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细胞壁转化酶调控番茄响应灰霉菌侵染的转录组分析

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热带作物学报 2024年第6期45卷 1139-1156页

作者：付兰平辛曙丽刘永华朱国鹏海南大学园艺学院/海南省热带园艺作物品质调控重点实验室海南海口570228 保亭黎族苗族自治县农业服务中心海南保亭572316 海南大学三亚南繁研究院海南三亚572022

由死体营养型病菌(necrotrophic pathogen)灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染引起的灰霉病是番茄生产上的常见病害,可导致番茄大面积减产甚至绝收。蔗糖分解代谢在植物抗病中发挥着重要作用,不仅可为植物防御反应提供碳骨架和能量,还可... 详细信息

由死体营养型病菌(necrotrophic pathogen)灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染引起的灰霉病是番茄生产上的常见病害,可导致番茄大面积减产甚至绝收。蔗糖分解代谢在植物抗病中发挥着重要作用,不仅可为植物防御反应提供碳骨架和能量,还可通过信号途径调控抗病基因的表达。研究表明,分解蔗糖的细胞壁转化酶(cell wall invertase,CWIN)可增强植物对死体营养型病害的抗性。然而,目前尚无CWIN对番茄灰霉病抗性影响的相关研究。本研究以CWIN活性上调的转基因番茄(RNAi/R)及野生型番茄(WT/W)为材料,对其叶片进行灰霉菌(Bc)离体接种,研究CWIN对番茄灰霉病抗性的影响,同时对接种后12、60 h的叶片进行取样,通过转录组测序初步阐明CWIN调控番茄灰霉病抗性的分子机制。结果表明:(1)提高番茄CWIN活性可增强番茄叶片对灰霉病菌的抗性。(2)KEGG注释表明,接种12 h的DEGs(W-Bc-12 h-vs-R-Bc-12 h)共获得5个显著性富集通路,包括次生代谢物生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)、代谢途径(metabolic pathways)、DNA复制(DNA replication)、淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)以及甾族化合物生物合成(steroid biosynthesis);接种60 h的DEGs(W-Bc-60 h-vs-R-Bc-60 h)则未发现显著性富集通路,表明接种早期是CWIN调控番茄抗病性的关键时期。(3)植物-病原菌互作图分析表明,参与超敏反应和防御相关基因诱导的富含亮氨酸重复(LRR)受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因FLS2和热激蛋白基因HSP90在接种后的RNAi叶片中上调,其可能是CWIN增强番茄抗病性机制中的重要基因。(4)植物激素信号通路和MapMan作图分析表明,接种后RNAi番茄的抗病激素茉莉酸(JA)和乙烯(ET)信号途径上调,同时水杨酸(SA)信号途径减弱,表明其可能共同作用提高RNAi番茄的抗病性。此外,接种后RNAi番茄叶片的生长促进激素生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)信号途径增强,而衰老促进激素脱落酸(ABA)信号途径减弱,这样可以抑制病菌侵染期间细胞的死亡,从而阻止死体营养型病菌灰霉病菌从死亡寄主细胞上获得必要的养分用于侵染。此外,MapMan作图还揭示接种后RNAi番茄叶片在细胞壁增厚、蛋白水解、活性氧(氧化还原状态和过氧化物酶)、次生代谢物方面也得到极大的加强,这些途径均有助于提高番茄的抗病性。综上,提高CWIN活性可增强番茄灰霉病抗性,转录组分析不仅验证已有的CWIN抗病分子机制,如细胞壁加厚、活性氧积累和超敏反应(HR)、抗病激素积累(SA和JA/ET)、病程相关蛋白(如HSP和PR)和次生代谢物的合成(如植物毒素和多酚等)等,而且还挖掘出一些新的CWIN抗病机制,包括生长促进激素(IAA和CTK)和衰老促进激素(ABA)信号途径和蛋白水解途径。研究结果可为下一步利用基因工程、分子育种等现代生物技术手段提高番茄灰霉病抗性提供理论指导。

关键词：细胞壁转化酶灰霉菌(Botrytis cinerea) 番茄转录组测序抗病基因

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施肥调控对设施甜瓜生长与产量、品质的影响

新疆农业科学 2024年第3期61卷 599-606页

作者：梁其干张浩胡国智陈积豪冯烔鑫曹庆王敏符小发闫淼高强张学军周勃王豪杰新疆农业科学院海南三亚农作物育种试验中心海南三亚572014 新疆农业科学院哈密瓜研究中心乌鲁木齐830091 海南省农业科学院蔬菜研究所海南海口571100

