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烟草SHMT基因家族鉴定与非生物胁迫诱导表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：李童邓智超刘涛薛瑾李伟郭永峰中国农业科学院烟草研究所中国农业科学院研究生院

丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase， SHMT)是一种磷酸吡哆醛依赖酶，在植物一碳代谢途径、光呼吸和非生物胁迫过程中有着重要作用。为挖掘参与烟草抗逆胁迫的SHMT基因家族成员，本研究从烟草基因组中共鉴定到16个SHM... 详细信息

丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase， SHMT)是一种磷酸吡哆醛依赖酶，在植物一碳代谢途径、光呼吸和非生物胁迫过程中有着重要作用。为挖掘参与烟草抗逆胁迫的SHMT基因家族成员，本研究从烟草基因组中共鉴定到16个SHMT基因，命名为NtSHMT 1-NtSHMT 16。系统进化分析发现，NtSHMT基因家族成员可划分为4个亚家族，分别为Group I、II、III和IV。基因结构和蛋白保守基序分析表明，同一亚家族内成员在进化上具有较高的保守性。启动子分析发现，大部分NtSHMT成员的启动子区域包含ABA (Abscisic acid)、JA (Jasmonic acid)等激素诱导元件和与胁迫响应相关的顺式作用元件。表达模式分析发现，NtSHMT基因表达具有明显的组织特异性，在干旱、盐和冷胁迫处理下，有10个NtSHMT基因受干旱胁迫诱导表达，有4个NtSHMT基因受盐胁迫诱导表达，有2个NtSHMT基因受冷胁迫诱导表达。上述研究表明NtSHMT基因家族成员在非生物胁迫响应中起到重要作用。

关键词：烟草丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)基因家族表达分析非生物胁迫

生物炭负载氨氮对土壤碳排放、酶活性及微生物群落的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3533-3542页

作者：杨如意董艳红肖鑫徐艳丽况帅宋文静董建新郑学博中国农业科学院烟草研究所农业农村部烟草生物学与加工重点实验室青岛266101 中国农业科学院研究生院北京100081 山东省农业技术推广中心济南250003

土壤氮输入形式显著影响土壤CO_(2)排放.生物炭负载氨氮作为一种新型氮输入形式,既降低了农田化学氮肥投入,又减少了环境治理成本,其对推动国家化肥零增长、农田面源污染防治和实现国家“碳达峰”、“碳中和”目标意义重大.通过室内培... 详细信息

土壤氮输入形式显著影响土壤CO_(2)排放.生物炭负载氨氮作为一种新型氮输入形式,既降低了农田化学氮肥投入,又减少了环境治理成本,其对推动国家化肥零增长、农田面源污染防治和实现国家“碳达峰”、“碳中和”目标意义重大.通过室内培养试验,设置不施肥(CK)、单施化学氮肥(CF)、生物炭配施化学氮肥(BF)和生物炭负载氨氮(BN)这4种处理,研究了不同氮输入形式对土壤碳排放、酶活性及微生物群落的影响.结果表明,与CF相比,BF显著提高了累计碳排放量(66.24%),而BN未见显著性差异.值得注意的是,BN累计碳排放量较BF处理显著降低了35.28%.与CF和BF相比,BN处理β-葡萄糖苷酶,过氧化物酶,多酚氧化酶活性显著提高了20.25%和5.20%,36.72%和36.19%,90.36%和61.36%.与CF相比,BF处理提高了微生物群落丰富度和群落多样性,BN处理降低了微生物群落丰富度.与BF相比,BN处理变形菌门相对丰度降低了11.16%,放线菌门和拟杆菌门相对丰度分别提高了8.12%和5.83%.对微生物群落结构影响最大的土壤因子是木糖苷酶活性,绿弯菌门相对丰度与纤维二糖水解酶活性极显著相关;芽单胞菌门相对丰度与β-葡萄糖苷酶活性极显著相关;变形菌门相对丰度与累计碳排放量呈极显著相关.综上所述,生物炭负载氨氮较生物炭配施化学氮肥显著减少了累计碳排放量,其减排效果更优.研究结果将有利于国家“双碳战略”落地、生物天然气产业健康发展、国家绿色种养循环农业体系构建和国家化肥零增长战略实现.

