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藜麦及其祖先二倍体NAC基因的进化与胁迫应答

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应用与环境生物学报 2022年第6期28卷 1469-1476页

作者：陈诗佳侯丽媛蒋礼玲陈思宇王琳超张戎金蕾贾举庆王明雪黄胜雄合肥工业大学食品与生物工程学院合肥230009 山西农业大学生命科学学院太原030031 三江源生态与高原农牧业国家重点实验室/青海大学农林科学院/农业农村部作物基因资源与种质创新青海科学观测试验站/国家作物种质复份库西宁810016 四川大学生命科学学院成都610064 山西农业大学农学院太原030031

NAC是一类广泛参与调控植物在生物和非生物胁迫下防御应答的转录因子.基于系统的比较基因组学研究方法,对藜麦Chenopodium quinoa的NAC基因进行进化与多个生物和非生物逆境下的应答研究.在藜麦***、祖先二倍体Chenopodium pallidicaule... 详细信息

NAC是一类广泛参与调控植物在生物和非生物胁迫下防御应答的转录因子.基于系统的比较基因组学研究方法,对藜麦Chenopodium quinoa的NAC基因进行进化与多个生物和非生物逆境下的应答研究.在藜麦***、祖先二倍体Chenopodium pallidicaule和Chenopodium suecicum基因组中分别共鉴定得到106、54和54个NAC基因.染色体定位数据表明藜麦基因组中18个NAC基因涉及串联倍增事件.3个物种NAC基因的系统进化树证明藜麦基因组中存在NAC基因的倍增与丢失.藜麦分别和***和***之间同源基因组模块的对应数目关系进一步证明藜麦保留了相当数量的祖先二倍体NAC基因,是其NAC基因倍增的主要动力.此外,藜麦NAC基因在干旱、高温、盐、低磷胁迫和GCFSV侵染下的表达模式被阐明;大量NAC基因被显著地诱导表达,推测其参与了藜麦在生物和非生物胁迫下的防御应答反应.本研究结果为藜麦的遗传育种提供了优良的候选NAC基因.(图7参26)

关键词：藜麦祖先二倍体 NAC 进化胁迫转录应答

不同种皮颜色紫花苜蓿种子萌发特性及幼苗生长对碱胁迫的响应

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草业科学 2023年第3期40卷 724-731页

作者：韩嘉璇高嵩王俊锋范燕闯长春大学园林学院吉林长春130022 植被生态科学教育部重点实验室/吉林松嫩草地生态系统国家野外科学观测研究站/东北师范大学生命科学学院/草地科学研究所吉林长春130024

土壤碱化对植物幼苗的成功定植有明显抑制效应,探究碱性环境中种子的萌发及幼苗生长状况对于农业生产具有重要意义。本研究采用碱性盐碳酸钠(Na2CO3)模拟碱性环境,研究不同强度碱胁迫[0(CK,对照)、-0.1、-0.2、-0.3、-0.4和-0.6 MPa]对... 详细信息

土壤碱化对植物幼苗的成功定植有明显抑制效应,探究碱性环境中种子的萌发及幼苗生长状况对于农业生产具有重要意义。本研究采用碱性盐碳酸钠(Na2CO3)模拟碱性环境,研究不同强度碱胁迫[0(CK,对照)、-0.1、-0.2、-0.3、-0.4和-0.6 MPa]对两种种皮颜色(黄色和黑褐色)紫花苜蓿种子(Medicago sativa)萌发和幼苗生长的影响。结果表明,对照条件下的黄色种子,其发芽率、发芽势、发芽指数、根系和种子活力指数分别比黑褐色种子高143.43%、151.33%、137.35%、38.69%和103.39%;在轻度碱胁迫(-0.2~-0.1 MPa)下黄色种子萌发能力增强,且对中度以上碱胁迫(胁迫下,黑褐色种子的萌发和生长已受到明显抑制,且在重度碱胁迫(-0.6~-0.4 MPa)下无法存活。因此,实际生产中,挑选黄色种子比例更高的种子,更有利于土壤盐碱化区域紫花苜蓿草地的建植。

关键词：紫花苜蓿种皮胁迫碱性盐发芽幼苗耐碱性

PP2C蛋白磷酸酶家族参与植物多种胁迫应答的研究进展

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植物生理学报 2023年第8期59卷 1463-1473页

作者：王雨璇徐晨李桂新丁忠杰郑绍建浙江大学生命科学学院植物生理与生物化学国家重点实验室浙江大学农业与生物技术学院

植物在生长发育的过程中要面对一系列非生物和生物胁迫的侵害,为了应对这些胁迫,植物进化出了复杂的调控机制。蛋白质的翻译后修饰是其中一种重要的调节方式,包括蛋白激酶介导的磷酸化和蛋白磷酸酶介导的去磷酸化。PP2Cs(protein phosph... 详细信息

