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锦鸡儿属灌木阻止干旱草地沙漠化生态过程

生态学报 2024年第4期44卷 1680-1691页

作者：解李娜吴祺琪王宇萌张明伟何鹏马成仓天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室天津300387

纵观全球沙漠化的研究进展,从宏观上研究沙漠化现状和后果的报道较多,对沙漠化内在过程的综合研究较少,灌木在阻止干旱区草原沙漠化中的生态作用缺乏研究。研究假设:在干旱地区,灌木的存在提高土壤营养水平,提升土壤保水能力,促进林下... 详细信息

纵观全球沙漠化的研究进展,从宏观上研究沙漠化现状和后果的报道较多,对沙漠化内在过程的综合研究较少,灌木在阻止干旱区草原沙漠化中的生态作用缺乏研究。研究假设:在干旱地区,灌木的存在提高土壤营养水平,提升土壤保水能力,促进林下植物和土壤生物群落,进而减轻风蚀和固结土壤,这些相互联系的生态过程共同阻止了草原沙漠化。为了验证上述假设,我们以内蒙古阿拉善地区的荒漠化草原为样地,研究锦鸡儿属灌木的固土能力、提高土壤保水能力、改善土壤营养能力和促进生物群落能力,从生物、土壤、水分和沙物质运动等多过程来探讨锦鸡儿属灌木在阻止草原沙漠化中的作用。目的是弄清灌木阻止干旱草地沙漠化的生态过程。在阿拉善荒漠化草原区,锦鸡儿属灌木盖度大约为12.40%。在100 m^(2)的土地上现有灌木固土2.01 m^(3),固土效率为167 cm^(3)/g鲜重,每年灌木生长可以增加固土能力0.264 m^(3)/100 m^(2)土地。锦鸡儿属灌木提高了土壤湿度(灌丛效应SE=0.120)和土壤对雨水的保持能力(SE 0.155),改善了土壤营养(有机质SE 0.234、有效氮SE 0.338、有效磷SE 0.256和有效钾SE 0.089),增加了植物群落的物种丰度、多度、植株高度和生物量(SE 0.298)以及土壤生物(微生物和线虫)群落的物种丰度和多度(SE 0.302),提高了土壤酶活性(碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶,SE 0.191-0.365)。综合分析表明锦鸡儿属灌木通过保水(路径系数PC=0.43)、增肥(PC 0.39)、促进植物(PC 0.34)和土壤微生物群落(PC 0.20),以及它们共同导致的固土效应等多个相互联系的生态过程阻止干旱草原转变为沙漠。在防止沙漠化的不同过程中,5个锦鸡儿属灌木种各有优劣,这可能是这些种共存于荒漠区的原因之一。灌木作为极端干旱荒漠区的主要植被,在阻止干旱地区草地沙漠化中发挥着重要作用。

关键词：灌木荒漠化草原沙漠化固沙土壤水分土壤营养生物群落

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旱柳对土壤纳米二氧化钛与镉单一及共存体系的响应特征

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生态学杂志 2024年

作者：王玥睿王思源朱珺张炫宇陈春源王若曦宋佳怡邹金华天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室

镉(Cd)是一种长期存在于自然界的剧毒重金属元素。纳米二氧化钛(TiO2NPs)是一种新型纳米材料，由于其特殊的表面性质，TiO2NPs在各个领域得到广泛应用，不可避免地进入到环境中与Cd共存，Cd和TiO2NPs在土壤中共存必定会对植物产生一系... 详细信息

镉(Cd)是一种长期存在于自然界的剧毒重金属元素。纳米二氧化钛(TiO2NPs)是一种新型纳米材料，由于其特殊的表面性质，TiO2NPs在各个领域得到广泛应用，不可避免地进入到环境中与Cd共存，Cd和TiO2NPs在土壤中共存必定会对植物产生一系列的影响。本研究以广泛栽种的旱柳无性系植株为材料，通过形态学、细胞学、亚细胞学观察及生理生化指标的测定，研究土壤中Cd和TiO2NPs单一及共存处理对旱柳的影响。结果表明：Cd和TiO2NPs单独处理时抑制旱柳生长发育，产生过氧化损伤，降低光合作用，改变组织和亚细胞中的分布。Cd和TiO2NPs共存时，低浓度的TiO2NPs会通过改变Cd的亚细胞分布而降低Cd的生物毒性，缓解Cd对旱柳的过氧化损伤和光合作用的抑制作用；而高浓度的TiO2NPs则会提高Cd在细胞器组分中的分布，加重植物Cd毒性而抑制植物生长。因此，合适浓度的TiO2NPs能缓解环境Cd胁迫对旱柳的毒害作用，提高其植物修复效率。这将为旱柳应用于植物修复实践提供了一定的理论基础。