【目的】研究海南省设施栽培条件下长效肥对甜瓜生长发育及产量品质的影响。【方法】以甜瓜品种纳斯密为供试材料,设置不施肥(CK)、长效肥(K_(1))、长效肥(K_(2))、长效肥(K_(3))、常规施肥(CF)共5个处理。在设施栽培条件下施用长效肥... 详细信息

【目的】研究海南省设施栽培条件下长效肥对甜瓜生长发育及产量品质的影响。【方法】以甜瓜品种纳斯密为供试材料,设置不施肥(CK)、长效肥(K_(1))、长效肥(K_(2))、长效肥(K_(3))、常规施肥(CF)共5个处理。在设施栽培条件下施用长效肥普乐特(17-17-17)≥51%,在甜瓜伸蔓期、花果期、成熟期调查作物的农艺生长指标,成熟期测定甜瓜产量和品质指标,并测定土壤养分和植株各器官的氮、磷、钾含量。【结果】5个施肥处理中,CF处理的产量与裂果率均高于其它处理,CF和长效肥K 1处理品质高于其它处理。长效肥各处理甜瓜植株氮、磷、钾积累量低于CF处理。【结论】综合产量、裂果率及品质特征,长效肥(K 1)可保证设施甜瓜正常生长并达到较高的商品产量和品质。

关键词：甜瓜长效肥养分产量品质

甘薯PEBP基因家族鉴定以及影响甘薯块根发育候选PEBP基因的鉴定

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热带作物学报 2024年第3期45卷 459-472页

作者：黄哲瑞辛曙丽赵添刘永华朱国鹏海南大学三亚南繁研究院海南三亚572022 海南大学园艺学院/海南省热带园艺作物品质调控重点实验室海南海口570228 保亭黎族苗族自治县农业服务中心海南保亭572316

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)在植物中广泛存在,在调控开花、种子休眠以及地下储藏器官(如马铃薯块茎和洋葱鳞茎)形成中发挥着重要作用。但目前有关甘薯(Ipomoea batatas)PEBP基因家族成员的研究较少,且尚未有研究系统揭示调控甘薯块根... 详细信息

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)在植物中广泛存在,在调控开花、种子休眠以及地下储藏器官(如马铃薯块茎和洋葱鳞茎)形成中发挥着重要作用。但目前有关甘薯(Ipomoea batatas)PEBP基因家族成员的研究较少,且尚未有研究系统揭示调控甘薯块根发育的关键PEBP家族成员。本研究首先通过生物信息学分析对甘薯基因组中PEBP基因家族成员的数量和种类进行鉴定,然后通过PEBP基因表达的组织特异性分析、PEBP基因在不同发育时期块根中表达水平的动态变化及其与糖转运蛋白SWEET基因表达水平之间的相关性分析,系统筛选出调控甘薯块根发育的候选PEBP基因家族成员并初步揭示其可能的调控机制。结果如下:(1)从甘薯基因组中共鉴定出15个PEBP基因,聚类分析将其分为4个亚家族:5个FT-like成员(IbFT1~5)、6个TFL1-like成员(IbTFL1~6)、2个MFT-like成员(IbMFT1~2)和2个PEBP-like成员(IbPEBP1~2)。(2)聚类分析结果表明,IbFT5可能会促进甘薯块根发育,而IbTFL3可能会抑制其块根发育。(3)甘薯PEBP基因表达的组织特异性分析表明,在根系高表达的PEBP基因中,只有IbFT5、IbTFL4和IbTFL6不仅在根系的表达水平高于在其他组织中的表达水平,而且和根系中其他PEBP家族成员的表达水平相比,这3个基因的表达水平也是最高的,因此推测这3个PEBP基因可能会促进块根膨大。(4)对上述2种方法得到的4个候选PEBP基因(IbFT5、IbTFL3、IbTFL4和IbTFL6)在不同发育时期块根(定植后30、60、90、120 d)中的表达水平测定结果表明,随着块根的发育,IbFT5、IbTFL4、IbTFL6的表达水平显著上升,特别是在块根快速膨大期(60~90 d),而IbTFL3的表达水平在块根快速膨大期(60~90 d)则快速下降。因此,IbFT5、IbTFL4、IbTFL6可能促进块根发育,而IbTFL3则可能抑制块根发育。(5)伴随着IbFT5、IbTFL4、IbTFL6的表达水平的升高,块根中高表达的5个SWEET基因中有4个(IbSWEET4、IbSWEET11、IbSWEET16和IbSWEET19)的表达水平均呈现不断下降的趋势,这与马铃薯的研究结果相似,表明甘薯PEBP基因可能也是通过抑制SWEET蛋白活性,从而促进糖分通过更高效率的共质体转运途径向块根进行运输最终促进块根发育。综上,本研究不仅确定了甘薯基因组中PEBP基因家族成员的数量和种类,而且还筛选出4个可能影响甘薯块根发育的候选PEBP基因,为进一步提高我国甘薯的产量提供理论依据。

