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木质纤维素合成与调控机制:从模式植物到油菜

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中国油料作物学报 2024年第2期46卷 303-311页

作者：王倩余坤江王显亚何雨琦杨旭田恩堂贵州大学农学院贵州贵阳550025

木质纤维素由木质素、纤维素和半纤维素三者组成,是植物细胞的重要组成成分,能增强植物细胞和组织的机械强度,对于保障植物营养物质运输、茎秆支撑等具有重要意义。而油菜是我国和世界范围内重要的油料作物,具有油用、饲用、菜用、蜜用... 详细信息

木质纤维素由木质素、纤维素和半纤维素三者组成,是植物细胞的重要组成成分,能增强植物细胞和组织的机械强度,对于保障植物营养物质运输、茎秆支撑等具有重要意义。而油菜是我国和世界范围内重要的油料作物,具有油用、饲用、菜用、蜜用、观光等多种用途,其木质纤维素也可有效保障植物细胞和组织的机械强度,提高植株的抗倒伏、抗病虫等能力。本文综述了模式植物拟南芥和油菜中木质纤维素合成与调控机制的研究进展,希望模式植物木质纤维素的研究能促进油菜相关研究的深入开展,并对木质纤维素相关研究在油菜中的潜在应用进行了讨论。

关键词：油菜木质素纤维素半纤维素生物合成

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地果不同发育时期质地和营养品质分析

分子植物育种 2024年第15期22卷 5084-5090页

作者：王继玥刘政宏姜连叶林石登红白禹张婷刘燕贵阳学院生物与环境工程学院贵阳550005 贵阳学院贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室贵阳550005

为研究地果的果实发育过程,采用质构仪测定了4个发育时期(盛花后20, 50, 100和150 d)果实的质地参数(硬度,胶着性,弹性,内聚性,咀嚼性和回复性),采用分光光度法、高效液相色谱法和试剂盒法,分别测定了维生素C,果糖、葡萄糖和蔗糖含量,5... 详细信息

为研究地果的果实发育过程,采用质构仪测定了4个发育时期(盛花后20, 50, 100和150 d)果实的质地参数(硬度,胶着性,弹性,内聚性,咀嚼性和回复性),采用分光光度法、高效液相色谱法和试剂盒法,分别测定了维生素C,果糖、葡萄糖和蔗糖含量,5种有机酸含量以及总多酚和总黄酮含量。结果表明,在地果成熟过程中,果实纵径、横径和单果重均不断增加,颜色也由棕色逐渐变成深红色。果实的硬度、咀嚼性、胶着性呈逐渐降低的趋势,内聚性呈现先增加后减小的趋势,而弹性和回复性没有明显规律。果实的糖分和VC含量呈不断增加的趋势,而总多酚、总黄酮含量和草酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸呈现先增加后减小的趋势,烟酸含量呈不断降低的趋势。相关性分析表明,地果果实的总黄酮含量与硬度、咀嚼性和胶着性显著正相关,总多酚含量与硬度、胶着性极显著正相关,与咀嚼性显著正相关,烟酸含量与硬度、咀嚼性和胶着性极显著正相关,与回复性显著正相关,葡萄糖含量与硬度、咀嚼性和胶着性显著负相关。通过分析地果果实不同时期的质地参数和营养品质特性,为进一步研究其果实发育的生理机制提供参考。

关键词：地果果实质地营养品质

钩藤UrLAMT基因及其启动子的克隆与分析

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 145-154页

作者：李永权刘淼上官黎阳王晓红胡涛唐柳张明生贵州大学生命科学学院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州省农业科学院蚕业研究所贵州贵阳550006

【目的】克隆钩藤(Uncaria rhynchophylla)中马钱苷酸甲基转移酶(loganic acid methyltransferase,LAMT)基因及其启动子,对UrLAMT基因的组织表达及其对生物和非生物胁迫的响应进行分析,并对UrLAMT及其启动子的生物信息学进行分析,为进... 详细信息

