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小肽Ospep5对水稻耐镉性的影响

作物学报 2024年第1期50卷 67-75页

作者：李明月张文婷李阳张保龙杨立明王金彦江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所江苏南京210014 生物育种钟山实验室江苏南京210014 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037

镉(Cd)胁迫是植物面临的主要重金属胁迫之一,对植物的生长和发育产生严重的影响。尽管已有研究表明植物小肽具有缓解胁迫的作用,但水稻中镉毒害的研究很少。在前期研究中,通过翻译组、转录组和蛋白质组鉴定了一系列水稻小肽,其中发现Osp... 详细信息

镉(Cd)胁迫是植物面临的主要重金属胁迫之一,对植物的生长和发育产生严重的影响。尽管已有研究表明植物小肽具有缓解胁迫的作用,但水稻中镉毒害的研究很少。在前期研究中,通过翻译组、转录组和蛋白质组鉴定了一系列水稻小肽,其中发现Ospep5可以显著地提高水稻的耐盐性。本研究以日本晴野生型、日本晴过表达Ospep5-OX和日本晴CRISPR/Cas9突变体ospep5-3作为水稻试验材料,研究Ospep5对镉胁迫下水稻幼苗生长的影响。试验结果表明:500μmol L^(–1)CdCl_(2)处理显著抑制了水稻幼苗的形态生长和叶绿素含量,同时超氧化物歧化酶(SOD)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量和镉离子含量显著提高。与单独的镉胁迫相比,外源施加Ospep5后,可以有效缓解镉胁迫对水稻幼苗的形态生长的抑制,显著提高超氧化物歧化酶(SOD)活力,同时显著降低丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量和镉离子含量,并且能够促进耐镉基因(OsHMA2、OsHMA3、OsCAL1)的表达。总之,Ospep5通过调节水稻幼苗各种生理生化反应以及调控耐镉基因表达的方式,最终提高水稻幼苗对镉胁迫的耐受性。

关键词：水稻镉胁迫 Ospep5 幼苗生长

不同覆盖处理对菠萝园土壤代谢物和细菌群落结构的影响

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生物技术通报 2024年第7期40卷 247-258页

作者：刘传和贺涵邵雪花何秀古广东省农业科学院果树研究所农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东省果树科学与技术研究重点实验室广州510640 广东省农业科学院广州510640

【目的】探测不同覆盖处理对菠萝园土壤微生态环境的影响。【方法】以未覆盖为对照(CK),比较研究了聚乙烯地膜(PM)、无纺布(NW)和可降解地膜(BF)覆盖下菠萝营养生长期土壤理化性状、酶活性以及细菌群落结构、代谢物的差异。【结果】与C... 详细信息

【目的】探测不同覆盖处理对菠萝园土壤微生态环境的影响。【方法】以未覆盖为对照(CK),比较研究了聚乙烯地膜(PM)、无纺布(NW)和可降解地膜(BF)覆盖下菠萝营养生长期土壤理化性状、酶活性以及细菌群落结构、代谢物的差异。【结果】与CK相比,NW土壤中有效磷以及BF土壤中全氮含量显著提高;3种覆盖下土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著降低,但PM土壤的蛋白酶、BF的酸性磷酸酶活性显著提高。与CK相比,PM土壤的放线菌数量减少;NW的细菌数量增多,放线菌减少;BF土壤的真菌和细菌数量增多,放线菌减少。16S测序表明3种覆盖的细菌菌群多样性均低于CK,其中BF的菌群丰度相对最高。与CK相比,PM、NW、BF土壤共筛选到17种显著差异代谢物,主要包括糖类、有机酸、含氮化合物和醇类代谢物,3种覆盖处理中BF土壤的糖类代谢物积累最高。CCA分析表明,pH影响土壤菌群结构发生分异,土壤养分、酶活性与细菌群落结构存在正相关。【结论】3种覆盖处理中NW有利于维持营养生长期菠萝园土壤相对稳定的微生态环境。

