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西洋参bZIP基因家族全基因组鉴定和表达分析

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生物技术通报 2024年第4期40卷 167-178页

作者：郭纯宋桂梅闫艳邸鹏王英平吉林农业大学人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心长春130000 吉林农业大学中药材学院长春130000

【目的】碱性亮氨酸拉链转录因子(the basic leucine zipper,bZIP)是植物中最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育及激素调控等多个进程,对西洋参bZIP基因家族进行鉴定并对其结构及表达模式进行分析,为深入研究西洋参bZIP基因家族功... 详细信息

【目的】碱性亮氨酸拉链转录因子(the basic leucine zipper,bZIP)是植物中最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育及激素调控等多个进程,对西洋参bZIP基因家族进行鉴定并对其结构及表达模式进行分析,为深入研究西洋参bZIP基因家族功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学对西洋参bZIP基因进行理化性质、系统发育关系、基因结构、保守基序、顺式作用元件、染色体定位、进化选择压力分析、以及组织特异性表达分析,同时利用外源激素ABA处理西洋参后进行转录组数据分析及荧光定量验证。【结果】西洋参中共鉴定出121个bZIPs基因;根据系统发育树,这些基因被分为12个亚组;基因结构和保守基序分析表明,同一亚组的蛋白具有相似的保守基序和结构域,保守基序1在西洋参bZIP蛋白质中分布最广,保守性最强;顺式作用元件分析表明,bZIP上游启动子元件存在激素响应元件、防御和应激反应元件,其中ABA激素响应元件占比最大;染色体定位分析显示bZIP基因不均匀的分布在24条染色体上;进行进化选择压力分析,发现纯化选择在西洋参bZIP基因家族进化过程中起着重要作用;组织特异性表达分析,PqbZIPs基因在花和根中的表达量相对较高;转录组数据发现bZIP转录因子积极响应ABA激素处理,随后进行荧光定量实验验证,发现基因表达变化趋势基本一致。【结论】PqbZIP基因家族成员具有组织特异性表达模式且多数成员响应ABA激素处理。

关键词： bZIP 转录因子西洋参 ABA 转录组

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暗黑鳃金龟胁迫下人参皂苷的作用机制

分子植物育种 2024年

作者：张立新韩祥张起张郡月朱禹蓉刘双利王英平吉林农业大学人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心吉林农业大学中药材学院

为阐明人参皂苷在人参环境适应进化中的抗性机制，采用HPLC测定暗黑鳃金龟啃食人参根部Con (0 h)、T1 (72 h)、T2 (120 h)和T3 (168 h)后人参根部及茎叶5种单体皂苷(Rb2， Rc， Rd， Re， Rg1)的含量变化。采用酶联免疫试剂盒法分析暗... 详细信息

为阐明人参皂苷在人参环境适应进化中的抗性机制，采用HPLC测定暗黑鳃金龟啃食人参根部Con (0 h)、T1 (72 h)、T2 (120 h)和T3 (168 h)后人参根部及茎叶5种单体皂苷(Rb2， Rc， Rd， Re， Rg1)的含量变化。采用酶联免疫试剂盒法分析暗黑鳃金龟体内过氧化氢酶(catalase， CAT)、乙酰胆碱酯酶(acetylcholin esterase， AchE)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase， SOD)和过氧化物酶(peroxidase， POD)活性。同时运用QQQLC-MS技术，测定啃食不同时间人参根部中脱落酸(abscisic acid， ABA)、茉莉酸(jasmonic acid， JA)、赤霉素(gibberellin， GA)等21种植物激素含量，将变化显著的差异植物激素进行靶向代谢组学分析。结果表明，暗黑鳃金龟啃食人参根部不同时间后根部及茎叶5种单体皂苷含量呈显著升高趋势，而人参根部皂苷Rc在72～120 h含量有所下降，人参茎叶皂苷Rb2在120～168 h含量也呈短暂下降趋势，但均高于对照组。暗黑鳃金龟体内CAT活性表现为持续诱导作用，AchE活性在啃食至120 h时活性显著升高，168 h活性呈显著下降趋势。POD和SOD的活性呈早期诱导-中期抑制-后期在诱导的效应。人参根部中脱落酸(abscisic acid， ABA)、赤霉素(gibberellin， GA)、水杨酸(salicylic acid， SA)、生长素(auxin， IAA)和反式玉米素核苷(trans zeatin riboside， tzR)的含量显著升高，其中变化最为显著的差异植物激素ABA富集在类胡萝卜素生物合成(Carotenoid biosynthesis)、三萜类物质生物合成(Biosynthesis of terpenoids)、植物激素信号转导(Plant hormone signal transduction)等代谢通路。本研究结果初步揭示人参皂苷在人参环境适应进化过程中的抗虫机制，为阐明人参道地药材的形成机制提供科学依据。

