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叶面喷施丹参碳点缓解甘薯低磷胁迫的转录组与代谢组学分析

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作物学报 2024年第2期50卷 383-393页

作者：朱晓亚张强强赵鹏刘明王静靳容于永超唐忠厚江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/中国徐州国家土壤质量观测试验站江苏徐州221131

为探究叶面喷施碳点(CDs)对低磷胁迫下甘薯幼苗生长发育的影响,发掘CDs调控甘薯根系响应低磷胁迫的关键基因,解析根系代谢产物与关键基因的协同变化,探讨CDs缓解甘薯低磷胁迫的机制,本研究以商薯19和徐薯32为研究对象,设置低磷水平下(0.... 详细信息

为探究叶面喷施碳点(CDs)对低磷胁迫下甘薯幼苗生长发育的影响,发掘CDs调控甘薯根系响应低磷胁迫的关键基因,解析根系代谢产物与关键基因的协同变化,探讨CDs缓解甘薯低磷胁迫的机制,本研究以商薯19和徐薯32为研究对象,设置低磷水平下(0.01 mmol L-1KH2PO4)叶面喷施超纯水(CK1)、喷施丹参碳点(CDs)和正常磷水平下(1 mmol L-1KH2PO4)喷施超纯水(CK2) 3个处理,对不同处理甘薯根系进行转录组和代谢组学分析,同时考查不同处理中甘薯叶、茎和根系生物量和磷含量的变化。结果表明,叶面喷施丹参CDs显著增加了低磷胁迫下甘薯幼苗叶、茎和根系的生物量,提高了根系磷含量,增强了甘薯幼苗的耐低磷性。转录组分析结果显示,磷酸盐吸收和转运基因(PHO1、PHT1-4)、根系构型调控基因(ZAT6、ZFP5、PLT5)和肌醇磷酸盐生物合成基因(VIP2)在缓解甘薯低磷胁迫中发挥着关键作用。代谢组分析结果显示,CDs处理较CK1处理甘薯根系磷酸肌醇的表达量均显著降低。这表明,低磷胁迫下,叶面喷施CDs通过诱导甘薯根系高亲和磷吸收转运系统、优化根系构型等以提高甘薯对磷素的吸收能力,同时通过调整植株体内的磷代谢过程来维持磷稳态。但CDs介导下不同甘薯品种的低磷胁迫反应也存在差异。与CK1处理相比,CDs处理中还观察到商薯19根系磷酸乙醇胺和4-磷酸肌醇等磷酸酯的表达量显著降低;而徐薯32根系分泌的柠檬酸和草酸的表达量显著增加,它们能够活化土壤中的难溶性磷,促进植物磷吸收。这可能与不同甘薯品种本身的耐低磷性存在差异有关。研究结果可为建立甘薯磷养分高效的调控理论与调控新途径提供科学支撑和理论依据,也为后续针对纳米CDs缓解甘薯低磷胁迫的相关研究提供了候选分子资源。

关键词：甘薯低磷胁迫碳点转录组代谢组

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色谱技术在抗体分离纯化中的应用进展

色谱 2024年第6期42卷 533-543页

作者：刘家玮唐长伟夏一然白泉合成与天然功能分子教育部重点实验室西北大学现代分离科学研究所陕西省现代分离科学重点实验室西北大学化学与材料科学学院陕西西安710127

抗体作为一类重要的生物药物,在疾病诊断和治疗等方面拥有广阔的前景。抗体药物的需求逐年上升,生产规模不断扩大,下游抗体纯化已经成为抗体药物生产的瓶颈。色谱技术具有选择性好、分离效率高等优点,在抗体纯化领域占据主导地位。抗体... 详细信息

抗体作为一类重要的生物药物,在疾病诊断和治疗等方面拥有广阔的前景。抗体药物的需求逐年上升,生产规模不断扩大,下游抗体纯化已经成为抗体药物生产的瓶颈。色谱技术具有选择性好、分离效率高等优点,在抗体纯化领域占据主导地位。抗体分离纯化流程一般包括样品的粗提、粗提物精制和抗体精纯3个步骤,每个步骤都涉及色谱分离技术。目前已有多种色谱技术(如亲和色谱、离子交换色谱、疏水作用色谱、混合模式色谱以及新型的温敏色谱等)应用于抗体的分离纯化。本文介绍了近年来国内外各种色谱技术在抗体分离纯化方面所取得的研究进展,并对抗体色谱分离技术的未来发展趋势进行了展望。

