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小桐子Hsp70基因家族和相应miRNAs的鉴定与互作分析及其在低温适应中的作用

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植物生理学报 2022年第7期58卷 1221-1235页

作者：吕宇婧吴丹丹孔春艳杨宇龚明云南师范大学生命科学学院生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500 云南省农业科学院甘熊研究所云南开远661699

热休克蛋白70(Hsp70)在植物细胞生长发育及对逆境胁迫响应与适应中起重要作用。12°C低温锻炼可显著提高冷敏植物小桐子(Jatropha curcas)耐冷性,但其Hsp70家族尚未被鉴定。本文在全基因组层面上对小桐子Hsp70基因家族及靶向于该家族基... 详细信息

热休克蛋白70(Hsp70)在植物细胞生长发育及对逆境胁迫响应与适应中起重要作用。12°C低温锻炼可显著提高冷敏植物小桐子(Jatropha curcas)耐冷性,但其Hsp70家族尚未被鉴定。本文在全基因组层面上对小桐子Hsp70基因家族及靶向于该家族基因的microRNAs(miRNAs)进行了鉴定和生物信息学分析,并对小桐子Hsp70基因家族成员及与其互作的mi RNAs在低温锻炼中的作用进行了解析。结果表明,在小桐子中共鉴定到Hsp70基因家族成员18个,编码572~892个氨基酸;其中17个成员不均匀定位于其中7条染色体上,1个成员可能存在于未锚定的支架上。该家族可分为Dnak和Hsp110/SSE两个亚家族,基因结构和蛋白结构域分析结果均表明其具有明显的亚家族特征。对miRNA组和降解组测序数据分析结果表明,共有1208个miRNAs靶向调控JcHsp70基因家族的18个成员;对低温锻炼高响应的JcHsp70s基因和相应的miRNAs共表达分析结果表明,JcHsp70s和相应mi RNAs的基因表达总体呈现负调控关系,且这种JcHsp70s与miRNAs的互作可能参与了低温锻炼提高小桐子耐冷性的过程。研究结果有助于深入理解小桐子Hsp70基因家族的功能及其miRNAs对该家族基因的调控,以及这种JcHsp70s与miRNAs互作在小桐子耐冷性形成过程中可能的作用。

关键词：小桐子 Hsp70基因家族 miRNA 互作分析低温适应

利用Bayesian方法进行牙鲆体质量和主要形态性状的QTL定位及互作分析

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大连海洋大学学报 2015年第4期30卷 374-379页

作者：崔妍高会晓仇雪梅杨润清刘海金大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023 大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室辽宁大连116023 中国水产科学研究院北京100141

为了定位牙鲆Paralichthys olivaceus体质量和形态性状的QTL,利用雌核发育方法获得双单倍体牙鲆群体的157个个体,同时构建了包含481个SSR标记和141个EST-SSR标记的遗传连锁图谱,并采用Bayesian模型选择方法对研究性状进行主效应QTL定位... 详细信息

为了定位牙鲆Paralichthys olivaceus体质量和形态性状的QTL,利用雌核发育方法获得双单倍体牙鲆群体的157个个体,同时构建了包含481个SSR标记和141个EST-SSR标记的遗传连锁图谱,并采用Bayesian模型选择方法对研究性状进行主效应QTL定位和上位性互作分析。结果表明：共检测到38个主效应QTL和50对上位互作效应,其中,大部分主效应QTL位于5、6、9、22号染色体,上位互作效应所解释的表型方差为2.3%~23.1%;8个主效应QTL和7对互作QTL表现出多效性,均分别对两个以上的性状起作用。本研究结果将有助于提高牙鲆育种中对有益经济性状的选择效率。

关键词： Bayesian选择模型牙鲆DH群体互作分析 R/qtlbim 遗传连锁图谱

象草PpMYB4转录因子与PpCCoAOMT基因启动子互作分析

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象草PpMYB4转录因子与PpCCoAOMT基因启动子互作分析