【目的】克隆钩藤(Uncaria rhynchophylla)中马钱苷酸甲基转移酶(loganic acid methyltransferase,LAMT)基因及其启动子,对UrLAMT基因的组织表达及其对生物和非生物胁迫的响应进行分析,并对UrLAMT及其启动子的生物信息学进行分析,为进一步研究UrLAMT转录调控奠定基础。【方法】基于钩藤的转录组数据设计引物,采用PCR从钩藤cDNA中克隆UrLAMT序列,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR,分析UrLAMT在钩藤不同组织(根、茎、叶、花、果实、钩)中的表达,以及对外源茉莉酸甲酯(MeJA)、遮光/复光胁迫的响应;利用FPNI-PCR技术克隆UrLAMT上游启动子序列,并验证其活性,结合酵母单杂交试验,分析相应转录因子与UrLAMT启动子的调控关系。【结果】克隆得到钩藤UrLAMT序列,其长度为1137 bp,共编码378个氨基酸。UrLAMT蛋白质相对分子质量为42.64 ku,理论等电点为5.76,为亲水性蛋白,无信号肽,不含跨膜结构,定位在细胞质中;UrLAMT基因在钩藤叶中表达量最高,其次为根;UrLAMT均能响应MeJA和光;其与短小蛇根草和长春花的进化关系较近。UrLAMT启动子序列长度为1141 bp,除核心响应元件外还含有多个光响应元件,UrLAMT启动子在酵母中与光调控转录因子HY5存在相互作用。【结论】获得了UrLAMT基因及其启动子序列,其在钩藤叶中表达量最高,可能受光诱导。

关键词：钩藤马钱苷酸甲基转移酶基因克隆启动子克隆酵母单杂交

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毛竹-桫椤群丛的种间关系与群落稳定性

热带亚热带植物学报 2024年第3期32卷 349-356页

作者：杨熳袁冬梅严令斌喻理飞安明态何琴琴穆君贵州大学生命科学学院农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025 贵州大学林学院贵阳550025 赤水桫椤国家级自然保护区管理局贵州赤水5647000

种间关系是植物群落重要的数量与结构特征之一,直接影响群落的稳定性,探究种间关系与群落稳定性对于植物种群的保护和稳定性维持具有重要意义。以贵州省赤水桫椤国家级自然保护区内的桫椤群落为研究对象,采用样方法对桫椤(Alsophila spi... 详细信息

种间关系是植物群落重要的数量与结构特征之一,直接影响群落的稳定性,探究种间关系与群落稳定性对于植物种群的保护和稳定性维持具有重要意义。以贵州省赤水桫椤国家级自然保护区内的桫椤群落为研究对象,采用样方法对桫椤(Alsophila spinulosa)群落进行调查,分析植物总体关联性、种间相关性并计算群落的稳定性系数。结果表明,毛竹(Phyllostachys edulis)在群落中占绝对优势,毛竹与桫椤的种间关系表现为显著正相关;桫椤在发育前期受到物种间的影响较大,而在发育的后期处于相对独立的状态,与物种间的关系表现为弱相关或不相关,受到物种间的影响较小;贡献定律法分析表明毛竹-桫椤群落的稳定性系数为21/79,说明金沙沟区域的毛竹-桫椤群落处于稳定状态。

关键词：毛竹-桫椤群丛种间关系群落稳定性

AHLs介导的群体感应和群体淬灭对植物-根际微生物相互作用的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第1期32卷 1-14页

作者：张清旭李建鹃郭玥王炎炎彭艳晖王裕华胡明玥林文雄吴则焰福建农林大学菌草与生态学院福州350002 福建省林业调查规划院福州350003

根际是由植物根系和土壤微生物之间相互作用形成的一种特殊环境,根际微生物群落的宏基因组是植物微生物组的重要组成部分。植物与根际微生物之间的相互作用是一个复杂的过程。在根际环境中,微生物群落利用复杂的种内和种间信号传导机制... 详细信息

