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中国早白垩世脉翅目螳蛉科化石的新发现——孙氏逸仙蛉

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科学通报 2024年第18期69卷 2547-2552页

作者：师超凡杨强任东中山大学地球科学与工程学院广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室珠海519080 广州大学生命科学学院广州510006 首都师范大学生命科学学院北京100048

脉翅目螳蛉科昆虫化石记录较为丰富,在中生代以绝灭亚科Mesomantispinae和Doratomantispinae的属种最多,其中中螳蛉亚科Mesomantispinae分布时代更早,集中于中侏罗世至早白垩世.本文记述了采集自我国辽宁省北票市黄半吉沟下白垩统义县... 详细信息

脉翅目螳蛉科昆虫化石记录较为丰富,在中生代以绝灭亚科Mesomantispinae和Doratomantispinae的属种最多,其中中螳蛉亚科Mesomantispinae分布时代更早,集中于中侏罗世至早白垩世.本文记述了采集自我国辽宁省北票市黄半吉沟下白垩统义县组地层的螳蛉科中螳蛉亚科一新属新种,孙氏逸仙蛉Yatsenia suni gen. et sp. nov.该新属种与同亚科其他属在前翅脉序和翅斑上具显著差异,包括Sc与R1融合于近翅中部, CuP双分叉, 1A栉状分叉等特征,揭示了白垩纪螳蛉更为丰富的形态与物种多样性.

关键词：化石昆虫螳蛉热河生物群中生代

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水稻蒸煮品质相关QTL定位及候选基因分析

生物工程学报 2024年第1期40卷 122-136页

作者：乐巧娜黄梓雯戴若惠李三峰李梦佳方媛王跃星饶玉春浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),分析候选基因,并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状,可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan,HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交... 详细信息

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),分析候选基因,并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状,可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan,HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为实验材料,测定成熟期稻米的糊化温度(gelatinization temperature,GT)、胶稠度(gel consistency,GC)和直链淀粉含量(amylose content,AC)。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位,共检测到26个与稻米蒸煮品质相关的QTLs(糊化温度相关位点1个、胶稠度相关位点13个、直链淀粉含量相关位点12个),其中最高奇数的可能性(likelihood of odd,LOD)值达30.24。通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析定位区间内候选基因的表达量,发现6个基因在双亲间的表达量差异显著,推测LOC_Os04g20270和LOC_Os11g40100的高表达可能会极大地提高稻米的胶稠度,而LOC_Os01g04920和LOC_Os02g17500的高表达以及LOC_Os03g02650和LOC_Os05g25840的低表达有助于降低直链淀粉含量。这些结果为培育优质水稻新品种奠定了分子基础,并为揭示稻米蒸煮品质的分子调控机制提供了重要的遗传资源。

关键词：水稻蒸煮品质数量性状基因座(QTL)分析候选基因

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实验教学用植物活体荧光影像系统的研制

北京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 127-132页

作者：王璠璘贺新强王东辉北京大学生物学国家级实验教学示范中心蛋白质与植物基因研究国家重点实验室北京大学生命科学学院北京100871

通过植物培养及拍摄系统的开发,研制低成本的植物活体荧光影像系统。该系统采用双层箱体结构设计,分为恒温光照培养系统和荧光记录系统两部分,可以为植物生长发育提供所需的生命支撑功能,还能实时获取植物生长发育过程中的关键图像,包... 详细信息

通过植物培养及拍摄系统的开发,研制低成本的植物活体荧光影像系统。该系统采用双层箱体结构设计,分为恒温光照培养系统和荧光记录系统两部分,可以为植物生长发育提供所需的生命支撑功能,还能实时获取植物生长发育过程中的关键图像,包括监控转基因植物发育过程中荧光信号的时空模式。利用该系统成功地对EGFP转基因烟草和拟南芥进行培养和实时观察。低廉的成本极大地扩展了该系统在实验教学中的运用,也为生命活动的观察和检测研究奠定基础。

