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绿豆7S球蛋白基因鉴定及在籽粒发育中的表达分析

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食品科学 2024年第12期45卷 109-115页

作者：丁冬会张雨朋周人玲席武洋耿旎周常玮赵青平刘嘉斐杨树琼南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061

为阐明绿豆7S(Vigna radiata 7S,Vr7S)球蛋白基因的基本性质及其在籽粒生长发育过程中的表达模式,本研究运用生物信息学、反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)对10个Vr7S球蛋白基因的理化性... 详细信息

为阐明绿豆7S(Vigna radiata 7S,Vr7S)球蛋白基因的基本性质及其在籽粒生长发育过程中的表达模式,本研究运用生物信息学、反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)对10个Vr7S球蛋白基因的理化性质、基因结构特征、蛋白三级结构、系统发育关系及基因表达谱等进行研究。结果表明,Vr7S球蛋白基因编码的蛋白长度为246~594个氨基酸,等电点位于5.02~6.40之间,分子质量为27.82~70.02 kDa;所有Vr7S球蛋白基因包含3~7个外显子、2~6个内含子、5~8个保守基序;除Vr7S B1具有1个cupin保守结构域外,其余9个基因均含有2个cupin结构域;Vr7S球蛋白三级结构有4种类型,主要包含α-螺旋、β-链等结构;在cupin保守结构域中,绿豆和其他物种共有67个保守氨基酸残基,绿豆与赤豆7S球蛋白基因间的同源关系最近,其次是菜豆、木豆及大豆等。基于不同绿豆品种、不同发育时期籽粒的转录组测序和RT-PCR表达谱分析显示,Vr7S球蛋白基因伴随着绿豆籽粒的发育成熟呈现表达量升高的趋势,这与其他豆科物种7S球蛋白基因的表达模式一致,表明其在绿豆籽粒贮藏蛋白的生成调控过程中具有积极作用。本研究为进一步解析Vr7S球蛋白基因在绿豆籽粒发育中的生物学功能奠定了基础。

关键词：绿豆 7S球蛋白籽粒发育基因鉴定表达谱分析

改进型DeepLabV3+的糖尿病眼底病变分割

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 90-97页

作者：马晓普刘文涛李贺南阳师范学院计算机科学与技术学院河南南阳473061 南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061

针对糖尿病视网膜眼底病变多类分割难及小病灶识别率低的问题,提出一种融合注意力机制与改进型DeepLabV3+的糖尿病视网膜眼底病变多类病症分割方法.该方法首先通过使用MobileNetV2网络提取病灶特征,减少参数量并提高算法训练速度;接着... 详细信息

针对糖尿病视网膜眼底病变多类分割难及小病灶识别率低的问题,提出一种融合注意力机制与改进型DeepLabV3+的糖尿病视网膜眼底病变多类病症分割方法.该方法首先通过使用MobileNetV2网络提取病灶特征,减少参数量并提高算法训练速度;接着通过优化空洞空间卷积金字塔池化中的空洞卷积层数与空洞率,以提高捕获小病灶特征的能力;然后基于DeepLabV3+网络模型进行改进,借助坐标注意力机制感知病灶方向和位置信息,从而提高识别精度;最后采用FGADR和IDRiD数据集分别训练和测试所提出的模型.实验结果表明:所提出方法的平均交并比(MIoU)指标为73.75%,具有较高的分割精度,验证了模型有效性.

关键词：糖尿病视网膜眼底病变深度学习 DeepLabV3+网络坐标注意力多类分割

丹江口水库浮游细菌和氮磷循环基因垂直分布特征及其驱动因素

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环境科学 2024年第7期45卷 3995-4005页

作者：张玮玮高姗姗李梦璐陈彦 Nicola Fohrer Robert Costanza 李玉英陈兆进南阳师范学院水资源与环境工程学院南阳473061 南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地南阳473061

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰.选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素.结... 详细信息

