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濒危红树杂交种海南海桑的杂种劣势与其根际微生物的关联分析

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微生物学报 2024年第8期64卷 2823-2843页

作者：李骥王芸朱启聪李国壕张颖蔺红苹王锂韫李敏唐蜀昆岭南师范学院生命科学与技术学院红树林研究院广东湛江524048 红树林珍稀濒危物种保护与利用工程技术研究中心广东湛江524048 广东省粤西蓝碳资源开发与利用工程技术研究中心广东湛江524048 云南大学生命科学学院、云南省微生物研究所生物资源保护与利用重点实验室、微生物资源教育部重点实验室云南昆明650091 云南省发酵蔬菜重点实验室云南红河661100

【目的】研究杂交物种与亲本的形态生理特征差异,有助于理解物种的形成和进化机制。【方法】植物学研究发现红树植物杯萼海桑(Sonneratia alba)和卵叶海桑(Sonneratia ovata)的自然杂交后代海南海桑(Sonneratia×hainanensis)表现出明... 详细信息

【目的】研究杂交物种与亲本的形态生理特征差异,有助于理解物种的形成和进化机制。【方法】植物学研究发现红树植物杯萼海桑(Sonneratia alba)和卵叶海桑(Sonneratia ovata)的自然杂交后代海南海桑(Sonneratia×hainanensis)表现出明显的生长劣势,本研究通过Illumina高通量测序技术,分析杂交后代与亲本根际微生物细菌与真菌群落差异,解析子代杂种劣势原因。【结果】主坐标分析表明,虽然3种植物根际细菌和真菌群落不存在显著差异,但子代海南海桑根际群落结构和组成与生存力较强的母本差异较大,与父本更为相似。物种组成分析表明,细菌分布于76门320科388属,优势的假单胞菌门(Pseudomonadota)在3种植物根际相对丰度都超过41.00%,其中子代丰度为55.33%,高于其亲本。属水平上,脱硫球菌属(Desulfococcus,3.23%)和红游动菌属(Rhodoplanes,0.94%)等18个共有属占据测序总量15.77%,但在子代中,8个耐盐菌属的丰度明显降低,如深海弯曲杆菌属(Mariprofundus),可能影响到子代的盐耐受性。真菌群落中的子囊菌门(41.89%)与担子菌门(4.53%)为优势菌门,但在子代中的丰度均显著低于亲本,并且特征优势属也不同。原核生物分类单元功能注释(functional annotation of prokaryotic taxa,FAPROTAX)功能预测发现,红树林的原核微生物参与了硫代谢和氮代谢过程,但在细菌群落中,虽然子代的Shannon指数和Simpson指数均显著高于母本,但母本中一些与氮循环相关的高丰度类群并未在子代中得到继承,如B-42(unclassified Trueperaceae)、Mariprofundus和氧化硫单胞菌属(Sulfurimonas)。土壤理化性质也显示,子代全氮和全磷的含量均显著低于其母本,一些与氮含量呈显著正相关的类群,如细菌中的Mariprofundus和B-42,真菌中的曲霉属(Aspergillus)和红酵母属(Rhodotorula),在子代中均有所减少。【结论】本研究有助于从土壤根际微生物视角进一步了解海南海桑的杂种劣势原因。

关键词：红树林海桑杂种劣势根际微生物多样性

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溶酶体半乳糖脑苷酯酶的作用机制及疾病

中国生物化学与分子生物学报 2024年第4期40卷 493-503页

作者：沈畅尹秋媛孟明耀孙建伟云南大学生命科学中心云南省细胞代谢与疾病重点实验室省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室生命科学学院昆明650500 昆明市延安医院云南省肿瘤免疫防治研究重点实验室昆明650051

溶酶体贮积症(lysosomal storage diseases,LSD)是一类遗传性代谢障碍疾病,其发病机制主要源于溶酶体酸性水解酶的基因突变,导致酶的功能缺陷,进而触发生物大分子在溶酶体内的异常积累,继而对细胞、组织及器官功能造成显著损害。β-半... 详细信息

