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巨桉C2H2锌指蛋白基因家族EgrZFP-EARs鉴定及其在非生物逆境下的表达模式分析

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农业生物技术学报 2024年第8期32卷 1792-1808页

作者：俞键烽洪家都赵爽李笑眉温丹丹程龙军浙江农林大学林业与生物技术学院/亚热带森林培育国家重点实验室

桉树(Eucalyptus spp.)是我国南方栽培的重要速生用材树种，但其抗逆性较差。含有乙烯响应元件结合因子相关两亲抑制(ethylene-responsive element binding factor-associated amphiphilic repression,EAR)基序的锌指蛋白(zinc finger protein, ZPF)转录因子成员被证明广泛参与植物对低温、高温、干旱和高盐等非生物逆境响应。本研究在全基因组范围内鉴定巨桉(Eucalyptus grandis) C2H2型ZFP的基础上，进一步分析含有EAR基序的EgrZFP-EAR成员。对这些基因的进化关系，所含EAR基序类型、数量，染色体定位和基因复制情况，以及基因、蛋白序列结构，启动子上的顺式作用元件等进行了分析。并利用转录组数据及qRT-PCR分析了EgrZFP-EAR在不同组织及低温(4℃)、高温(42℃)、干旱、NaCl (300 mmol/L)、ABA (100μmol/L)和MeJA (100μmol/L)处理下的表达模式。结果表明，巨桉中共含有118个C2H2型ZFP，其中57个为EgrZFP-EAR成员，包括54个Q-型和3个非Q-型C2H2型ZFP;EgrZFP-EAR中所含EAR基序有3种类型：LxLxL、DLNx(x)P及二者的重叠型。其中含LxLxL类型的EAR基序数量最多，共98个。基因组复制、串联重复及区段重复在这些基因扩张过程中都发挥了作用。EgrZFP-EAR启动子上分布着如逆境响应元件(stress responsive element, STRE)、干旱响应元件(dehydration responsive element,DRE)、干旱诱导的MYB结合位点(MYB-binding site, MBS)和低温响应元件(low temperature responsive element, LTRE)等多种逆境响应元件以及ABA响应元件(ABA-responsive element, ABRE)和MeJA响应元件CGTCA-motif、TGACG-motif等激素响应元件。组织表达模式大致分为4个类型：茎尖和幼叶高表达型、韧皮部高表达型、成熟木质部高表达型以及韧皮部、未成熟和成熟木质部均高表达型。而在4℃不同时间(2, 6,12, 24, 48 h)处理的巨桉幼苗叶片中，EgrZFP-EAR基因的表达分为3种类型：持续诱导型、先升后降型和低温抑制型。高温、干旱、NaCl和ABA、MeJA处理的巨桉幼苗叶片中，来自于不同亚类的12个EgrZFP-EAR基因对不同逆境因子也有不同响应。总之，EgrZFP-EAR基因响应逆境的种类和模式有很大差异，表明了其在非生物逆境胁迫下功能的复杂性。本研究结果为进一步揭示桉树的抗逆分子机制，挖掘抗逆基因资源，进行分子辅助育种提供参考。

关键词：巨桉锌指蛋白(ZFP) 乙烯响应元件结合因子相关两亲抑制(EAR)基序非生物逆境基因表达

巨桉SNAC基因家族的鉴定及其在非生物逆境下的表达分析

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农业生物技术学报 2024年第1期32卷 115-131页

作者：洪家都倪晓祥俞键烽吴梦洁赵爽程龙军浙江农林大学林业与生物技术学院/亚热带森林培育国家重点实验室

巨桉(Eucalyptus grandis)是我国南方重要用材树种，但其抗逆性较差，限制了其栽培范围的扩大和栽培效益的提高。NAC类转录因子是植物特有的转录因子家族，广泛参与植物生长、发育、代谢和逆境响应，其中非生物逆境响应相关的NAC被称为S... 详细信息