关键词：仪器研制植物活体荧光影像系统植物培养实时显微记录仪植物培养箱

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大肠杆菌中转录-翻译耦合的机制

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 515-524页

作者：沈崇杰莫日根内蒙古大学生命科学学院省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室呼和浩特010020

在大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGp... 详细信息

在大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGpp维持的间接耦合可能需要DksA和TufA蛋白的辅助。物理耦合分为NusG或RfaH因子介导的耦合和非因子条件下产生的“碰撞”耦合。响应于压力的转录或翻译的变化会引发几种耦合模式间的相互转变。耦合对于基因正常表达是必要的,其解除将引发转录终止、R环形成、复制-转录冲突、mRNA切割等不利的事件。结构生物学的相关技术已经清晰地展示了部分耦合的表达体(expressome)的结构细节和特征,这些技术联合多组学分析等方法将提供关于耦合的更深层次的见解。重要的是,对耦合的研究或许会为靶向抗菌药物的开发带来新的思路。

关键词：大肠杆菌转录-翻译耦合 RNA聚合酶核糖体表达体

多元介孔MOFs:通过调节表面亲水/疏水性实现酶固定化的多功能平台

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 386-398页

作者：冯玉晓马庆庆王子辰张群力赵利雪崔建东杜英杰贾士儒天津科技大学生物工程学院食品营养与安全国家重点实验室工业发酵微生物教育部重点实验室天津300457 湖北大学生命科学学院生物催化与酶工程国家重点实验室湖北武汉430062 天津益倍生物科技集团有限公司天津300457 浙江大学生命科学学院生物质化工教育部重点实验室浙江杭州310050

作为高效的生物催化剂,酶在食品加工、医药制造、化学工业和能源开发等众多领域发挥着重要作用.然而,游离状态的酶由于存在稳定性差、易失活、难以回收利用及不适用于连续化生产等问题,限制了其广泛应用.为了解决上述难题,人们探索发展... 详细信息

作为高效的生物催化剂,酶在食品加工、医药制造、化学工业和能源开发等众多领域发挥着重要作用.然而,游离状态的酶由于存在稳定性差、易失活、难以回收利用及不适用于连续化生产等问题,限制了其广泛应用.为了解决上述难题,人们探索发展了固定化酶技术.固定化酶不仅保留了原有的催化活性,而且在稳定性方面有了显著提升,从而极大地提高了酶的利用效率.随着固定化酶材料和酶工程领域的不断发展,固定化酶技术为酶的应用开辟了更广阔的前景.沸石-咪唑骨架材料-8(ZIF-8)作为一种金属-有机骨架(MOFs)材料,因其独特的结构特性而被广泛用作酶固定化载体.然而,ZIF-8的微孔结构和固有的疏水性,以及前体物2-甲基咪唑(2-MeIm)的质子化现象,常常影响固定化酶的活性.为克服这些限制,本文采用多元配体竞争和孔隙工程相结合的策略,设计并制备了一种具有可调节亲水/疏水表面的新型多元介孔MOFs(mMOFs),并用作酶固定化载体.在mMOFs的制备过程中,采用亲水性和配位能力更强的3-甲基-1H-1,2,4-三唑(3-MTZ)和5-甲基四唑(5-MTA)配体,以部分替代传统的2-MeIm配体.随后,这些多元配体(包括2-MeIm,3-MTZ和5-MTA)与七水硫酸锌结合,在甲醇溶液中通过自凝聚作用形成透明的胶体溶液,进而完全溶解在水中.在此过程中,七水硫酸锌发挥了软模板的作用,引导介孔的形成,从而成功制备出新型多元介孔mMOFs.接着,利用这些mMOFs作为酶固定化的载体,固定了辣根过氧化物酶(HRP)和葡萄糖氧化酶(GOx),并详细研究了其催化性能.结果表明,与传统的ZIF-8载体相比,以mMOFs为载体的固定化酶展现出了更高的酶活性和稳定性.催化性能提升主要归因于mMOFs的亲水性和介孔结构改善了酶和底物间的传质,同时2-MeIm的质子化效应减弱也为酶提供了优良的微环境,稳定了酶的构象.综上,本文采用多元配体竞争与孔隙工程相结合的策略,成功构建了一种具有可调节亲水/疏水表面的新型多元介孔mMOFs,并用于酶固定化,所得固定化酶表现出较好的催化性能.通过深入的研究,揭示了该固定化酶表现出良好催化性能的作用机制,为可控设计制备性能优越的、以MOFs为载体的固定化酶提供了新思路,并为进一步拓宽MOFs材料的应用范围提供了参考.

