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芦笋皂苷合成相关糖基转移酶基因克隆及原核表达分析

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生物技术通报 2024年第4期40卷 255-263页

作者：钟匀林春刘正杰董陈文华毛自朝李兴玉云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 云南农业大学特色小宗作物研究中心昆明650201 云南农业大学理学院农业化学研究中心昆明650201

【目的】克隆芦笋(Asparagus officinalis)甾醇糖基转移酶基因AoSGT1,分析其潜在催化活性,为解析芦笋皂苷合成途径及代谢调控机制提供科学依据。【方法】基于芦笋转录组数据设计特异性引物,扩增AoSGT1基因的完整开放阅读框(open reading... 详细信息

【目的】克隆芦笋(Asparagus officinalis)甾醇糖基转移酶基因AoSGT1,分析其潜在催化活性,为解析芦笋皂苷合成途径及代谢调控机制提供科学依据。【方法】基于芦笋转录组数据设计特异性引物,扩增AoSGT1基因的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),经测序验证获得目标基因序列并进行生物信息学分析;实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RTqPCR)测定各组织基因表达量;构建pGEX-4T-3-AoSGT1原核表达载体,并转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(De3),随后诱导实现重组蛋白表达。【结果】AoSGT1长1800 bp,编码599个氨基酸,其相对分子质量为66.72 kD,属于亲水性蛋白,无跨膜域和信号肽。系统发育结果表明,AoSGT1与盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)Dz3GT_(2)有较高同源性,同属UGT80B1亚家族。多序列比对揭示了该蛋白序列包含甾醇糖基转移酶保守结构域PSBD Box和PSPG Box,预示其具有对甾体化合物3β-OH位点潜在糖基化活性。RT-qPCR结果显示,AoSGT1在芦笋根中高表达,而在茎和花中低表达。此外,SDS-PAGE结果表明,目标蛋白在大肠杆菌中以可溶性形式高效表达,其大小与预测值相符。【结论】成功克隆AoSGT1基因,并确认其在芦笋中呈现组织特异性表达,推测其可能参与芦笋甾体皂苷生物合成。同时,成功在大肠杆菌中实现了目标蛋白的异源表达。

关键词：芦笋甾体皂苷甾醇糖基转移酶基因克隆生物信息学分析 RT-qPCR 原核表达转录组

普洱茶多糖不同纯化组分的理化性质与体外抗氧化、抗肿瘤活性关系分析

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食品工业科技 2024年

作者：吴以龙税再坤王燕刘振浩王宣军字成庭云南农业大学理学院农业化学研究中心云南农业大学食品科学技术学院普洱茶学教育部重点实验室

为了探究普洱茶多糖（Pu-erh tea polysaccharides，PTPS）不同纯化组分的理化性质对体外抗氧化、抗肿瘤活性的影响，本研究以普洱生茶为原料，对PTPS进行分离和纯化，分析PTPS不同组分理化性质的变化规律，研究各组分的体外抗氧化活性... 详细信息

为了探究普洱茶多糖（Pu-erh tea polysaccharides，PTPS）不同纯化组分的理化性质对体外抗氧化、抗肿瘤活性的影响，本研究以普洱生茶为原料，对PTPS进行分离和纯化，分析PTPS不同组分理化性质的变化规律，研究各组分的体外抗氧化活性和抗肿瘤活性，并进一步通过相关性分析探究不同纯化组分理化性质变化与抗氧化、抗肿瘤活性变化的相关性。结果表明，纯化后得到的5个组分（PTPS 1～5）理化性质差异明显，随着洗脱液NaCl浓度的升高，PTPS 1～5的均一度和总糖含量表现出先升高后降低的规律性，而粒径和多分散性指数呈现出相反的规律，表现为先升高后降低；蛋白含量、糖醛酸含量和酯化程度表现出总体升高的趋势；平均分子量和Zeta电位无明显规律性。理化性质不同导致PTPS的体外抗氧化和抗肿瘤活性存在差异，Pearson相关性分析结果表明不同纯化组分的抗氧化活性与均一度、平均分子量、总糖含量、糖醛酸含量、酯化程度和多分散性指数值密切相关，而抗肿瘤活性主要与总糖含量、糖醛酸含量和酯化程度存在相关性。本研究结果可为PTPS在生物活性多糖和功能食品领域的应用提供理论支持。

