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甜瓜HDM基因家族鉴定及特性分析

遗传 2024年第2期46卷 168-180页

作者：张治张婧张瑾哈斯阿古拉郝金凤内蒙古大学生命科学学院内蒙古自治区牧草与特色作物生物技术重点实验室呼和浩特010070

组蛋白去甲基化酶(histone demethylase,HDM)是生物生长过程中的重要调节因子之一,在植物的生长发育和环境适应过程中发挥着重要的调控作用。本研究通过生物信息学方法对甜瓜(Cucumis melo L.) HDM基因家族进行了鉴定,并通过转录组数据... 详细信息

组蛋白去甲基化酶(histone demethylase,HDM)是生物生长过程中的重要调节因子之一,在植物的生长发育和环境适应过程中发挥着重要的调控作用。本研究通过生物信息学方法对甜瓜(Cucumis melo L.) HDM基因家族进行了鉴定,并通过转录组数据检测了其成员在甜瓜组织的表达特性。结果显示,在甜瓜基因组中鉴定得到了20个CmHDM基因,在各条染色体上非均匀分布;其成员可以分成LSD1和JmjC两大类,而JmjC类群又可划分为5个亚群,各类群成员数量不等;种内和种间的共线性关系显示,甜瓜HDM基因仅存在一对片段重复,与番茄(Solanum lycopersicum) HDM基因共线性区域较多,亲缘关系较近;各成员所含保守结构域数量不等,且外显子和内含子在数量上有所差异;在启动子区域存在多种与激素和环境信号响应的顺式作用元件,表达特性分析显示各基因成员在甜瓜雄花、雌花、根、茎、叶、子房和成熟果实中均存在不同程度的表达。这些结果将有助于更好地理解HDM基因的潜在功能以及它们在参与调节甜瓜生长发育和环境自适中可能发挥的作用。

关键词：甜瓜 HDM家族基因鉴定表达分析

稻瘟病拮抗菌短小芽孢杆菌NDY-10的功能特性与全基因组分析

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江苏农业科学 2024年第12期 277-284页

作者：魏浩卓李宁李静泉内蒙古大学生态与环境学院

短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)NDY-10对植物病原菌具有广谱拮抗活性，其中对稻瘟病菌的抑菌率最高。从NDY-10菌株对稻瘟病菌的拮抗特性和全基因组分析2个方面进行研究，结果表明，NDY-10菌株对稻瘟病病菌具有非常强的抑制作用，其无... 详细信息

短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)NDY-10对植物病原菌具有广谱拮抗活性，其中对稻瘟病菌的抑菌率最高。从NDY-10菌株对稻瘟病菌的拮抗特性和全基因组分析2个方面进行研究，结果表明，NDY-10菌株对稻瘟病病菌具有非常强的抑制作用，其无菌发酵液对稻瘟病菌的抑制率可达100%,且与添加量呈正相关。NDY-10菌株无菌发酵液对温度、紫外线辐射不敏感，强酸或强碱会影响其拮抗活性。经3种蛋白酶处理后，NDY-10菌株对稻瘟病病菌的抑制率下降，说明短小芽孢杆菌NDY-10菌株对稻瘟病病菌的拮抗物质是一种蛋白。NDY-10菌株的完整基因组大小为3 736 781 bp(含41.63%的G+C),包括3 893个编码序列(CDS)。从该基因组中鉴定出9条基因簇，其中大部分负责抑制代谢物的合成，并且发现了tasA拮抗基因(801对碱基)。根据之前的研究，推测其为稻瘟病接抗菌NDY-10菌株的关键功能基因。由本研究结果可知，NDY-10菌株可以作为潜在的优秀的生防制剂用于防治稻瘟病。

关键词：短小芽孢杆菌稻瘟病菌拮抗作用生物防治全基因组

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酚酸物质抗氧化性及溶剂化效应的理论计算

食品科学 2024年第7期45卷 52-60页

作者：卢俊高涵卢庆华王国泽吕俊丽王建华左文欢内蒙古科技大学生命科学与技术学院内蒙古包头014010

运用M06-2X泛函对12种酚酸物质进行理论计算,以抗氧化性指标键解离焓(bond dissociation enthalpy,BDE)、电离势(ionization potential,IP)、质子解离焓(proton dissociation enthalpy,PDE)、质子亲和力(proton affinity,PA)和电子转移焓(electron transfer enthalpy,ETE)为理论指标,对酚酸在气相及溶剂中进行分析,阐释其抗氧化性及溶剂化效应。结果表明:以BDE为标准,气相中龙胆酸(C5)的BDE最低;在苯中抗氧化性最好的是咖啡酸(C6),丙酮中为龙胆酸(C5),乙醇和水中为3,4-二羟基苄醇(C2);以IP为标准,在气相及4种溶剂中抗氧化性最好的均为白藜芦醇;就抗氧化机制而言,酚酸物质主要发生氢原子转移机制。通过5种表征抗氧化性指标IP、BDE、PDE、PA和ETE分析得出,无论是酚酸脱氢阴离子还是阳离子,生成脱氢自由基的能力与受到溶剂极性大小的影响一致。总体来说,弱极性溶剂丙酮中的抗氧化能力相对最强,强极性溶剂水和乙醇中抗氧化能力稍弱于丙酮,在非极性溶剂中,酚酸的抗氧化能力相对最弱。