作者：杨香香华南农业大学

学位级别：硕士

象草（Pennisetum purpureum）为我国华南地域最常见的一种C4多年生新型能源植物,属禾本科狼尾草属。象草具有根系发达、茎秆粗壮、叶片茂盛等优势,既可作为饲料作物,又可作为造纸原材料,还可作为生物质能加以开发利用。但是由于其过高... 详细信息

象草（Pennisetum purpureum）为我国华南地域最常见的一种C4多年生新型能源植物,属禾本科狼尾草属。象草具有根系发达、茎秆粗壮、叶片茂盛等优势,既可作为饲料作物,又可作为造纸原材料,还可作为生物质能加以开发利用。但是由于其过高的木质素含量限制了象草的能源开发利用。因此,探索象草木质素合成关键酶调控机理,通过生物技术改变其木质素的成分与含量尤为重要。咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶（CCoAOMT）是象草木质素生物调控过程中起到枢纽作用的关键酶之一,控制着下游其他酶的连接与还原反应。PpMYB4,属于R2R3型MYB第4亚组,是一种抑制性转录因子,对木质素生物合成途径中关键酶具有负调控作用,可改变木质素成分的组成和含量。本文主要研究了象草PpCCoAOMT基因启动子与PpMYB4转录因子之间的相互作用关系。主要研究结果如下:（1）通过N51象草、MT-1象草和华南象草3种不同象草的荧光定量PCR结果分析说明,不同象草品种的3处茎秆部位PpMYB4和PpCCoAOMT基因相对表达量存在种间和部位差异。就同一品种而言,PpCCoAOMT基因在其茎节间中部和下部表达量较高,而PpMYB4基因在其上部节间表达量较高。在3个不同象草品种内,上部茎节间PpMYB4基因表达量高于PpCCoAOMT基因,而茎秆中部与下部二者基因表达量与上部相反。其中,N51象草中部茎节间,PpCCoAOMT基因表达量最高,而PpMYB4相对表达量最低。（2）以象草N51为材料,克隆得到PpCCoAOMT基因起始密码子ATG上游的932bp启动子序列。经过预测分析结果表明,该序列具有典型启动子核心结构区域,并含有多种光响应元件、生长素和脱落酸等内外源激素响应元件,以及干旱、低温、脱水等逆境胁迫响应的顺式作用元件,还有各类转录因子（bHLH、WRKY、bZIP和Dof）的识别位点及结合区域,尤其R2R3型MYB转录因子结合位点较多。（3）通过瞬时转化烟草叶片进行组织化学染色和GUS酶活性测定,实验结果表明,注射过PpCCoAOMT启动子驱动GUS表达载体的叶片能被染成蓝色,其GUS酶活性差异显著,与对照组相比提高了8.6倍,表明PpCCoAOMT启动子具有相应的表达活性。（4）EMSA凝胶迁移实验表明,象草PpCCoAOMT启动子中的AC-II顺式作用元件（ACCAACC）可以与PpMYB4转录因子特异性结合,结合区域位于其启动子TSS上游的-344bp位置处,与预测结果一致。（5）通过烟草叶片的瞬时转化实验,PpMYB4瞬时转录GUS酶活性分析进一步证明PpMYB4转录因子可抑制木质素生物合成途径中PpCCR、PpCAD、Pp4CL和PpCCoAOMT的启动子表达活性,从而导致报告基因GUS的酶活性水平显著下降。

关键词：象草木质素 MYB转录因子 PpCCoAOMT启动子互作分析

基于单片段代换系的水稻抽穗期QTL上位性互作分析

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山东农业科学 2015年第3期47卷 1-4 8页

作者：刘书旖张华柳絮宣宁杨永义李军李广贤姚方印山东师范大学山东济南250014 山东省农业科学院生物技术研究中心山东济南250100

抽穗期是水稻(Oryza sativa)重要的农艺性状,它决定着水稻品种的地区和季节适应性。本试验利用以华粳籼74为受体亲本发展的带有抽穗期基因的15个单片段代换系为试验材料,通过两两杂交,筛选出15个不同亲本组合的双片段聚合系,结合分子标... 详细信息