关键词：甘薯 PEBP基因家族生物信息学组织表达特异性块根发育

指向高阶思维的初中物理实验探究学历案设计研究——以摩擦力的大小与哪些因素有关为例

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文山学院学报 2024年第2期37卷 115-120页

作者：张保雷胡家光中国人民大学附属中学三亚学校海南三亚572000 文山学院人工智能学院云南文山663099

实验探究是初中物理学习的重要内容,是获取物理知识的重要手段,也是提升学生学科核心素养和思维能力的重要方法。文章提出了指向高阶思维培养的实验学习路径、实验探究学历案的关键栏目和学历案的编制路径。并以“探究—摩擦力的大小与... 详细信息

实验探究是初中物理学习的重要内容,是获取物理知识的重要手段,也是提升学生学科核心素养和思维能力的重要方法。文章提出了指向高阶思维培养的实验学习路径、实验探究学历案的关键栏目和学历案的编制路径。并以“探究—摩擦力的大小与哪些因素有关”为例,展示了指向高阶思维培养的初中物理实验探究学历案关键栏目的具体撰写方法。

关键词：初中物理实验学历案设计高阶思维摩擦力

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萨仁“南海调神”针法经验浅析

中国针灸 2024年第10期44卷 1177-1180页

作者：唐青青李铁李霞杨宁张世苹张凯强萨仁长春中医药大学针灸推拿学院海军军医大学中医系崖州区梅山卫生院中医康复科三亚市中医院针灸一科

从理论依据、选穴特点、针刺手法、针刺时间方面浅析萨仁“南海调神”针法临床经验。萨仁遵循“调神为首、交通阴阳、整体施治”的针灸临床指导思想，结合现代医学理论知识，提出新“三才”头部针刺技术。将施术部位定在头部“神庭穴与... 详细信息

从理论依据、选穴特点、针刺手法、针刺时间方面浅析萨仁“南海调神”针法临床经验。萨仁遵循“调神为首、交通阴阳、整体施治”的针灸临床指导思想，结合现代医学理论知识，提出新“三才”头部针刺技术。将施术部位定在头部“神庭穴与百会穴连线即头正中线（督脉）及其左右旁开0.5寸”的范围，分别为神庭（天部）、募阳（人部）、百会（地部），均为一名三穴。治疗时强调针向病所、配合动态针刺、重视长时留针，常用于治疗脑病、中枢神经系统损伤后症状等。

关键词：针灸调神 “南海调神”针法三才穴名医经验萨仁

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定植早期多效唑处理对甘薯块根发育及其蔗糖代谢的影响

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热带作物学报 2024年第4期45卷 772-782页

作者：赵添辛曙丽黄哲瑞刘永华朱国鹏海南大学园艺学院/海南省热带园艺作物品质调控重点实验室海南海口570228 保亭黎族苗族自治县农业服务中心海南保亭572316 海南大学三亚南繁研究院海南三亚572022

施用多效唑(PBZ)可显著提高甘薯块根产量并改善其品质,同时蔗糖分解酶在甘薯块根发育中发挥着重要的调控作用。但目前尚不清楚PBZ调控甘薯块根发育的生理生化机制,更不清楚蔗糖代谢在其中发挥的具体作用。本研究以海南鲜食甘薯主栽品种... 详细信息