关键词：酚酸抗氧化性溶剂效应密度泛函理论

多光谱法和分子对接模拟法研究茶碱和胃蛋白酶的相互作用

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 714-721页

作者：王晓霞马力通孙吉盛聂智华赛华征成建国段建国内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头014010 生物煤化工综合利用内蒙古内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010 清华大学生命科学学院北京100084

在模拟生理条件下,通过紫外可见吸收光谱法、傅里叶红外光谱、荧光光谱、三维荧光光谱、同步荧光光谱、圆二色谱等方法以及分子对接模拟法对茶碱(TPL)与胃蛋白酶(PEP)的结合机理进行了研究,在分子层面探讨TPL与PEP相互作用的机制,有助于... 详细信息

在模拟生理条件下,通过紫外可见吸收光谱法、傅里叶红外光谱、荧光光谱、三维荧光光谱、同步荧光光谱、圆二色谱等方法以及分子对接模拟法对茶碱(TPL)与胃蛋白酶(PEP)的结合机理进行了研究,在分子层面探讨TPL与PEP相互作用的机制,有助于对TPL的药理毒性、药效进行深入研究。根据Stern-Volmer方程,计算在298、 303和308 K三种温度下TPL对PEP的动态荧光猝灭速率常数Kq远大于最大动态荧光猝灭常数2.0×10^(10)L·(mol·s)^(-1),证明TPL对PEP的猝灭方式为静态猝灭。随着TPL浓度的不断升高,PEP的动态猝灭常数Ksv呈规律性下降趋势,TPL可以有效对PEP的内源荧光进行猝灭,进一步判定作用机制为静态猝灭。三维荧光图谱分析表明,体系中随着TPL浓度的不断升高,PEP中代表色氨酸残基与酪氨酸残基以及肽链骨架结构的荧光强度峰值明显降低,且峰位发生红移,表明TPL对PEP的二级结构产生影响。同步荧光图谱分析表明TPL与PEP结合时,主要集中在色氨酸的残基上。红外光谱表明TPL引起PEP内官能团伸缩振动,使PEP的二级结构发生改变。紫外吸收光谱表明随着混合体系中TPL浓度增大,吸收峰峰值逐渐增大,表明TPL可以改变PEP的二级结构。分子对接模拟法表明,TPL与PEP中氨基酸残基GLU13、 VAL30、 TRP39、 GLY76、 GLY78、 PHE117的结合作用力为范德华力,与氨基酸残基THR77、 GLY217形成氢键,与氨基酸残基TYR75、 LEU112、 ILE120、PHE111之间存在疏水作用力,证明两者主要通过范德华力与氢键结合,进一步证明TPL改变了PEP的二级结构。圆二色谱分析显示PEP中β-折叠的占比从50.2%下降至48.8%, α-螺旋结构的占比从8.1%上升到8.4%;β-转角的占比从18.3%上升到18.7%;无规则结构的占比从29.1%上升到29.2%,表明TPL改变了PEP的二级结构。实验研究结果有助于了解TPL与PEP的结合作用机制,为TPL的使用及研究提供了数据依据。

关键词：茶碱胃蛋白酶多光谱法分子对接模拟

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早期胚胎发育合子基因组激活调控

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 525-543页

作者：邢吉祥李寒霜李海成左永春内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010070 内蒙古大学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010070

动物早期胚胎发育始于分化成熟的雌雄配子经受精后重编程为全能性合子。在胚胎发育的初期,合子基因组的转录水平处于静默状态,母源物质调控占据主导地位。随着胚胎发育的进行,母源物质会经历分阶段的降解,合子基因组开始逐渐激活转录,... 详细信息

动物早期胚胎发育始于分化成熟的雌雄配子经受精后重编程为全能性合子。在胚胎发育的初期,合子基因组的转录水平处于静默状态,母源物质调控占据主导地位。随着胚胎发育的进行,母源物质会经历分阶段的降解,合子基因组开始逐渐激活转录,标志着早期胚胎发育从母源性调控向合子基因组调控的转变,也称为母源-合子转换(maternal-zygotic transition,MZT)。其中一个关键的转折性事件就是合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA),ZGA的正确发生对于早期胚胎发育和细胞命运决定至关重要。然而,目前对于ZGA的调控因子和具体的分子机制仍知之甚少。研究表明,ZGA在不同物种中存在较大差异,可能受到DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑以及ZGA相关因子等多种调控因素的影响。本文探讨了上述几种调控因素影响合子基因组激活的研究进展,对进一步研究早期胚胎ZGA的相关机制具有借鉴意义。