巨桉(Eucalyptus grandis)是我国南方重要用材树种，但其抗逆性较差，限制了其栽培范围的扩大和栽培效益的提高。NAC类转录因子是植物特有的转录因子家族，广泛参与植物生长、发育、代谢和逆境响应，其中非生物逆境响应相关的NAC被称为SNAC(stress-related NAC)。本研究在巨桉全基因组范围鉴定的166个NAC和文献报道的74个SNAC的基础上，通过进化分析，筛选EgrSNAC家族成员，并分析其基因、蛋白序列结构、染色体定位、共线性关系、基因重复情况和启动子的顺式作用元件，以及不同组织中的表达模式，并对巨桉幼苗进行低温、干旱、高盐、脱落酸(abscisic acid, ABA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)处理，利用qPCR分析EgrSNAC基因在这些逆境处理下的表达。结果表明，巨桉中共有22个EgrSNAC基因，分别属于ATAF、NAP和AtNAC3亚家族。除EgrSNAC20外，这些基因编码的蛋白均包含典型的NAM结构域的5个子域，对应Motif1～Motif5。22个基因分布在9条染色体上，有4个共线性基因对以及由11个EgrSNAC基因组成的2个串联重复基因区段。启动子顺式作用元件分析显示，EgrSNAC启动子上分布有多种逆境响应元件。EgrSNAC中串联重复基因的组织特异性表达模式类似。4℃低温处理不同时间的qPCR分析表明，除EgrSNAC1、EgrSNAC3和EgrSNAC22外，其他19个EgrSNAC表达均受低温诱导；对干旱有响应的有19个EgrSNAC，除EgrSNAC2、EgrSNAC5、EgrSNAC14和EgrSNAC21表达被抑制外，其他均被干旱诱导；高盐处理下，有19个EgrSNAC表达发生变化，且仅EgrSNAC21被高盐抑制。另外响应ABA(100μmol/L)处理的14个基因均被诱导；而MeJA(100μmol/L)处理下表达有变化的基因有13个为诱导型，4个为抑制型。本研究结果揭示了不同EgrSNAC基因与低温、干旱、高盐和ABA、MeJA等非生物逆境因子之间的关系，为进一步研究巨桉EgrSNAC基因资源提供了参考。

关键词：巨桉 SNAC基因家族非生物逆境表达

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山核桃根际解磷及水解复杂有机物细菌的分离

微生物学报 2024年

作者：张艳梅郑梦杰杨士杰吴权杰黄坚钦彭丽媛秦华浙江农林大学环境与资源学院碳中和学院浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江农林大学林业与生物技术学院

【目的】挖掘兼具多种促生功能的山核桃根际解磷细菌(phosphorus-mobilizing bacteria， PMBs)菌株资源，研发多功能生物有机肥，促进山核桃产业绿色、可持续发展。【方法】采用稀释涂布平板法分离获取山核桃根际PMBs，测定其生物学功... 详细信息

【目的】挖掘兼具多种促生功能的山核桃根际解磷细菌(phosphorus-mobilizing bacteria， PMBs)菌株资源，研发多功能生物有机肥，促进山核桃产业绿色、可持续发展。【方法】采用稀释涂布平板法分离获取山核桃根际PMBs，测定其生物学功能并基于16S rRNA基因同源性鉴定其分类学地位。【结果】从山核桃根际土共分离获得34株PMBs，其主要来自厚壁菌门(Bacillota)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、薄壁菌门(Gracilicutes) 4门下的10属细菌，以芽孢杆菌属(Bacillus)(12株)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)(9株)、假单胞菌属(Pseudomonas)(5株) 3属菌较多，共计占比76.47%。在含不同难溶性有机/无机磷源的培养基中接种PMBs后，产生的可溶性磷含量范围分别为：7.01-49.97 mg/L (磷酸铝)、3.61-27.11 mg/L (磷酸铁)、4.56-342.82 mg/L (磷酸三钙)、27.71-544.53 mg/L (植酸钠)和3.28-27.17 mg/L (卵磷脂)。其中23株PMBs能同时溶解难溶性无机磷和有机磷。分别有20、7、23、12、10、14、13株PMBs能产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid， IAA)、铁载体和胞外蛋白酶、β-1，3-葡聚糖酶、纤维素酶、磷酸酶及脂肪酶，其中菌株S3-6L和S3-22L具有5种生物学功能。【结论】本研究筛选到的PMBs同时具有较高溶解磷的能力和多种生物学功能，丰富了PMB菌种资源，为研发高效、绿色山核桃复合微生物菌肥奠定了基础。