溶酶体贮积症(lysosomal storage diseases,LSD)是一类遗传性代谢障碍疾病,其发病机制主要源于溶酶体酸性水解酶的基因突变,导致酶的功能缺陷,进而触发生物大分子在溶酶体内的异常积累,继而对细胞、组织及器官功能造成显著损害。β-半乳糖脑苷酯酶(galactocerebrosidase,GALC)的突变或缺失导致鞘氨醇半乳糖苷(galactosylsphingosine)的累积,造成了进行性的脱髓鞘病变,诱发神经鞘脂贮积症-克拉伯病(Krabbe disease),其在疾病调控中的具体机制尚未完全阐明。目前,越来越多的有关GALC基因的致病突变被报道,结合GALC蛋白的三维结构解析,已逐渐了解GALC蛋白的突变造成克拉伯病的机制,这将为开发相关治疗药物提供有力的证据。此外,GALC在不同的肿瘤进程中扮演着双重角色,一些癌症中充当着抑癌因子的作用,而在另一些癌症中则发挥着致癌因子的作用,然而剖析GALC对癌症的影响仍需进一步深入的研究,这将为GALC作为潜在的肿瘤促进或抑制的靶点提供借鉴。GALC还与多种神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病、帕金森氏病以及多发性硬化症有关。由于GALC作用机制的复杂性,目前,针对GALC缺乏所致的克拉伯病的治疗主要通过单一模式疗法(single-modality therapies)及多模式疗法(multi-modality therapies),但要开发出真正有效的治疗方法,仍需深入研究GALC基因缺陷导致的发病机制。本文综述了GALC的结构和功能特性,汇总并讨论了其在神经系统及肿瘤发生发展中的作用及相关研究的最新进展,旨在为未来深入探讨GALC的调控机制及开发治疗相关疾病的创新药物提供理论基础和参考。

关键词： β-半乳糖脑苷酯酶克拉伯病癌症

赤霞珠葡萄VvMYB4b转录因子的亚细胞定位及表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：吴琼胡明珠余晓倩马铭含李治刚田兴双郎思睿宁夏大学生命科学学院宁夏大学西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室宁夏大学宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室

酒石酸是酿酒葡萄中重要的特征性有机酸，L-艾杜糖脱氢酶(VvL-IdnDH， Vitvi16g01857)是酒石酸生物合成的关键限速酶，对该功能基因转录调控机制的研究是探究酒石酸生物合成分子机理的重要切入点。课题组前期研究发现一个候选MYB转录因... 详细信息

酒石酸是酿酒葡萄中重要的特征性有机酸，L-艾杜糖脱氢酶(VvL-IdnDH， Vitvi16g01857)是酒石酸生物合成的关键限速酶，对该功能基因转录调控机制的研究是探究酒石酸生物合成分子机理的重要切入点。课题组前期研究发现一个候选MYB转录因子(VvMYB4b， Vitvi04g01486)可能参与了对VvL-IdnDH的直接调控。为进一步探究VvMYB4b转录因子功能及其与酒石酸生物合成的关系，本研究克隆得到了赤霞珠VvMYB4b基因，对其氨基酸序列进行了生物信息学分析，明确了该蛋白具有典型R2R3-MYB转录因子特征；通过烟草叶片瞬时表达实验，确定了该转录因子定位于细胞核；qRT-PCR检测发现该基因在赤霞珠果实发育过程中呈下调表达趋势，与果实酒石酸含量变化及转录组数据相一致。本研究的开展能够为进一步解析VvMYB4b对VvL-IdnDH转录调控的分子机制、探究酒石酸生物合成分子调控网络与外源信号响应通路奠定基础，也能为酿酒葡萄良种选育及分子育种工作提供新的基因资源参考。

关键词：赤霞珠酒石酸 MYB转录因子亚细胞定位

ARTP诱变筛选增香、高产酒精的富硒酵母菌

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食品工业科技 2024年第18期45卷 146-156页

作者：王国琴任怡卓张捷马献郑蕊苏建宇余君伟岳思君宁夏大学生命科学学院西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室宁夏银川750021 宁夏中宁枸杞产业创新研究院有限公司宁夏银川755100

为了得到产酒精和产香能力较强的枸杞内生富硒酵母菌,进而促进富硒发酵产品的开发和风味的提升,本研究以实验室保藏的枸杞内生酵母菌为实验材料,通过耐硒法和红硒法初筛得到富硒能力较强的酵母菌,采用常压室温等离子体(Atmospheric room... 详细信息