关键词：母源-合子转换合子基因组激活 DNA甲基化组蛋白变体组蛋白修饰

基于季节性污染特征的大气VOCs化学活性及源解析

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环境化学 2024年

作者：谢非白宇婷田永莉李亮周兴军吕昌伟内蒙古大学生态与环境学院内蒙古自治区环境监测总站内蒙古大学环境地质研究所

挥发性有机物(VOCs)是对流层大气氧化性的重要影响因子，不同VOCs物种的化学反应活性与大气环境质量及污染过程关系密切。本文针对呼和浩特和包头采暖期长达半年的季节特征，选取冬夏季清洁天、污染天和沙尘天的不同时间窗口，识别并分... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)是对流层大气氧化性的重要影响因子，不同VOCs物种的化学反应活性与大气环境质量及污染过程关系密切。本文针对呼和浩特和包头采暖期长达半年的季节特征，选取冬夏季清洁天、污染天和沙尘天的不同时间窗口，识别并分析了两个城市大气中117种VOCs的体积浓度，计算了不同季节不同大气特征条件下不同VOCs物种的化学反应活性，并解析了两个城市大气VOCs的来源。结果表明，乙烯、乙醛、丙烷、丙烯、丙醛、正丁醛、异戊二烯、甲苯、间/对二甲苯等是两个城市大气的主要活性VOCs物种；不同大气特征条件下不同VOCs物种对OFP(臭氧生成潜势)和LOH(羟自由基反应速率)的影响差异较大，且影响大小并不单独依赖于各VOCs物种浓度；2个城市冬季大气中的O3对VOCs的浓度变化更敏感，夏季则对NOx的浓度变化更敏感，体现了这两个城市O3前体物的季节性差异；受季节特征及供暖方式的影响，2个城市冬季燃烧源排放约贡献大气VOCs的50%，机动车排放和LPG/NG源次之；与冬季相比，夏季机动车、生物源及LPG/NG、溶剂挥发等因子的重要性显著提升，而燃烧源因子的比重明显下降，意味着大气VOCs源具有显著的季节变化特征。本研究对准确辨析区域重污染天气特征与成因，实现“十四五”期间PM2.5与臭氧协同控制等意义重大。

关键词： VOCs 季节特征物种组成反应活性来源解析

内蒙古自治区PM中金属元素的地球化学特征及其健康风险

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环境化学 2024年

作者：谢志磊谢非苏益娴李亮周兴军吕昌伟内蒙古自治区环境监测总站内蒙古大学生态与环境学院内蒙古大学环境地质研究所

PM2.5的环境效应在很大程度上受控于其化学组分和丰度.本文以煤炭供能为主的资源依赖型城市呼和浩特市、包头市、巴彦淖尔市为研究对象，开展不同季节不同大气环境质量条件下PM2.5中金属元素的地球化学特征、来源解析及健康风险研究.结... 详细信息

PM2.5的环境效应在很大程度上受控于其化学组分和丰度.本文以煤炭供能为主的资源依赖型城市呼和浩特市、包头市、巴彦淖尔市为研究对象，开展不同季节不同大气环境质量条件下PM2.5中金属元素的地球化学特征、来源解析及健康风险研究.结果表明，3个城市PM2.5中金属元素含量均具有采暖季高于非采暖季的季节性特征，采暖季呼和浩特、包头和巴彦淖尔分别为(1128±1.19)、(1787±1.86)、(1069±1.44) ng·m-3，非采暖季分别为(274±17.6)、(214.3±10.5)、(168.2±15.0) ng·m-3，采暖季PM2.5中金属元素的昼夜变化特征表现为“夜晚>白天”；不同环境空气质量状况下，PM2.5中金属元素的浓度有沙尘天>污染天>清洁天的规律；沙尘时段内，Al、Ca、Fe等地壳元素的浓度均显著升高；污染时段内，Sb、Pb等以人为排放为主的元素浓度显著升高；受城市功能和发展的差异性影响，3个城市中呼和浩特市燃烧源和机动车排放贡献最大，包头市工业源贡献较大，而巴彦淖尔市生物质燃烧源贡献较大；研究区三个城市采暖季和非采暖季PM2.5中金属元素经呼吸吸入途径对人体产生的致癌风险和非致癌风险均处于可接受水平.本研究对典型燃煤供能主导的城市大气PM2.5中金属元素的环境地球化学行为效应研究具有重要的资料价值，也可为区域大气污染防治提供了一定科学依据.