关键词：山核桃根际微生物解磷细菌多功能

林冠穿透雨空间异质性及其时间稳定性特征的全球量化

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1543-1552页

作者：王倩袁川张亚峰胡彦婷王一郭立刘琴蔡忠银浙江农林大学林业与生物技术学院杭州311300 西南大学地理科学学院重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 陕西延安森林生态系统国家定位观测研究站北京100085 中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站兰州730000 中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 国际竹藤中心竹藤资源与环境研究所国家林业与草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102 四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室成都610065 南京信息工程大学地理科学学院南京210044 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500

林冠穿透雨空间异质性(即不同冠层位置穿透雨量的非均一性)及其在一定时间段内的持续性(即时间稳定性)关系着土壤水分补给数量和效率,通过影响资源有效性作用于植物个体竞争和群落演替。本研究基于关键词检索并分析整理了Web of Scienc... 详细信息

林冠穿透雨空间异质性(即不同冠层位置穿透雨量的非均一性)及其在一定时间段内的持续性(即时间稳定性)关系着土壤水分补给数量和效率,通过影响资源有效性作用于植物个体竞争和群落演替。本研究基于关键词检索并分析整理了Web of Science和中国知网数据库2000—2022年发表的554篇相关主题论文数据,量化并对比了全球不同气候带和植物功能型的穿透雨数量、空间异质性及其时间稳定性特征。结果表明:全球范围内旱区穿透雨比例(72.0%±13.6%)小于湿润(75.1%±9.3%)和半湿润区(79.9%±10.4%),热带(80.9%±14.6%)高于暖温带(74.2%±7.5%)和冷温带(74.1%±14.6%),灌木(68.9%±14.9%)小于乔木(76.7%±9.1%),但阔叶植物(75.2%±11.1%)和针叶植物(75.1%±9.9%)、常绿植物(76.7%±10.0%)和落叶植物(74.7%±11.9%)的林冠穿透雨比例接近,其空间变异系数在上述不同干湿区、温度带和植物功能型之间差异均不显著。穿透雨空间分布格局易保持相对稳定,冠层结构是影响其时间稳定性的主导因子,但缺乏不同时间尺度上典型地理单元(即地理环境条件基本一致的空间单元)之间的对比。建议未来研究通过向上延展至基于全球的空间尺度规律汇总,向下延展至基于过程的时间尺度机制分析,刻画穿透雨空间分布动态变化,并统一观测规范来增进不同研究之间的可参比性,以高效推进林冠穿透雨研究,为保护自然、管理人工、恢复受损生态系统提供生态水文依据。

关键词：穿透雨空间分布时间稳定性气候带植物功能型

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雌雄香榧嫩枝扦插生根及响应干旱的生理差异

浙江农林大学学报 2024年第3期41卷 478-485页

作者：汪小荣邱红张启香吴家胜娄和强浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学林业与生物技术学院浙江杭州311300

【目的】探究香榧Torreya grandis‘Merrillii’雌雄植株的生根差异和响应干旱胁迫的生理差异,为香榧抗干旱种质资源的培育提供科学依据。【方法】以香榧新生雌雄株枝条为材料,比较两者夏季扦插生根差异,对生根状况较一致的香榧雌雄株... 详细信息