为了得到产酒精和产香能力较强的枸杞内生富硒酵母菌,进而促进富硒发酵产品的开发和风味的提升,本研究以实验室保藏的枸杞内生酵母菌为实验材料,通过耐硒法和红硒法初筛得到富硒能力较强的酵母菌,采用常压室温等离子体(Atmospheric room temperature plasma,ARTP)诱变技术,经TTC培养基、杜氏小管发酵法、产酒精、产酯产酸、耐受性等实验筛选出增香和高产酒精的目标菌株,并用氢化物发生原子荧光光谱法测定酵母胞内和发酵液中硒含量。结果表明,富硒初筛得到了M1酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和M16葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae),经ARTP诱变分别筛选出产酒精能力较高的***诱变菌株M1-5和产香能力较高的***诱变菌株M16-28,M1-5的产酒精能力比M1提高了38.07%,M16-28的产酯能力比M16提升了107.62%,遗传稳定性均良好。经测定M1-5菌株胞内和发酵液中的硒含量分别为204.8和1158μg/L,M16-28胞内和发酵液中的硒含量分别为666.45和1830μg/L,因此,菌株M16-28比M1-5的富硒能力强,且发酵液硒含量极显著高于酵母细胞硒含量(P<0.001)。本研究筛选出诱变菌株M1-5产酒精和M16-28产香能力强的富硒酵母具有优良的发酵特性,在发酵食品和富硒功能性产品的挖掘和开发方面具有潜在的应用前景。

关键词：枸杞内生酵母菌富硒常压室温等离子体诱变高产酒精产香发酵特性

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α–苦瓜素基因提高番茄对烟草花叶病毒抗性的机理研究

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园艺学报 2024年第5期51卷 1126-1136页

作者：杨婷席德慧夏明李佳楠江汉大学生命科学学院汉江流域特色生物资源保护开发与利用工程技术研究中心武汉430056 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成都610065

为了深入探究α–苦瓜素基因(αMMC)抗烟草花叶病毒(TMV)的机理,利用“番茄—TMV”互作系统,分析了αMMC转基因植株和野生型植株的生理生化参数及防御相关基因的表达。结果表明,αMMC为Ⅰ型核糖体失活蛋白,定位于细胞质;αMMC可以抑制... 详细信息

为了深入探究α–苦瓜素基因(αMMC)抗烟草花叶病毒(TMV)的机理,利用“番茄—TMV”互作系统,分析了αMMC转基因植株和野生型植株的生理生化参数及防御相关基因的表达。结果表明,αMMC为Ⅰ型核糖体失活蛋白,定位于细胞质;αMMC可以抑制病毒在寄主体内的繁殖,减轻番茄的病害症状,正调控番茄的防御系统。TMV侵染引起寄主体内活性氧的爆发,αMMC可以增强抗氧化酶的活性以清除活性氧,降低植物的氧化损伤,维持细胞内的氧化平衡。RT-qPCR检测结果表明,αMMC能特异性诱导防御相关基因PR1、PR4、PR6和PRB1-3的表达以提高寄主抵御TMV侵染的能力。

关键词：番茄 α–苦瓜素 TMV 抗性机理氧化损伤

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40种常见药用草本植物根系解剖特征研究

热带亚热带植物学报 2024年第3期32卷 409-416页

作者：万春燕余俊瑞朱师丹广西大学林学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004

植物的根系具有水分吸收和运输的功能,部分还有重要的药用价值。该研究观察了40种药用草本植物粗根的解剖特征,比较了不同功能类群的差异性并分析了性状的相关性,同时结合系统发育和自然分布区气候因子解释了根系性状的种间变异性。结... 详细信息