根际是由植物根系和土壤微生物之间相互作用形成的一种特殊环境,根际微生物群落的宏基因组是植物微生物组的重要组成部分。植物与根际微生物之间的相互作用是一个复杂的过程。在根际环境中,微生物群落利用复杂的种内和种间信号传导机制招募特定的微生物,协调并控制混合群落的行为,从而影响植物的生长发育和健康。根际微生物能够自发产生、释放特定的信号分子,并能感知其浓度变化,从而调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应(quorum sensing,QS)。QS系统的特征是合成和释放特定的信号分子。根际土壤细菌中存在多种QS信号分子,如N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)、二酮哌嗪、扩散信号因子、次生代谢物、植物激素类分子等。AHLs作为细菌中被广泛研究的QS信号分子,在植物与根际微生物的相互作用中发挥重要作用。本文综述了AHLs介导的群体感应机制,并讨论了AHLs在植物与根际微生物相互作用中的调节作用,包括AHLs对植物的生长发育、逆境耐受性和抗病性等方面的有益影响,以及AHLs介导的QS系统调控导致的根际致病菌对植物的有害影响,同时还探讨了基于AHLs的群体淬灭对植物-根际微生物相互作用的影响,以期为植物健康与农业生产提供新的思路和方法,推动可持续农业的发展。

关键词：根际微生物 N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs) 群体感应群体淬灭植物健康

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火烧和垦殖对黔南喀斯特土壤跳虫的影响

应用昆虫学报 2024年第2期61卷 339-350页

作者：董逸夕叶婷曹宇李灿杨大星贵阳学院生物与环境工程学院贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室贵州省山地生物资源保护与高效利用工程中心贵阳550005

【目的】明确喀斯特地区不同干扰形式对土壤跳虫群落组成和多样性的影响,为深入认识干扰引起的生态退化提供科学资料。【方法】于2016年10月、2017年1月和4月在黔南选取火烧迹地、农田和火烧后经济林分别代表火烧、农业活动和火烧后垦殖... 详细信息

【目的】明确喀斯特地区不同干扰形式对土壤跳虫群落组成和多样性的影响,为深入认识干扰引起的生态退化提供科学资料。【方法】于2016年10月、2017年1月和4月在黔南选取火烧迹地、农田和火烧后经济林分别代表火烧、农业活动和火烧后垦殖3种干扰形式,以马尾松人工林为对照(CK),利用干漏斗(Tullgren)法调查土壤跳虫。【结果】共获得土壤跳虫1836头,优势类群为等节跳科(Isotomidae)和棘跳科(Onychiuridae)。主成分分析(Principal component analysis,PCA)结果显示,火烧迹地、农田和火烧后经济林土壤跳虫群落组成与马尾松人工林存在差异。火烧迹地、农田和火烧后经济林土壤跳虫类群数和Shannon-Wiener指数(H')显著低于马尾松人工林(P<0.05),马尾松人工林秋季和冬季土壤跳虫Shannon-Wiener指数(H')显著高于春季(P<0.05),其余类群数、密度和Shannon-Wiener指数(H')无显著季节差异。土壤跳虫类群数、密度和Shannon-Wiener指数(H')与全钾显著正相关(P<0.05),密度与有效钾显著正相关(P<0.05)。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,有效钾是影响土壤跳虫分布的主要土壤因子。【结论】火烧、农业活动和火烧后垦殖能改变土壤跳虫群落组成,降低土壤跳虫多样性。

关键词：喀斯特土壤跳虫干扰火烧垦殖

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外源脱落酸对钩藤中生物碱合成的影响

分子植物育种 2024年第15期22卷 5091-5097页

作者：周浩强玮敖雯雯路星星廖海民李雪王晓红张明生贵州大学生命科学学院农业生物工程研究院山地植物资源保护与保护种质创新教育部重点实验室山地生态与农业生物工程协同创新中心贵阳550025

