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病毒-植物-媒介昆虫跨界互作与病毒病害流行

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中国科学:生命科学 2024年第5期54卷 769-788页

作者：赵娅玲王莹陈彪周国辉张彤华南农业大学植物保护学院绿色农药全国重点实验室广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室

植物病毒引发的病害严重制约农作物的产量和品质,在目前已报道的植物病毒中有约80%依赖媒介昆虫的传播.阐明虫媒病毒病害循环中病毒-植物-昆虫这三种跨界生物间互作的分子信号及分子机制,是更高效控制虫媒病毒病害的基础.病毒病害的流... 详细信息

植物病毒引发的病害严重制约农作物的产量和品质,在目前已报道的植物病毒中有约80%依赖媒介昆虫的传播.阐明虫媒病毒病害循环中病毒-植物-昆虫这三种跨界生物间互作的分子信号及分子机制,是更高效控制虫媒病毒病害的基础.病毒病害的流行范围和强度主要取决于病毒的侵染和传播这两个关键环节,得益于不断发展的分子生物学、细胞生物学和各种组学技术,植物病毒如何成功侵染寄主植物以及如何高效地通过媒介昆虫传播被不断解析.本文主要阐述了病毒逃逸植物免疫、突破媒介昆虫屏障和免疫、直接或间接地调控媒介昆虫传毒的具体机制,展现了虫媒病毒操控寄主植物和媒介昆虫促进病害流行中的强大能力,也揭示了虫媒病害防控中可供选择的分子靶标.

关键词：虫媒病毒病害流行植物免疫激素信号

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利用CRISPR/Cas13a编辑技术获得马铃薯抗PVX植株

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植物保护学报 2024年第1期51卷 211-218页

作者：涂振钟子旸陈汝豪杨曼华詹晓慧陈家茹马恢聂碧华华中农业大学园艺林学学院果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室武汉430070 恒敬合创生物医药(浙江)有限公司浙江嘉兴314000 湖北大学生命科学学院省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室武汉430062 张家口市农业科学院马铃薯研究所河北张家口075000

为探究利用CRISPR/Cas13a系统获得抗马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)马铃薯的可行性,通过设计靶向PVX中TGBp1基因的小向导RNA(small guide RNA,sgRNA),构建CRISPR/Cas13a基因编辑载体,以马铃薯栽培种Désirée为受体材料进行稳定遗传转... 详细信息

为探究利用CRISPR/Cas13a系统获得抗马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)马铃薯的可行性,通过设计靶向PVX中TGBp1基因的小向导RNA(small guide RNA,sgRNA),构建CRISPR/Cas13a基因编辑载体,以马铃薯栽培种Désirée为受体材料进行稳定遗传转化,并通过机械摩擦接种法鉴定转基因植株对PVX的抗性。结果显示,成功构建了靶向PVX的PVX-Cas13a载体,并获得了表达Cas13a的转基因马铃薯植株,对其中3个高表达Cas13a的株系进行PVX抗性鉴定,发现在接种PVX 10~20 d后,转基因植株系统叶上无明显发病症状,且PVX积累量均显著低于未接种PVX对照。表明靶向PVX的CRISPR/Cas13a系统能够有效抑制该病毒的积累,这为马铃薯抗PVX育种提供了一条有效策略。

关键词：马铃薯基因编辑 CRISPR/Cas13a 马铃薯X病毒抗性鉴定

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苏丹草叶绿体基因组特征及系统发育分析

草业科学 2024年

作者：尹明华李文婷欧阳茜王美暄徐子林张钦荣张牧彤黄添慧何凡凡乐芸张嘉欣柴桑雪上饶师范学院生命科学学院上饶农业技术创新研究院上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA... 详细信息

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA（转运RNA）基因和8个rRNA（核糖体RNA）基因，缺失ccD和ycf1基因；苏丹草叶绿体基因组共检测到27个简单序列重复（simple sequence repeat，SSR）和47个长重复序列（long repeat sequence，Longrepeat）；LSC（大单拷贝）区和SSC（小单拷贝）区的核苷酸多态性显著高于IR（反向重复）区，LSC区的变异性大于SSC区和IR区，Pi（核苷酸多样性）变化范围为0-0.01852，通过Pi（≥0.01215）筛选出10个高变异区域，均位于LSC区；苏丹草及其11个近缘种叶绿体基因组密码子各位置GC含量不同，偏好以A/U结尾，平均ENC值为47.50，密码子偏性较弱；影响苏丹草及其11个近缘种密码子使用偏性的主要因素为自然选择，内部突变压力的影响较小；苏丹草叶绿体基因的最优密码子共15个（CAA、AAA、UUU、UAU、AUU、UAA、GCA、CCA、ACU、GUA、AGA、CGA、CUU、UCC、UCU），均以A、U结尾；苏丹草与高粱双色亚种Sorghum bicolor subsp. drummondii （MW999225）亲缘关系较近。本试验结果能为苏丹草分子标记的开发、遗传多样性以及进一步研究高粱属植物的保护生物学和种群遗传学提供参考。