关键词：旱柳镉纳米二氧化钛植物修复

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外源钙缓解小麦幼苗盐胁迫的作用机制

生物技术通报 2024年第1期40卷 207-221页

作者：焦进兰王文文介欣芮王华忠岳洁瑜天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室天津300387

【目的】探究自噬参与调控外源钙维持盐胁迫下小麦幼苗稳态的机制,为进一步揭示植物盐胁迫应答机制提供分子证据。【方法】以小麦品种河农6425为材料,通过水培培养小麦幼苗,利用叶绿素荧光、组织原位染色、荧光定量PCR、激光共聚焦显微... 详细信息

【目的】探究自噬参与调控外源钙维持盐胁迫下小麦幼苗稳态的机制,为进一步揭示植物盐胁迫应答机制提供分子证据。【方法】以小麦品种河农6425为材料,通过水培培养小麦幼苗,利用叶绿素荧光、组织原位染色、荧光定量PCR、激光共聚焦显微镜等生理及分子生物学技术开展研究。【结果】150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制小麦幼苗生长,导致光系统II(photosystem II, PSII)受损,抗氧化能力减弱,细胞活力降低,自噬活性升高。随着NaCl处理时间的延长,小麦幼苗根和叶片中的自噬小体显著增多,细胞程序性死亡(programmed cell death, PCD)水平升高。正常条件下,外源施加Ca^(2+)对小麦幼苗根和叶片中自噬小体数量没有明显影响。而在NaCl胁迫下,外源Ca^(2+)处理能够在一定时间内维持NaCl胁迫诱导的自噬维持在促存活的水平,减少PCD。【结论】Ca^(2+)通过调控小麦幼苗根和叶片的自噬水平限制PCD的规模,缓解NaCl胁迫对小麦幼苗的损伤。

关键词：小麦盐胁迫外源Ca^(2+) 细胞自噬细胞程序性死亡

水稻组蛋白H1三突变体的创建和转录组学分析

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生物技术通报 2024年第4期40卷 85-96页

作者：杨淇魏子迪宋娟童堃杨柳王佳涵刘海燕栾维江马轩天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室天津300387

【目的】组蛋白H1对于染色质高级结构的维持和稳定具有重要作用,研究水稻H1对基因表达的影响,为深入理解水稻H1的生物学调控功能提供依据。【方法】通过半定量RT-PCR与RT-qPCR对水稻4个H1基因进行表达分析,利用CRISPR技术创建水稻H1基... 详细信息

【目的】组蛋白H1对于染色质高级结构的维持和稳定具有重要作用,研究水稻H1对基因表达的影响,为深入理解水稻H1的生物学调控功能提供依据。【方法】通过半定量RT-PCR与RT-qPCR对水稻4个H1基因进行表达分析,利用CRISPR技术创建水稻H1基因编辑植株,鉴定突变体表型,对突变体进行转录组学分析。【结果】水稻4个H1基因的表达比较广谱,在根中的表达较低;在T_(0)代CRISPR突变体筛选过程中发现H1.1-H1.4发生多种突变;在T_(1)代筛选到一株Osh1.1 Osh1.3 Osh1.4纯合三突变体,该三突变体具有多种发育缺陷,成为转录组分析的材料;进一步在T_(2)代得到三突和四突群体,该群体约25%为白化苗,植株生长迟缓,在响应干旱胁迫方面发生缺陷;对三突变体进行转录组学分析,鉴定到1055个差异表达基因,显著上调的基因约为下调基因的2.5倍,说明H1可能具有抑制基因表达的功能。【结论】在突变体中,光合作用、胁迫响应、氨基酸代谢和RNA代谢等多种途径均发生调控紊乱;其中,核糖体蛋白和光合作用相关基因显著上调,与干旱胁迫相关的脱氢酶基因显著下调。核糖体途径基因过量表达可能造成蛋白质稳态失调,导致植物发育缺陷。

关键词：水稻组蛋白H1 CRISPR 转录组测序 RT-qPCR

小麦烯醇化酶基因ENO2的可变翻译分析和原核表达

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生物技术通报 2024年第5期40卷 112-119页

作者：张娜刘梦楠屈展帆崔祎平倪嘉瑶王华忠天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室天津300387

【目的】鉴定重要农作物小麦(Triticum aestivum L.)上参与糖酵解的烯醇化酶家族成员ENO2编码基因TaENO2,分析TaENO2的可变翻译特征及产物蛋白的烯醇化酶活性。【方法】采用生物信息学方法鉴定小麦基因组中的TaENO2基因;选择1个TaENO2... 详细信息