植物在生长发育的过程中要面对一系列非生物和生物胁迫的侵害,为了应对这些胁迫,植物进化出了复杂的调控机制。蛋白质的翻译后修饰是其中一种重要的调节方式,包括蛋白激酶介导的磷酸化和蛋白磷酸酶介导的去磷酸化。PP2Cs(protein phosphatases type 2C)是植物中最大的蛋白磷酸酶家族,可以在多个信号级联反应中发挥作用,在干旱和盐碱胁迫中,PP2Cs通过依赖和不依赖ABA两种方式发挥负调控作用;在低温胁迫中,PP2Cs促进OST1的活性赋予植物低温耐受性;在营养胁迫中,PP2C参与调控氮元素和钾元素的吸收。此外,PP2Cs也参与了植物对虫害和病原菌的调控。探究PP2Cs调控不同胁迫的分子机制,对提高植物的抗逆性和作物产量具有重要意义。

关键词： PP2C 蛋白磷酸酶胁迫去磷酸化分子机制

Pb(Ⅱ)胁迫培养下Pseudomonas putida EPS组分变化及其对铅的吸附性能

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环境科学学报 2022年第6期42卷 24-34页

作者：曾刘婷杨贤廖小健李寿朋关智杰孙水裕方小弟广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东环境保护工程职业学院佛山528216

近年来,由微生物产生的胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances,EPS)对重金属废水的处理技术引起了人们的关注.本研究采用Pb(Ⅱ)胁迫培养恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida,***),定向调控EPS的化学组成,增加EPS产量,并提高EPS对Pb(... 详细信息

近年来,由微生物产生的胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances,EPS)对重金属废水的处理技术引起了人们的关注.本研究采用Pb(Ⅱ)胁迫培养恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida,***),定向调控EPS的化学组成,增加EPS产量,并提高EPS对Pb(Ⅱ)的吸附性能.结果表明,Pb(Ⅱ)胁迫浓度为10 mg·L^(-1)时,*** EPS产量最高,达到131.55 mg·g^(-1)(以VSS计,下同),较胁迫前增加25.35%;其中,蛋白质含量显著增加,达到87.01 mg·g^(-1),较胁迫前增加35.15%.在此条件下,EPS对Pb(Ⅱ)的吸附量也达到最大,为1372.95 mg·g^(-1).3D-EEM、FTIR结果表明,胁迫后EPS中氨基酸和蛋白质类物质及C=O、N—H、—COO—、C—N、—OH等负电性官能团增加.进一步实验结果表明,吸附实验最佳pH为6.0,吸附过程符合拟二级动力学和Freundlich等温模型.胁迫后*** EPS对Pb(Ⅱ)的理论吸附容量为1452.59 mg·g^(-1),较胁迫前提高74.05%.本研究可为制备高效的生物吸附剂提供一定的理论基础.

关键词： Pb(Ⅱ) 胁迫胞外聚合物(EPS) 恶臭假单胞菌生物吸附

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低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼转录组的影响

水产学报 2023年第6期47卷 41-52页

作者：曾霖张惠宋炜熊逸飞谢正丽黄伟卿蚌埠学院食品与生物工程学院中国水产科学研究院东海水产研究所浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所宁德师范学院生命科学学院

为探讨低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼氧化损伤和转录组的影响，本实验将体重为(52.46±1.47) g的大黄鱼暴露在盐度为25或20的水体中7 d，再暴露在盐度为10的水体中24 h。结果显示，低盐胁迫显著增加了活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)含量... 详细信息

为探讨低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼氧化损伤和转录组的影响，本实验将体重为(52.46±1.47) g的大黄鱼暴露在盐度为25或20的水体中7 d，再暴露在盐度为10的水体中24 h。结果显示，低盐胁迫显著增加了活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)含量。尽管低盐驯化对ROS和LPO不产生影响，但低盐驯化显著降低了低盐胁迫下大黄鱼ROS和LPO含量，表明低盐驯化缓解了低盐胁迫对大黄鱼的氧化损伤。从低盐驯化vs.对照组、低盐胁迫vs.对照组和低盐驯化+低盐胁迫vs.低盐胁迫实验中，分别筛选到356、478和484个差异基因。GO和KEGG分析发现，差异基因显著富集在GnRH信号通路、PPAR信号通路、凋亡、Toll样受体通路和MAPK信号通路等，表明低盐驯化可以通过调节离子和物质运输、脂类代谢、细胞凋亡和非特异性免疫等来提高大黄鱼的低盐胁迫耐受性。研究表明，低盐驯化可以通过调节离子和物质运输、脂类代谢、细胞凋亡和非特异性免疫等来提高大黄鱼的低盐胁迫耐受性。研究结果揭示了低盐驯化改善大黄鱼低盐胁迫耐受性的分子机制，可为今后工厂化和内陆采用淡水或半咸水养殖大黄鱼提供科学依据。