为了探究外施ABA对钩藤中活性成分钩藤碱(RIN)和异钩藤碱(IRN)合成与积累以及生物碱合成途径基因表达的影响,以期进一步揭示RIN和IRN生物合成对ABA的响应机制。本研究以6月龄的钩藤为材料,外施不同浓度的ABA,利用HPLC测定不同浓度脱落... 详细信息

为了探究外施ABA对钩藤中活性成分钩藤碱(RIN)和异钩藤碱(IRN)合成与积累以及生物碱合成途径基因表达的影响,以期进一步揭示RIN和IRN生物合成对ABA的响应机制。本研究以6月龄的钩藤为材料,外施不同浓度的ABA,利用HPLC测定不同浓度脱落酸处理后钩藤叶中RIN和IRN的含量积累情况,采用荧光定量PCR (RT-qPCR)分析合成途径中关键酶基因STR、TDC、SGD和G8H等基因的表达。结果表明,100μmol/L的ABA溶液最适于促进钩藤叶中生物碱的合成积累,处理后2 d两种生物碱含量就比对照提高了1倍;同时,q PCR显示合成途径中SGD、TDC、G8H和STR家族酶基因均有不同程度的上调。因此,合理外施ABA溶液有助于促进钩藤活性成分的合成与积累,提高钩藤的经济效益,对钩藤药材的高效优质种植管理提供了理论依据,也为阐明钩藤生物碱生物合成的分子调控机制提供了基础。

关键词：钩藤基因表达萜类吲哚生物碱脱落酸

木麻黄根际促生菌的筛选及对种子萌发和幼苗生长的影响

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应用生态学报 2024年第8期35卷 2159-2166页

作者：储薇王炎炎郭玥彭艳晖吴则焰林文雄福建农林大学菌草与生态学院福州350002

为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH_(3))、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB18... 详细信息

为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH_(3))、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB18、LB19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌。菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7%和28.3%;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2%和334.4%;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4%和32.8%。此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强。综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力。

关键词：木麻黄促生根际微生物同工酶

孑遗植物水松不同季节根际微生物群落结构和功能特征

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林业科学研究 2024年第3期37卷 118-128页

作者：张晨周柳婷王炎炎林瑞余吴则焰福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 福建省农业生态过程与安全监控重点实验室福建福州350002 福建省农业科学院农业生态研究所福建福州350013 福建农林大学生命科学学院福建福州350002

[目的]探索水松根际微生物群落结构和功能及随季节变化的规律。[方法]采用PCR-DGGE和Biolog-ECO微平板法测定不同季节水松根际土壤理化性质、微生物群落结构和功能,通过主成分分析和冗余分析等方法解析根际微生态各环境因子的内在规律。... 详细信息

[目的]探索水松根际微生物群落结构和功能及随季节变化的规律。[方法]采用PCR-DGGE和Biolog-ECO微平板法测定不同季节水松根际土壤理化性质、微生物群落结构和功能,通过主成分分析和冗余分析等方法解析根际微生态各环境因子的内在规律。[结果]水松根际微生物群落中优势细菌为α-变形菌(Alphaproteobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)和δ-变形菌(Deltaproteobacteria),优势真菌为粪壳菌(Sordariomycetes)。夏季水松根际微生物量和微生物多样性最高。根际微生物的碳代谢能力在夏季最强,冬季最弱,大致表现为夏季>秋季>春季>冬季,速效氮可能是微生物群落碳代谢功能的主要驱动因子。[结论]水松根际微生物群落多样性和碳代谢能力在夏季最优,在冬季最差。季节因素显著影响着根际微生物群落结构和功能,开展相关研究时应充分考虑季节因素造成的波动。

关键词：水松根际微生物季节动态 PCR-DGGE Biolog-ECO