关键词：介孔金属-有机骨架竞争性配体软模板固定化酶

猪流行性腹泻病毒在规模化抗体阳性猪场的动态传播

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微生物学通报 2024年

作者：亢麒翔胡广利耿瑞王暄慈邝展鹏黄逸晖曾思莹彭欧阳张灏曹永长中山大学生命科学学院

【背景】猪流行性腹泻病毒（porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）是导致仔猪腹泻的最主要的病原之一。因其发病迅速难以记录，目前尚无关于PEDV感染仔猪后病原在猪场内分布的动态研究报道。【目的】探索PEDV在规模化猪场内的动态... 详细信息

【背景】猪流行性腹泻病毒（porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）是导致仔猪腹泻的最主要的病原之一。因其发病迅速难以记录，目前尚无关于PEDV感染仔猪后病原在猪场内分布的动态研究报道。【目的】探索PEDV在规模化猪场内的动态传播过程，改进防控PED的策略。【方法】首次模拟了PEDV在封闭的规模化养殖场中感染仔猪后的传播过程，检测了猪群及场内不同区域的病毒丰度。【结果】仔猪肛拭子和空气样品病毒丰度在仔猪感染PEDV初期具有明显的一致性变化，PEDV在场内的传播与员工移动密切相关，并且洗澡间可能是PEDV的重要藏匿点。【结论】猪舍空气的病毒丰度有可能作为PED早期的监测指标，并且员工相关的介质和场地是PEDV生物安全防控的重要对象。本研究为改进猪场针对PED的生物安全防控提供了一定参考，并且为类似病毒在规模化猪场传播的研究工作奠定了基础。

关键词：猪流行性腹泻病毒外环境生物安全防控

大豆AGB1同源基因在防御反应中起正向调控作用

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生物工程学报 2024年第4期40卷 1050-1064页

作者：吴楠兰胡娇黄敏君王文絮刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

由Gα、Gβ和Gγ这3个亚基组成的异源三聚体GTP结合蛋白(简称G蛋白)在真核生物的信号转导中起着重要作用。拟南芥基因组中仅有1个Gβ亚基编码基因AGB1,在免疫反应中起着正调控作用,然而AGB1在大豆防御中的作用尚不清楚。鉴于大豆是四倍... 详细信息

由Gα、Gβ和Gγ这3个亚基组成的异源三聚体GTP结合蛋白(简称G蛋白)在真核生物的信号转导中起着重要作用。拟南芥基因组中仅有1个Gβ亚基编码基因AGB1,在免疫反应中起着正调控作用,然而AGB1在大豆防御中的作用尚不清楚。鉴于大豆是四倍体植物,存在基因功能冗余,本研究利用菜豆豆荚斑驳病毒诱导的基因沉默技术同时沉默大豆基因组中同源性高达86%−97%的4个GmAGB1同源基因,以探究其在大豆免疫中的作用。沉默GmAGB1导致大豆植株出现矮化表型,暗示GmAGB1可能参与大豆的生长发育;抗病性分析表明沉默GmAGB1导致大豆对大豆斑疹病菌的抗性降低,而该抗性的降低与GmAGB1沉默植株叶片中病原菌侵染诱导的活性氧的积累量的显著下降以及细菌中保守的鞭毛蛋白N端22个氨基酸小肽flg22诱导的GmMPK3激活程度的显著降低相关联。此外,酵母双杂交实验证明大豆中的GmAGB1可能与GmAGG1存在互作关系。综上所述,GmAGB1是大豆防御反应中的正调控因子,且大豆中G蛋白也可能以进化上保守的异源三聚体的形式发挥作用。