关键词：抗体色谱技术分离纯化亲和色谱混合模式色谱温敏色谱综述

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烟草生物碱性状的QTL定位

作物学报 2024年第1期50卷 42-54页

作者：刘颖超方敦煌徐海明童治军肖炳光浙江大学农业与生物技术学院作物科学研究所浙江杭州310058 云南省烟草农业科学研究院国家烟草基因工程研究中心云南昆明650021

生物碱是烟草的重要化学成分。为明确烟草生物碱的遗传结构,发掘控制相关性状的主效位点,以烟草品种Y3、K326为亲本,构建大小为271的重组自交系群体。分别于2018、2019和2020年在云南省昆明市石林、玉溪市研和种植群体材料,检测总植物碱... 详细信息

生物碱是烟草的重要化学成分。为明确烟草生物碱的遗传结构,发掘控制相关性状的主效位点,以烟草品种Y3、K326为亲本,构建大小为271的重组自交系群体。分别于2018、2019和2020年在云南省昆明市石林、玉溪市研和种植群体材料,检测总植物碱(TPA)、烟碱(NIC)、降烟碱(NOR)、假木贼碱(ANAB)和新烟草碱(ANAT)5种生物碱表型。对群体进行基因组测序,构建包含46,129个标记的遗传连锁图谱。利用基于混合线性模型的QTL定位方法及软件QTLNetwork2.0,进行QTL定位分析。共定位15个具有显著加性效应的QTL,加性效应对表型贡献率为0.58%~11.57%。其中4个主效QTL即控制总植物碱的qTPA14、烟碱的qNIC14、假木贼碱的qANAB14和新烟草碱的qANAT14,均可以解释相应性状10%以上的表型变异,且均位于14号连锁群上。6个QTL具有显著的加性与环境互作效应,对表型贡献率为0.80%~1.81%。5对QTL具有显著加性-加性上位性效应,对表型的贡献率为0.15%~2.31%。2对QTL具有显著的上位性与环境互作效应,对表型的贡献率为0.81%~1.16%。研究结果为进一步分离候选基因、解析遗传机理和促进烟草生物碱性状分子改良奠定了基础。

关键词：烟草重组自交系生物碱复杂性状基因与环境互作

具有鲁棒性机械性能和高弹性的超长室温磷光共价有机框架弹性体

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高分子学报 2024年第6期55卷 709-717页

作者：徐静陈天泽邵明超郭云龙张新瑞王廷梅先进润滑与防护材料研究发展中心、中国科学院兰州化学物理研究所兰州730000 北京分子科学国家研究中心、中国科学院化学研究所、中国科学院有机固体重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

开发具有持久稳定室温磷光的弹性体材料是柔性电子学和光子学领域的一大挑战.本文报到了一种高度可拉伸、高机械强度且可持续发光的室温磷光共价有机框架弹性体(SPU-D230-UPy COF)材料.该材料由烷基链软段与含多重氢键硬段限域共价有机... 详细信息

开发具有持久稳定室温磷光的弹性体材料是柔性电子学和光子学领域的一大挑战.本文报到了一种高度可拉伸、高机械强度且可持续发光的室温磷光共价有机框架弹性体(SPU-D230-UPy COF)材料.该材料由烷基链软段与含多重氢键硬段限域共价有机框架而组成,展现出高的机械性能和高弹性.在除去365 nm的激发后,具有明亮且持续的室温磷光发射特性(发光时间持续3.0 s).力学研究表明,其具备约33.5 MPa的强度、约188.26 MJ/m3的优异韧性以及约76.6 MPa的杨氏模量.同时该弹性体即使经历反复的机械变形也能保持优异的光学性能.本研究为发光弹性体在可穿戴设备、柔性显示器和防伪设备等方面的应用奠定了基础.

关键词：弹性体共价有机框架超长室温磷光多重氢键

植物重力感受:从淀粉体沉降到蛋白极性再定位

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科学通报 2024年第1期69卷 12-14页

作者：乐捷龙英强中国科学院植物研究所植物分子生理重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049

1880年Charles Darwin在The Power of Movement in Plants一书中曾详细记载对植物向性生长的观察结果,包括向重性、向光性、向水性等^([1]).重力是地球表面无时无刻不存在的一种环境因子,植物向重性生长是经过长期适应重力环境并演化形... 详细信息

1880年Charles Darwin在The Power of Movement in Plants一书中曾详细记载对植物向性生长的观察结果,包括向重性、向光性、向水性等^([1]).重力是地球表面无时无刻不存在的一种环境因子,植物向重性生长是经过长期适应重力环境并演化形成的植物生长和发育特性.