关键词：普洱茶多糖纯化理化性质抗氧化抗肿瘤

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中药材提取物抑制植物病原菌研究进展

生态科学 2024年第1期43卷 265-272页

作者：杜甜甜张晨宁诸卫平舒迎花王建武冯远娇华南农业大学农业农村部华南热带农业环境重点实验室广州510642 华南农业大学资源环境学院生态学系广州510642 广州市从化区农业技术推广中心从化510900

传统的化学合成杀菌剂容易对环境及生态造成影响,而植物源杀菌剂则具备良好的生态兼容性。中药材提取物具有良好的杀菌作用,无论是用无机溶剂还是有机溶剂提取又或者是植物精油,都会表现出对目标以外的生物毒副作用小、不会造成环境污... 详细信息

传统的化学合成杀菌剂容易对环境及生态造成影响,而植物源杀菌剂则具备良好的生态兼容性。中药材提取物具有良好的杀菌作用,无论是用无机溶剂还是有机溶剂提取又或者是植物精油,都会表现出对目标以外的生物毒副作用小、不会造成环境污染等优点,中药材提取物中蕴含庞大的抑菌活性成分。但是以中药材提取物作为植物源农药在实际生产中却是相对较少的。论文介绍了中药材提取物对于植物病原菌的抑制实例、中药材提取物对植物病害的防治实例,分析中药材提取物中抑菌活性成分,归纳中药材提取物的抑菌机制,以从不同角度来了解植物源杀菌剂。期望能为植物源杀菌剂的发展提供重要科学参考,促进植物源杀菌剂在生产实际中的应用,达到减少化学药剂使用量、保护生态的目的。

关键词：中药材提取物病原菌活性成分植物源杀菌剂

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气候智慧型农业研究实践与发展路径

中国农机化学报 2024年

作者：柳平增朱珂刘力宁山东农业大学山东农业大学农业大数据研究中心农业农村部黄淮海智慧农业技术重点实验室

在探讨气候智慧型农业（CSA）的概念演进及其核心价值基础上，阐述CSA在增强农业气候适应性、韧性，推动农业可持续发展，以及促进生态文明建设中的关键作用。综合分析国外CSA在提升农业综合生产力、增强气候变化应对能力、减少农业温... 详细信息

在探讨气候智慧型农业（CSA）的概念演进及其核心价值基础上，阐述CSA在增强农业气候适应性、韧性，推动农业可持续发展，以及促进生态文明建设中的关键作用。综合分析国外CSA在提升农业综合生产力、增强气候变化应对能力、减少农业温室气体排放等方面的研究成果与实践成效，系统归纳我国CSA在政策引导、技术创新及实践探索方面的发展现状。针对我国CSA发展面临的挑战，提出构建完善的CSA发展体系、以CSA加速形成新质生产力以及深化国际合作与交流的建议，旨在为我国农业高质量可持续发展提供借鉴。

关键词：气候智慧型农业固碳减排气候适应性与韧性新质生产力发展路径

玉米南方锈病鉴别寄主筛选及其在病菌致病型研究中的应用

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植物病理学报 2024年第3期54卷 607-616页

作者：李磊福孙秋玉吕娟娟张克瑜高建孟董佳玉孙志强马占鸿中国农业大学植物病理学系北京100193 甘肃省甘谷县农业技术推广中心天水741200

由多堆柄锈菌Puccinia polysora Underw.引起的玉米南方锈病是一种暴发性和气传性的大区流行性病害,流行年份可造成严重的产量损失。病害流行主要是由病原菌毒性优势小种所致,但我国目前尚缺乏玉米南方锈菌生理小种的研究,给该病害的预... 详细信息

由多堆柄锈菌Puccinia polysora Underw.引起的玉米南方锈病是一种暴发性和气传性的大区流行性病害,流行年份可造成严重的产量损失。病害流行主要是由病原菌毒性优势小种所致,但我国目前尚缺乏玉米南方锈菌生理小种的研究,给该病害的预测预报及防治带来许多困难。本研究在温室对采自不同地区玉米南方锈菌的分离物在含已知抗性基因的自交系及骨干自交系上进行了苗期抗性鉴定,根据基于生物间遗传学方法计算的不同玉米自交系毒力频率,筛选出具有鉴别能力的‘CML470’、‘齐319’、‘F939’、‘W2D’、‘P138’、‘昌-470’、‘X178’和‘黄早四’8个自交系,构建了一套玉米南方锈菌鉴别寄主谱,并对我国玉米南方锈菌致病型进行了研究,共发现14种致病型,其中1号致病型(只能侵染黄早四)的频率最高,为0.58,其在2016年和2017年均被发现,且分布区域广,在海南,广西,广东,山东等7个省份均存在,是目前我国玉米南方锈菌的主要流行致病型,由此确定为我国玉米南方锈菌的一个新的生理小种,命名为南中1号生理小种(NZ1),这也是我国内地第一个正式命名的玉米南方锈菌生理小种。