关键词：大黄鱼盐度胁迫转录组毒物兴奋效应信号通路

白木香响应真菌侵染与机械损伤胁迫的生理机制

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林业科学研究 2022年第3期35卷 47-54页

作者：张鹏薛世玉李小飞徐大平崔之益中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520

[目的]为研究白木香受到胁迫的生长与防御过程,探明其结香过程的生理响应机制。[方法]以3年生白木香为对象,应用注射真菌菌剂与机械钻孔2种诱导结香方法对白木香进行制香,通过分析其调控生长与防御的激素含量、抗氧化酶活性、防御物质... 详细信息

[目的]为研究白木香受到胁迫的生长与防御过程,探明其结香过程的生理响应机制。[方法]以3年生白木香为对象,应用注射真菌菌剂与机械钻孔2种诱导结香方法对白木香进行制香,通过分析其调控生长与防御的激素含量、抗氧化酶活性、防御物质总酚与总萜含量以及光合与叶绿素荧光特性,研究白木香对真菌侵染与机械损伤胁迫的生理响应机制。[结果]在胁迫初期,与防御反应相关的激素茉莉酸、水杨酸、乙烯前体含量在胁迫处理组中显著升高,而与生长相关的激素赤霉素与生长素含量降低;在胁迫后期,茉莉酸、水杨酸与乙烯前体含量逐步降低,而赤霉素与生长素的含量逐渐增加。胁迫处理初期的抗氧化酶活性与总酚、总萜的含量显著高于对照组;抗氧化酶活性增幅随处理时间的延长而减小,总酚和总萜含量随处理时间的延长而增加,但增幅速率降低。胁迫处理1~3个月的光合作用与叶绿素荧光受到抑制,而胁迫处理第6个月时,光合与荧光得到恢复。[结论]当白木香受到真菌侵染与机械损伤胁迫时,激活防御反应的激素含量显著升高,抗氧化酶活性增加,同时次生代谢防御产物酚类与萜类增加,光合作用受到抑制;随着时间的延长,白木香生长获得恢复,胁迫得到缓解。说明白木香结香过程是防御反应加强,产生沉香物质,且是生长与防御的动态平衡过程。

关键词：白木香胁迫激素抗氧化性酶次生代谢产物光合特性叶绿素荧光

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不同胁迫条件下产志贺毒素大肠杆菌生长及产毒能力异质性分析

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微生物学报 2023年第4期63卷 1501-1513页

作者：钱江孟媛媛赵伟费福林余曼江春铃殷振杰赵勇刘海泉上海海洋大学食品学院上海201306 上海市水产品加工及贮藏工程技术研究中心上海201306 农业农村部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海) 上海201306 上海海洋大学、食品热加工工程技术研究中心上海201306 上海海洋大学食品学院、食品产业链生态循环研究所上海201306

【目的】本文旨在探究产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC)在不同胁迫条件下的生长情况以及产毒状况的变化,为STEC菌株在胁迫压力下应激机制研究提供基础数据参考。【方法】选取3株STEC菌株分别在不同pH... 详细信息

【目的】本文旨在探究产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC)在不同胁迫条件下的生长情况以及产毒状况的变化,为STEC菌株在胁迫压力下应激机制研究提供基础数据参考。【方法】选取3株STEC菌株分别在不同pH值、不同盐浓度、不同温度下进行适应性传代培养,使用一级生长模型Gompertz模型分析其在胁迫环境下的生长异质性;通过Vero细胞毒性实验分析胁迫条件下菌株的产毒状况。【结果】除了pH 5.0条件下的ST462菌株,在pH5.0和9.0、较高盐浓度1.5%NaCl和2.5%NaCl以及低温10℃胁迫条件下STEC菌株都表现出最大比生长速率(μ_(max))降低、迟缓期(λ)延长,差异显著(P胁迫条件下提取的STEC菌株毒素侵染细胞后测得的细胞存活率均低于对照最适条件,而pH 5.0条件下相反。【结论】STEC菌株在碱性、较高浓度盐以及低温环境胁迫压力下响应应激机制,生长虽受到抑制,但其所产毒素对Vero细胞造成的损伤加重,毒性增强。本研究通过胁迫环境下生长和产毒状况的异质性分析,将有助于全面了解STEC菌株应激反应下的生物学特性;对完善食品安全措施和食品加工过程中检测、杀菌、预防具有重要的指导意义。