关键词：覆盖菠萝土壤理化性状代谢物细菌群落结构

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复合酵素的贮藏稳定性及货架期研究

食品与发酵工业 2024年第1期50卷 59-66页

作者：刘恒范柳萍张涛潘牧江南大学食品学院江苏无锡214122 贵州省农业科学院生物技术研究所贵州贵阳550006

该研究采用克鲁弗毕赤酵母菌(Pichia kluyveri)和植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)共发酵制备复合酵素,旨在研究其产品经巴氏杀菌处理后的贮藏稳定性,并建立一个可靠的货架期预测模型。该实验将杀菌后的复合酵素分别放置在4... 详细信息

该研究采用克鲁弗毕赤酵母菌(Pichia kluyveri)和植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)共发酵制备复合酵素,旨在研究其产品经巴氏杀菌处理后的贮藏稳定性,并建立一个可靠的货架期预测模型。该实验将杀菌后的复合酵素分别放置在4、25、37℃恒温贮藏,测定了复合酵素的感官品质、理化性质和活性成分在贮藏期间的变化。此外,根据Arrhenius方程和零级动力学反应建立了该复合酵素的货架期模型,通过此模型对复合酵素的货架期进行预测并通过实验进行验证。实验结果表明,4℃贮藏的复合酵素pH和总酸变化幅度最小,表现出最高的稳定性,且贮藏56 d后pH值为3.41。抗坏血酸在贮藏过程中分别降低了33.10%、52.11%和77.93%,超氧化物歧化酶活力也呈现不同程度的下降趋势,且抗坏血酸对其具有一定的保护作用。色差ΔE和感官评分在4℃劣变速度最慢。根据建立的货架期模型,预测该复合酵素在常温下的货架期为184 d。在不同温度下(10、20、25℃)对该货架期模型进行验证,相对误差均在5%以下。因此,此货架期模型较为可靠。

关键词：复合酵素贮藏感官品质理化性质活性成分货架期模型

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泥鳅抗氧化活性肽的制备、鉴定及其生物活性

中国食品学报 2024年第5期24卷 223-232页

作者：窦宝杰翁南海卢静郭全友吕明生王淑军江苏海洋大学江苏省海洋生物资源与环境重点实验室江苏连云港222005 江苏海洋大学江苏省海洋生物技术重点实验室江苏连云港222005 中国水产科学院东海水产研究所上海200090

泥鳅是亚洲常见的淡水鱼,具有较高的营养和药用价值。本研究采用短小芽孢杆菌4SP5分泌的蛋白酶水解泥鳅肉糜,超滤获得不同分子质量的水解产物。其中,分子质量小于5 ku的组分的抗氧化活性最强。经G25色谱过滤纯化,LC-MS/MS测序和鉴定过... 详细信息

泥鳅是亚洲常见的淡水鱼,具有较高的营养和药用价值。本研究采用短小芽孢杆菌4SP5分泌的蛋白酶水解泥鳅肉糜,超滤获得不同分子质量的水解产物。其中,分子质量小于5 ku的组分的抗氧化活性最强。经G25色谱过滤纯化,LC-MS/MS测序和鉴定过滤组分,获得6种潜在的生物活性肽。其中寡肽AFRVPTP具有良好的DPPH自由基清除活性(IC5037μg/mL)、羟自由基清除活性、超氧阴离子清除活性(IC500.73 mg/mL)。此外,该寡肽还具有抑制α-葡萄糖苷酶的作用,IC50为15.86 mg/mL。经在线预测,该寡肽无毒性和致敏性。分子对接结果表明,AFRVPTP通过与α-葡萄糖苷酶催化域的关键氨基酸结合而发挥作用,其可与Keap1活性口袋中的关键氨基酸残基(Asn387、Arg415、Tyr334、Arg380、Gln530、Tyr525、Arg483和Ser508)相互作用,表明该寡肽具有调节体内抗氧化作用的潜力。研究结果为泥鳅的精深加工提供参考依据。