关键词：苏丹草叶绿体基因组序列特征密码子偏好性最优密码子系统发育分析

基于研究生科研素养培养的“高级微生物学实验”课程教学改革

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微生物学通报 2024年第4期51卷 1156-1166页

作者：丁晨雨何腾霞贵州大学生命科学学院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

“高级微生物学实验”课程旨在培养新入学研究生的科研思维、创新意识、探索精神和实践能力。为了提升教学质量,针对教学中存在的突出问题,本课程秉持“以学生为中心,以成果为导向”的育人理念,组建了教师教学团队,设置基础性、研究性... 详细信息

“高级微生物学实验”课程旨在培养新入学研究生的科研思维、创新意识、探索精神和实践能力。为了提升教学质量,针对教学中存在的突出问题,本课程秉持“以学生为中心,以成果为导向”的育人理念,组建了教师教学团队,设置基础性、研究性和探索性创新实验项目优化教学内容;依托智慧教室和线上教学平台实施小组教学、互动式教学、混合式教学、翻转课堂等多元教学活动,借助智能化开放实验室和教师科研资源保障实践教学;采用全过程综合考核评价研究生的综合科研素养,构建了适用于贵州大学微生物学专业研究生培养的教学体系。实践显示,“课堂+线上+实践”的改革取得了较好的成效,研究生的科研兴趣与热情、实践创新能力得到激发和锻炼,有效提升了他们的综合科研素养。

关键词：高级微生物学实验混合式教学信息化教学平台综合科研素养

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骨粉生物质炭对酸性土壤的改良作用

土壤学报 2024年第5期61卷 1299-1309页

作者：赵文瑞孔群芳张文娟胡程凯林雨欣陶炳娇王国鑫彭可睿王聪赵宽安庆师范大学资源环境学院安徽省耕地质量智慧监测与地力提升重点实验室安徽安庆246133 安庆师范大学资源环境学院皖江流域水环境保护与污染控制安徽省教育厅重点实验室安徽安庆246133 安庆师范大学生命科学学院安徽省皖西南生物多样性研究与生态保护重点实验室安徽安庆246133

以猪、鸡、牛和羊骨为原材料厌氧热解制备成生物质炭(骨炭)作为改良剂,探究骨炭最佳制备条件及其对酸性土壤改良效果,并从土壤固相和液相二个角度探究骨炭对酸性土壤铝(Al)形态的影响。结果表明:高温厌氧热解制备的骨炭富含CaO、CaCO_(3... 详细信息

以猪、鸡、牛和羊骨为原材料厌氧热解制备成生物质炭(骨炭)作为改良剂,探究骨炭最佳制备条件及其对酸性土壤改良效果,并从土壤固相和液相二个角度探究骨炭对酸性土壤铝(Al)形态的影响。结果表明:高温厌氧热解制备的骨炭富含CaO、CaCO_(3)和Ca_(5)(PO_(4))_(3)(OH),同时含有NaO、MgO等碱性物质及-OH等多种官能团。但骨炭碱含量受热解温度影响较大,鸡骨和牛骨在800℃、猪骨和羊骨在900℃时其炭碱含量接近峰值并保持稳定,约为生石灰的90%,是最佳制备温度。此温度下制备的四种骨炭均可有效地提高pH0.05)。骨炭增加了酸性土壤阳离子交换量,并通过促进活性Al向土壤固相吸附态羟基Al和更稳定态Al转化从而降低土壤溶液Al及交换态Al含量。骨炭富含植物生长所需营养元素,具备无机和有机改良剂的双重特性,是可替代传统石灰作为酸性农田土壤改良剂的优质材料。

关键词：动物骨炭热解温度酸性土壤铝毒害土壤铝形态

短柄五加叶黄酮抑菌活性及对洋葱的化感效应研究

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西北植物学报 2024年

作者：杨建霞范小峰邵姜伟颜浩甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室陇东学院生命科学与技术学院