关键词：人参皂苷生理酶植物激素抗虫性

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五氯硝基苯降解菌的鉴定及其降解能力

吉林农业大学学报 2024年

作者：杨平刘子瑶卢宝慧杨鹤许永华 .人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心吉林农业大学中药材学院吉林农业大学植物保护学院

对五氯硝基苯降解菌的降解条件和降解特性进行研究，为微生物降解五氯硝基苯提供理论参考。对五氯硝基苯的降解菌株Y4和Y5，进行形态学及分子生物学鉴定，结果显示，菌株Y4和Y5分别为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和副干酪乳杆菌（... 详细信息

对五氯硝基苯降解菌的降解条件和降解特性进行研究，为微生物降解五氯硝基苯提供理论参考。对五氯硝基苯的降解菌株Y4和Y5，进行形态学及分子生物学鉴定，结果显示，菌株Y4和Y5分别为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）。对枯草芽孢杆菌和副干酪乳杆菌进行共培养，添加比例为枯草芽孢杆菌：副干酪乳杆菌=1：3，在单因素研究结果的基础上使用响应面法对其降解条件进行优化。结果显示，最适条件为接种量3.3%（V/V）、温度36.4℃、pH 7.0；在最适条件下培养7d降解率达到47.04%，接近预测值46.49%，表明模型具有可靠性。结果表明，菌株Y4和Y5共培养可协同增效降解五氯硝基苯。

关键词：五氯硝基苯降解菌气相色谱-串联质谱响应面

基于仿生手段和气质联用技术研究炮制方法对五味子滋味和气味的影响

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时珍国医国药 2024年第3期35卷 638-643页

作者：王依张灏潆赵子平杨善张楠淇李婉莹宋明杰王英平吉林农业大学中药材学院人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心吉林长春130118

目的利用两种仿生手段联合气相色谱-质谱联用(GC-MS)联用技术,表征不同炮制方法下五味子滋味和气味的变化。方法制备醋蒸、酒蒸、盐炒和蜜炒的4种五味子炮制品。采用电子舌测定五味子样品的滋味,利用电子鼻和顶空气相质谱仪器分析五味... 详细信息

目的利用两种仿生手段联合气相色谱-质谱联用(GC-MS)联用技术,表征不同炮制方法下五味子滋味和气味的变化。方法制备醋蒸、酒蒸、盐炒和蜜炒的4种五味子炮制品。采用电子舌测定五味子样品的滋味,利用电子鼻和顶空气相质谱仪器分析五味子样品的气味。采用主成分分析法对数据进行分析。结果表明电子舌能够检测到五味子的酸、涩、苦、咸及甜味,其中酸味为主。经炮制后甜味消失、酸味有明显降低,酒蒸制后涩味明显增加,盐制后咸味变化较大。电子鼻传感器响应结果说明样品中含有芳香类成分、含硫化合物、氮氧化物及短链烷烃,其中醋五味子的气味与其他炮制品的差异较大。GC-MS共鉴定出32种化合物,包括烷烃类、醇类、醚类和萜烯类,其中萜烯类含量较高,有衣兰烯、花柏烯、雪松烯、香柑油烯等。挥发性成分的总相对含量经蒸制处理后均有降低,尤其是醋制品,但倍半萜类成分有所升高。经盐炒后炮制品中单萜含量升高,而蜜炒后总相对含量及分布基本不变。结论五味子经过蒸、炒等炮制方法处理后,滋味和气味都会受到影响。醋、酒、盐和蜂蜜等辅料的添加对滋味的影响较大。该研究通过探索五味子在炮制过程中的气味和滋味的变化,客观阐释五味子五味俱全的科学内涵,为进一步联系五味子五味和物质基础之间的关系奠定了基础。

关键词：五味子炮制品电子舌电子鼻气相色谱-质谱法(GC-MS)

人参根腐病与根际土壤主要化学性质和酶活性的关联性分析

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吉林农业大学学报 2024年第3期46卷 465-474页

作者：马月徐怀友宋明海冯志伟邵郅伟卢宝慧王雪马贵龙高洁吉林农业大学植物保护学院长春130118 人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心长春130118 吉林参王植保科技有限公司白山134504

为了明确不同栽培模式(伐林迹地、农田地和二茬地种参)及不同栽培制式(移栽2-2年生和直播4年生)下根腐病的发生与人参根际土壤化学性质和酶活性的关系。对采集的健康及发生根腐病的人参根际土壤,采用农化分析方法测定主要土壤化学性质... 详细信息