施用多效唑(PBZ)可显著提高甘薯块根产量并改善其品质,同时蔗糖分解酶在甘薯块根发育中发挥着重要的调控作用。但目前尚不清楚PBZ调控甘薯块根发育的生理生化机制,更不清楚蔗糖代谢在其中发挥的具体作用。本研究以海南鲜食甘薯主栽品种高系14为材料,研究栽培早期(定植后20~30 d)喷施PBZ对其块根产量、单薯鲜重和单株结薯数,以及不同发育阶段(定植后30、60、90、120 d)块根中的淀粉和可溶性糖(葡萄糖、果糖和蔗糖)含量、蔗糖分解酶活性及其基因家族成员表达水平的影响,以明确PBZ调控甘薯块根发育的蔗糖代谢相关生理生化机制。结果表明:(1)PBZ可通过提高块根单薯鲜重而不是单株结薯数来增加甘薯产量,同时还可以增加块根中的可溶性糖含量和淀粉含量,改善块根品质;但PBZ的增产和改善品质的效果仅发生在处理后的定植早期(定植后30~60 d),在定植后期(定植后90~120 d),PBZ处理对产量和品质无显著影响。(2)PBZ处理显著增加块根的蔗糖合成酶(Sus)、细胞壁转化酶(CWIN)和细胞质转化酶(CIN)活性,但对液泡转化酶(VIN)活性无显著影响。与CWIN和CIN相比,Sus活性上升的时间更早、幅度更大,即PBZ处理下Sus的活性在定植后30 d即显著上升,而CWIN和CIN的活性在定植后60 d才显著上升;在其他时期(特别是定植后期),PBZ处理对Sus、CWIN和CIN活性均无显著影响。(3)对Sus、CWIN和CIN基因表达量的测定表明,在块根中表达的5个Sus基因(IbSus2、IbSus5~7和IbSus9)的表达量在块根发育早期(定植后30 d)均受到PBZ的显著诱导。此外,在块根中表达的7个CIN基因中有3个CIN基因(IbCIN3、IbCIN7和IbCIN8)、在块根中表达的3个CWIN基因中有2个(IbCWIN2和IbCWIN4)基因的表达水平在定植后60 d受到显著诱导。但在其他时期(特别是定植后期),PBZ处理对相关基因家族成员表达水平均无显著影响。结合前人的研究结果,推测PBZ处理下Sus表达和活性增加的时间更早、幅度更大,可以促进淀粉的快速积累和块根的快速膨大,而随后CWIN和CIN表达和活性的上升则可增加块根中的可溶性糖含量,改善甘薯品质,同时为淀粉的合成和块根的膨大提供一定的能量供应。本研究还鉴定出上述3种蔗糖分解酶基因家族中受PBZ诱导表达的特定成员。PBZ对甘薯块根产量、品质、蔗糖分解酶活性及其基因表达水平的影响主要发生在PBZ处理后的短时期内,随着时间的延长,PBZ对上述指标的影响逐渐消失。因此,生产上为了提高甘薯产量,有必要在全生育期进行PBZ处理。上述研究结果可为下一步通过品种选育和栽培措施等手段实现优质、高产甘薯生产提供理论依据。

关键词：甘薯多效唑蔗糖代谢蔗糖分解酶块根发育

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28份木薯种质苗期耐水淹性初步评价

热带作物学报 2024年第4期45卷 691-702页

作者：刘慧转曹敏唐丽宋记明李均一冯亚亭骆凯陈银华海南大学三亚南繁研究院海南三亚572025 海南大学热带农林学院海南海口570228 海南省农业科学院农业环境与土壤研究所海南海口571100 云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所云南保山678000

木薯(Manihot esculenta Crantz)作为热带地区第三大粮食作物,是世界近六亿人的口粮。木薯主要栽培于热带地区,常受到雨季水淹的危害,导致产量和品质严重下降,筛选耐水淹木薯种质具有重要意义。为研究不同木薯种质苗耐水淹性差异,采用... 详细信息

