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花榈木生物碱合成关键酶基因OhpLDC和OhpCAO1的克隆与分析

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江苏农业学报 2023年第8期39卷 1646-1657页

作者：王佳琦王欣邓小梅吴蔼民华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510000

花榈木是中国传统中药,其代谢产物常用于治疗跌打损伤,具有重要的药用价值,然而目前人们对花榈木的药用化学成分如生物碱合成并不清楚。本研究对花榈木不同组织进行了代谢组和转录组学分析,结果表明花榈木中含有的生物碱大部分属于喹诺... 详细信息

花榈木是中国传统中药,其代谢产物常用于治疗跌打损伤,具有重要的药用价值,然而目前人们对花榈木的药用化学成分如生物碱合成并不清楚。本研究对花榈木不同组织进行了代谢组和转录组学分析,结果表明花榈木中含有的生物碱大部分属于喹诺里西啶类生物碱(Quinolizidine Alkaloids,QA)。进一步分析发现,QA生物合成的2个关键酶,赖氨酸脱羧酶(LDC)和铜胺氧化酶(CAO)在生物碱合成中起重要作用。结合花榈木转录组结果对其编码基因克隆,得到了1290 bp、2268 bp CDS序列,分别命名为OhpLDC和OhpCAO1。生物信息学分析结果表明,OhpLDC和OhpCAO1编码的蛋白质相对分子质量分别为4.63×10^(4)和8.44×10^(4),均无跨膜区域和信号肽。OhpLDC编码的氨基酸序列具有保守的底物结合位点Phe340,分析发现OhpLDC与豆科植物中的LDC基因在进化上具有较近的亲缘关系。OhpCAO1编码的氨基酸序列中具有保守结构域“NY-Y”,以及3个组氨酸保守位点,与狭叶羽扇豆的CAO1亲缘关系最近。本研究结果为解析花榈木QA的生物合成途径提供了重要基础。

关键词：花榈木喹诺里西啶类生物碱赖氨酸脱羧酶铜胺氧化酶生物信息学

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黄野螟谷胱甘肽硫转移酶Sigma 1基因的鉴定及表达模式

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华北农学报 2018年第3期33卷 99-105页

作者：程杰王春燕林同华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510640

为探究谷胱甘肽硫转移酶Sigma家族中Sigma 1基因的分子特征,从黄野螟成虫转录组文库中鉴定获得了GST Sigma 1基因全长c DNA,命名为Hv GSTs1(Gen Bank:MF521977)。并对该基因进行生物信息学分析,并使用RTq PCR对Hv GSTs1在其不同发育阶... 详细信息

为探究谷胱甘肽硫转移酶Sigma家族中Sigma 1基因的分子特征,从黄野螟成虫转录组文库中鉴定获得了GST Sigma 1基因全长c DNA,命名为Hv GSTs1(Gen Bank:MF521977)。并对该基因进行生物信息学分析,并使用RTq PCR对Hv GSTs1在其不同发育阶段、幼虫不同部位及成虫不同部位的相对表达量进行检测。结果表明,该基因全长1 054 bp,共编码204个氨基酸。序列分析显示,Hv GSTs1蛋白氨基酸序列含有N端结构域GST_N_Sigma_like和C端结构域GST_C_Sigma_like等2个结构域,Hv GSTs1的氨基酸序列与二化螟同源性最高,为76%。系统发育树分析显示,黄野螟与二化螟处于同一分支。用RT-q PCR分析了Hv GSTs1基因的相对表达量,结果显示,Hv GSTs1在蛹中的表达量高于其他发育阶段;Hv GSTs1在幼虫脂肪体中表达量最高,在中肠表达量最低;Hv GSTs1在成虫中腹部和胸部表达量最高,足部表达量最低,各部位均有表达,且有显著差异(P<0.05)。研究结果为以后深入探讨黄野螟Sigma家族GST的生理功能奠定了基础。

关键词：黄野螟谷胱甘肽硫转移酶Sigma 1 基因表达模式 RT-qPCR

广东康禾自然保护区地面苔藓种群分布与格局分析

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生态环境学报 2018年第5期27卷 818-826页

作者：蒋甜甜杨学成钟泳林徐明锋唐启明苏志尧华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510642

种群分布格局是植物群落的重要特征,研究种群分布格局是理解植物群落形成和构建的基础。采用Poisson数学模型和方差均值法检验广东康禾自然保护区地面苔藓种群分布格局的类型,利用双向轨迹方差法(TTLQV)分析其格局变化。结果显示,研究... 详细信息