关键词：多堆柄锈菌鉴别寄主谱毒力频率致病型生理小种

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聚乙烯微塑料对土壤养分和酶活性的影响

环境科学 2024年第6期45卷 3679-3687页

作者：梁榕何娇孙飞虎张瑞芳王鑫鑫河北农业大学资源与环境科学学院保定071001 河北省山区农业技术创新中心保定071001 国家北方山区农业工程技术研究中心保定071001 河北农业大学河北省山区研究所保定071001

微塑料污染对土壤生态系统的威胁引起了广泛关注.为了明确聚乙烯微塑料对土壤性质的影响,通过为期4个月的土壤培养试验,探究不同质量分数(1%、2.5%、5%)和粒径(30目、100目)聚乙烯微塑料对土壤化学性质、养分含量和酶活性的影响.结果表... 详细信息

微塑料污染对土壤生态系统的威胁引起了广泛关注.为了明确聚乙烯微塑料对土壤性质的影响,通过为期4个月的土壤培养试验,探究不同质量分数(1%、2.5%、5%)和粒径(30目、100目)聚乙烯微塑料对土壤化学性质、养分含量和酶活性的影响.结果表明:①100目2.5%和5%微塑料处理显著降低了土壤pH,不同质量分数和粒径聚乙烯微塑料添加对土壤电导率影响不显著.②相比于CK,添加微塑料会不同程度降低土壤速效钾、有效磷和硝态氮含量.添加100目微塑料显著增加了土壤有机质和铵态氮含量.③当微塑料粒径为100目时,相比于CK,不同质量分数处理均显著提高了土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,5%处理显著降低了土壤蔗糖酶活性.④土壤性质的变化受微塑料质量分数和粒径影响,质量分数越高、粒径越小,影响越显著.综上,聚乙烯微塑料对土壤性质的影响没有预期的明显,未来研究应重点关注不同影响所涉及的机制问题.

关键词：聚乙烯微塑料(PE MPs) 质量分数粒径土壤养分土壤酶活性

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便携式土壤土霉素提取-检测装置设计与试验

农业机械学报 2024年第4期55卷 32-39页

作者：张航高信刘倩由天艳江苏大学农业工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

土壤中土霉素(Oxytetracycline,OTC)高性能的现场分析方法对于保护生态环境安全和维护人类健康具有重要意义。针对土壤中痕量OTC的现场检测难题,设计功能集成的便携式提取-检测装置,用于土壤中OTC的现场提取与精准分析。首先,基于集成... 详细信息

土壤中土霉素(Oxytetracycline,OTC)高性能的现场分析方法对于保护生态环境安全和维护人类健康具有重要意义。针对土壤中痕量OTC的现场检测难题,设计功能集成的便携式提取-检测装置,用于土壤中OTC的现场提取与精准分析。首先,基于集成电路技术与3D建模,研制具有称量、搅拌与离心功能的便携式装置,并通过与实验室用提取装置的性能对比,验证装置的提取精度;分别以LED和便携式电化学工作站为光电化学检测的光源驱动和信号采集装置,研制便携式检测装置;进行土壤中OTC的现场分析试验。结果表明,研制的便携式装置对土壤OTC的提取精度较高,检测的线性范围为1×10^(-8)~1×10^(-6) mol/L,检出限为5.33×10^(-9) mol/L;在现场分析试验中,对土壤中OTC检测的加标回收率为92%~97%,相对标准偏差为1.8%~5.2%,且准确度得到了国标法的验证。

关键词：土壤土霉素便携式装置提取现场检测光电化学传感器

长期不同施肥和深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用及土壤钾形态的影响

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2390-2403页

作者：杨文辉罗灏程董二伟王劲松王媛刘秋霞黄晓磊焦晓燕山西农业大学资源环境学院/农业农村部有机旱作农业重点实验室

【目的】研究长期施用化肥钾、秸秆还田、有机肥配施化肥钾结合秸秆还田及其深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用效率、土壤钾形态及非交换性钾释放的影响，为合理使用钾肥和提高钾养分资源高效利用提供理论依据。【方法】于2011—2022年... 详细信息