【目的】鉴定重要农作物小麦(Triticum aestivum L.)上参与糖酵解的烯醇化酶家族成员ENO2编码基因TaENO2,分析TaENO2的可变翻译特征及产物蛋白的烯醇化酶活性。【方法】采用生物信息学方法鉴定小麦基因组中的TaENO2基因;选择1个TaENO2为代表,以原生质体为受体通过外源表达方法分析该基因的可变翻译产物,通过原核表达和亲和层析过程纯化该基因的重组蛋白产物并测定其烯醇化酶活性。【结果】小麦的六倍体基因组中含有3个部分同源的TaENO2基因,3个基因的产物蛋白含有保守的烯醇化酶活性中心,编码烯醇化酶蛋白序列第94位甲硫氨酸残基(M94)的ATG密码子(ATG^(M94))是潜在的内部可变翻译起始位点。在原生质体中,外源导入的TaENO2表达出定位于细胞质和细胞核的全长产物烯醇化酶和定位于细胞核的N端截短产物转录抑制因子TaMBP-1两种蛋白,而外源导入的突变ATG^(M94)后的TaENO2基因只表达全长产物烯醇化酶。获得了纯度较高的可溶性重组蛋白GST-TaENO2,该重组蛋白在体外能够催化由2-磷酸-甘油酸(2-PGA)向磷酸烯醇丙酮酸(PEP)转变的烯醇化酶反应。【结论】小麦基因组含有3个烯醇化酶ENO2编码基因TaENO2。在外源表达的情况下,TaENO2表现可变翻译特征,可分别从第一起始密码子和内部ATG^(M94)密码子处起始表达出全长形式的烯醇化酶蛋白和N端截短形式的TaMBP-1蛋白。原核表达的重组蛋白GST-TaENO2具有体外烯醇化酶活性。

关键词：小麦烯醇化酶 ENO2 可变翻译原核表达

水稻黄化早抽穗突变体hz1的基因鉴定及功能分析

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生物技术通报 2024年第7期40卷 125-136页

作者：庞梦真徐汉琴刘海燕宋娟王佳涵孙丽娜姬佩梅尹泽芝胡又川赵晓萌梁闪闪张泗举栾维江天津师范大学生命科学学院天津300387 天津市动植物抗性重点实验室天津300387

【目的】水稻的抽穗期对水稻地域适应性及水稻产量至关重要,对水稻抽穗期基因进行鉴定及功能分析,可以为水稻育种提供优异的基因资源。【方法】通过BSA-seq方法对一个黄化早抽穗突变体hz1(huangzao1)进行基因定位克隆及连锁分析;利用RT-... 详细信息

【目的】水稻的抽穗期对水稻地域适应性及水稻产量至关重要,对水稻抽穗期基因进行鉴定及功能分析,可以为水稻育种提供优异的基因资源。【方法】通过BSA-seq方法对一个黄化早抽穗突变体hz1(huangzao1)进行基因定位克隆及连锁分析;利用RT-qPCR技术分析目的基因HZ1的表达谱,并用水稻原生质体瞬时转化查明HZ1的亚细胞定位;对突变体的抽穗期、叶绿素含量、过氧化氢含量等生理指标进行测定,详细分析其表型变化。【结果】田间表型观察发现hz1表现早抽穗,长日照(long-day,LD)及短日照(short-day,SD)条件下hz1的抽穗期相同,分别比野生型(wild type,WT)早抽穗43 d和26 d,表明hz1是一个光周期不敏感的突变体。同时hz1表现黄化表型,相比WT,叶绿素含量下降。遗传分析表明hz1由隐性单基因控制,F2混池高通量测序将目的基因定位于水稻第6染色体上17.8 Mb区间内,分析发现该区间内一个T-DNA插入位点LOC_Os06g40080与hz1目标性状完全连锁,LOC_Os06g40080为已知的SE5基因,编码血红素加氧酶1(heme oxygenase 1,HO1)。HZ1/SE5在叶片中高表达,在LD及SD条件下具有昼夜节律性表达。亚细胞定位发现HZ1/SE5蛋白定位于叶绿体中。表达调控分析表明HZ1/SE5主要通过调控水稻成花素Hd3a和RFT1的表达来调控水稻的抽穗期;并通过调控叶绿素合成途径相关基因的表达水平影响水稻叶绿素水平变化。【结论】黄化早抽穗突变体hz1由于血红素加氧酶编码基因SE5突变导致其对光周期不敏感,HZ1/SE5基因通过调控水稻成花素基因及叶绿素合成途径相关基因的表达而影响水稻的抽穗期及叶片的黄化。