关键词：生物炭负载氨氮生物炭累计碳排放量酶活性微生物群落

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茶叶中手性农药残留分析与风险评估研究进展

茶叶科学 2024年第3期44卷 363-385页

作者：胡月宁亚婷黎洪霞罗逢健尹荣秀张新忠中国农业科学院茶叶研究所浙江杭州310008 中国农业科学院研究生院北京100081 贵州省农业科学院茶叶研究所贵州贵阳550006

手性农药存在一个或多个对映体,其对映体在生物活性、毒性、环境行为、降解代谢等方面可能存在差异。茶叶作为三大无酒精饮品之一,其质量安全问题备受关注。虽然目前更关注手性农药外消旋体残留总量,但随着分析技术的发展,同时为了更好... 详细信息

手性农药存在一个或多个对映体,其对映体在生物活性、毒性、环境行为、降解代谢等方面可能存在差异。茶叶作为三大无酒精饮品之一,其质量安全问题备受关注。虽然目前更关注手性农药外消旋体残留总量,但随着分析技术的发展,同时为了更好地发挥药效、减少残留及对非靶标物危害,充分了解茶叶中手性农药对映体的立体选择性行为,分析在茶叶中的残留降解规律,建立对映体的残留限量标准显得尤为重要。综述了茶叶中手性农药对映体残留检测技术现状,如液相色谱法、气相色谱法和超临界流体色谱法等方法,并对手性农药对映体在茶叶中的残留降解行为和风险评估进行归纳和展望,为后续深入开展茶叶中手性农药对映体的相关研究提供借鉴。

关键词：茶叶手性农药对映体残留分析风险评估

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中国粮食增产的贡献分解与路径分析

科技导报 2024年第16期42卷 26-39页

作者：王怡婷文姝蓉果文帅钟钰中国农业科学院农业经济与发展研究所北京100081 中国农业科学院研究生院北京100081

粮食安全是国家安全的重要基础。2012—2023年中国粮食产量增长13.59%,总体上单产提升对粮食增产的贡献高于面积。其中稻谷、小麦增产主要依靠单产提升,玉米、大豆增产主要依靠面积扩大;主产区和产销平衡区粮食增产多依靠单产提升,主销... 详细信息

粮食安全是国家安全的重要基础。2012—2023年中国粮食产量增长13.59%,总体上单产提升对粮食增产的贡献高于面积。其中稻谷、小麦增产主要依靠单产提升,玉米、大豆增产主要依靠面积扩大;主产区和产销平衡区粮食增产多依靠单产提升,主销区则依靠面积扩大。当前,保障粮食安全仍面临稳面积和增单产的难题,一方面,城镇化加速挤占优质耕地,“非粮化”“非农化”趋势明显,且耕地后备资源开发潜力有限;另一方面,粮食单产增速逐渐放缓,尤其是玉米、大豆单产水平与美国、巴西等国家存在较大差距。未来应加快农业基础设施建设,提高旱涝保收能力;加强核心关键技术攻关,提升农业科技水平;走高质量城镇化道路,推动农业可持续发展;加快培育新型农业经营主体,完善服务技术体系;切实加强耕地保护利用,挖掘闲置耕地盐碱地。

关键词：粮食安全稳面积增单产

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烟草CYP82E4基因启动子功能分析

中国烟草科学 2024年第1期45卷 17-23,30页

作者：望锦张幸子王雅琦宋时洋李凤霞中国农业科学院烟草研究所青岛266101 中国农业科学院研究生院北京100081

烟碱转化是指在烟叶成熟期,烟叶中的烟碱大量转化成降烟碱,烟叶品质发生显著变化的过程。前期研究表明烟碱转化由烟碱去甲基酶一步催化完成,其编码基因为CYP82E4(NtE4)。为解析NtE4启动子功能,探究其调控机制,本研究通过在线数据库分析N... 详细信息