抽穗期是水稻(Oryza sativa)重要的农艺性状,它决定着水稻品种的地区和季节适应性。本试验利用以华粳籼74为受体亲本发展的带有抽穗期基因的15个单片段代换系为试验材料,通过两两杂交,筛选出15个不同亲本组合的双片段聚合系,结合分子标记辅助选择进行水稻抽穗期QTL鉴定,并研究QTL的聚合及其互作关系。

关键词：水稻抽穗期基因单片段代换系基因聚合系互作分析

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水稻抽穗期QTL的聚合及其互作分析

山东农业科学 2013年第5期45卷 35-37,63页

作者：吴丹妮柳絮徐仅婷李广贤王文英姚方印刘开启仲恺农业工程学院农学院广东广州510225 山东省农业科学院高新技术研究中心山东济南250100

本研究以10个单片段代换系为材料,进行抽穗期QTL鉴定,得到4个存在抽穗期QTL的单片段代换系:W11-15-7-39-2、W02-15-7-3、W08-16-3-2、W22-9-5-2-4-9-3,其上的QTL分别命名为qHD2-1、qHD8-1、qHD3-1、qHD10-1;基因聚合、互作分析结果表明q... 详细信息

关键词：水稻抽穗期基因单片段代换系基因聚合系互作分析

小桐子Hsp70和XTH基因家族与互作miRNAs的鉴定及抗冷相关基因的克隆和分析

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小桐子Hsp70和XTH基因家族与互作miRNAs的鉴定及抗冷相关基因的克...

作者：吕宇婧云南师范大学

学位级别：硕士

小桐子(Jatropha curcas L.)是一种极具开发潜力的多用途能源植物,也是一种喜温冷敏植物,零上低温严重影响了其生长发育、产量及地域分布,限制其开发利用,阐明其抗冷性的分子机制对后续通过分子育种改良其抗冷性有重要科学意义。本实验... 详细信息

小桐子(Jatropha curcas L.)是一种极具开发潜力的多用途能源植物,也是一种喜温冷敏植物,零上低温严重影响了其生长发育、产量及地域分布,限制其开发利用,阐明其抗冷性的分子机制对后续通过分子育种改良其抗冷性有重要科学意义。本实验室前期研究表明,12°C冷锻炼可显著提高小桐子幼苗抗冷性。基于前期完成的小桐子低温锻炼期间的转录组、miRNA组和降解组数据,本文选取了热激蛋白70(Heat shock protein 70,Hsp70)和木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases,XTH)基因进行基因家族鉴定及其相应microRNAs(miRNAs)的互作分析。已知Hsp70在植物细胞生长发育及对逆境胁迫响应与适应中起重要作用,XTH作为细胞壁的修饰酶参与植物对逆境的响应。在小桐子中,上述基因家族及其互作miRNAs的鉴定以及它们在低温响应与适应过程中的作用尚未见报道。本文在全基因组层面上对小桐子Hsp70和XTH基因家族进行了鉴定、生物信息学分析、表达谱分析、互作miRNAs的鉴定和分析以及部分对低温锻炼高响应的Hsp70和XTH基因的克隆和初步功能验证,结果如下:1、小桐子Hsp70基因家族和相应miRNAs的鉴定与互作分析及其在低温适应中的作用在小桐子中共鉴定到Hsp70基因家族成员18个,编码572～892个氨基酸;其中17个成员不均匀定位于其中7条染色体上,1个成员可能存在于未锚定的支架上。该家族可分为Dnak和Hsp110/SSE两个亚家族,基因结构和蛋白结构域分析结果均表明其具有明显的亚家族特征。对miRNA组和降解组测序数据分析结果表明,共有1 208个miRNAs靶向调控JcHsp70基因家族的18个成员;对低温锻炼高响应的JcHsp70s基因和相应的miRNAs共表达分析结果表明,JcHsp70s和相应miRNAs的基因表达总体呈现负调控关系,且这种JcHsp70s与miRNAs的互作可能参与了低温锻炼提高小桐子抗冷性的过程。对低温锻炼高响应的JcHsp70-15和JcHsp-17基因进行克隆和生物信息学分析,酵母异源表达的结果表明,表达JcHsp70-15和JcHsp-17基因的酵母菌株在6%盐胁迫下的耐受性得到了提高。研究结果有助于深入理解小桐子Hsp70基因家族的功能及其miRNAs对该家族基因成员的调控,以及这种JcHsp70s与miRNAs互作在小桐子抗冷性形成过程中可能的作用。2、小桐子XTH基因家族及与之互作的miRNAs的鉴定及其在低温锻炼诱导抗冷性过程中的作用在小桐子中鉴定到XTH基因家族成员29个,靶向作用于JcXTH基因家族的miRNAs共68个。生物信息学分析结果表明,该家族成员均具有Glyco＿hyho＿16和XET＿C结构域以及保守位点Ex Dx E;29个家族成员可分为3个组别,定位于9条染色体上,其中存在8对基因重复事件;在正常生长、低温锻炼及干旱和盐胁迫下的表达谱分析表明了该基因家族在不同情况下各成员的差异化表达模式,暗示着该基因家族各成员的作用不尽相同。将对低温高响应的JcXTH2、JcXTH3、JcXTH18、JcXTH19、JcXTH23和JcXTH27基因进行qRT-PCR分析,结果与表达谱数据有较高的相关性。将对低温响应剧烈的JcXTH2、JcXTH18和JcXTH23基因进行了克隆,通过农杆菌将这些基因在烟草中进行过表达,对转基因植株进行了鉴定以及表达量分析。这些结果有助于人们更好理解小桐子XTH基因家族及互作miRNAs如何参与低温胁迫响应与适应。以上研究结果有助于解析小桐子Hsp70和XTH基因家族的功能以及靶向于这两个家族基因的miRNAs在小桐子适应低温过程中发挥的作用,从而为后续通过分子育种改良小桐子抗冷性提供参考。