植物的根系具有水分吸收和运输的功能,部分还有重要的药用价值。该研究观察了40种药用草本植物粗根的解剖特征,比较了不同功能类群的差异性并分析了性状的相关性,同时结合系统发育和自然分布区气候因子解释了根系性状的种间变异性。结果表明,草本植物根系解剖特征种间差异显著;与双子叶植物相比,单子叶植物的根皮层占比更高,而中柱占比更小,揭示了两者根系吸收和运输策略的差异性。性状网络分析表明,木质部面积占比具有高的度和紧密度,是其中的中心性状,木质部面积占比与韧皮部面积占比正相关但与皮层占比负相关。除导管频度和皮层占比外,其他特征均未显示出显著的系统发育信号,说明根系性状受系统发育的影响较少。在单子叶草本植物中,年平均降水量与皮层占比呈正相关;而在双子叶草本中,年平均气温与导管直径正相关。该研究进一步揭示了药用草本植物根系结构的多样性和适应性。

关键词：根解剖气候因子系统发育性状网络草本植物

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马尾松纯林混交改造对土壤微生物残体碳和有机碳组分的影响

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应用生态学报 2024年第1期35卷 141-152页

作者：覃振凯刘润红何鹏王聪聂彦霞申卫军广西大学林学院/广西森林生态与保育重点实验室/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004 中国科学院华南植物园退化生态系统恢复与管理重点实验室广州510650

混交乡土阔叶树种是马尾松纯林改造的重要措施之一,土壤微生物残体碳和有机碳组分是评价土壤有机碳(SOC)稳定性以及混交效应的重要参数。本研究以马尾松纯林(PP)和混交林龄分别为16年(MP16)、38年(MP38)的马尾松和红锥混交林为研究对象... 详细信息

混交乡土阔叶树种是马尾松纯林改造的重要措施之一,土壤微生物残体碳和有机碳组分是评价土壤有机碳(SOC)稳定性以及混交效应的重要参数。本研究以马尾松纯林(PP)和混交林龄分别为16年(MP16)、38年(MP38)的马尾松和红锥混交林为研究对象,测定不同土层深度的土壤理化性质、微生物残体碳以及有机碳组分等指标,旨在阐明马尾松纯林混交改造对土壤微生物残体碳和有机碳组分的影响。结果表明:1)混交改造显著降低了0~20和20~40 cm土层真菌残体碳含量和真菌残体碳/细菌残体碳,但是对微生物残体碳和细菌残体碳含量及其对SOC的贡献没有显著影响;所有林分类型中真菌残体碳对SOC的贡献均大于细菌残体碳。2)所有林分类型中土壤矿物结合态有机碳对SOC的贡献高于团聚体结合态有机碳和轻质颗粒有机碳;混交改造显著提高了0~20和20~40 cm土层中矿物结合态有机碳含量以及矿物结合态有机碳、团聚体结合态有机碳和轻质颗粒有机碳对SOC的贡献;MP38的矿物结合态有机碳在各土层均显著高于PP,在20~40、40~60和60~100 cm土层显著高于MP16,表明混交改造增强了SOC的稳定性,且MP38较MP16的SOC稳定性更高。3)土壤SOC和总氮是驱动土壤微生物残体碳变化的主要环境因子;而土壤总氮和络合态铁铝氧化物是驱动有机碳组分变化的主要环境因子。因此,在马尾松人工林经营过程中引入红锥可以增强土壤有机碳的稳定性。

关键词：马尾松红锥人工混交林微生物残体碳有机碳组分

甘蔗抗褐锈病Bru1区域的鉴定及候选抗病基因的功能分析

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中国农业科学 2024年第5期57卷 855-867页

作者：吴期滨谢婉婕钟惠冯春燕潘浩然齐浥颖张积森王恒波福建农林大学农学院/国家甘蔗工程技术研究中心/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室

【目的】甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala H. Sydow&P. Sydow）引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10%—36%，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候选基... 详细信息