【目的】探究香榧Torreya grandis‘Merrillii’雌雄植株的生根差异和响应干旱胁迫的生理差异,为香榧抗干旱种质资源的培育提供科学依据。【方法】以香榧新生雌雄株枝条为材料,比较两者夏季扦插生根差异,对生根状况较一致的香榧雌雄株施加聚乙二醇(PEG)模拟干旱处理,比较不同时间下香榧雌雄株幼苗的抗氧化酶活性、渗透调节物质、膜脂过氧化和活性氧质量摩尔浓度的变化。【结果】夏季扦插的香榧雄株成活率普遍高于雌株,雌雄株扦插的最佳时间不同,与7和8月相比,6月扦插的香榧雌株成活率和生根率更高,侧根数更多,而8月扦插的香榧雄株较6和7月的成活率和生根率更高,侧根数更多。在扦插相同时间下,雄株的成活率和生根率均高于雌株。干旱胁迫引起香榧叶片抗氧化酶活性发生显著变化,并扰乱其渗透调节功能和活性氧代谢平衡。在干旱胁迫下,与雄株相比,雌株具有更高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及较低的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、超氧阴离子(O^(2−))和过氧化氢(H2O2)质量摩尔浓度。【结论】夏季扦插的香榧雄株比雌株具有更高的扦插成活率。干旱胁迫下,香榧雌株能够更好地利用抗氧化系统来减少干旱胁迫引起的活性氧积累和细胞损伤,从而使香榧雌株比雄株更耐干旱。

关键词：香榧雌雄异株植物干旱胁迫植物生理

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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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森林木质残体微生物群落构建机制研究进展

林业科学 2024年第2期60卷 106-117页

作者：赵杼祺胡振宏何鲜黄志群西北农林科技大学资源环境学院、农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 福建师范大学地理科学学院福州350007 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福州350007

木质残体分解是森林碳循环过程中的重要环节,而微生物是影响其分解的关键因素,近年来,木质残体微生物群落构建机制已逐渐成为森林生态系统碳循环研究中的重要议题。然而当前对木质残体微生物构建的研究内容较为零散,基于此,本文进行了... 详细信息

木质残体分解是森林碳循环过程中的重要环节,而微生物是影响其分解的关键因素,近年来,木质残体微生物群落构建机制已逐渐成为森林生态系统碳循环研究中的重要议题。然而当前对木质残体微生物构建的研究内容较为零散,基于此,本文进行了综述。1)微生物通过在木质残体不断定殖和竞争维持了其群落的动态平衡。木质残体微生物来源主要包括残体自身、大气以及土壤。定殖过程在分解的各个阶段均会发生,主要包括微生物进入基质后发生的竞争和资源捕获。2)土壤、木质残体特性、气候是影响木质残体微生物群落形成的3个要素,三者均会作用于微生物源和定殖过程。3)土壤环境会影响其微生物群落,也会改变与其接触的残体水分和养分等特性。木质残体特性的差异会影响资源的可得性进而影响微生物群落。随着分解进行,微生物群落形成会从初期以随机过程主导转变为确定过程为主导。气候会通过温度与湿度2种气候因子作用于土壤与木质残体,表现形式主要为大气候、小气候及全球气候变化。该领域在未来研究中需要注意的问题有:1)关注早期定殖者及不同分解阶段土壤微生物优势类群对木质残体微生物群落形成过程的影响。2)加强木质残体资源变化情况与对应微生物群落中优势物种功能特性的研究。3)将木质残体分解与全球气候变化和养分循环联系起来。4)选择靶向宏基因组联用等技术辅助进行研究。综上,本文总结了森林木质残体微生物群落形成机制研究的基本思路、框架与前景,为森林生物多样性保护、生物地球化学循环功能的维持以及森林固碳提供了一定的科学参考。

关键词：森林生态系统微生物木质残体土壤分解气候变化

云杉花墨天牛与褐梗天牛在寄主红松上的生态位分布

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浙江农林大学学报 2024年第2期41卷 362-368页

作者：董奕帆于海英王蛟樊建庭浙江农林大学林业与生物技术学院生物农药高效制备技术国家地方联合工程实验室浙江杭州311300 国家林业和草原局森林和草原病虫害防治总站辽宁沈阳110034 国有清原满族自治县苍石林场辽宁抚顺113307

【目的】从垂直空间角度,明确云杉花墨天牛Monochamus saltuarius和褐梗天牛Arhopalus rusticus在红松Pinus koraiensis上的空间分布,探索这2种天牛的种间关系,为其防治措施提供理论基础。【方法】在辽宁抚顺的红松***林中同时监测到云... 详细信息