关键词：向光性向性重力感受地球表面环境因子向重性生长和发育

国内外153份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

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中国农业科学 2024年第1期57卷 18-33页

作者：周警卫叶博伟张朋飞张宇庆郝敏尹毓若袁婵李志康李顺达夏先春何中虎张宏军兰彩霞华中农业大学植物科学技术学院/湖北洪山实验室湖北省农业科学院粮食作物研究所中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心

【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材... 详细信息

【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材料进行苗期抗性鉴定，于2018—2019、2019—2020和2020—2021年，在湖北鄂州，利用这两个小种对供试材料进行成株期抗性鉴定；结合已知抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP等功能标记或紧密连锁分子标记进行基因型检测。【结果】苗期结果显示，10份材料对CYR33表现免疫（反应型IT为0），包括7份国内材料（即山农28、漯麦163、石麦13、中意6号、郯麦98-2、中麦175和泰山21）和3份国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）材料（CIM-53、CIM-60和CIM-71）；仅2份国内材料在苗期对CYR34小种表现免疫（郯麦98-1和山农102）。此外，成株期条锈病田间鉴定显示，64份材料在田间3年均表现出稳定抗性（最终严重度≤5%），包括7份国内材料和57份CIMMYT材料。利用抗病基因功能标记或紧密连锁分子标记检测显示，153份材料中携带Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP抗性基因的材料分别有31、23、73、2、4、50和2份，未检测到含有Yr5和Yr15的材料。综合苗期和成株期表型，仅CIM-53对2个生理小种在苗期和成株期均表现为免疫（IT=0，严重度为0），分子标记检测显示，该材料可能含有已知抗病基因Yr17和Yr29。【结论】国内外153份小麦种质对当前条锈菌流行生理小种的抗性主要以成株抗性为主，其中国内小麦品种主要携带Yr9、Yr10和Yr26抗性基因，而CIMMYT小麦品系则携带Yr17、Yr18和Yr29为主，表明通过聚合1—2个非免疫苗期抗性基因和2—3个成株抗性基因，在成株期多个环境条件下均表现出近免疫抗性水平，是CIMMYT小麦品系保持持久抗性的主要原因。亟待广泛挖掘抗源，发掘新的抗病基因，充分利用现代生物技术手段快速培育具有持久抗性且农艺性状优良的小麦新品种，进一步提高中国麦区条锈病整体抗性水平。

关键词：小麦条锈病苗期抗性成株抗性抗病基因分子标记抗病性鉴定

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白桦SAUR基因家族鉴定及生物信息学分析

分子植物育种 2024年第10期22卷 3172-3187页

作者：刘超逸王宇航赤峰学院化学与生命科学学院赤峰024000 内蒙古赤峰市林业科学研究所赤峰024000

SAUR基因家族作为植物生长素早期响应基因家族中最大的一个家族,参与到植物细胞伸长、果实发育、胁迫应答等多个生物学过程。本研究基于白桦全基因组数据,对白桦SAUR基因家族进行鉴定和生物信息学分析。结果表明,白桦共有61个SAUR家族基... 详细信息

SAUR基因家族作为植物生长素早期响应基因家族中最大的一个家族,参与到植物细胞伸长、果实发育、胁迫应答等多个生物学过程。本研究基于白桦全基因组数据,对白桦SAUR基因家族进行鉴定和生物信息学分析。结果表明,白桦共有61个SAUR家族基因,这些基因不均匀分布在14条染色体上,理化性质分析表明,大部分BpSAUR蛋白呈碱性,为不稳定蛋白,脂溶性系数较高,为亲水性;系统进化和基因结构分析表明,61个白桦SAUR基因被分为4类(Group Ⅰ~Group Ⅳ),其中Group Ⅳ中BpSAUR基因最多,同一分类的BpSAUR基因更倾向于在染色体上聚集分布,大部分白桦SAUR家族基因为无内含子或少内含子基因。白桦SAUR家族基因启动子还拥有多个光响应、激素响应元件与逆境胁迫作用元件,说明其可能参与白桦生长发育及胁迫应答等多个生物学过程。该家族基因在白桦的不同组织部位和不同发育阶段的表达量也不同,主要在幼茎、成熟茎和成熟叶中集中表达。本研究通过对白桦SAUR基因家族进行深入分析,以期为白桦分子育种奠定良好基础。