关键词：小桐子热激蛋白70 木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因家族 miRNA 互作分析低温适应异源表达

液肥穴施肥机扎穴针体与土壤互作仿真分析及试验

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农业机械学报 2020年第4期51卷 87-94页

作者：周文琪孙小博刘子铭齐鑫江东璇王金武东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对液肥穴施肥机斜置式扎穴机构扎穴时,触土部件-针体所受三向阻力变化规律以及土壤动态行为特性难以直接通过试验获取问题,通过采用Drucker-Prager屈服准则构建穴施土壤有限元模型,运用ADAMS运动学分析模块获得扎穴机构喷肥针扎穴轨迹... 详细信息

针对液肥穴施肥机斜置式扎穴机构扎穴时,触土部件-针体所受三向阻力变化规律以及土壤动态行为特性难以直接通过试验获取问题,通过采用Drucker-Prager屈服准则构建穴施土壤有限元模型,运用ADAMS运动学分析模块获得扎穴机构喷肥针扎穴轨迹,利用ANSYS/LS-DYNA显示动力学软件建立喷肥针与土壤互作仿真模型。以Z轴方向针体所受最大压力(均指绝对值)为测量指标,工作参数为影响因素,进行喷肥针单向受力虚拟和台架对比试验。结果表明,压力皆随前进速度和扎穴机构转速的增大先增大后减小,仿真和试验数据接近,变化趋势基本相同。以喷肥针前进速度0.62 m/s、扎穴机构转速70 r/min及斜置角20°为仿真工作参数,对针体进行三向阻力以及土壤动态行为仿真分析,可知喷肥针在3个方向的阻力先增大后减小。0~0.189 s内即喷肥针入土过程,针体在X轴方向阻力缓慢上升,说明喷肥针对前进方向土壤扰动较小;针体在Z轴方向上阻力增大较快,说明喷肥针冲击土壤作用较强,土壤受到针尖剪切致使应力主要集中在此方向上,在0.189 s阻力达到最大值21.69 N;针体在Y轴方向上阻力较小,说明喷肥针挤压土壤作用较弱,在0.189 s阻力达到最大值8.56 N。0.189~0.214 s内即喷肥针原位置自身摆动过程,针体在X轴方向阻力增大趋势变快,说明喷肥针对前进方向土壤产生较大扰动;其他两个方向阻力基本保持不变。0.214~0.350 s内即喷肥针出土过程,喷肥针在Z轴和Y轴方向阻力逐渐减小直至变为0;其中在0.214~0.238 s内,针体在X轴方向阻力瞬间增大,说明喷肥针对前进方向土壤产生强烈挤压,0.238 s达到最大值31.87 N。在整个扎穴过程中,穴口形成是喷肥针出土过程自身的摆动姿态与前进方向土壤扰动引起的,因此针体沿X轴方向阻力影响显著,符合实际扎穴规律。