关键词：水稻黄化早抽穗突变体基因克隆血红素加氧酶1

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鱼用降肝脂益生菌的筛选及鉴定

天津师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 56-61页

作者：刘洪瑞王涛孙家塍张晓月孙金生左志晗天津师范大学生命科学学院天津300387 天津师范大学天津市动植物抗性重点实验室天津300387

为了获得具有预防及缓解鱼类脂肪肝作用的益生菌,以从半滑舌鳎肠道中分离出的13株水产动物肠道菌为实验菌株,通过体外产胆盐水解酶能力检测,获得产胆盐水解酶能力较强的菌株.将13株菌株进行斑马鱼的饲喂与浸浴实验,测定斑马鱼的体质量... 详细信息

为了获得具有预防及缓解鱼类脂肪肝作用的益生菌,以从半滑舌鳎肠道中分离出的13株水产动物肠道菌为实验菌株,通过体外产胆盐水解酶能力检测,获得产胆盐水解酶能力较强的菌株.将13株菌株进行斑马鱼的饲喂与浸浴实验,测定斑马鱼的体质量和肝脏中甘油三酯含量并进行肝脏油红O染色切片观察,对于可高效降解斑马鱼肝脏脂肪的菌株进行分子鉴定和系统发育树构建.结果显示,菌株ND-1和U3的产胆盐水解酶能力最强,其次是菌株SC-03和YA6.菌株ND-1和YA6的胆固醇去除率分别为89.76%和89.69%;菌株M4和U3的胆固醇去除率分别为80.26%和76.39%.菌株YZ-02、U2、SC-04和ND-1可以减轻斑马鱼的体质量,菌株SC-01、YZ-02、U3和SH-1可以降低斑马鱼肝脏中的甘油三酯含量,菌株YZ-01、ND-1和U3可有效缓解斑马鱼肝脏中脂滴的沉积.综合来看,菌株U3和ND-1对斑马鱼肝脏脂肪肝的降脂效果最好,分子鉴定和系统发育树构建结果表明,ND-1可与马胃葡萄球菌(Staphylococcus equorum strain Y15,JX134628)聚为一支,置信度为100%,菌株U3能够与鼠李糖乳酸杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus strain 5681,MT463591)聚为一支,置信度为98%.

关键词：降脂益生菌斑马鱼脂肪肝水产养殖

拟南芥不同dcl突变体中tsRNA的表达分析

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天津师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 13-18页

作者：张有伟杨柳马轩天津师范大学生命科学学院天津300387 天津师范大学天津市动植物抗性重点实验室天津300387

为了解拟南芥中Dicer-like蛋白对tRNA衍生的小RNA(tRNA-derived small RNAs,tsRNAs)的产生有何影响,对拟南芥野生型和不同Dicer-like(DCL)基因突变体进行tRNA-seq测序,并分析tsRNA和tRNA的表达量.结果显示,DCL4基因突变后tsRNA的表达量明显降低,说明DCL4可能参与tsRNA的产生.拟南芥tRC1位点(Chr1:21268000-21310000)具有大量串联分布的tRNA序列,通过对RNA介导的甲基化(RdDM)途径相关基因CLSY1突变体中tRC1位点的24 nt siRNA和tsRNA进行分析,推断tRC1位点的tsRNA受RdDM途径负调控.综上,本研究鉴定到DCL4在tsRNA生成中的潜在作用,部分tsRNA的生成与RdDM途径有关.

关键词：拟南芥 tsRNA Dicer-like蛋白 tRNA测序

次苷酸查尔酮对LPS诱导的RAW264.7细胞iNOS和COX-2表达的影响

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中国药理学通报 2024年第2期40卷 397-399页

作者：王萌高盼微罗子娟常惠琳张玥袁庆柴丽娟天津中医药大学组分中药国家重点实验室方剂学教育部重点实验室天津市中药药理学重点实验室天津301617

补骨脂为豆科植物补骨脂(Psoraleacorylifolia L.)果实,具有温肾助阳、温脾止泻的功效[1],临床上被用于治疗皮肤病、肾炎、骨折等[2-3]。次苷酸查尔酮(corylifol A,CYA)是中药补骨脂的活性成分之一,是一种异黄酮类化合物,具有抗炎、抗... 详细信息

补骨脂为豆科植物补骨脂(Psoraleacorylifolia L.)果实,具有温肾助阳、温脾止泻的功效[1],临床上被用于治疗皮肤病、肾炎、骨折等[2-3]。次苷酸查尔酮(corylifol A,CYA)是中药补骨脂的活性成分之一,是一种异黄酮类化合物,具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗骨质疏松的特性[4-5]。有研究表明,CYA能明显抑制破骨细胞的分化,且能明显降低LPS诱导的巨噬细胞一氧化氮(NO)的生成[6-7]。

关键词：次苷酸查尔酮 RAW264.7 脂多糖 iNOS COX-2 NO