页

作者：吕瑞姚远段瑞军李瑞梅刘姣符少萍胡新文郭建春海南大学热带农林学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101

为研究木薯(Manihot esculenta Crantz)种质‘F200’的耐盐性及其在盐胁迫下生理特性的变化,本试验在室内用300 mL 300 mmol/L的Na Cl处理植株,对照用Hoagland营养液代替,分别测定处理前和处理3 d、6 d、9 d、12 d的H_2O_2、MDA、相对... 详细信息

为研究木薯(Manihot esculenta Crantz)种质‘F200’的耐盐性及其在盐胁迫下生理特性的变化,本试验在室内用300 mL 300 mmol/L的Na Cl处理植株,对照用Hoagland营养液代替,分别测定处理前和处理3 d、6 d、9 d、12 d的H_2O_2、MDA、相对电导率、CAT、POD、SOD、脯氨酸、可溶性糖、相对含水量、叶绿素含量的变化。结果表明:在NaCl处理初期,H_2O_2含量增加,植株通过维持较高的SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性,同时主动积累脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质来清除活性氧、维持细胞膜的稳定性及含水量,随着胁迫时间的增加,胁迫损伤逐渐加重,植株无法维持高水平的酶活性,酶活下降。因此,抗氧化酶活性的上升及渗透调节物质含量的增加可能是木薯种质‘F200’初期耐盐的主要生理因素,叶绿素含量则仅作为‘F200’耐盐性判断的参考指标,本研究为木薯耐盐机制的深入探究及其耐盐育种提供了参考依据。

关键词：木薯耐盐性抗氧化酶渗透调节

木薯耐盐种质筛选及盐种质SC8盐胁迫转录组分析

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木薯耐盐种质筛选及盐种质SC8盐胁迫转录组分析

作者：吕瑞海南大学

学位级别：硕士

土壤盐渍化是限制作物生长和生产力的主要环境因素,开发和利用盐渍化土壤十分必要,而耐盐种质的筛选及其耐盐机理的探究,对盐渍化土壤的开发利用具有重要意义。木薯(Manihot esculenta Crantz),是大戟科(Euphorbiaceae)、木薯属(Maniho... 详细信息

土壤盐渍化是限制作物生长和生产力的主要环境因素,开发和利用盐渍化土壤十分必要,而耐盐种质的筛选及其耐盐机理的探究,对盐渍化土壤的开发利用具有重要意义。木薯(Manihot esculenta Crantz),是大戟科(Euphorbiaceae)、木薯属(Manihot.)植物,其块根淀粉含量丰富,是工业淀粉、酒精加工的重要原料,且木薯适应性强、耐旱耐瘠薄,这为其在盐渍地上推广种植奠定了基础。本研究以28个木薯种质为实验材料,通过聚类分析、隶属函数分析、相关性分析等统计学方法,对28个木薯种质的农艺性状进行分析,从中筛选出9个典型种质(耐盐、中耐、盐敏感各3个)进行生理生化指标的测定,探讨木薯盐胁迫下生理变化特征,并进一步筛选出耐盐种质SC8,对其在盐胁迫不同时期的叶片进行转录组测序,分析木薯盐胁迫响应中的关键基因及代谢通路,探讨木薯盐胁迫的分子机制,具体研究结果如下:1.田间农艺性状分析通过对28个参试木薯种质的7个农艺性状的耐盐指数进行分析发现,相对株高、相对茎粗、相对叶片数、相对成活率、相对单株结薯率、相对单株产量、相对干物率的耐盐指数均小于1,说明在盐渍地下,7个农艺性状均受到盐胁迫的影响呈降低趋势。聚类分析将28个种质分为3大类,其中耐盐种质有6个,分别为罗勇90、F03P、泰国、SC124、罗勇9号、SC8,占供试材料的21.4%;中耐盐种质有13个,分别为桂热 3 号、CH16 抗寒、F274 抗寒、GR911、KU50、COL173、F297、Q10、2B、F200、F124抗寒、CH20抗寒、SC205,占供试材料的46.4%;盐敏感种质有9个,分别为F173①②、18R、27-6、11K、桂热 5 号、HB60、BRA755、BRA755-1、F128,占供试材料的32.2%。2.生理生化指标研究分析对9个典型种质(耐盐、中耐、盐敏感各3个)的1 1个生理生化指标进行分析发现,随着胁迫时间的增加,9个木薯种质的H2O2、O2-、相对电导率、CAT、脯氨酸含量均持续增加,POD含量先增加后降低再增加,相对含水量持续降低,叶绿素含量先增加后降低;丙二醛(MDA)含量在胁迫前期,部分种质出现应激反应,呈降低趋势,后期含量持续增加,SOD、可溶性糖含量在盐敏感种质中先增加后降低,在耐盐和中耐种质中呈持续上升趋势;隶属函数分析结果表明,9个种质的耐盐性排序为:SC8>F03P>罗勇9号>Q10>SC205>F297>桂热5号>27-6>BRA755-1:相关性结果表明:脯氨酸含量与平均隶属函数的相关性最大,相关系数绝对值为0.973,MDA、O2-与平均隶属函数间的相关性次之,相关系数绝对值分别为0.94、0.896,H2O2、SOD、相对含水量、POD、相对电导率、可溶性糖、叶绿素含量、CAT含量与平均隶属函数的相关系数绝对值分别为 0.884、0.873、0.848、0.845、0.812、0.694、0.633、-0.345,初步判定脯氨酸、MDA、O2-可以作为木薯耐盐性的参考指标。3.耐盐种质SC8盐胁迫转录组分析对耐盐种质SC8在盐处理Oh、12h、72h下的叶片进行建库测序,共建立9个cDNA文库,获得31.2G高质量碱基序列,Clean bases均在3.2G以上,Q20均在99.97%以上;在SC8 h-vs-SC82 h中,差异表达基因数目有1591个,其中上调的基因有689个,下调的基因有902个,在SC8 h-vs-SC82 h中,有5791个差异表达基因,其中上调的基因有2507,下调的基因有3284个,在SC82 h-vs-SC82 h中差异表达基因数量有5893个,其中上调3183个,下调2710个。对 SC8h-vs-SC82h、SC8h-vs-SC82h、SC82h-vs-SC82h 的差异表达基因进行GO 比较分析发现,三个时间点的GO富集条目存在差异,其中在SC8h-vs-SC82h中所特有的条目是质膜组分,可能与SC8对盐胁迫的应激响应有关;仅在SC8h-vs-SC82h中的特有条目是蛋白质折叠、呼吸爆发等,这些条目可能与SC8长期响应盐胁迫有关;仅在SC82h-vs-SC82h中所特有的条目是免疫应答反应、异构酶活性,这可能与保护SC8免受盐胁迫损伤有关。对 SC8h-vs-SC82h、SC8h-vs-SC82h、SC82h-vs-SC82h 的差异表达基因进行KEGG分析发现,植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、α-亚麻酸代谢在SC8h-vs-SC82h、SC8h-vs-SC82h中均显著富集,其中植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢等途径已经被证明与植物抗逆有关。随着盐胁迫时间的增加,在SC8h-vs-SC82h中没有显著富集,仅在SC8h-vs-S

关键词：木薯盐胁迫生理响应隶属函数转录组分析