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基因编码的细胞器钙指示剂研究进展

中国科学:生命科学 2024年第08期 1386-1407页

作者：谷文佳钟梓铱张涵涵张晓嫣王友军北京师范大学生命科学学院生物系抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室北京师范大学生命科学学院生物系细胞增殖及调控生物学教育部重点实验室

真核细胞中的内质网、线粒体等含钙细胞器,是细胞钙信号系统的重要组成部分.揭示这些细胞器中的钙离子动态及稳态有着重要的生理和病理意义.与化学钙探针相比,细胞器特异性表达的基因编码的钙指示剂(genetically encoded Ca2+indicator,... 详细信息

真核细胞中的内质网、线粒体等含钙细胞器,是细胞钙信号系统的重要组成部分.揭示这些细胞器中的钙离子动态及稳态有着重要的生理和病理意义.与化学钙探针相比,细胞器特异性表达的基因编码的钙指示剂(genetically encoded Ca2+indicator, GECI)的定位更准确,使用更简便,因而具有很广阔的应用前景.本综述系统梳理了现有的线粒体、内质网、高尔基体、细胞内囊泡以及溶酶体等几种细胞器GECI的研究进展.总结了现有工具的优缺点,展望有待进一步优化的方向,旨在为今后细胞器GECI的开发及优化提供助力.

关键词：细胞器钙指示剂钙成像细胞器钙信号

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工农业副产物添加对棕壤的改良研究

环境保护与循环经济 2024年第1期44卷 63-67页

作者：何美婧李滨卉吴延楠贺海升沈阳师范大学生命科学学院辽宁沈阳110034 沈阳师范大学实验教学中心辽宁沈阳110034

由于不当农艺措施等人为因素影响,辽宁省棕壤区土壤发生酸化,需要添加改良剂予以阻控。以农田棕壤为研究对象,选取工业矿渣(煤矸石和膨润土矿渣)、秸秆(玉米秸秆、花生秸秆)、菌糠(平菇菌糠、金针菇菌糠)等6种常见的工农业生产副产物作... 详细信息

由于不当农艺措施等人为因素影响,辽宁省棕壤区土壤发生酸化,需要添加改良剂予以阻控。以农田棕壤为研究对象,选取工业矿渣(煤矸石和膨润土矿渣)、秸秆(玉米秸秆、花生秸秆)、菌糠(平菇菌糠、金针菇菌糠)等6种常见的工农业生产副产物作为改良剂,采用室内恒温培养的方法,考察了工农业生产副产物对酸化棕壤的影响。结果表明:添加秸秆、菌糠和工业废弃物均可一定程度上改良土壤的酸度,使土壤pH提高0.29~0.79个单位;添加改良剂可不同程度改变土壤净硝化作用,但影响不大;改良剂的添加有效增强了土壤磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性。综合而言,农业生产副产物更适合酸化棕壤的改良。

关键词：酸化棕壤改良剂硝化作用土壤酶活性

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RNAi在水稻病虫害防控中的应用研究进展

浙江师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：饶玉春吴日成刘富远戴若惠浙江师范大学生命科学学院

近年来,来自病原微生物和各类害虫的威胁限制了水稻的生长发育和稳产,亟需一种绿色可控的技术进行有效的生物防治. RNAi技术能够使病虫害相关基因表达下调,具有特异性强、安全性高等优点,相较于化学农药防治,RNAi技术大大降低了非靶标生... 详细信息

近年来,来自病原微生物和各类害虫的威胁限制了水稻的生长发育和稳产,亟需一种绿色可控的技术进行有效的生物防治. RNAi技术能够使病虫害相关基因表达下调,具有特异性强、安全性高等优点,相较于化学农药防治,RNAi技术大大降低了非靶标生物(non-target organisms,NTOs)的危害.在农业领域,RNAi技术被寄予厚望,誉为“农药史上的第三次革命”.通过查阅国内外相关文献,并分析、归纳后,综述了近年来RNAi在水稻抗病毒中的作用研究进展,重点阐述了水稻抗病虫害领域应用的最新研究成果,并针对RNAi沉默效率低、稳定性差等问题提出了不同RNAi的增强策略,为实现水稻病虫害精准高效的防治提供现实依据.