关键词：白桦 SAUR(Small auxin-up RNA) 全基因组生物信息学分析

发酵酒糟对西威牛血液、分泌型免疫球蛋白A和肠道黏膜相关菌群的影响

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中国饲料 2024年第7期 121-125页

作者：禹光美郑如雯吴道义王彬黄涛贵州大学动物科学学院贵州贵阳550025 毕节市畜牧兽医科学研究所贵州毕节551700

为研究发酵酒糟对西威牛免疫指标、炎症指标以及十二指肠细菌群落的影响,试验将18头西威公牛随机分为3组,对照组饲喂基础饲粮,试验1、2组分别添加15%、30%发酵酒糟,预试期15 d,正试期90 d。结果表明:与对照组相比,试验1组免疫球蛋白G(I... 详细信息

为研究发酵酒糟对西威牛免疫指标、炎症指标以及十二指肠细菌群落的影响,试验将18头西威公牛随机分为3组,对照组饲喂基础饲粮,试验1、2组分别添加15%、30%发酵酒糟,预试期15 d,正试期90 d。结果表明:与对照组相比,试验1组免疫球蛋白G(IgG)、分泌型免疫球蛋白A(SIgA)、Muribaculaceae分别显著提高了18.83%、27.99%、25.77%(P分子、IgG、SIgA和毛螺菌科分别极显著提高了14.53%、24.89%、38.52%和50%(P分子、毛螺菌科分别显著提高了6.01%、21.36%(P<0.05),试验2组普雷沃氏菌科显著降低了29.20%(P<0.05),试验2组疣微菌科UCG-010极显著降低了12.75%(P<0.01)。由此可见,饲粮添加30%发酵酒糟可提高西威牛的免疫力、降低炎症反应、改善十二指肠菌群,效果优于添加15%发酵酒糟。

关键词：发酵酒糟西威牛免疫肠道菌群

gga-miR-146b-5p在鸡肌肉和脂肪组织中的表达及其靶基因的生物信息学分析

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中国畜牧杂志 2024年

作者：黄华云李瑞瑞黄正洋王钱保李春苗赵振华韩威江苏省家禽科学研究所佛山科学技术学院生命科学与工程学院/广东省动物分子设计与精准育种重点实验室

为初步阐明gga-miR-146b-5p对优质肉鸡脂肪沉积和肌肉发育的调控作用，采用荧光定量PCR（RT-qPCR）检测gga-miR-146b-5p在不同组织、成肌细胞和脂肪细胞中的表达，并对靶基因进行生物信息学分析。结果表明，gga-miR-146b-5p在肝脏、腹... 详细信息

为初步阐明gga-miR-146b-5p对优质肉鸡脂肪沉积和肌肉发育的调控作用，采用荧光定量PCR（RT-qPCR）检测gga-miR-146b-5p在不同组织、成肌细胞和脂肪细胞中的表达，并对靶基因进行生物信息学分析。结果表明，gga-miR-146b-5p在肝脏、腹脂、腿肌组织、成肌细胞和脂肪细胞中均有较高表达。在肝脏组织中，gga-miR-146b-5p在16周性连锁矮小鸡S3系鸡中的表达显著高于隐性白羽（RR）鸡，具有显著的品种差异性，且2个品种16周的表达均显著高于其他4个发育时期；在腹脂组织中，gga-miR-146b-5p在2周时表达具有显著的品种差异，RR鸡的表达显著高于S3系鸡；在腿肌组织中，gga-miR-146b-5p在16周时S3鸡的表达显著高于RR鸡。在脂肪细胞中，gga-miR-146b- 5p在诱导分化4 d后的表达显著高于增殖期；在成肌细胞中，gga-miR-146b-5p的表达随分化时间的延长而升高，分化5 d后的表达显著高于增殖期。靶基因的GO和KEGG结果表明LAPTM5和IMPAD1分别是gga-miR-146b-5p调控肌肉发育和脂肪代谢的预测靶基因。本试验结果为进一步研究gga-miR-146b-5p在鸡脂肪沉积和肌肉发育中的作用奠定了基础。

关键词： gga-miR-146b-5p 脂肪沉积肌肉发育鸡