【目的】研究长期施用化肥钾、秸秆还田、有机肥配施化肥钾结合秸秆还田及其深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用效率、土壤钾形态及非交换性钾释放的影响，为合理使用钾肥和提高钾养分资源高效利用提供理论依据。【方法】于2011—2022年在山西省晋中市进行长期定位试验，共设6个处理：不施肥（CK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、秸秆还田结合有机肥（MS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田（NPKMS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田和深翻（NPKMSD），研究不同施肥处理对作物籽粒产量、地上部钾吸收量、钾利用效率、土壤钾形态和土壤非交换性钾释放特征的影响。【结果】与NP和NPK比较，MS、NPKMS和NPKMSD提高籽粒产量6%—8%，地上部钾吸收量提高22%—43%。NPKMS和NPKMSD处理钾素农学利用效率仅为NPK和MS的50%；施肥改变了土壤剖面钾形态，2022年收获后与CK、NP和NPK处理相比，MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层速效钾含量分别提高了2.2—2.8倍，缓效钾提高了8%—10%；与NPKMS比较，NPKMSD提高了20—40 cm土层速效钾含量。基于随机森林回归模型分析表明，0—20和20—40 cm土层的速效钾与缓效钾含量能解释地上部钾吸收量的64.1%,0—20 cm土层速效钾、缓效钾含量和20—40 cm土层的速效钾含量是影响植株钾吸收的关键因子。用氯化钙浸提时NPK、MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层非交换性钾累积释放量分别是NP的1.04、1.77、1.99和1.81倍，柠檬酸浸提时则分别为1.05、1.41、1.85和1.63倍。与NPKMS处理比较，NPKMSD处理20—40 cm土层柠檬酸浸提的非交换性钾累积释放量提高17.8%，而氯化钙浸提对其非交换性钾累积释放量没有显著影响。【结论】与施用相当量的化肥钾比较，秸秆还田和有机肥能明显活化土壤钾，提高土壤有效钾和缓效钾的含量，提高钾肥利用效率。化肥钾配施有机肥结合秸秆还田会造成作物钾奢侈吸收降低钾利用效率。深翻提高根层下土层速效钾含量但对产量影响不显著。秸秆还田和有机肥明显促进土壤非交换性钾的释放速率和累积释放量，长期秸秆还田结合适量有机肥能够替代化学钾肥。

关键词：长期施肥深翻土壤钾平衡土壤钾形态非交换性钾释放玉米高粱轮作秸秆还田有机肥

种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响

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麦类作物学报 2024年

作者：孔令英张振赵俊晔石玉于振文山东农业大学农学院/小麦育种全国重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室中国农业科学院农业信息研究所农业部农业信息服务技术重点实验室

为明确种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响,以济麦22为材料,设置4种种植密度,分别为9.0×10～5株·hm-2（M1）、1.8×10～6株·hm-2（M2）、2.7×10～6株·hm-2（M3）、3.6×10～6株·hm-2（M4）,分析... 详细信息

为明确种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响,以济麦22为材料,设置4种种植密度,分别为9.0×10～5株·hm-2（M1）、1.8×10～6株·hm-2（M2）、2.7×10～6株·hm-2（M3）、3.6×10～6株·hm-2（M4）,分析不同种植密度下小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的差异。结果表明,与M1、M4处理相比,M2处理显著提高了小麦灌浆中后期旗叶叶绿素相对含量,开花后0～28 d平均最大光化学效率分别提高3.55%和4.65%,实际光化学效率分别提高10.57%和14.85%,光化学猝灭系数分别提高3.81%、8.00%,花后0～28 d旗叶平均蔗糖含量分别提高11.78%和15.74%,磷酸蔗糖含量分别提高23.95%和43.29%。M2处理的开花期和成熟期小麦干物质积累量、籽粒产量、花后光合物质积累量及其对产量的贡献率均显著高于其他处理。由此可见,适宜的种植密度能够改善宽幅播种小麦花后旗叶光合特性,促进花后光合物质生产和积累,进而获得高产。本试验条件下宽幅播种小麦以种植密度为1.8×10～6株·hm-2最优。

关键词：冬小麦宽幅播种种植密度光合特性干物质积累与转运