关键词：液肥穴施肥机喷肥针有限元法 Drucker-Prager屈服准则互作分析动力学测试

稻瘟病菌中小G蛋白Rho3的假定互作蛋白MoKin1的功能分析

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热带作物学报 2021年第11期42卷 3250-3260页

作者：蔡燕林婕何金杨福长张冬梅张连虎王宗华江西农业大学农学院江西南昌330045 福建农林大学植物保护学院/福建农林大学闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室福建福州350002 闽江学院海洋研究院福建福州350002

小G蛋白MoRho3在稻瘟病菌生命活动中具有重要的生物学功能。前期研究表明,MoRho3的缺失对于稻瘟病菌分生孢子的形态建设、附着胞萌发和侵入能力以及对宿主的致病性等表型都存在严重缺陷。为了进一步解析MoRho3在稻瘟病菌中的网络调控途... 详细信息

小G蛋白MoRho3在稻瘟病菌生命活动中具有重要的生物学功能。前期研究表明,MoRho3的缺失对于稻瘟病菌分生孢子的形态建设、附着胞萌发和侵入能力以及对宿主的致病性等表型都存在严重缺陷。为了进一步解析MoRho3在稻瘟病菌中的网络调控途径,通过生物信息学的方法预测了MoRho3的互作蛋白。在众多假定互作蛋白中,蛋白激酶MoKin1与酿酒酵母中KIN1和KIN2是同源蛋白。在酵母细胞中,KIN1和KIN2可以抑制△rho3的表型缺陷。为了验证在稻瘟病菌中MoKin1与MoRho3之间是否存在着相似的调控途径,本研究通过分析MoKin1与同源蛋白的进化关系,序列结构,定位状态以及相关的互作蛋白,揭示了MoKin1的功能特点,为后续病原菌中MoKin1与MoRho3互作机制的研究,以及病原菌致病机制的解析提供了新的思路和方向。

关键词：稻瘟病菌 MoRho3 MoKin1 互作分析

不同日龄白羽肉鸡粪便真菌多样性分析及分离鉴定

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不同日龄白羽肉鸡粪便真菌多样性分析及分离鉴定

作者：马宁吉林农业大学

学位级别：硕士

白羽肉鸡具有营养价值高、饲料转化率高等优势,是我国畜禽行业中重要的饲养品种。肠道菌群对机体免疫调节及营养代谢等方面具有重要作用,高通量测序技术的出现使人们对肠道菌群有了更深入的了解,目前的研究主要针对肠道细菌,对肠道真菌... 详细信息