【目的】探讨短柄五加叶黄酮提取物的抑菌活性及其化感作用,为抗菌剂的开发及利用其化感作用进行植物保护和农业生产等提供依据。【方法】以短柄五加叶为材料,采用超声波辅助提取叶黄酮,测定不同浓度（100%、50%、25%）的叶黄酮提取液... 详细信息

【目的】探讨短柄五加叶黄酮提取物的抑菌活性及其化感作用,为抗菌剂的开发及利用其化感作用进行植物保护和农业生产等提供依据。【方法】以短柄五加叶为材料,采用超声波辅助提取叶黄酮,测定不同浓度（100%、50%、25%）的叶黄酮提取液胁迫下抑菌圈直径、最小抑菌浓度（MIC）,洋葱鳞片表皮细胞凋亡率、丙二醛（MDA）、H2O2含量、抗氧化酶活性及根、芽生长抑制率。【结果】（1）超声波辅助提取的叶黄酮得率为42.3 mg/g。（2）在相同浓度下,抑菌圈直径依次为金黄色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌>沙门氏菌,且在同一菌种内随着提取液浓度增加而扩大,MIC值也依次为金黄色葡萄球菌<枯草芽孢杆菌<沙门氏菌。（3）各浓度叶黄酮提取液均能诱导洋葱鳞片叶表皮细胞凋亡,且在相同处理时间内细胞凋亡率、MDA、H2O2含量也随处理液浓度升高而增加,POD、CAT活性则随处理液浓度增加先升后降,均显著高于对照。（4）不同浓度叶黄酮提取物液均能抑制洋葱根、芽的生长,且抑制率具有浓度依赖性。【结论】短柄五加叶黄酮提取物对革兰氏阳性菌的抑菌效果显著优于革兰氏阴性菌,且抑菌效果与提取液浓度呈正相关,可能通过诱导产生过量H2O2和抑制抗氧化酶活性,导致膜脂过氧化损伤和细胞死亡,抑制洋葱根、芽生长。

关键词：短柄五加叶黄酮提取物抑菌活性化感作用洋葱

聚苯乙烯微塑料联合镉污染对土壤理化性质和生菜(Lactuca sativa)生理生态的影响

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环境科学 2024年第1期45卷 470-479页

作者：牛佳瑞邹勇军简敏菲黄楚红李金燕穆霆刘淑丽江西师范大学生命科学学院江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室南昌330022 江西省地质调查勘查院地质环境监测所南昌330006

土壤中普遍存在微塑料和重金属等复合污染物,二者极难降解且易形成复合污染,改变土壤的理化性质,并影响植物的生长与生理生态特征.为研究土壤微塑料与重金属的复合污染对土壤性质和植物生长的影响,选取粒径3μm的聚苯乙烯微塑料(PS-MPs... 详细信息

土壤中普遍存在微塑料和重金属等复合污染物,二者极难降解且易形成复合污染,改变土壤的理化性质,并影响植物的生长与生理生态特征.为研究土壤微塑料与重金属的复合污染对土壤性质和植物生长的影响,选取粒径3μm的聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和重金属镉(Cd),设置不同PS-MPs暴露量(0、10、50、100、200和400 mg·kg^(-1))并联合Cd污染(0、1.2和6.0 mg·kg^(-1))条件下,研究土壤的理化性质变化及其对生菜(Lactuca sativa)种子萌发、幼苗生长的影响.结果表明,随着PS-MPs与Cd复合污染强度的增加,土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)、碱解氮(AHN)和速效钾(AK)等主要理化因子均显著降低,在PS-MPs暴露量为400 mg·kg^(-1)时降到最低值;同时,PS-MPs联合Cd的污染也会显著降低生菜种子的萌发率,但PS-MPs低暴露量(10 mg·kg^(-1)和50mg·kg^(-1))会减缓Cd(6.0 mg·kg^(-1))污染对生菜种子萌发的抑制作用,而PS-MPs高暴露量(200 mg·kg^(-1)和400 mg·kg^(-1))会加剧Cd(6.0 mg·kg^(-1))对生菜种子的抑制作用.受不同含量Cd污染后,生菜幼苗鲜重、干重和株高等生长指标随PS-MPs暴露量增加均呈先升后降趋势;叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等指标均呈下降趋势,而丙二醛(MDA)含量总体呈上升趋势.土壤的主要理化指标与生菜幼苗的MDA呈显著负相关,而与幼苗的其它各项指标则呈显著正相关.PS-MPs和重金属Cd复合污染能通过改变土壤理化性质从而影响植物种子萌发及其幼苗生理生态特征,研究结果对于评估土壤-植物系统中微塑料和重金属复合污染的生态效应能提供一定的参考借鉴.