关键词：产志贺毒素大肠杆菌胁迫生长特性产毒能力异质性

低鱼粉饲料中添加羟基蛋氨酸硒对凡纳滨对虾生长性能、抗氧化能力和抗亚硝酸盐胁迫的影响

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水产学报 2022年第10期46卷 1848-1859页

作者：李静李晓丽王玲鲁康乐宋凯张春晓集美大学水产学院厦门市饲料质量检测与安全评价重点实验室

为研究低鱼粉饲料中添加羟基蛋氨酸硒(HMSe)对凡纳滨对虾生长性能、抗氧化能力及抗亚硝酸盐胁迫的影响，实验选用初始体质量为(0.90±0.05) g的凡纳滨对虾，分别投喂HMSe添加水平为0.000、0.375、0.750、1.500和2.250 mg/kg体质量的实... 详细信息

为研究低鱼粉饲料中添加羟基蛋氨酸硒(HMSe)对凡纳滨对虾生长性能、抗氧化能力及抗亚硝酸盐胁迫的影响，实验选用初始体质量为(0.90±0.05) g的凡纳滨对虾，分别投喂HMSe添加水平为0.000、0.375、0.750、1.500和2.250 mg/kg体质量的实验饲料，命名为HMSe0、HMSe1、HMSe2、HMSe3和HMSe4，每组3个重复，养殖8周，养殖实验结束后，进行12 h的亚硝酸盐胁迫实验。结果显示，凡纳滨对虾的终末体质量(FBW)、增重率(WGR)和饲料效率(FE)随着饲料中HMSe水平的增加呈现先升高后下降的趋势，并在HMSe2组达到峰值。随着饲料中HMSe水平的提高，对虾全体和肌肉中的硒含量均显著增加，而全虾粗蛋白和粗脂肪的含量呈现先升高后降低的趋势，并分别在HMSe2组和HMSe1组达到最大值。HMSe4组中凡纳滨对虾的血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和肝胰腺过氧化氢酶(CAT)活性显著高于HMSe0组。亚硝酸盐胁迫显著影响凡纳滨对虾的存活率。与胁迫前比较，胁迫后对虾肝胰腺中MDA含量升高，GST、CAT和T-SOD的活性降低，而补充适量的HMSe可减轻这些负面影响。根据凡纳滨对虾胁迫后成活率的二次多项式回归分析，低鱼粉饲料中凡纳滨对虾的HMSe最适添加量为1.350 mg/kg。研究表明，在低鱼粉饲料中添加0.750～1.350 mg/kg HMSe，能够提高凡纳滨对虾的生长性能、饲料利用率和抗亚硝酸盐胁迫的能力。

关键词：凡纳滨对虾羟基蛋氨酸硒成活率抗氧化能力亚硝酸盐胁迫

高温胁迫下绿豆象内参基因筛选及其Hsp70基因的表达特性

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植物保护学报 2022年第3期49卷 799-808页

作者：郑海霞张天浩张敏张仙红贾彬良山西农业大学植物保护学院太谷030801 山西省耕地质量监测保护中心太原030001

为明确Hsp70蛋白在绿豆象Callosobruchus chinensis高温耐受性中的作用,该研究筛选并克隆β-actin、α-tubulin、β-tubulin、EF1-α、GAPDH、Hsc70、AK和RPL40八个候选内参基因,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)技术测定其在绿豆象雌雄成虫体内的表达量,通过geNorm、BestKeeperr和NormFinde软件对这8个候选内参基因的表达稳定性进行评价,选择最适宜的内参基因对不同高温胁迫下绿豆象体内Hsp70基因的表达特性进行测定。结果表明,8个候选基因引物均有良好的特异性和引物扩增效率,引物扩增效率介于91.6%~108.1%之间。高温胁迫下,β-tubulin基因较其他7个候选基因有较小的平均变异度、稳定值和标准差,为最适宜的内参基因。39、42和45℃高温处理1 h后绿豆象雌雄成虫体内Hsp70表达水平较对照显著上调,当处理时间延长至3 h后,Hsp70基因的相对表达量较对照也有不同程度上调,但差异不显著,表明绿豆象Hsp70基因可以响应高温胁迫,Hsp70蛋白在绿豆象热耐受过程中发挥着重要作用。

关键词：绿豆象温度胁迫热激蛋白70 表达谱