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基于UPLC-MS/MS技术的线纹香茶菜白花型与紫花型种质代谢物的比较分析

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广东农业科学 2024年第5期51卷 16-29页

作者：邱道寿罗永坚徐友阳张慧晔广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室广东广州510640 中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004 广州白云山和记黄埔中药有限公司广东广州510515

【目的】溪黄草是一种我国民间习用传统中草药,其基源植物有3~4种。现有的鉴别和考证研究认为线纹香茶菜是“溪黄草”的正品之一。广泛栽培的线纹香茶菜多为紫花型,利用代谢组学技术对获得的白花型种质与常规紫花型种质的代谢产物开展... 详细信息

【目的】溪黄草是一种我国民间习用传统中草药,其基源植物有3~4种。现有的鉴别和考证研究认为线纹香茶菜是“溪黄草”的正品之一。广泛栽培的线纹香茶菜多为紫花型,利用代谢组学技术对获得的白花型种质与常规紫花型种质的代谢产物开展比较研究,可为正品“溪黄草”种质创制、新品种选育提供依据。【方法】采用UPLC-MS/MS技术,以广泛栽培的紫花型线纹香茶菜种质为对照,比较白花型与紫花型线纹香茶菜间的差异代谢物,并进行差异代谢物富集通路分析。【结果】从两份种质检测到的868种代谢物中筛选到125种差异代谢物,其中,有67种在白花型种质中显著上调、58种表现下调。两种质的差异代谢物主要包括黄酮类、有机酸、氨基酸及其衍生物、酚酸类、生物碱、游离脂肪酸等,其中黄酮类化合物占比最高、为45.6%。黄酮类、黄酮糖苷和异黄酮三类差异代谢物在白花型种质中上调数量高于紫花型种质;而黄酮醇类化合物是两种质差异代谢物最多的类别,且多数在紫花型种质中呈显著上调。进一步通路富集分析发现,125种差异代谢物共注释到47条代谢通路,其中,显著富集的有类黄酮(Flavonoid)、异黄酮(Isoflavonoid)、花青素(Anthocyanin)、黄酮(Flavone)、黄酮醇(Flavonol)、芪类化合物(Stilbenoid)、二芳基庚烷(diarylheptanoid)和姜酚(Gingerol)生物合成及嘌呤(Purine)代谢等途径。【结论】白花型线纹香茶菜种质中黄酮类、黄酮醇类化合物含量显著多于紫花型种质,将为后期线纹香茶菜种质资源的挖掘、创制和新品种选育研究提供良好材料。

关键词：线纹香茶菜种质代谢组学 UPLC-MS/MS 代谢通路

不同水肥处理对巨菌草(Cenchrus fungigraminus)形态特征及生物量的影响

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应用与环境生物学报 2024年第2期30卷 324-334页

作者：宋思梦林冬梅张健张煜隆周扬李勋张艳彭彬刘斌林占熺福建农林大学菌草与生态学院(碳中和学院) 国家菌草工程技术研究中心福州350002 四川民族学院农学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心康定626001 四川农业大学林学院四川省林业生态工程重点实验室成都611130 福建农林大学食品科学学院福州350002

为揭示不同水分与肥力管理对巨菌草(Cenchrus fungigraminus)生长发育的影响,采用盆栽土培控水控肥设计W1-W4共4个水分梯度(25%、50%、75%、100%田间持水量)与F1-F3共3个肥力梯度(3.3、6.6、13.2 g/盆)的完全随机耦合组12组,以75%田间... 详细信息

为揭示不同水分与肥力管理对巨菌草(Cenchrus fungigraminus)生长发育的影响,采用盆栽土培控水控肥设计W1-W4共4个水分梯度(25%、50%、75%、100%田间持水量)与F1-F3共3个肥力梯度(3.3、6.6、13.2 g/盆)的完全随机耦合组12组,以75%田间持水量不施肥为对照,研究不同水肥处理下巨菌草的形态特征与生物量.结果表明:茎粗、茎秆总长、叶宽受水分、施肥显著影响(P生物量、干旱敏感指数、耐性指数及植株质量指数受水分、施肥及二者交互作用显著影响.随水分和肥力增加,巨菌草根冠比下降,地下生物量分配占比减少,其余形态指标与生物量及指数均增加.施肥可减弱巨菌草受干旱胁迫程度.各组间相比较,株高、茎粗、茎秆总长、叶长、叶宽、节间长最大值分别比平均值高出35.97%、18.26%、45.55%、14.82%、29.52%、27.58%,茎、叶、根含水率最大值分别比平均值高出34.69%、31.09%、23.10%;叶、茎、地上、地下及总生物量最大值分别比平均值高出96.46%、132.52%、114.88%、123.71%、113.04%,根冠比、茎叶比最大值分别比平均值高出139.67%、77.11%.巨菌草在正常水分(75%田间持水量)耦合中肥(6.6 g/盆)或高肥(13.2 g/盆)处理的形态特征较好,充足水分(100%田间持水量)耦合中肥(6.6 g/盆)处理的生物量积累、干旱耐性指数和植株质量指数较高.本研究表明正常水分耦合中肥与高肥、充足水分耦合中肥是巨菌草在干旱河谷生长发育与物质积累的优选水肥配比;结果可为干旱区巨菌草生长管理和植被生态恢复应用提供数据基础.(图10表1参37)