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰.选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素.结果表明,丹江口水库主要由变形菌门、放线菌门和浮霉菌门等优势种群组成,不同深度来源的浮游细菌群落结构具有显著差异,水温(T)、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)和Chla是影响浮游细菌群落组成的主要因素.氮循环功能基因分析表明,主要涉及生物固氮过程、硝化作用、反硝化作用和异化硝酸盐还原作用等7个主要途径的gltB、glnA、gltD、gdhA和NRT等39个氮循环功能基因.磷循环功能基因分析表明,主要涉及有机磷矿化、无机磷溶解、调节等6个主要途径的pstS、ppx-gppA、glpQ和ppk1等54个磷循环功能基因.聚类分析表明不同深度是影响氮磷循环功能基因组成和丰度的主要因素,表层和底层氮磷循环功能基因丰度高于中层样品.奇异球菌属、嗜氢菌属、Limnohabitans和棍状杆菌属等是氮磷循环的关键物种.DO、pH、T、总溶解性固体(TDS)、电导率(EC)和Chla与氮磷循环功能基因显著相关,以上环境因子随丹江口水库深度增加浓度降低或升高,导致浮游细菌氮磷循环功能基因呈明显的垂直分布特征.通过揭示丹江口水库不同深度浮游细菌群落组成、氮磷循环功能及其影响因素,可为丹江口浮游细菌生态功能和多样性保护发挥潜在的作用.

关键词：丹江口水库分层宏基因组氮循环磷循环

南水北调中线工程受水区灰水足迹荷载系数时空变化及驱动因素研究

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长江流域资源与环境 2024年第5期33卷 971-981页

作者：吴梦南阳师范学院经济与管理学院河南南阳473061

控制水污染程度、提高水环境质量有利于南水北调中线工程高质量发展。在核算南水北调中线工程20个受水城市灰水足迹的基础上,计算各受水城市灰水足迹荷载系数,分析其时空分布特征,并利用对数平均迪氏指数(Logarithmic Mean Divisia Inde... 详细信息

控制水污染程度、提高水环境质量有利于南水北调中线工程高质量发展。在核算南水北调中线工程20个受水城市灰水足迹的基础上,计算各受水城市灰水足迹荷载系数,分析其时空分布特征,并利用对数平均迪氏指数(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)模型对其驱动因素进行分解。结果表明:(1)2009~2020年南水北调中线工程受水区灰水足迹降幅达到24.54%,水环境质量得到一定改善;从灰水足迹的构成来看,农业占比最高,其次是生活,工业占比最低,且农业源、工业源污染的有效控制是受水区灰水足迹总量整体下降的主要原因。(2)在中线工程通水后,受水区灰水足迹荷载系数有所降低,但是水资源总量仍然远远不能满足水污染物的稀释需求,水环境压力巨大;各受水城市灰水足迹荷载系数存在显著不同,地区内部尤其是河南省内部的差异是受水区灰水足迹荷载系数不平衡的主要来源。(3)资本深化效应、资源禀赋效应及经济活度效应对灰水足迹荷载系数主要表现为正向驱动效应,而资本产出效应、经济环境效应则表现为负向驱动效应。各受水城市要继续走绿色发展道路,促进南水北调中线工程水资源可持续利用。

关键词：南水北调中线工程灰水足迹荷载系数 LMDI模型驱动因素

转录组分析植物促生细菌缓解高粱微塑料和重金属复合污染胁迫机制

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环境科学 2024年第1期45卷 480-488页

作者：刘泳岐赵锶禹任学敏李玉英张英君张浩韩辉陈兆进南阳师范学院水资源与环境工程学院河南省南水北调中线水源区流域生态安全国际联合实验室南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心南阳473061 南阳师范学院生命科学与农业工程学院南阳473061

微塑料能成为其它环境污染物(比如重金属)潜在的转运载体,因此微塑料与重金属的复合污染越来越受到研究者的重视.为探究植物促生细菌VY-1缓解高粱微塑料和重金属复合污染胁迫机制,通过水培实验分析菌株接种对高粱生物量和重金属积累的影... 详细信息

微塑料能成为其它环境污染物(比如重金属)潜在的转运载体,因此微塑料与重金属的复合污染越来越受到研究者的重视.为探究植物促生细菌VY-1缓解高粱微塑料和重金属复合污染胁迫机制,通过水培实验分析菌株接种对高粱生物量和重金属积累的影响,通过转录组学分析接菌对高粱基因表达的影响.结果表明,聚乙烯(PE)和镉(Cd)复合污染相比单一Cd污染使高粱地上部和地下部干重分别下降17.04%和10.36%,表现出复合污染对植物生长毒性效应增强的症状.接种植物促生细菌VY-1能缓解Cd-PE复合污染的毒性,高粱地上部和地下部长度分别增加33.83%和73.21%,干重分别增加56.64%和33.44%.转录组测序结果表明,接种VY-1后高粱根部有904个基因上调表达.促生细菌VY-1接种能上调表达生长素、脱落酸、黄酮类和木质素生物合成通路中多个基因,促进了高粱在Cd-PE复合污染胁迫下的耐受能力,提高其抗性.以上研究结果表明植物促生细菌在微塑料和重金属的复合污染中能通过调节植物基因表达缓解所受到的胁迫,为重金属与微塑料复合污染植物-微生物联合修复提供了参考.