关键词：金属元素 PM 地球化学特征源解析健康风险

内蒙古东部区草原植物多样性和地上生产力与环境因子的关系

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内蒙古农业大学学报(自然科学版) 2024年第2期 23-32页

作者：王顼王志利安娜杜月徐鹏懿王嵋内蒙古大学生态与环境学院内蒙古自然博物馆

探究内蒙古东部区草原生态系统植物多样性对环境因子的响应及其与地上生产力的关系，对于该地区生物多样性的保护和生态系统功能的维持具有重要意义。本文基于内蒙古东乌珠穆沁旗草原系统的采样调查，分析了环境因子与植物多样性和地上... 详细信息

探究内蒙古东部区草原生态系统植物多样性对环境因子的响应及其与地上生产力的关系，对于该地区生物多样性的保护和生态系统功能的维持具有重要意义。本文基于内蒙古东乌珠穆沁旗草原系统的采样调查，分析了环境因子与植物多样性和地上生产力间的关系，揭示了影响群落地上生产力的主要因素。结果表明：(1)物种多样性、功能多样性和地上生物量与环境因子均呈现一定的线性关系，具体为物种多样性指数、功能多样性指数中的功能丰富度、功能均匀度、功能离散度和群落加权性状值均与年均降水量呈线性正相关，均与年均气温呈线性负相关，而功能多样性指数中的功能趋异度与年均降水量呈线性负相关，与年均气温呈线性正相关；(2)物种多样性指数、功能多样性指数中的功能丰富度和功能均匀度及群落加权性状值与地上生物量呈线性正相关，而功能趋异度则与地上生物量呈线性负相关，功能离散度与地上生物量关系不显著；(3)年均气温、物种丰富度和群落加权性状值3个因子对内蒙古东部区草原地上生产力变化的解释率较高。本研究将为应对全球环境变化、保护和恢复草原生态系统提供科学指导和策略。

关键词：草原生态系统植物多样性环境因子地上生产力

3种合成施氏矿物对Sb(Ⅲ)的吸附动力学机制

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环境化学 2024年

作者：谢志磊莘嘉静李智超吕昌伟何江内蒙古大学环境地质研究所内蒙古自治区环境监测总站内蒙古大学生态与环境学院

施氏矿物具有结晶度低、比表面积大等特点，对环境中锑的界面行为有显著影响.本文合成了3种施氏矿物(过氧化氢氧化法施氏矿物H-SCH、高锰酸钾氧化法施氏矿物M-SCH和乙醇改性法施氏矿物Y-SCH)，以3种施氏矿物对Sb(Ⅲ)的吸附性能研究为主... 详细信息

施氏矿物具有结晶度低、比表面积大等特点，对环境中锑的界面行为有显著影响.本文合成了3种施氏矿物(过氧化氢氧化法施氏矿物H-SCH、高锰酸钾氧化法施氏矿物M-SCH和乙醇改性法施氏矿物Y-SCH)，以3种施氏矿物对Sb(Ⅲ)的吸附性能研究为主线，开展了吸附动力学实验研究，结合动力学全过程动态表征监测，揭示了不同化学法合成的施氏矿物对Sb(Ⅲ)吸附的差异性机制.结果表明，H-SCH在合成过程中结合了更多的Fe，具有更稳定的骨架结构；M-SCH与Y-SCH拥有比H-SCH更多的结构态SO42-；Y-SCH拥有更大的比表面积以及丰富的表面活性羟基；同时与H-SCH相比，M-SCH和Y-SCH的矿物结晶度均有所下降.吸附动力学过程揭示，3种施氏矿物对Sb(Ⅲ)的吸附均符合准二级动力学、颗粒内扩散模型，均以化学吸附为主，属于非均相扩散过程. XRD等矿物表征分析表明，在3种施氏矿物吸附Sb(Ⅲ)的过程中，Y-SCH未发生矿相转化，具有较好的稳定性；而H-SCH和M-SCH在吸附中后期出现了水铁矿的特征峰，由于水铁矿对Sb(Ⅲ)也具有一定的吸附能力，这在一定程度上促进了这两种矿物对Sb(Ⅲ)的吸附. 3种施氏矿物主要通过外表面羟基官能团的络合作用对Sb(Ⅲ)进行吸附，在吸附过程中Sb(Ⅲ)会被Fe(Ⅲ)氧化为Sb(Ⅴ)，形成的Sb(OH)6-进一步与施氏矿物表面可交换态SO42-进行离子交换，促进了施氏矿物对锑的吸附，为施氏矿物在含锑废水处理领域的实际应用积累了理论和实验数据基础.

关键词：施氏矿物锑吸附动力学机制表征