关键词：巨菌草形态特征生物量水肥耦合水分胁迫

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槲树不同发育时期胚珠石蜡切片制备体系的优化

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 64-72页

作者：祁永梁李亚鹏李世安刘克林岳涵郑为军余海胡瑞阳任俊杰欧国范张淑敏于立新孙宇涵李云北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局刺槐工程技术研究中心林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京市绿地养护管理事务中心北京102200 中国林业科学研究院华北林业研究中心北京102399 河北省洪崖山国有林场河北保定071000 平泉市国有黄土梁子林场河北承德067506

【目的】建立并优化适宜槲树子房或胚珠石蜡切片的制作体系,为后续槲树胚胎发育学研究提供技术支撑。【方法】以不同发育时期的槲树雌花为试验材料,将材料以60 d为界分为60 d前和60 d后两部分,对材料处理方式(授粉60 d前后的材料分别进... 详细信息

【目的】建立并优化适宜槲树子房或胚珠石蜡切片的制作体系,为后续槲树胚胎发育学研究提供技术支撑。【方法】以不同发育时期的槲树雌花为试验材料,将材料以60 d为界分为60 d前和60 d后两部分,对材料处理方式(授粉60 d前后的材料分别进行仅保留子房与胚珠处理)、浸蜡时间(18,24,36 h)与浸蜡条件(60℃烘箱内抽真空处理0,6,8,12 h)、切片厚度(6,8,10μm)进行优化;在此基础上,以授粉70 d样品切片为材料,对染色方法(染色液分别为5 g/L苏木精、1 g/L甲苯胺蓝和10 g/L番红-固绿)及染色时间(1,2,5,10,15 min)进行优化,建立适合槲树胚珠的石蜡切片制备体系。【结果】授粉60 d前的样品仅保留子房部分,授粉60 d后的样品仅保留胚珠,两者在50℃烘箱经甘油乙醇浸泡48 h的软化处理后,所得切片效果最佳,可避免蜡带破裂等不良现象出现。将浸蜡时间延长至36 h,并于第1次浸纯蜡过程中在60℃烘箱内先进行12 h抽真空处理,可保证发育后期体积较大材料的充分浸蜡;脱蜡前将玻片进行3 h抽真空处理,可明显降低脱片率;授粉60 d前样品的切片厚度以8μm为宜,授粉60 d及以后的样品以10μm最佳。槲树胚株石蜡切片制备时,采用5 g/L苏木精染色5 min时的制片效果最好。【结论】建立并优化了槲树不同发育时期子房或胚珠石蜡切片的制备体系,采用该优化体系可获得蜡带连续、结构完整、染色均匀、背景清晰的槲树子房或胚珠切片。

关键词：槲树胚珠胚胎发育石蜡切片制备体系

柏木属的分类地位和物种多样性研究现状与建议

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 36-45页

作者：李家亮巫大宇毛康珊四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室四川成都610065

柏木属(Cupressus L.)是柏科的模式属,1753年由卡尔·林奈在其著作《植物种志》中命名,其模式种为地中海柏木(Cupressus sempervirens L.)。但是,随着越来越多的物种得以发现和描述,以及近几十年来系统发育学和群体遗传学研究的开展,柏... 详细信息