关键词：泥鳅生物活性肽抗氧化 α-葡萄糖苷酶抑制分子对接

番茄褐色皱纹果病毒（ToBRFV）云南建水分离物鉴定及全基因组序列分析

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植物病理学报 2024年

作者：肖雨晴吕高莹李树军陈永对苏晓霞杨李源滨周晓罡余大朝王田田郑宽瑜张仲凯云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所云南省农业生物技术重点实验室云南神谷科技股份有限公司

番茄褐色皱纹果病毒（tomato brown rugose fruit virus,To BRFV）近年来在全球番茄产区快速发生蔓延，造成严重的经济损失。云南建水番茄上出现疑似To BRFV感染的症状，并对周边番茄产区产生危害。本研究对云南建水田间疑似To BRFV感... 详细信息

番茄褐色皱纹果病毒（tomato brown rugose fruit virus,To BRFV）近年来在全球番茄产区快速发生蔓延，造成严重的经济损失。云南建水番茄上出现疑似To BRFV感染的症状，并对周边番茄产区产生危害。本研究对云南建水田间疑似To BRFV感染的番茄果实样品进行电子显微镜观察及RT-PCR检测鉴定，并进一步对分离株进行全基因组测序分析，构建系统进化树分析其与其它To BRFV分离株的进化关系。结果表明，从感病的番茄果实上发现杆状病毒粒体，大小约18nm×300nm，具有烟草花叶病毒属病毒的典型形态特征；用To BRFV特异性检测引物进行RT-PCR扩增得到591bp目的片段，经NCBIblast比对，与To BRFV具有最高一致率（达99%以上），将该分离株命名为To BRFV-2022-JS(GenBank登录号：OR593752)。测序发现ToBRFV-2022-JS基因组全长6 386 nt，具有4个ORFs，分别编码126 kDa和183 kDa复制酶，30 kDa运动蛋白MP和17.5 kDa外壳蛋白CP。进化树分析显示该分离株与To BRFV银川分离株（GenBank登录号：OR500698.1）的亲缘关系最近，核苷酸序列一致率为99.73%。上述结果表明云南建水番茄果实受到To BRFV感染。该结果为To BRFV在云南番茄产区的监测与防控提供了依据。

关键词：番茄褐色皱纹果病毒云南建水番茄果实病毒基因组系统进化分析

猪肺炎支原体通过抑制SPLUNC1功能破坏呼吸道炎性反应平衡

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中国农业科学 2024年第1期57卷 216-226页

作者：王海燕张珍珍倪博刘蓓蓓冯志新江苏省农业科学院兽医研究所/农业农村部兽用生物制品工程技术重点实验室/国家兽用生物制品工程技术研究中心兽用生物制品(泰州)国泰技术创新中心

【背景】猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp)通过定植猪呼吸道黏膜层，破坏呼吸道炎性反应平衡，引起炎性损伤和持续性感染。短的上腭、肺及鼻咽上皮克隆1蛋白(short palate lung and nasal epithelial clone1,SPLUNC1)是呼吸... 详细信息