关键词：高粱镉(Cd) 聚乙烯(PE) 根际促生细菌转录组

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《打枣谱》若干问题考论

农业考古 2024年第4期 180-188页

作者：张艳南阳师范学院文学院

陶宗仪编纂、陶珽续编的《说郛》120卷本中的《打枣谱》1卷,汇集枣名70多种,作者署名为元代柳贯。经考证,文中出现赤斤蒙古卫、哈密等明代地名,作者为元代柳贯之说值得存疑;所收枣品种数量应为64种,而非目前流传的75种说、73种说、72种... 详细信息

陶宗仪编纂、陶珽续编的《说郛》120卷本中的《打枣谱》1卷,汇集枣名70多种,作者署名为元代柳贯。经考证,文中出现赤斤蒙古卫、哈密等明代地名,作者为元代柳贯之说值得存疑;所收枣品种数量应为64种,而非目前流传的75种说、73种说、72种说和37种说;《打枣谱》首次出现的枣名应为10种,而非《中国果树志》(枣卷)统计的42种。《打枣谱》涉及笔记文献几十种,广泛汇集各类枣名,堪称我国第一部有关枣的“专著”,其补阙之功及文献价值不应被忽略。

关键词：《打枣谱》作者署名品种数量枣名来源首次辑录

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高密度聚乙烯微塑料与氯嘧磺隆对大豆生长和根际细菌群落的复合胁迫效应

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环境科学 2024年第2期45卷 1161-1172页

作者：胡晓玥滑紫微姚伦广杜丽牛秋红李玉英闫路陈兆进张浩南阳师范学院生命科学与农业工程学院农业生物质资源化河南省高校工程技术研究中心南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心河南省艾草开发利用工程技术研究中心南阳473061 南阳师范学院水资源与环境工程学院南阳473061

随着我国农业的大力发展,塑料地膜和农药被广泛投入到农业生产中,而塑料地膜降解形成的微塑料和农药在土壤中累积也带来诸多环境问题.目前微塑料与农药单一作用的环境生物学效应已有报道,但两者复合胁迫对作物生长和根际土壤细菌群落的... 详细信息

随着我国农业的大力发展,塑料地膜和农药被广泛投入到农业生产中,而塑料地膜降解形成的微塑料和农药在土壤中累积也带来诸多环境问题.目前微塑料与农药单一作用的环境生物学效应已有报道,但两者复合胁迫对作物生长和根际土壤细菌群落的影响研究较少.因此,设计高密度聚乙烯微塑料(HDPE,500目)与磺酰脲类除草剂代表品种氯嘧磺隆共处理,研究其对大豆生长的影响,并通过高通量测序技术、互作网络和PICRUSt2功能分析,探究HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫对大豆根际土壤细菌群落多样性、结构组成、菌群网络和土壤功能的影响,阐明HDPE和氯嘧磺隆对大豆的复合毒性.结果表明1%HDPE处理延长氯嘧磺隆在土壤中的半衰期(由11.5 d升至14.3 d),并且HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫较单一污染物对大豆生长的影响更为明显.HiSeq 2500测序表明复合胁迫下的大豆根际细菌群落由20个门、312个属组成,门和属的组成数量显著少于对照和单一处理,并降低具有潜在生物防治特性、植物促生特性等功能菌属的相对丰度(如Nocardioides和Sphingomonas等).Alpha多样性表明复合胁迫显著降低大豆根际细菌群落的丰富度与多样性,Beta多样性则表明复合胁迫显著改变大豆根际细菌群落结构.组间样品LEfSe和PICRUSt2功能分析表明复合胁迫调控根际细菌群落的优势菌群,并减弱土壤氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢等二级功能层的丰度占比.由属水平网络分析推测复合胁迫降低土壤细菌间的总连接数和网络密度,使网络结构简单化,维持网络稳定的重要菌群种类也发生变化.研究结果表明HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫显著影响大豆生长,并改变大豆根际细菌群落结构、土壤功能和网络结构,相较于单一处理,复合胁迫的潜在危害更大.研究结果可为评价聚乙烯微塑料和氯嘧磺隆生态风险,以及污染土壤修复提供指导.