柏木属(Cupressus L.)是柏科的模式属,1753年由卡尔·林奈在其著作《植物种志》中命名,其模式种为地中海柏木(Cupressus sempervirens L.)。但是,随着越来越多的物种得以发现和描述,以及近几十年来系统发育学和群体遗传学研究的开展,柏木属的分类地位和物种数量争议不断。2011年,Christenhusz等提出现存裸子植物新的分类系统时(即克氏裸子植物系统),柏木属(Cupressus sensu Christenhusz)的概念可涵盖4个属级类群:狭义柏木属、金柏属、北美金柏属、美洲柏木属;通常广义柏木属(Cupressus sensu lato)涵盖狭义柏木属和美洲柏木属物种;而狭义柏木属(Cupressus sensu stricto)仅包含广义柏木属中分布在旧世界的物种。基于21世纪以来国内外学者对柏木属及其近缘属的研究进展,以及笔者自身的研究和野外考察经验,笔者简要综述了该属的分类地位和物种多样性。最新的系统发育基因组学证据表明,狭义柏木属为单系群且与刺柏属互为姊妹关系,二者的共同祖先与金柏属、北美金柏属、美洲柏木属的共同祖先互为姊妹关系。对一些具争议的分类处理提出了新的见解,将Cupressus rushforthii Maerki&***降级为Cupressus austrotibetica Silba的异名,并确认剑阁柏木为大渡河柏木(Cupressus fallax Franco)和柏木(Cupressus funebris Endlicher)的杂交后代,将其拉丁名修订为Cupressus×jiangeensis ***;同时,将王氏柏木(Cupressus×wangii ***,Maerki&Rushforth)处理为剑阁柏木的异名;另外,为避免混淆,建议将西藏波密县新近发现的亚洲最高树种Cupressus austrotibetica Silba中文名修改为“西藏高柏”,将主要分布在尼泊尔的“西藏柏木”(Cupressus torulosa *** ex Lamb.)中文名恢复为“喜马拉雅柏”。根据目前的研究现状,狭义柏木属应包含14种,其中包括1个杂种。为确保未来柏木属物种划分的准确性和科学性,建议采用整合物种概念,在分类工作中综合考虑形态学、遗传学、生态学和生物地理学等多维度数据。新一代测序技术等前沿技术方法为柏木属系统分类与进化研究提供了强大工具,未来对狭义柏木属物种多样性及其演化历史的探索和理解还将进一步深入。

关键词：柏木属分类修订物种概念生物多样性

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闽楠bZIP基因家族的鉴定与表达分析

福建农林大学学报（自然科学版） 2024年第2期53卷 221-228页

作者：万露露王中煊沈军曹泽宇陈世品苏小青福建农林大学林学院福建农林大学兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室福建农林大学园艺学院福建福州350002

【目的】基于闽楠全基因组数据对bZIP(碱性亮氨酸拉链)基因家族进行鉴定,并研究其在闽楠根系水分胁迫下的作用,确定关键调控基因。为进一步探究闽楠根系抵御逆境胁迫的分子机制提供了参考。【方法】利用生物信息学方法进行系统进化、保... 详细信息

【目的】基于闽楠全基因组数据对bZIP(碱性亮氨酸拉链)基因家族进行鉴定,并研究其在闽楠根系水分胁迫下的作用,确定关键调控基因。为进一步探究闽楠根系抵御逆境胁迫的分子机制提供了参考。【方法】利用生物信息学方法进行系统进化、保守基序、基因结构、启动子顺式势作用元件以及蛋白互作分析,并通过qRT-PCR验证基因在水分胁迫下的表达模式。【结果】在闽楠基因组中共鉴定出52个bZIP转录因子,划分为10个亚家族;顺式作用元件分析表明,PbbZIP可能响应光照、生物与非生物胁迫以及生长发育等生物学过程;转录组数据分析显示,PbbZIP15在干旱/水涝胁迫下的表达量较高,PbbZIP40在干旱胁迫下的表达量较高;qRT-PCR验证结果与转录组数据基本一致。【结论】PbbZIP15和PbbZIP40是调控闽楠根系水分胁迫的2个关键基因。

关键词：闽楠 bZIP基因家族全基因组鉴定水分胁迫表达分析

骨碎补大棚栽培品与野生品的广靶代谢组学比较分析

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广东农业科学 2024年第5期51卷 30-43页

作者：邱道寿罗永坚李长发杜长江袁雪平广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室广东广州510640 中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004 广东杨帆科技农业有限公司广东仁化512399 翁源县恒之源农林科技有限公司广东翁源512637

【目的】骨碎补是一种多年生传统中药材,目前药材原料多来源于野生采集,鲜见有人工栽培的报道。因过度采集,骨碎补野生资源破坏严重,导致药材资源锐减,人工种植成为必然趋势。在探索骨碎补设施大棚栽培技术的基础上,利用代谢组学技术开... 详细信息