种群分布格局是植物群落的重要特征,研究种群分布格局是理解植物群落形成和构建的基础。采用Poisson数学模型和方差均值法检验广东康禾自然保护区地面苔藓种群分布格局的类型,利用双向轨迹方差法(TTLQV)分析其格局变化。结果显示,研究区苔藓植物整体呈集群分布,优势种东亚拟鳞叶藓(Pseudotaxiphyllum pohliaecarpum)平均拥挤指数最高(m*=13.04),聚块性指数最低(m*/m=1.15),细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)和细指苔(Kurzia gonyotricha)的平均拥挤指数次之,分别为11.85、10.00;而非优势物种树生扁萼苔(Radula obscura)和长叶羽苔(Plagiochila flexuosa)聚快性指数最高,分别为14.79、14.45;说明优势物种的种间竞争更强烈,非优势物种分布更聚集。种群格局变化表明,研究区苔藓植物的格局规模以小斑块聚集居多,如细指苔、神山细鳞苔(Lejeunea eifrigii)、东亚拟鳞叶藓及南方小锦藓(Brotherella henonii)等多个物种在区组4、5、15、22、24呈现斑块聚集,其格局规模的差异可能与苔藓植物的生存策略和生长环境密切相关。苔类植物与苔藓植物的整体格局变化更接近,在区组4都呈大斑块聚集,整体为镶嵌格局;而藓类植物在区组5、16、22均有较大的峰值波动,为大斑块聚集;说明苔类植物优势种群组在群落中占主导地位。不同苔藓物种呈现不同的格局变化,主要受其生物学特性与种间竞争的影响,生境异质性则是其集群分布的主要原因。

关键词：种群分布格局格局分析苔藓植物集群分布 TTLQV

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尺蛾科昆虫性信息素组分特征及应用进展

林业科学 2019年第5期55卷 152-162页

作者：马涛黄志嘉朱映林娜肖强何余容温秀军华南农业大学林学与风景园林学院广东省森林植物种质创新与利用重点实验室广州510642 华南农业大学农学院广州510642 中国农业科学院茶叶研究所杭州310008

国内外对于鳞翅目昆虫性信息素的研究最为详细。本文阐述鳞翅目昆虫性信息素活性组分的最新分类进展,根据其化学结构可分为TypeⅠ、TypeⅡ、TypeⅢ、Type 0 4类。其中:Type I为分子结构具有末端功能团的C10-C18醇、醛、醋酸酯类化合物,... 详细信息

国内外对于鳞翅目昆虫性信息素的研究最为详细。本文阐述鳞翅目昆虫性信息素活性组分的最新分类进展,根据其化学结构可分为TypeⅠ、TypeⅡ、TypeⅢ、Type 0 4类。其中:Type I为分子结构具有末端功能团的C10-C18醇、醛、醋酸酯类化合物,分布于多个鳞翅目总科中; TypeⅡ为C17-C23的不饱和碳氢化合物以及相对应的环氧衍生物,广泛分布于尺蛾总科中; TypeⅢ为携带1个或多个甲基分支的C17-C23化合物,仅出现在少数的鳞翅目昆虫中;而Type 0为与植物挥发物结构类似的短链仲醇或酮类化合物,分布于进化上较为原始的昆虫中。尺蛾总科作为鳞翅目昆虫的第三大科,目前共计93属158种尺蛾的性信息素组分得到鉴定,其性信息素组分中除了姬尺蛾亚科以TypeⅠ为主以外,灰尺蛾亚科、尺蛾亚科、沙尺蛾亚科、花尺蛾亚科、星尺蛾亚科均是以TypeⅡ为主。尺蛾科昆虫性信息素组分碳链较长,结构复杂,多数为不饱和烃类化合物(TypeⅡ型),严重影响了全球尺蛾类性信息素组分的化学鉴定及野外应用,通过分析对已鉴定的尺蛾性信息素组分及结构特征,明确其性信息素组分化合物的双键位置、环氧结构和手性构象,以及在各亚科、属、种之间的分布特征,并探讨我国重要尺蛾(茶尺蠖、国槐尺蠖、银花尺蠖、油桐尺蠖、春尺蠖等)的性信息素研究情况,可为今后鉴定未知尺蛾性信息素活性组分,以及利用昆虫性信息素对尺蛾类害虫进行有效的绿色防控等提供参考。

关键词：尺蛾性信息素鉴定应用进展

韶关市小坑林场山杜英幼林植被层生物量和碳储量的分配格局

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生态环境学报 2019年第1期28卷 83-89页

作者：林婉奇佘汉基薛立华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510642

森林碳储量是森林生态系统碳库的重要组成成分,在全球碳循环中发挥着重要的作用。以韶关小坑林场山杜英(Elaeocarpus sylvestris)林为研究对象,研究其植被层和凋落物层的生物量、碳储量分配格局,为山杜英人工林的固碳能力和碳汇功能研... 详细信息