【目的】从垂直空间角度,明确云杉花墨天牛Monochamus saltuarius和褐梗天牛Arhopalus rusticus在红松Pinus koraiensis上的空间分布,探索这2种天牛的种间关系,为其防治措施提供理论基础。【方法】在辽宁抚顺的红松***林中同时监测到云杉花墨天牛与褐梗天牛成虫,且在同一株红松上能发现这2种天牛幼虫。以红松作为天牛幼虫的栖息资源,以红松的垂直高度作为资源序列,选取受天牛危害的红松立木,以40 cm为单位,研究云杉花墨天牛与褐梗天牛幼虫的形态学特征、在红松受害木上的分布位置、生态位宽度及生态位重叠度。【结果】云杉花墨天牛幼虫在红松上的分布为(87.20±8.45)头·株^(−1),褐梗天牛幼虫在红松上的分布为(24.40±2.37)头·株^(−1)。云杉花墨天牛幼虫在红松上呈正偏态分布,地上80~120 cm处分布最多,为(16.40±2.38)头·株^(−1),显著高于80 cm以下及120 cm以上高度的幼虫数量(P<0.05);褐梗天牛幼虫在红松受害木地上部分均匀分布,200~280 cm高度处数量最多,占总体幼虫数量的33.63%,显著高于120 cm以下、160~200 cm及320 cm以上的幼虫数(P<0.05);在红松受害木地下部分均未发现这2种害虫的幼虫。云杉花墨天牛幼虫和褐梗天牛幼虫的生态位宽度有一定差异,分别为0.6944和0.7576,生态位重叠指数为0.8046。【结论】云杉花墨天牛幼虫主要分布在红松树干中下部,褐梗天牛幼虫在红松树干各高度上均匀分布,两者在红松上生态位重叠较高,生态特性相似程度较高,一定程度上表明两者在红松林内有较高竞争关系。

关键词：云杉花墨天牛褐梗天牛红松寄主生态位

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蠋蝽两种不同释放方法对马尾松毛虫的林间防控效果评价

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中国生物防治学报 2024年

作者：邓婉黄科胡倩李罗秀刘清袁洁李密湖南省林业科学院国家林草局南方天敌繁育与应用工程技术研究中心湘乡市林业局湘西土家族苗族自治州林业科学研究所中南林业科技大学湘西土家族苗族自治州凤凰县林峰乡林业管理站

马尾松毛虫是我国的主要森林有害生物之一，一旦暴发成灾则会导致松树大面积死亡，蠋蝽作为一种优良的捕食性天敌昆虫已大规模扩繁成功，近几年农林烟草行业都增加了对其的田间应用效果研究应用和推广，但是在林业上如何应用于马尾松毛... 详细信息

马尾松毛虫是我国的主要森林有害生物之一，一旦暴发成灾则会导致松树大面积死亡，蠋蝽作为一种优良的捕食性天敌昆虫已大规模扩繁成功，近几年农林烟草行业都增加了对其的田间应用效果研究应用和推广，但是在林业上如何应用于马尾松毛虫的林间防控知之甚少。基于此，本研究通过林间罩笼试验和林间直接释放试验分别明确了天敌蠋蝽5龄若虫对马尾松毛虫3龄幼虫的防控效果，结果表明：在食物饱和情况下，蠋蝽5龄若虫对马尾松毛虫3龄幼虫的防控效果随着释放时间的延长显著增强，1号样地从首日的20.34%防治效果增加到49.09%；2号样地从首日的20.69%防治效果到3 d后的41.82%；虽然1号样地和2号样地生境条件等差异明显，但在同一释放时间间隔内，蠋蝽5龄若虫对于马尾松毛虫3龄幼虫的防控效果差异不显著。另外在自然条件下松林间释放蠋蝽5龄若虫后15 d时可对马尾松毛虫3龄幼虫的校正防效高达63.91%，防治效果都显著优于释放7 d后的结果，表明随着释放时间的延长，防控效果显著增强。本研究表明，天敌昆虫蠋蝽可实现对松林间的马尾松毛虫的种群控制潜能。

关键词：蠋蝽马尾松毛虫生物防治林间释放