关键词：土壤微塑料(MPs) 重金属复合污染生菜生长抗氧化酶

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植物ABCG转运蛋白功能的研究进展

科学通报 2024年第14期69卷 1866-1880页

作者：孙洁婷敬雪皎赵丹妮潘烨鑫罗启哲向垒莫测辉侯学文华南农业大学生命科学学院光合作用与植物逆境生物学研究中心广州510642 华南农业大学生命科学学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广州510642 暨南大学生命科学技术学院广东省环境污染控制与修复材料工程中心广州510632

高等植物中细胞器及细胞之间是由生物膜分隔开来,但在植物的生理代谢及应对逆境胁迫的过程中,细胞器及细胞之间需要大量的信号与物质的交流.多数情况下,这些跨膜交流由膜上的转运蛋白来执行,其中以ABCG亚家族为代表的ABC转运蛋白家族是... 详细信息

高等植物中细胞器及细胞之间是由生物膜分隔开来,但在植物的生理代谢及应对逆境胁迫的过程中,细胞器及细胞之间需要大量的信号与物质的交流.多数情况下,这些跨膜交流由膜上的转运蛋白来执行,其中以ABCG亚家族为代表的ABC转运蛋白家族是一类介导多种不同类型物质的跨膜转运以完成相应功能的转运蛋白.植物比其他真核生物拥有数量更多的ABCG转运蛋白,表明植物中ABCG转运蛋白具有多样且重要的功能. ABCG转运蛋白不仅参与植物正常生长发育过程中许多物质的转运,执行诸多重要的生理功能,还广泛参与植物对干旱、重金属、温度、渗透和抗生素等非生物胁迫,以及病原菌、害虫和植物化感作用造成的生物胁迫响应过程中的信号与物质转运,说明ABCG既与植物的正常生长发育相关,也在植物抵抗逆境胁迫中发挥重要作用.本文对植物ABCG转运蛋白的结构、分类、生理功能及在抗生物与非生物逆境胁迫的功能进行系统总结,为深入了解植物ABCG转运蛋白多样化功能、研究趋势和利用植物分子育种技术对ABCG基因进行表达调控以获得具有优良特性的植物新种质提供重要借鉴和参考.

关键词： ABCG转运蛋白生理代谢生物胁迫非生物胁迫抗逆作用

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树冠位置对香樟叶形态性状和异速生长关系的影响

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热带亚热带植物学报 2024年第3期32卷 319-329页

作者：王梦亭刘小敏金欣悦王苓汝项小燕陶冶中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室乌鲁木齐830011 安庆师范大学生命科学学院皖西南生物多样性研究与生态保护安徽省重点实验室安徽安庆246133

为深入了解树冠位置对植物叶形态性状的影响,在常绿乔木香樟树冠上下2层和东南西北4个方位开展调查取样,系统分析了不同树冠位置间叶形态性状(叶长、叶宽、叶厚、叶柄长、叶柄直径和叶形指数)及其异速生长关系的差异性。结果表明,叶形... 详细信息

为深入了解树冠位置对植物叶形态性状的影响,在常绿乔木香樟树冠上下2层和东南西北4个方位开展调查取样,系统分析了不同树冠位置间叶形态性状(叶长、叶宽、叶厚、叶柄长、叶柄直径和叶形指数)及其异速生长关系的差异性。结果表明,叶形态性状在不同树冠方位间均差异显著,但上下2层变化趋势不完全一致。在树冠上层,除叶形指数和叶炳长外,其余4个性状均表现为东侧最大。在树冠下层,除叶形指数外,其余5个性状指标均表现为东侧最小。在同一方位上,叶形态性状在上下2层间也存在一定差异,其中叶形指数多为下层高于上层,而其他形态性状多呈相反趋势。此外,树冠层次和方位的交互作用对叶片长、叶片厚、叶柄长和叶柄直径有显著影响。各层次和各方位叶形态性状间多为异速生长关系(即异速生长指数不等于1),且多无显著差异。在所有树冠层次和树冠方位,叶宽与叶厚、叶宽与叶炳长、叶长与叶厚及叶长与叶柄长之间均呈异速生长关系。可见,树冠位置对香樟叶形态性状的影响较大,但形态性状间的异速生长关系相对稳定,这是香樟叶形态性状表型可塑性和内在关系稳定性的重要体现。

关键词：香樟树冠层次树冠方位形态性状异速生长关系

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