关键词：高密度聚乙烯(HDPE) 氯嘧磺隆大豆高通量测序网络分析 PICRUSt2功能分析

过表达榨菜BjuJAZ8增强拟南芥对盐胁迫的敏感性

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西北植物学报 2024年

作者：蔡兆明程春红余红王殿东长江师范学院现代农业与生物工程学院

【目的】榨菜具有较高的经济价值,探讨榨菜中茉莉酸信号通路基因JAZ8在植物响应盐胁迫的功能可为培育榨菜抗逆品种提供基因资源。【方法】采用生物信息学方法分析榨菜JAZ8的基因结构、启动子顺式作用元件以及所编码蛋白的理化性质;采用... 详细信息

【目的】榨菜具有较高的经济价值,探讨榨菜中茉莉酸信号通路基因JAZ8在植物响应盐胁迫的功能可为培育榨菜抗逆品种提供基因资源。【方法】采用生物信息学方法分析榨菜JAZ8的基因结构、启动子顺式作用元件以及所编码蛋白的理化性质;采用分子生物学技术克隆榨菜JAZ8基因并构建其过表达载体;采用转基因技术在模式植物拟南芥中过表达榨菜JAZ8基因并分析该基因在拟南芥响应盐胁迫过程中的具体功能。【结果】榨菜JAZ8基因蛋白编码序列全长396 bp,编码131个氨基酸,含有TIFY和CCT-2结构域;该基因启动子含有响应脱落酸、水杨酸及参与防御和应激反应的顺式作用元件;转基因植株表型分析结果表明,过表达榨菜JAZ8的拟南芥植株在萌发和转绿阶段表现为对盐胁迫更加敏感的表型。【结论】过表达榨菜JAZ8可增强拟南芥对盐胁迫的敏感性。

关键词：榨菜 Bju JAZ8 盐胁迫基因功能

影响月季花瓣呈色的理化因子及花色苷组分分析

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西北植物学报 2024年第2期44卷 255-269页

作者：袁美静马誉巫瑞康晓玲丁传雨杜丽南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061 南阳师范学院河南省月季花种质创新与栽培技术工程研究中心河南南阳473061 南阳师范学院分析测试中心河南南阳473061

【目的】通过对影响月季花瓣呈色的各理化因子的定量评价及其相关性分析,探讨月季花色的形成机理,可为花色育种提供理论参考和受体品种,对于探究花色形成机理和种质创新具有重要意义。【方法】以8个不同花色的月季品种为试验材料,分别... 详细信息

【目的】通过对影响月季花瓣呈色的各理化因子的定量评价及其相关性分析,探讨月季花色的形成机理,可为花色育种提供理论参考和受体品种,对于探究花色形成机理和种质创新具有重要意义。【方法】以8个不同花色的月季品种为试验材料,分别对其花瓣颜色参数、细胞液pH值、金属离子含量、总花色苷含量、总黄酮含量和总叶绿素含量等理化指标进行测定和比较,并对花色苷组分进行定量分析。【结果】(1)不同花色月季的理化因子间存在显著差异,其中细胞液pH值、Fe^(3+)、Ca^(2+)、Al^(3+)含量以及总花色苷、总黄酮含量等因子与花瓣颜色的形成密切相关,总花色苷含量和总黄酮含量的变化起直接作用,金属离子及细胞液pH值等因素通过改变花色素结构来影响花色。(2)不同花色月季花瓣中所含有的花色苷组分不同。其中,矢车菊素-3,5-葡萄糖苷在月季中占主体地位,主要调控紫红色花朵的形成;其次是天竺葵素-3,5-葡萄糖苷,其主要调控橙色、红色花朵的形成。黄色花朵中花色苷含量很少,主要受类胡萝卜素的调控;橙色花朵受花色苷和类胡萝卜素的双重调控;白色花朵中几乎不含有花色苷。芦丁在8个月季品种中均大量存在,但与花瓣形成无显著相关关系。(3)对8种月季花瓣中花色苷组分进行聚类分析时发现,粉紫色品种‘薰衣草花环’以极高的芦丁含量和少量的花色苷含量始终单独聚为一类。【结论】花色苷的种类和含量直接影响月季的花色,黄酮类物质则辅助花色苷的形成,而细胞液pH值、Fe^(3+)、Ca^(2+)、Al^(3+)含量等因子间接影响花色。在8个月季品种中,粉紫色品种‘薰衣草花环’以其优异的花色苷组分及较高的细胞液pH成为最适合进行花色改良的受体品种。

关键词：月季花色理化因子超高效液相色谱-飞行时间串联质谱花色苷