森林碳储量是森林生态系统碳库的重要组成成分,在全球碳循环中发挥着重要的作用。以韶关小坑林场山杜英(Elaeocarpus sylvestris)林为研究对象,研究其植被层和凋落物层的生物量、碳储量分配格局,为山杜英人工林的固碳能力和碳汇功能研究提供参考。在林地内建立3个20 m×20 m的样地,采用径阶标准木法,选取10株标准木,按照枝、叶、干和根分别进行取样。每个样地分别设置5个灌木样方(2 m×2 m)、草本样方(1 m×1 m)和凋落物样方(1 m×1 m)样方,收获样方内全部的灌木和草本及凋落物,并各取300 g样品,带回实验室分析。结果表明,山杜英林生物量为34.89 t·hm^(-2),平均碳质量分数为463.79 g·kg^(-1),碳储量为16.65 t·hm^(-2);山杜英林垂直结构的各组分中,乔木层的生物量(26.76 t·hm^(-2))和碳储量(12.85 t·hm^(-2))最大,占比分别为76.70%和77.18%;乔木层各组分中,树干的生物量(13.60 t·hm^(-2))和碳储量(6.62t·hm^(-2))最大,占比分别为50.82%和51.52%。山杜英林树干碳储量是乔木层碳储量的主体,因此应充分利用其生长特性,最大限度地增加树干碳储量,从而增加林分植被层碳储量。该林分具有较大的碳汇潜力,可通过提高林分密度以提高林分的碳储量。

关键词：山杜英生物量碳含量碳储量

芒属植物重金属耐性及其在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力

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应用生态学报 2017年第4期28卷 1397-1406页

作者：吴道铭陈晓阳曾曙才华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 华南农业大学农业部能源植物资源与利用重点实验室广州510642

芒属植物重金属耐性强,并且是重要的能源植物,其在矿山废弃地植被恢复中的应用备受关注.芒属植物对多种重金属耐性强,但不属于重金属超累积植物.目前的研究认为,根系代谢能力强、根际存在多种共生微生物及抗氧化和光合作用能力强是芒属... 详细信息

芒属植物重金属耐性强,并且是重要的能源植物,其在矿山废弃地植被恢复中的应用备受关注.芒属植物对多种重金属耐性强,但不属于重金属超累积植物.目前的研究认为,根系代谢能力强、根际存在多种共生微生物及抗氧化和光合作用能力强是芒属植物重金属耐性强的重要原因,但更为全面的耐性机理需要深入研究.芒属植物在矿山废弃地植被恢复的应用潜力大,可以清除土壤重金属、改善土壤性质和促进生物多样性发展.本文总结分析了芒属植物生物学特性、重金属耐性特点、机理及其在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力,提出了应用芒属植物进行矿山废弃地植被恢复的基本思路,并对芒属植物的重金属耐性机理及应用的未来研究方向进行展望,以期为利用芒属植物开展矿山废弃地植被恢复提供借鉴.

关键词：芒草能源植物重金属土壤改良植被恢复

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适用植物根系生长观察的半固态凝胶配方筛选

江西农业大学学报 2024年第1期46卷 161-172页

作者：吴嘉希朱会军邢鹤严陈佳倩谢子曦邓文琪于珊曾曙才吴道铭华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510642

【目的】植物根系是植物吸收土壤水分和养分的重要器官,研究植物根系有助于了解植物根系与地上部相互作用以及植物对环境变化的响应机制。本研究分析高分子吸水树脂(SAP)和卡波姆U20(U20)单配和复配的稳定性和植物生长安全性,尝试建立... 详细信息