【背景】猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp)通过定植猪呼吸道黏膜层，破坏呼吸道炎性反应平衡，引起炎性损伤和持续性感染。短的上腭、肺及鼻咽上皮克隆1蛋白(short palate lung and nasal epithelial clone1,SPLUNC1)是呼吸道黏膜分泌的具有重要抗菌和抗炎功能的蛋白，被认为是呼吸道黏膜面对危险信号时的“信号传感器”。【目的】从Mhp和SPLUNC1相互作用入手，分析Mhp感染对SPLUNC1表达的影响以及SPLUNC1对Mhp引起的炎性反应的调控作用，揭示Mhp引起炎性损伤的新机制，为解决Mhp持续性感染问题提供参考。【方法】利用猪肺炎支原体对猪支气管上皮细胞（porcine bronchial epithelial cells,PBECs）感染模型和猪体感染模型，通过荧光定量PCR、间接免疫荧光和Western-blotting等方法，分别检测Mhp感染后对肺脏中SPLUNC1以及体外PBECs中SPLUNC1转录和表达的影响。克隆并扩增猪源SPLUNC1基因通过酶切鉴定，构建成功SPLUNC1真核和原核表达重组质粒pCDNA3.1-SPLUNC1以及pET28a-SPLUNC1。与此同时，设计靶向SPLUNC1的siRNA干扰片段。利用体外SPLUNC1蛋白孵育、体内呼吸道黏膜SPLUNC1抗体封闭，通过Mhp CCU50检测明确SPLUNC1对Mhp体内外生长的影响。在猪支气管上皮细胞中，通过过表达或siRNA干扰SPLUNC1基因，后感染Mhp，利用Western-blotting、间接免疫荧光以及酶联免疫吸附方法，明确SPLUNC1对Mhp的黏附作用、诱导炎性因子表达以及MAPK信号通路活化的影响。【结果】Mhp感染猪后可引起肺脏实变，主要组织病理表现为肺脏炎性损伤，同时显著上调肺泡灌洗液中趋化因子CXCL8和炎性因子TNFα和IL-1β分泌。Mhp体内外感染后，体内肺脏和体外猪支气管上皮细胞中SPLUNC1的转录和表达均显著下调。以上研究表明，Mhp可诱导肺脏炎性反应，抑制SPLUNC1表达。另一方面，体外PBECs中过表达SPLUNC1后，Mhp感染引起的CXCL8表达显著减少；siRNA干扰SPLUNC1后，Mhp感染引起的CXCL8表达显著增加，表明SPLUNC1负调控Mhp感染引起的CXCL8表达。基于Mhp感染入侵呼吸道过程，本研究进一步解析SPLUNC1负调控CXCL8表达的机制。结果表明：无论是SPLUNC1和Mhp体外孵育，还是SPLUNC1抗体体内封闭，Mhp的体内外生长均未受影响；SPLUNC1的过表达或siRNA干扰对Mhp体外黏附PBECs的能力也无显著影响；过表达SPLUNC1可抑制pERK和IκBα的激活，相反SPLUNC1 siRNA干扰后，可促进pERK和IκBα的激活。以上研究证明SPLUNC1不是通过调控Mhp的生长和黏附，而是通过负调控MAPK-ERK通路的活化来调控CXCL8的表达。【结论】SPLUNC1可通过MAPK-ERK信号通路来调控炎性因子的过度表达，维护宿主炎性平衡；与此同时，Mhp感染后可通过抑制SPLUNC1的表达来破坏宿主炎性反应的平衡调控，进而引起炎性损伤。本研究为解析Mhp感染损伤机制提供依据。

关键词：猪肺炎支原体支原体-宿主相互作用炎性反应 SPLUNC1

水稻OsDR8基因的稻瘟病抗性评价及优异单倍型鉴定

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中国水稻科学 2024年

作者：张彬涛刘聪聪郭明亮杨绍华吴世强郭龙彪朱义旺青岛农业大学福建省农业科学院生物技术研究所/福建省农业遗传工程重点实验室中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所中农常乐(深圳)生物育种技术有限公司中国水稻研究所水稻生物育种国家重点实验室

【目的】水稻（Oryza sativa L.）是全球重要的主粮作物，其生产安全受到稻瘟病的严重威胁。抗稻瘟病材料的鉴定及相关抗稻瘟病基因的解析，有助于揭示稻瘟病抗性机制。本研究旨在系统创制和鉴定水稻抗稻瘟病基因OsDR8的遗传材料，并对... 详细信息