【目的】甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala H. Sydow&P. Sydow）引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10%—36%，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候选基因，并进行功能研究，为选育抗褐锈病甘蔗新品种提供重要的候选基因资源。【方法】利用PacBio SequelⅡ测序平台获得甘蔗栽培品种ROC22的contig水平基因组信息，鉴定到抗褐锈病Bru1区域，对其进行基因注释和克隆，分析其组织特异性和抗、感褐锈病甘蔗品种中的表达模式及其在烟草叶片的亚细胞定位和瞬时表达。【结果】基于Bru1位点区域紧密连锁的标记R12H16和9O20-F4，从该区域中注释到33个基因，结合典型抗病基因结构域，共筛选获得5个候选抗病基因，分别为Brrg99、Brrg103、Brrg108、Brrg115和Brrg116。以甘蔗栽培品种ROC22的cDNA为模板，克隆获得Brrg116的全长序列729 bp，编码242个氨基酸残基。将该基因序列分别比对甘蔗热带种和割手密种及二倍体近缘种高粱的基因组数据库，发现其与热带种和割手密种的同源基因序列相似性很高，达到98%以上，而与高粱的相似性为93.77%。系统进化树揭示该基因起源甘蔗割手密种。实时荧光定量PCR检测表明，Brrg116在甘蔗栽培品种的多个组织中组成型表达，尤其是在+1叶中的表达量最高，是蔗芽的9.8倍；在褐锈病菌侵染抗、感甘蔗栽培品种的6和72 h时，呈现显著差异表达。亚细胞定位结果显示，该基因编码蛋白定位于细胞膜上。在本氏烟（Nicotiana benthamiana）叶片中瞬时过表达Brrg116，其后接种茄病镰刀菌蓝色变种，二氨基联苯胺法（3,3′-diaminobenzidine,DAB）染色逐渐加深，超敏反应相关基因、水杨酸信号和乙烯信号途径中的相关基因持续上调表达。【结论】Brrg116在甘蔗不同组织中组成型表达，且在受褐锈病菌侵染的抗病甘蔗栽培品种中呈现快速的诱导表达。此外，过表达Brrg116引发水杨酸和乙烯等激素信号通路产生防御响应，推测该基因可能在提高植物的抗病性方面发挥重要调控作用。

关键词：甘蔗 Bru1区域褐锈病候选抗病基因连锁标记

旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态及空间分布型

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南方农业学报 2024年第8期55卷 2454-2463页

作者：李正飞杨宝云杨虎权龙晓明何艳艳彭跃进胡洋山陈斌杜广祖云南农业大学植物保护学院/云南生物资源保护与利用国家重点实验室云南昆明650201 云南大学植物资源研究院云南昆明650500

【目的】明确旱地优质稻田稻象甲成虫的发生动态、空间分布型和种群抽样技术,为旱地优质稻稻象甲成虫的调查取样、预测预报及综合防控提供科学参考。【方法】以云南省普洱市澜沧县竹塘乡蒿枝坝村、哈果马村和诺国村旱地优质稻种植区为... 详细信息

【目的】明确旱地优质稻田稻象甲成虫的发生动态、空间分布型和种群抽样技术,为旱地优质稻稻象甲成虫的调查取样、预测预报及综合防控提供科学参考。【方法】以云南省普洱市澜沧县竹塘乡蒿枝坝村、哈果马村和诺国村旱地优质稻种植区为试验地点,于2022和2023年采用连片调查的方法对旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态及空间分布型进行调查;采用聚集度指标法、Iwao回归分析法、Taylor幂函数法及种群聚集均数分析不同地区旱地优质稻田稻象甲成虫的空间分布型和聚集原因,并基于空间分布结果,拟合形成理论抽样模型和序贯抽样模型。【结果】2022和2023年各调查点旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态均为单峰型,始见于5月中旬,于8月中旬后仅零星发生,7月是其发生高峰期,并于7月中下旬达到最高峰。聚集度指标法、Iwao回归分析法及Taylor幂函数法分析表明2022、2023年3个调查点的旱地优质稻田稻象甲成虫在田间均呈聚集分布,引起聚集的原因是昆虫本身的生活习性及气候、土壤湿度、植株生长状况等环境因素。2023年蒿枝坝村和诺国村旱地优质稻田稻象甲成虫基于空间分布的理论抽样模型分别为N=t^(2)/D^(2)(2.170/m+0.214)、N=t^(2)/D^(2)(2.599/m+0.228),基于稻象甲成虫临界防治指标的序贯抽样模型分别为T_(0)(n)=2n±2.279√n、T_(0)(n)=2n±2.472√n。【结论】云南省普洱市澜沧县竹塘乡旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态为单峰型,其在田间均呈聚集分布,引起聚集的原因是昆虫本身的生活习性及气候、土壤湿度、植株生长状况等环境因素。

关键词：旱地优质稻稻象甲发生动态空间分布序贯抽样