【目的】植物根系是植物吸收土壤水分和养分的重要器官,研究植物根系有助于了解植物根系与地上部相互作用以及植物对环境变化的响应机制。本研究分析高分子吸水树脂(SAP)和卡波姆U20(U20)单配和复配的稳定性和植物生长安全性,尝试建立植物根系生长观察的半固态凝胶开放培养方法。【方法】借助根箱试验,以草本植物黑叶芋(Alocasia longiloba)和灌木鹅掌藤(Schefflera actinopylla)为试验对象,基于营养液和SAP与U20复配半凝胶配方,分析1/4 Hoagland’s营养液(CK)、0.3%SAP凝胶营养液(T1)、0.5%U20凝胶营养液(T2)、0.4%U20+0.3%SAP凝胶营养液(T3)和0.5%U20+0.2%SAP凝胶营养液(T4)的稳定性以及在这些培养介质中植物生长、叶片叶绿素、根系形态变化和养分吸收差异。【结果】放置5周后,各处理培养介质均没有观察霉变和长菌现象,T1、T2和T3出现水化或絮凝分层,T4与CK一样性质稳定且澄清透明。动态观察叶片叶绿素变化发现,同一时间内,鹅掌藤各处理SPAD值和总叶绿素含量均与CK无显著差异,黑叶芋各处理SPAD值也均与CK无显著差异(P>0.05)。与CK相比,T1和T2均对鹅掌藤和黑叶芋根系生长产生抑制作用,T1和T2处理鹅掌藤总根长分别显著降低了51.59%和47.48%(P生物量累积以及氮磷钾吸收也显著低于CK。T3和T4中两种植物的总根长、根表面积、氮磷钾吸收和生物量累积均与CK无显著差异(P>0.05);与CK中根系多下垂于营养液不同,T4中根系舒展自然,侧根和细根均呈一定角度展开在半固态凝胶中,较好的模拟了根系在土壤介质的生长状态。【结论】0.5%U20+0.2%SAP凝胶营养液可在较长时间内保持稳定的半固态凝胶状态,较好满足了模拟植物根系在土壤中生长的要求,并且短时间内在该营养液中植物生长、叶片叶绿素、根系形态变化和养分吸收与纯营养液无显著差异,可考虑选择该凝胶配方来建立植物根系生长观察的半固态凝胶开放培养方法。

关键词：原位观察根系形态根系构型凝胶培养高分子吸水树脂卡波姆

氮磷添加和栽植密度对大叶相思林土壤微生物群落功能多样性的影响

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生态学报 2021年第6期41卷 2305-2314页

作者：冯慧芳林婉奇薛立华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 广东省森林资源保育中心广州510173

土壤微生物群落是土壤质量潜在的生态指标,在维持生态系统功能和服务中起着关键的作用。采用Biolog-ECO微平板法,探讨氮磷添加与不同栽植密度交互对大叶相思林(Acacia auriculiformis)土壤微生物功能多样性的影响,以便为建立合理的林分... 详细信息

土壤微生物群落是土壤质量潜在的生态指标,在维持生态系统功能和服务中起着关键的作用。采用Biolog-ECO微平板法,探讨氮磷添加与不同栽植密度交互对大叶相思林(Acacia auriculiformis)土壤微生物功能多样性的影响,以便为建立合理的林分密度和氮磷施肥模式,提高土壤质量提供理论参考。以大叶相思林为研究对象,选择氯化铵(NH4Cl)作为氮肥模拟大气氮沉降,用二水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O)进行磷添加。氮磷处理设置4个水平,即CK、施N、施P和施N+P。种植密度设置4个水平,即1667、2500、4444、10000株/hm^(2)(分别以低密度、中密度、较高密度、高密度表示)。研究结果表明,施P显著提高了4个密度大叶相思林土壤微生物的AWCD值、碳源利用丰富度指数、McIntosh指数、Shannon指数和Simpson指数,而施N和N+P则相反。随着林分密度的减小,各处理的土壤微生物AWCD值趋于减少。通常低密度林分的土壤微生物的丰富度指数、Shannon-Wiener指数、McIntosh指数和Simpson指数较小。

关键词： BIOLOG 氮添加磷添加种植密度大叶相思土壤微生物功能多样性

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黄野螟精氨酸激酶基因的鉴定与表达分析

华中农业大学学报 2019年第3期38卷 39-46页

作者：王春燕吕子豪林同华南农业大学林学与风景园林学院广州510642

为了探索精氨酸激酶(arginine kinase,AK)在昆虫中的功能,经筛选黄野螟(Heortia vitessoides)成虫转录组数据库获得黄野螟精氨酸激酶基因,命名为HvAK(GenBank:MH794282),对其进行生物信息学、各虫态和幼虫组织的定量分析,并通过检测HvA... 详细信息

为了探索精氨酸激酶(arginine kinase,AK)在昆虫中的功能,经筛选黄野螟(Heortia vitessoides)成虫转录组数据库获得黄野螟精氨酸激酶基因,命名为HvAK(GenBank:MH794282),对其进行生物信息学、各虫态和幼虫组织的定量分析,并通过检测HvAK在高温及低温胁迫条件下的表达水平,揭示HvAK基因在黄野螟生长发育中的作用。结果显示:该序列开放阅读框长1 068 bp,共编码355个氨基酸;同源比对结果表明HvAK与家蚕(Bombyx mori)AK基因同源性最高,为94.10%;实时荧光定量PCR结果显示,黄野螟在所检测的各幼虫组织和发育阶段均有表达,其中在头部的表达量较高,在5龄幼虫阶段到达表达量最高峰;此外,高、低温均诱导HvAK表达量上调,推测HvAK基因在黄野螟生长发育过程中可能参与抵御外界不良环境。

关键词：黄野螟精氨酸激酶 RT-qPCR 基因表达谱温度胁迫