【目的】水稻（Oryza sativa L.）是全球重要的主粮作物，其生产安全受到稻瘟病的严重威胁。抗稻瘟病材料的鉴定及相关抗稻瘟病基因的解析，有助于揭示稻瘟病抗性机制。本研究旨在系统创制和鉴定水稻抗稻瘟病基因OsDR8的遗传材料，并对其进行单倍型和进化分析，以期筛选优异单倍型，探究其亚群分化，为OsDR8基因的抗病育种应用提供理论依据。【方法】本研究创制了水稻OsDR8基因的过表达株系和敲除株系，并用RO1-1和RB22稻瘟菌对过表达株系、纯合敲除株系和对应野生型材料进行稻瘟病抗病性鉴定。同时，基于水稻超级泛基因组变异图谱，进行OsDR8基因的单倍型分析和进化分析。【结果】通过对这些材料进行表型观察和稻瘟病抗性鉴定，相比野生型株系，敲除突变体株系病斑显著增大、发病叶面积占比也显著上升；而过表达株系病斑显著减小、发病叶面积占比也显著降低。结合单倍型及进化分析，表明携带优异单倍型Hap2的材料抗病性较强，籼稻亚群中94.96%材料为Hap2单倍型。【结论】OsDR8基因正调控水稻稻瘟病抗性，优异单倍型Hap2可能与籼稻群体的稻瘟病抗性较强有关。

关键词：水稻稻瘟病优异单倍型育种应用

基于转录组测序的苦瓜皂苷合成相关基因的鉴定和分析

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中国农业科学 2024年第9期57卷 1779-1793页

作者：戚仁洁宁宇刘静刘之洋徐海罗志丹陈龙正江苏海洋大学药学院/江苏省海洋生物资源与环境重点实验室/江苏省海洋药物化合物筛选重点实验室江苏海洋大学/江苏海洋生物产业技术协同创新中心江苏省农业科学院蔬菜研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室

【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源，具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因，为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料，分别在... 详细信息

【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源，具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因，为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料，分别在子房期（T1）、幼果期（T2）、商品果期（T3）和完全成熟期（T4）取果实组织，通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量，利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因。【结果】从T1到T4，苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势。转录组测序共鉴定到17 504个基因，在T1-vs-T2、T2-vs-T3和T3-vs-T4三组比较中，下调表达基因数量均高于上调表达基因数量。GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目。KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是3组比较中共同的最显著富集的代谢通路。根据表达模式可将基因划分为20个模块，其中profile 0中基因的表达量从T1到T4逐渐降低，与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致。从profile 0中鉴定出与苦瓜皂苷生物合成相关的基因14个，包括萜类骨架生物合成通路上的基因AAT1、HMG1、MVK、PMK、MVD2和FPS1，倍半萜与三萜生物合成途径中的基因SS12、SQE1和CPQ及后修饰酶基因CYP97A3、CYP71AN24、UGT94E5及UGT73C6。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果与RNA-seq结果一致。【结论】苦瓜果实中皂苷含量随着果实不断成熟而逐渐降低。苦瓜皂苷生物合成首先通过上游的萜类骨架生物合成（ko00900）代谢途径完成萜类皂苷骨架的积累，随后通过倍半萜与三萜生物合成（ko00909）代谢途径以及下游的氧化还原酶、糖基转移酶的修饰最终生成皂苷，本研究通过转录组测序共鉴定到14个与苦瓜皂苷生物合成相关的基因。

关键词：苦瓜转录组差异表达基因皂苷合成调控

利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体

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江苏农业科学 2024年第3期52卷 73-78页

作者：颜静宛陈子强周淑芬王锋福建省农业科学院生物技术研究所/福建省农业遗传工程重点实验室福建福州350003

培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非... 详细信息

培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非转基因GW2突变纯合株系。结果表明:13份T0代水稻转基因中,有28.0%~59.1%植株的GW2基因发生了突变,纯合突变株数量占总突变株数量的35.0%,双等位突变株数量占总突变株数量的14.2%,杂合突变株数量占总突变株数量的50.8%。此外,不同水稻品种发生的突变类型也略有不同。对13份T2代非转基因水稻GW2突变纯合株进行千粒质量性状的考种分析。与对应的野生型亲本品种相比,纯合突变水稻植株的千粒质量显著提高10.81%~58.22%。本研究结果极大地丰富了GW2的突变类型,为不同水稻品种的高产稳产创造了重要的种质资源,同时也为利用基因编辑提高水稻产量提供了有价值的育种信息。

关键词：水稻 CRISPR/Cas9 基因编辑粒质量 GW2基因突变