【目的】骨碎补是一种多年生传统中药材,目前药材原料多来源于野生采集,鲜见有人工栽培的报道。因过度采集,骨碎补野生资源破坏严重,导致药材资源锐减,人工种植成为必然趋势。在探索骨碎补设施大棚栽培技术的基础上,利用代谢组学技术开展大棚栽培药材与野生药材的靶向代谢组学比较研究,探讨栽培品与野生品主要代谢产物的差异,为骨碎补人工栽培技术推广提供依据。【方法】以骨碎补基源植物槲蕨为研究对象,采用UPLC-MS/MS分析技术对比分析设施大棚栽培3年的槲蕨根茎与其野生根茎之间的差异代谢物,并开展差异代谢物富集通路分析。【结果】从两种药材检测到的749种代谢物中筛选到100种差异代谢物,且与野生品相比,大棚栽培品中有58种代谢物含量上调、42种含量下调。这些差异代谢物主要包括黄酮类化合物、有机酸、氨基酸及其衍生物、酚酸类、生物碱、游离脂肪酸等。在大棚栽培品中,黄酮醇、黄酮碳糖苷、糖及糖类代谢物含量全部上调;而在野生品中,氨基酸及衍生物、酚酸类、溶血磷脂酰胆碱和花青素类代谢物含量上调幅度较大。通路富集分析结果显示,100个差异代谢物共注释到47条代谢通路,其中显著富集的有维生素B6代谢、芪类化合物生物合成、二芳基庚烷生物合成、姜酚的生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、半胱氨酸代谢、蛋氨酸代谢、花青素生物合成、氨酰基tRNA生物合成等途径。【结论】大棚栽培的骨碎补,其黄酮醇、黄酮碳糖苷、糖及糖类代谢物化合物含量显著高于野生品,因总黄酮被公认为主要药效成分,因此大棚栽培的骨碎补比野生品具有主效成分优势,可为骨碎补规模化设施栽培或人工栽培提供科学依据。

关键词：骨碎补槲蕨大棚栽培野生药材代谢组学黄酮

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超高效液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱鉴定灵芝中脂质成分

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菌物学报 2023年第5期42卷 1175-1184页

作者：郝宏伟陈意琪何姣李娜原成林刘勇男刘高强中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室森林资源生物技术湖南省国际科技创新合作基地岳麓山实验室微生物品种创制中心湖南长沙410004

脂质是灵芝重要活性成分之一,但目前对灵芝胞内脂质成分的构成研究甚少。本研究采用UPLC-ESI-MS/MS技术,对灵芝发酵菌体的胞内脂质构成进行分析。结果显示,灵芝细胞中共鉴定到296种脂质,其中甘油酯112种、磷脂148种、鞘脂34种和甾醇2种... 详细信息

脂质是灵芝重要活性成分之一,但目前对灵芝胞内脂质成分的构成研究甚少。本研究采用UPLC-ESI-MS/MS技术,对灵芝发酵菌体的胞内脂质构成进行分析。结果显示,灵芝细胞中共鉴定到296种脂质,其中甘油酯112种、磷脂148种、鞘脂34种和甾醇2种;甘油酯和磷脂分别占总脂质的44.70%和38.06%,鞘脂和甾醇分别占总脂质的17.08%和0.16%。分析甘油酯中主要成分为甘油三酯,占甘油酯总含量的67.36%;磷脂中主要成分为磷脂酰乙醇胺,占磷脂总含量的62.64%;鞘脂中主要成分为神经酰胺,占鞘脂总量的60.33%;此外,本研究检测出27种游离脂肪酸,其中20种为不饱和脂肪酸,相对含量为65.59%;7种为饱和脂肪酸,相对含量为34.41%。本研究系统性地分析了灵芝细胞中的脂质构成,为进一步开展灵芝细胞中脂质相关研究奠定基础。

关键词：灵芝脂质组学高效液相色谱-串联质谱

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棚栽与瓶栽金线莲的广靶代谢组学比较

亚热带农业研究 2024年第02期20卷 73-82页

作者：邱道寿罗永坚郑武林李莉广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室中南林业科技大学生命科学与技术学院怀集彩毅农业科技有限责任公司龙门县斛金缘生态农业发展有限公司