关键词： GmAGB1 G蛋白病毒诱导的基因沉默技术防御反应活性氧

沉默大豆GmATG5加速叶片衰老并增强大豆抗病性

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生物工程学报 2024年第4期40卷 1065-1075页

作者： Said M.Hashimi 黄敏君陈宇刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院遗传与发育生物学研究所浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

自噬在生物体细胞内物质循环利用及适应各种胁迫方面起着重要作用。然而,对大豆自噬途径的研究鲜有报道。本研究利用大豆豆荚斑驳病毒(bean pod mottle virus,BPMV)介导的基因沉默技术,对大豆自噬相关基因5(autophagy-related gene 5,AT... 详细信息

自噬在生物体细胞内物质循环利用及适应各种胁迫方面起着重要作用。然而,对大豆自噬途径的研究鲜有报道。本研究利用大豆豆荚斑驳病毒(bean pod mottle virus,BPMV)介导的基因沉默技术,对大豆自噬相关基因5(autophagy-related gene 5,ATG5)同源基因进行沉默。结果发现,经暗处理的GmATG5沉默植株叶片上积累过量的ATG8蛋白,说明自噬降解途径受损;与自噬途径受损相一致,暗处理的GmATG5沉默植株叶片出现明显的衰老加速的表型;另外,GmATG5沉默植株叶片中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的积累量以及水杨酸含量显著增加,说明沉默GmATG5激活了免疫反应;抗病性分析表明,GmATG5沉默植株对大豆斑点病菌(Pseudomonas syringae pv.glycinea,Psg)的抗性较空载体对照植株显著增强,但该抗病性的增强并不依赖于丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途径的激活。

关键词：自噬病毒诱导的基因沉默免疫反应丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)

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HD2基因调控拟南芥下胚轴发育的功能研究

四川大学学报（自然科学版） 2024年第1期61卷 174-185页

作者：吴羚阁陈功春林娟复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室上海200438

为探究组蛋白去乙酰化酶HD2基因在拟南芥下胚轴发育中的调控作用,本研究采用野生型(Col-0)、HD2突变体以及过表达植株为材料,研究其在1/2MS以及1/2MS+100 mmol/L甘露醇培养中下胚轴的表型特征,并结合转录组测序数据进一步分析.实验结果... 详细信息

为探究组蛋白去乙酰化酶HD2基因在拟南芥下胚轴发育中的调控作用,本研究采用野生型(Col-0)、HD2突变体以及过表达植株为材料,研究其在1/2MS以及1/2MS+100 mmol/L甘露醇培养中下胚轴的表型特征,并结合转录组测序数据进一步分析.实验结果显示,四种过表达株系下胚轴长度较Col-0长,伸长百分比为7.1%~19.5%,差异显著;甘露醇处理后,过表达植株下胚轴较Col-0更长,伸长百分比为14.6%~32.8%,差异更加显著,缩短幅度也更小.hd2a/hd2b和hd2a/hd2c双基因突变体植株在有无甘露醇时,下胚轴长度均显著短于Col-0,但干旱胁迫后变短幅度无明显增加.转录组数据揭示,HD2基因调控光合系统响应基因影响植株暗形态建成反应,从而影响下胚轴发育.甘露醇处理后,HD2基因诱导产生非生物刺激响应因子,帮助下胚轴抵抗不良环境.综上所述,HD2基因在拟南芥下胚轴发育中承担重要调控作用.

关键词：拟南芥下胚轴转录组干旱胁迫 HD2去乙酰化酶基因