白羽肉鸡具有营养价值高、饲料转化率高等优势,是我国畜禽行业中重要的饲养品种。肠道菌群对机体免疫调节及营养代谢等方面具有重要作用,高通量测序技术的出现使人们对肠道菌群有了更深入的了解,目前的研究主要针对肠道细菌,对肠道真菌菌群的研究相对较少,但肠道真菌在维持肠道微生态平衡过程中也具有重要作用。本文以白羽肉鸡生长周期中的不同阶段为时间节点,收集不同日龄白羽肉鸡的粪便,通过高通量测序技术、生物信息学技术和培养组学技术对白羽肉鸡粪便真菌菌群进行研究。本研究结果如下:1.肉鸡粪便真菌菌群多样性分析本实验选取肉鸡生长周期中的八个日龄(1、3、5、7、14、21、35和42 d)的粪便样品,应用ITS扩增子测序技术结合生物信息学技术分析不同日龄白羽肉鸡粪便真菌菌群组成与分布。结果显示:在门水平中,相对丰度大于1%的真菌菌门共注释到5种,包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、接合菌门(Zygomycota);在科水平中,相对丰度大于1%的真菌菌科共注释到9种,包括Saccharomycetales＿family＿Incertae＿sedis、丝孢酵母科(Trichosporonaceae)、发菌科(Trichocomaceae)、球囊霉科(Glomeraceae)、赤壳科(Nectriaceae)、核盘菌科(Sclerotiniaceae)、Ophiocordycipitaceae、被孢霉科(Mortierellaceae)、毛霉科(Mucoraceae);在属水平中,相对丰度大于1%的真菌菌属共注释到9种,包括假丝酵母属(Candida)、丝孢酵母属(Trichosporon)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、球囊霉属(Glomus)、路德酵母属(Lodderomyces)、线虫草属(Ophiocordyceps)、被孢霉属(Mortierella)、毛霉属(Mucor);其中子囊菌门为优势菌门,其在各个日龄的样品中相对丰度均大于60%,Saccharomycetales＿family＿Incertae＿sedis为优势菌科。α多样性分析表明,肉鸡粪便真菌菌群多样性及丰富度在1 d组到3 d组呈下降趋势,在3 d组达到最低,3 d组到14 d组呈上升趋势,到14 d组达到最高,14 d组到35 d组呈下降趋势,后呈上升趋势到42 d组。β多样性分析表明,肉鸡粪便真菌菌群在1 d到42 d各组间差异显著(R>0.2,P=0.001)。通过使用Kruskal-Wallis检验计算P值,对八个日龄组肉鸡粪便中丰度前20的真菌菌属的差异性进行分析,结果表明12种真菌菌属丰度在八个日龄组肉鸡粪便真菌中存在显著性差异(P互作分析通过对肉鸡粪便细菌与真菌进行关联分析,构建互作网络,发现1 d组的互作网络较3d、5 d、7 d、14 d、21 d、35 d、42 d组复杂。1 d组肉鸡粪便细菌与真菌之间的互作负相关多于正相关。3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、35 d、42 d组肉鸡粪便细菌与真菌之间的互作正相关多于负相关。3.肉鸡粪便真菌的分离鉴定应用培养组学方法,对21 d和35 d组肉鸡粪便样品进行分离培养,分离纯化的菌种通过ITS1与ITS2测序共成功鉴定142株真菌,隶属于3个门,8个纲,8个目,9个科,11个属,19个种。在门水平上,子囊菌门(80.99%)占最大比例,其余依次是担子菌门(Basidiomycota)(18.81%),壶菌门(Chytridiomycota)(0.70%);在属水平上,Diutina为分离培养数量最多的菌属;在种水平上,共获得19种真菌,包括潜在益生菌胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)和8株潜在的新真菌菌种。此外,培养出的35 d组肉鸡粪便真菌菌门数量多于21 d组肉鸡粪便真菌菌门。其中曲霉属(Aspergillus)、Cutaneotrichosporon、镰刀菌属(Fusarium)、Diutina、红酵母属(Rhodotorula)、Meyerozyma、丝孢酵母属(Trichosporon)在21 d和35 d组肉鸡粪便中均被培养出来。4.10株肉鸡粪便真菌的全基因组分析在成功分离出的白羽肉鸡粪便真菌中,选取占比最多的子囊菌门中的10株粪便真菌进行全基因组二代测序。结果显示10株真菌共来自4个属,其中3株为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、3株为近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)、3株为Diutina catenulata、1株为Fu

关键词：白羽肉鸡真菌 ITS扩增子测序互作分析培养组学分离鉴定