[目的]基于广泛靶向代谢组学技术，探索瓶栽和棚栽金线莲主要代谢产物的差异，为鉴别不同栽培方式的金线莲产品提供依据。[方法]以金线莲主栽品种‘红霞’为研究对象，采用UPLC-MS/MS分析技术对比了组培瓶苗驯化6月龄（瓶栽）与大棚栽培... 详细信息

[目的]基于广泛靶向代谢组学技术，探索瓶栽和棚栽金线莲主要代谢产物的差异，为鉴别不同栽培方式的金线莲产品提供依据。[方法]以金线莲主栽品种‘红霞’为研究对象，采用UPLC-MS/MS分析技术对比了组培瓶苗驯化6月龄（瓶栽）与大棚栽培6月龄（棚栽）的金线莲全草干品之间的差异代谢物，并进行了标识代谢物筛选和差异代谢物通路富集分析。[结果]（1）棚栽和瓶栽金线莲平均株高分别为11.37、9.90 cm,叶片数分别为8.75、5.75片，单株干质量分别为0.43、0.23 g,棚栽均极显著高于瓶栽；瓶栽和棚栽金线莲苷含量分别为138.75、144.75 g·kg-1,蛋白质含量分别为129.75、133.13 g·kg-1,棚栽略高于瓶栽，但两者差异不显著。（2）在两种干品中共检测到880种代谢物，从中筛选到差异代谢物89种，其中棚栽有55种上调表达、34种下调表达。含量较高的标识代谢物中，棚栽金线莲有22种，主要为黄酮醇、酚酸类和核苷酸及其衍生物等化合物；瓶栽有10种，主要为酚酸类、生物碱和游离脂肪酸等化合物。（3）通路富集分析结果显示，89种显著差异代谢物分布在48条代谢通路中，显著富集的有硫胺代谢，VB6代谢，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，生物素代谢，泛醌和其他萜类醌生物合成，黄酮和黄酮醇生物合成，嘌呤代谢，氨酰基tRNA生物合成，氰基氨基酸代谢，醚脂代谢，叶酸生物合成等途径。[结论]仅检测金线莲苷和蛋白质含量，无法区分瓶栽和棚栽金线莲产品。在差异代谢谱中，二者各有上下调表达，差异代谢物数量和含量都以棚栽金线莲具有显著优势，可为两种栽培品的鉴别提供依据。此外，在标识性代谢物中，金线莲的有效成分黄酮类、酚酸类等，也以棚栽具有显著优势，可为金线莲高质量栽培提供参考。

关键词：金线莲大棚栽培驯化瓶苗代谢组学标识代谢物

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纳米聚苯乙烯联合铀暴露对斑马鱼生长发育和运动行为的影响

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中南医学科学杂志 2024年第4期52卷 512-516页

作者：刘禹江奕欧意权赵维超丁德馨龙鼎新南华大学衡阳医学院公共卫生学院典型环境污染与健康危害湖南省重点实验室湖南衡阳421001 南华大学资源环境与安全工程学院铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001

目的探究纳米聚苯乙烯(PS-NPs)联合铀(U)暴露对斑马鱼生长发育和运动行为的影响。方法将受精后2 h的斑马鱼健康胚胎随机分为空白对照组(Con组)、U单独暴露组(U组)、PS-NPs单独暴露组(PS-NPs组)、PS-NPs与U联合暴露组(PS-NPs+U组)。记录... 详细信息

目的探究纳米聚苯乙烯(PS-NPs)联合铀(U)暴露对斑马鱼生长发育和运动行为的影响。方法将受精后2 h的斑马鱼健康胚胎随机分为空白对照组(Con组)、U单独暴露组(U组)、PS-NPs单独暴露组(PS-NPs组)、PS-NPs与U联合暴露组(PS-NPs+U组)。记录各组胚胎存活率、孵化率、畸形率。采用Image J测量幼鱼身长、头部面积、卵黄囊面积。采用斑马鱼行为监测仪监测幼鱼白天和夜间行为变化。采用qRT-PCR检测生长发育相关基因(GH、IGF、BMP)的表达水平。结果与Con组相比,U组胚胎存活率、孵化率均显著降低(P发育不良,表现为身长、头部面积减少、卵黄囊面积增加(P发育情况具有与U组相同趋势,但在行为上昼夜都展现出运动能力下降,IGF表达下调(P发育不良,并引起运动能力下降,GH、IGF、BMP表达较U组上调(P发育不良和运动能力下降,PS-NPs干扰了U的毒性作用,200μg/L的PS-NPs和150μg/L的U属于拮抗毒性。

关键词：聚苯乙烯铀斑马鱼运动行为生长发育