关键词： RNAi 水稻病虫害防控作用模型策略

铜镍单一及复合胁迫对柳叶马鞭草光合和叶绿素荧光的影响

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草原与草坪 2024年

作者：郭鑫上海师范大学生命科学学院

【目的】揭示柳叶马鞭草幼苗对铜、镍单一及复合胁迫的适应能力。【方法】采用沙培盆栽法，以柳叶马鞭草为试验材料，研究不同铜浓度（0、300、600、900、1500 mg/kg）、镍浓度（0、300、600、900、1500 mg/kg）、铜镍复合浓度（0、300... 详细信息

【目的】揭示柳叶马鞭草幼苗对铜、镍单一及复合胁迫的适应能力。【方法】采用沙培盆栽法，以柳叶马鞭草为试验材料，研究不同铜浓度（0、300、600、900、1500 mg/kg）、镍浓度（0、300、600、900、1500 mg/kg）、铜镍复合浓度（0、300、600、900、1500 mg/kg）对柳叶马鞭草幼苗光合、荧光参数及叶绿素含量的影响。【结果】随铜、镍单一及复合胁迫程度增加，株高、叶长、叶宽、叶面积、根系活力、叶绿素和类胡萝卜素均先升后降，并在Cu.300、Ni.300、Cu+Ni.300时达到最大；蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、水分利用效率、气孔限制值均降低，并在Cu.1500、Ni.1500、Cu+Ni.1500时降至最小；胞间CO2浓度持续升高，说明非气孔因素限制了光合作用；除非光化学淬灭系数上升外，其余荧光参数（潜在光化学活性、最大光化学效率、光合电子传递速率、光化学淬灭系数和光化学量子产量）均降低；根、茎、叶中Cu2+、Ni2+含量显著增加，且根＞叶＞茎，当Cu.1500、Ni.1500、Cu+Ni.1500时，根系Cu2+、Ni2+含量分别为2461.27、1506.21、2080.14 mg/kg Cu2+)和1469.45 mg/kg(Ni2+)。【结论】柳叶马鞭草对铜、镍单一及复合胁迫有较强的耐受性，且吸收与积累的Cu2+、Ni2+多在根部。

关键词：柳叶马鞭草铜胁迫镍胁迫铜镍复合胁迫荧光参数

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锌硒处理对镉胁迫水稻的影响

分子植物育种 2024年

作者：徐安琪陈美凤罗林李宛蔚秦樊鑫贵州师范大学生命科学学院贵州师范大学贵州省植物生理与发育调控重点实验室

为了缓解水稻镉毒害，以‘南粳9108’为试验材料并采用水培试验方法，在镉胁迫条件下，研究不同浓度锌硒(Zn-Se)处理对水稻吸收镉及缓解镉毒害的影响。在0.5 mg/L镉的胁迫下，随着培养时间延长，高浓度Zn-Se处理比单一施加高浓度Zn或Se... 详细信息

为了缓解水稻镉毒害，以‘南粳9108’为试验材料并采用水培试验方法，在镉胁迫条件下，研究不同浓度锌硒(Zn-Se)处理对水稻吸收镉及缓解镉毒害的影响。在0.5 mg/L镉的胁迫下，随着培养时间延长，高浓度Zn-Se处理比单一施加高浓度Zn或Se降低水稻根系对Cd吸收效果更显著；而施加低浓度Zn-Se处理比单一施加Zn或Se在水稻地上部更易富集Cd。Zn-Se处理使水稻根、茎、叶中镉的醋酸提取态(FHAc)、盐酸提取态(FHCl)和氯化钠提取态(FNaCl)含量增加，乙醇提取态(FE)和去离子水提取态(FW)降低，水稻中镉的化学形态由毒性较高的乙醇提取态(FE)和去离子水提取态(FW)向活性较低、迁移能力较弱的氯化钠提取态(FNaCl)转化。施加Zn-Se显著抑制水稻对K元素的吸收，而对P、Ca、Fe元素的吸收显著增加。此外，Zn-Se处理显著增加了水稻相对含水量，显著降低了水稻的水稻株高和SPAD值。由此可见，适当浓度的Zn-Se联合使用是一种抑制水稻对镉的吸收、降低镉毒害的有效手段。