木薯(Manihot esculenta Crantz)作为热带地区第三大粮食作物,是世界近六亿人的口粮。木薯主要栽培于热带地区,常受到雨季水淹的危害,导致产量和品质严重下降,筛选耐水淹木薯种质具有重要意义。为研究不同木薯种质苗耐水淹性差异,采用盆栽模拟苗期水淹胁迫的方法,对水淹胁迫6 d下28份木薯种质的株高增长量、叶绿素相对含量、相对电导率和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性进行测定,采用变异系数分析、方差分析、相关性分析、主成分分析和隶属函数分析对其苗期耐水淹性进行综合评价。结果表明:28份木薯种质耐水淹性存在较大的差异,水淹胁迫显著抑制了15份种质生长(P<0.05),不同木薯种质对水淹胁迫的响应机制并不一致。相关性分析结果表明:株高增长量和叶绿素相对含量呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数为0.253;叶绿素相对含量和相对电导率呈极显著负相关关系(P<0.01),相关系数为0.266。主成分分析结果显示:前4个主成分可代替6个指标的82.85%贡献率,其中第I主成分的载荷主要是CAT,第II主成分的载荷主要是株高增长量,第III主成分的载荷主要是SOD,第IV主成分的载荷主要是叶绿素相对含量。通过隶属函数综合分析,28份木薯种质耐水淹性从强到弱依次为琼中1号、SC6068、SC201、ME191、M-F532、GR891、C222、GR3、F2000、罗勇80、46-12、GR5、KU58、H660、SC5、F03P、M-GR911、CH20、M-F671、COL713、老板2号、JG1301、GR911、E407、F274、SC8、M-SC5、泰国。本研究结果将为木薯耐水淹性新品种培育和耐水淹机理研究提供理论基础和材料支持。

关键词：木薯种质耐水淹性生理响应隶属函数分析

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新工科背景下应用型本科院校大数据分析课程群建设研究

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产业与科技论坛 2024年第14期23卷 237-239页

作者：谭瑞梅周显春许燕龙郭倩三亚学院社会学院三亚学院信息与智能工程学院

针对应用型本科院校面临着如何构建适应时代发展的课程群的问题,本文以大数据分析课程建设为例,对应用型本科院校大数据分析课程群的建设进行了研究。深入分析了大数据分析在应用型本科院校中的重要性和发展趋势,并提出了大数据分析课... 详细信息

针对应用型本科院校面临着如何构建适应时代发展的课程群的问题,本文以大数据分析课程建设为例,对应用型本科院校大数据分析课程群的建设进行了研究。深入分析了大数据分析在应用型本科院校中的重要性和发展趋势,并提出了大数据分析课程群的构建原则和方法,并给出了大数据分析课程群建设方案。在此基础上,本研究对大数据分析课程群的应用效果进行了评估,发现该课程群的建设可以有效提升学生的学习和实践能力,增强学生的综合素质,并为学生的就业创造了良好的条件。

关键词：新工科应用型本科院校大数据分析课程群建设

基于稀疏线阵协方差矩阵重构的DOA估计方法研究

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信号处理 2024年第7期40卷 1266-1273页

作者：徐文成李秀坤于歌哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地海南三亚572024

相比均匀线阵(Uniform Linear Array,ULA),相同阵元数目下稀疏线阵(Sparse Linear Array,SLA)的抗耦合效应更好,阵列孔径更大,到达方向(Direction of Arrival,DOA)估计的自由度(Degrees Of Freedom,DOF)更高,因而近年来得到了广泛的研究。为了可以进行高DOF的DOA估计,学者们开始研究SLA的差分虚拟阵元,差分虚拟阵元对应的协方差矩阵相比原阵元对应的协方差矩阵维度更大,因而估计的DOF更高。当SLA的差分虚拟阵元连续取值时,可以利用已有阵元的接收信息,得到SLA的协方差矩阵,在该矩阵的基础之上构建差分虚拟阵元的协方差矩阵进而进行DOA估计。然而,当SLA的差分虚拟阵元存在孔洞时,即差分虚拟阵元不能连续取值时,不能直接利用重构的协方差矩阵进行DOA估计,需要恢复完全增广协方差矩阵的信息再进行DOA估计。对于该问题,本文基于矢量化后原协方差矩阵和虚拟差分阵协方差矩阵的误差分布情况,并结合完全增广协方差矩阵的低秩特性和半正定特性来构建优化问题。通过求解该问题来恢复维度更高的完全增广协方差矩阵。最后对该矩阵进行奇异值分解,利用多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法就可以获得多源的空间谱。本文最后通过数值仿真试验验证了所提算法可以实现高DOF的DOA估计,并且相比于现有算法,本文所提算法对欠定DOA估计的效果更好,多源DOA估计的精度更高,产生的误差更小。

关键词： DOA估计稀疏线阵协方差矩阵低秩矩阵重构