烟碱转化是指在烟叶成熟期,烟叶中的烟碱大量转化成降烟碱,烟叶品质发生显著变化的过程。前期研究表明烟碱转化由烟碱去甲基酶一步催化完成,其编码基因为CYP82E4(NtE4)。为解析NtE4启动子功能,探究其调控机制,本研究通过在线数据库分析NtE4启动子上的顺式作用元件,预测其上游靶向转录因子;通过5’端缺失构建启动子融合GUS基因的重组表达载体并瞬时转化本氏烟,确定启动子活性区域。结果表明,NtE4启动子包含2个脱落酸、11个乙烯响应元件,9个WRKY和7个NAC结合位点等;-500~-1000 bp是NtE4启动子核心区域,-500~-1967 bp存在较多增强启动子活性的元件;预测ERF、WRKY和NAC为NtE4基因上游靶向转录因子;荧光定量表达分析显示ERF5、WRKY50和NAC29在叶片衰老过程中具有和NtE4相似的表达趋势。本研究将为阐明烟叶衰老过程中NtE4介导的烟碱转化机制提供理论依据。

关键词：烟碱转化 CYP82E4 启动子活性转录因子

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黑土机械压实对玉米生长、产量及氮利用效率的影响

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灌溉排水学报 2024年第4期43卷 15-21页

作者：刘天宇周统杨乐马守田刘战东高阳中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081

【目的】阐明黑土机械压实对玉米生长、产量及氮利用效率的影响。【方法】设置压实程度和施氮量2个试验因素,其中压实程度设置轻度压实(C1)、中度压实(C2)、重度压实(C3)3个水平;施氮量设置施用氮肥(F)和不施用氮肥(F0)2个水平;共计6个... 详细信息

【目的】阐明黑土机械压实对玉米生长、产量及氮利用效率的影响。【方法】设置压实程度和施氮量2个试验因素,其中压实程度设置轻度压实(C1)、中度压实(C2)、重度压实(C3)3个水平;施氮量设置施用氮肥(F)和不施用氮肥(F0)2个水平;共计6个处理,每个处理重复3次。【结果】压实程度对玉米叶面积指数(LAI)和株高均有显著影响,重度压实处理下的玉米LAI和株高显著减小,施用氮肥显著影响株高,但对LAI的影响不显著。压实程度和施用氮肥对玉米产量均有极显著影响,重度压实和中度压实相比轻度压实减产24%和10%。压实程度和施用氮肥对土壤硝态氮量有极显著影响。重度压实抑制玉米生长,减少氮吸收,进而导致土壤硝态氮量增加。压实程度对玉米地上部吸氮量和总氮素积累量有极显著影响,施用氮肥条件下,3个压实处理下的玉米氮吸收量明显增加,但氮利用效率均有所下降。【结论】黑土机械重度压实严重抑制了玉米的生长,减少了作物对土壤氮素的吸收和利用,进而导致土壤硝态氮残留量增加。

关键词：机械压实黑土玉米产量氮利用效率

光周期调控马铃薯块茎初始形成关键时期的转录组分析

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河北农业大学学报 2024年第4期47卷 45-56页

作者：付芸何铭徐建飞张姣姣卞春松胡军李广存金黎平中国农业科学院研究生院蔬菜花卉研究所北京100081

本研究以‘中薯18号’为试材,分别在短日照(8 h light/16 h dark)和长日照(16 h light/8 h dark)条件下进行培养,定期观察匍匐茎顶端的生长变化,取不同光照条件下匍匐茎顶端弯钩期、亚顶端初始膨大期及亚顶端膨大期的叶片和匍匐茎亚顶... 详细信息