关键词：锌硒镉化学形态吸收转运水稻

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中国松嫩平原盐碱土固碳潜力过程及机理研究

中国农业资源与区划 2024年第1期45卷 129-138页

作者：王艺璇王珂曲鲁平姜世成邵长亮中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 山西大学生命科学学院太原030006 福建农林大学林学院福州350002 东北师范大学生命科学学院吉林长春130024

[目的]通过2019—2021年对松嫩平原盐碱地土壤呼吸的监测,探究盐碱土是否存在净碳吸收过程,明确盐碱土碳吸收在区域碳循环中的作用和地位。[方法]文章基于纯盐碱地原位土壤呼吸的3年连续监测,探究盐碱地土壤CO_(2)通量动态变化及其环境... 详细信息

[目的]通过2019—2021年对松嫩平原盐碱地土壤呼吸的监测,探究盐碱土是否存在净碳吸收过程,明确盐碱土碳吸收在区域碳循环中的作用和地位。[方法]文章基于纯盐碱地原位土壤呼吸的3年连续监测,探究盐碱地土壤CO_(2)通量动态变化及其环境响应。[结果](1)松嫩平原盐碱地除碳释放外存在阶段性碳吸收,不同年份盐碱土发生碳吸收的时间和强度不一致。(2)2019年和2021年土壤碳吸收主要发生在夜间,两次间歇性碳吸收分别发生于生长季初期和末期,其强度与土壤温、湿度显著相关,是由水分参与下的NaCO_(3)转化为NaHCO_(3)的化学性吸碳。(3)松嫩平原盐碱土在水淹期间存在连续性碳吸收,水淹状态下的吸碳来源于温度梯度驱动的大气CO_(2)形成水合二氧化碳的物理性吸碳。[结论](1)生长季的不同时期,松嫩平原盐碱土有着不同的碳吸收模式和强度。(2)土壤水分是影响盐碱土夜间间歇性吸碳的关键因素,温差是影响水淹吸碳的重要驱动力,随着温差加大,土壤碳吸收加强。(3)2019年和2021年夜间土壤碳吸收的最大值分别为-0.31μmol CO_(2)m^(-2)s^(-1)和-0.75μmolCO_(2)m^(-2)s^(-1);2020年和2021年淹水期间碳吸收最大强度为-1.51μmol CO_(2)m^(-2)s^(-1)和-1.27μmol CO_(2)m^(-2)s^(-1)。(4)松嫩平原盐碱土的规律性固碳可为生态系统年净碳吸收贡献15%。不考虑土壤碳吸收的空间异质性,其每年的碳吸收潜力预计可达0.37TgCa^(-1)。

关键词：盐碱土土壤呼吸夜间吸碳水淹松嫩平原

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拟南芥伤害诱导的钙信号传递模式的研究

首都师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：冯长鑫刘禹卿王晓蒋亚云陈洁婷侯聪聪李乐攻首都师范大学生命科学学院

为了研究植物系统性钙信号的产生和传递，本研究采用化学损伤和机械损伤等刺激方式，利用能够实时记录细胞质中游离钙离子浓度变化的GCaMP6s荧光指示器，观察并比较拟南芥叶片受到刺激后产生的钙离子信号变化，系统地记录和分析不同损... 详细信息

为了研究植物系统性钙信号的产生和传递，本研究采用化学损伤和机械损伤等刺激方式，利用能够实时记录细胞质中游离钙离子浓度变化的GCaMP6s荧光指示器，观察并比较拟南芥叶片受到刺激后产生的钙离子信号变化，系统地记录和分析不同损伤诱导的钙离子信号在植物体内的长距离传递模式。结果显示，水滴加到拟南芥叶表面会引起较为微弱的钙信号产生，沿叶片发育顺序传递。化学刺激和损伤刺激诱导的钙信号主要由损伤组织产生并传递至临近叶片，其中强酸刺激和切除叶片时，植物体内钙离子信号的长距离传递速度较快。不同类型的伤害信号导致植物钙信号在长距离传递的速度、强度和模式上存在差异，表明植物采用多样的长距离信号传导方式以适应环境变化。