本研究以‘中薯18号’为试材,分别在短日照(8 h light/16 h dark)和长日照(16 h light/8 h dark)条件下进行培养,定期观察匍匐茎顶端的生长变化,取不同光照条件下匍匐茎顶端弯钩期、亚顶端初始膨大期及亚顶端膨大期的叶片和匍匐茎亚顶端部位进行转录组测序和分析发现长日照条件下匍匐茎亚末端初始膨大比短日照条件下显著延迟,昼夜节律通路在各个阶段都有富集,与光周期调控块茎初始形成密切相关。22个Dof、ERF、MYB等家族的转录因子在匍匐茎亚顶端初始膨大期显著上调表达的模块,可能参与调控马铃薯块茎初始形成。本研究为深入解析光周期调控马铃薯块茎初始形成的遗传调控机制提供了重要参考。

关键词：马铃薯光周期块茎初始形成植物昼夜节律

共同富裕目标下农村住房制度框架展望——基于制度变迁视角

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中国农村观察 2024年第1期 2-21页

作者：王玉庭董渤李哲敏李国祥中国农业科学院农业信息研究所中国农业科学院研究生院中国社会科学院农村发展研究所

本文从农村住房的居住属性、财产属性和资源属性出发,建立面向农村住房的制度变迁分析框架,旨在探讨如何构建农村住房制度。研究发现:共同富裕已成为构建农村住房制度的“集体行动目标”,农村住房制度亦是实现共同富裕目标的必要制度供... 详细信息

本文从农村住房的居住属性、财产属性和资源属性出发,建立面向农村住房的制度变迁分析框架,旨在探讨如何构建农村住房制度。研究发现:共同富裕已成为构建农村住房制度的“集体行动目标”,农村住房制度亦是实现共同富裕目标的必要制度供给之一,应具备安居宜居、包容使用和跨域调配三大基本特征。宅基地制度在解决农村住房问题中重“地”轻“房”、重保障轻财产、重数量轻区位,导致农村住房出现居住属性保障不足、财产属性愈加受限、资源属性难以活化的困境。据此,本文展望了共同富裕目标下的农村住房制度框架:一是建立可持续的宅基地供给制度和激励内生发展的农房保障制度以增强居住属性,二是建立适度开放的农房流转制度和包容有序的农房使用制度以显化财产属性,三是建立凭证化的宅基地实现制度和跨村有偿的宅基地调配制度以激活资源属性。

关键词：共同富裕农村住房制度宅基地制度制度变迁

微丝调控卵母细胞减数分裂成熟的分子机制研究进展

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中国畜牧杂志 2024年第5期60卷 23-33页

作者：张旭林刘理想范冰峰张颖许保增中国农业科学院特产研究所吉林长春130117 中国农业科学院研究生院北京100081

卵母细胞在与精子融合形成合子前会经历2轮减数分裂。与有丝分裂不同的是,2次减数分裂都是不对称的,最终会产生1个大体积的具有全能性单倍体卵母细胞和2个小体积的注定退化的极体。肌动蛋白丝作为卵母细胞中的细胞骨架,与分裂过程中的... 详细信息

卵母细胞在与精子融合形成合子前会经历2轮减数分裂。与有丝分裂不同的是,2次减数分裂都是不对称的,最终会产生1个大体积的具有全能性单倍体卵母细胞和2个小体积的注定退化的极体。肌动蛋白丝作为卵母细胞中的细胞骨架,与分裂过程中的囊泡转运、细胞核定位、纺锤体迁移与锚定、极体排出和染色体分离等生物学事件存在重要联系。本文以哺乳动物为模型,总结了肌动蛋白在卵母细胞减数分裂成熟过程中的重要调节机制与信号通路,以期为进一步研究卵母细胞成熟过程的调控机制提供参考。

关键词：卵母细胞减数分裂肌动蛋白哺乳动物