关键词：拟南芥化学损伤机械损伤钙信号长距离信号传导

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代谢工程产2′-岩藻糖基乳糖的研究

食品与发酵工业 2024年第2期50卷 329-334页

作者：涂班策黄广文黄明珠刘斌陈雪岚江西师范大学生命科学学院国家淡水鱼加工技术研发专业中心江西南昌330027 江西师范大学健康学院江西南昌330027

人乳低聚糖(human milk oligosaccharide,HMO)是存在人母乳中的重要组成成分,与婴儿的健康和发育密切相关。2-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)是HMO中含量最丰富的成分,具有显著的营养价值和药用价值,如促进婴儿大脑发育、提... 详细信息

人乳低聚糖(human milk oligosaccharide,HMO)是存在人母乳中的重要组成成分,与婴儿的健康和发育密切相关。2-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)是HMO中含量最丰富的成分,具有显著的营养价值和药用价值,如促进婴儿大脑发育、提高婴儿免疫力等。现如今合成2′-FL的方法有直接提取、化学合成、酶促合成以及微生物发酵法,但前3种方法存在诸多限制及不足,微生物发酵法成为最有潜力的方法。该文对利用微生物进行改造从而提高2′-FL产量的研究进行了综述,以期为相关研究者提供参考。

关键词：人乳低聚糖 2′-岩藻糖基乳糖微生物发酵代谢工程 futC

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芦苇群落水体质量与芦苇转录本的相关性

生态学报 2024年第2期44卷 819-831页

作者：张茜崔继鹏王紫瑶李利崔素霞首都师范大学生命科学学院北京100048 植物基因资源与低碳环境生物技术北京市重点实验室北京100048

芦苇(Phragmites australis)是广生态幅多年生水生植物,在全球分布极广。芦苇能够适应并生长在极端环境,如盐碱地、重金属污染地等,这种巨大的环境忍耐能力使得芦苇成为研究植物环境适应性的模式物种,并逐渐成为植物学和生态学等领域的... 详细信息

芦苇(Phragmites australis)是广生态幅多年生水生植物,在全球分布极广。芦苇能够适应并生长在极端环境,如盐碱地、重金属污染地等,这种巨大的环境忍耐能力使得芦苇成为研究植物环境适应性的模式物种,并逐渐成为植物学和生态学等领域的研究热点。目前,北京自然和人工湿地中大量栽植芦苇,其主要功能是净化水体、稳定水体自净能力。为深入了解水体质量对芦苇转录本的影响及二者之间的相关性,首先对北京及河北白洋淀共计32个采样点的8项水质指标进行了检测。结果表明,32个采样点的水体整体处于污染状态,主要污染物为总氮(TN)和生物需氧量(BOD),并且水质均略偏碱性,且具有高氮(N)、高磷(P)、高BOD和高化学需氧量(COD)等特征。主成分分析(PCA)表明8项水质指标间具有相关性,可被降至3个维度,第一维度是BOD/COD/高锰酸盐指数(CODMn);第二维度是TN/氨氮(NH3-N)/总磷(TP);第三维度是pH/溶解氧(DO)。对水质指标与芦苇叶片RNA-seq转录本进行皮尔森系数相关性分析,筛选出247个与水质指标相关的转录本。其中,232个基因(93.9%)的转录水平与水质指标呈现正相关性。经实验室单一因子或双因子验证确定了PB.4621.1(编码GMP合酶)和PB.12079.1(编码LEA14蛋白)两个基因更适合用于监测水体中的氮和磷水平。研究为后续芦苇监测水质技术的开发与利用奠定了理论基础。

关键词：芦苇水质指标水体质量转录组相关性

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