为了明确不同栽培模式(伐林迹地、农田地和二茬地种参)及不同栽培制式(移栽2-2年生和直播4年生)下根腐病的发生与人参根际土壤化学性质和酶活性的关系。对采集的健康及发生根腐病的人参根际土壤,采用农化分析方法测定主要土壤化学性质和土壤酶活,结合独立样本T检验及相关性分析比较研究了60份人参根际土壤的化学性质和酶活性。结果表明:同一栽培模式和制式下,健康和发病人参根际土壤化学性质和酶活性差异显著(P人参根际土壤中的含量显著高于发病人参根际土壤,速效磷、碱性磷酸酶和脲酶没有明显变化规律;相关分析结果表明,根腐病的病情指数与土壤有机质、速效钾、碱解氮、pH、蔗糖酶、过氧化氢酶活性极显著负相关,与速效磷含量极显著正相关,与脲酶和碱性磷酸酶活性不存在显著的相关性。综上,根腐病的发生与人参根际土壤化学性质和酶活性土壤有机质、速效钾、碱解氮、pH、蔗糖酶、过氧化氢酶活性有关,研究结果为人参土壤改良、人参用地选择及人参根部病害的防控提供了理论参考,也为进一步建立宜参土壤诊断模型奠定了基础。

关键词：人参根腐病根际土壤化学性质酶活种植模式

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多效唑和烯效唑对人参植株生长及有效成分积累的影响

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中药材 2024年 815-820页

作者：丁万博张明郝甜甜代鸣涛张思源许永华杨鹤德兴市中医研究院试验培训基地吉林农业大学人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心

目的:筛选抑制人参种苗徒长的适宜化控调节剂。方法:以多效唑和烯效唑2种化控调节剂,3种不同施用浓度,采用随机区组方法,探究多效唑和烯效唑对人参植株生长及有效成分含量的影响。结果:人参株高随多效唑(100～300 mg/L)和烯效唑(25～75 ... 详细信息

目的:筛选抑制人参种苗徒长的适宜化控调节剂。方法:以多效唑和烯效唑2种化控调节剂,3种不同施用浓度,采用随机区组方法,探究多效唑和烯效唑对人参植株生长及有效成分含量的影响。结果:人参株高随多效唑(100～300 mg/L)和烯效唑(25～75 mg/L)浓度的升高而下降,茎粗随施用浓度的增加先上升后下降。化控调节剂施用后对植株叶面积增长产生了一定的抑制作用,随浓度的增加叶面积减小(主要抑制叶长),对根部生长起到了显著促进作用,根冠比随施用浓度的上升而提高。在生理特性改善的方面,多效唑与烯效唑相比,烯效唑更有利于提高人参植株的根系活力及叶绿素含量。8种皂苷总量随多效唑(100～300 mg/L)施用浓度的增加,先上升后下降,随烯效唑(25～75 mg/L)施用浓度的增加而上升。对人参植株生长及皂苷含量9个指标进行隶属函数分析评价,综合排序为:S2>P2>S1>S3>P3>P1>CK。结论:在人参种苗生产中展叶期以烯效唑50 mg/L的浓度进行叶面施用,可达到抑制种苗徒长的目的。

关键词：多效唑烯效唑生理特性人参皂苷

暹罗芽孢杆菌N2对茄立枯丝核菌发酵培养基及其发酵条件的优化

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吉林农业大学学报 2024年

作者：梅柏杨李宇诗孙国刚邵郅伟杨丽娜卢宝慧王雪高洁人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心集安人参研究所长春海关技术中心吉林农业大学植物保护学院

以茄立枯丝核菌为靶标，筛选暹罗芽孢杆菌N2(Bacillus siamensis N2)的最优发酵培养基和摇瓶发酵条件。采用单因素水平试验和正交试验，以暹罗芽孢杆菌N2生长量和对人参茄立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的抑菌率为评价指标，确定其最... 详细信息

以茄立枯丝核菌为靶标，筛选暹罗芽孢杆菌N2(Bacillus siamensis N2)的最优发酵培养基和摇瓶发酵条件。采用单因素水平试验和正交试验，以暹罗芽孢杆菌N2生长量和对人参茄立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的抑菌率为评价指标，确定其最适发酵培养基配方和最优摇瓶发酵条件。结果表明：暹罗芽孢杆菌N2最适发酵培养基配方为：葡萄糖20 g/L，蛋白胨50 g/L，甘油5 mL/L，K2HPO41.5 g/L，MgSO4·7H2O 1.5 g/L；最适摇瓶发酵条件：接种量4%，装瓶量100 mL/250 mL，发酵时间24 h，发酵温度为28℃，转速为180 r/min，初始pH为7.0。该研究结果为N2菌株的罐装发酵条件优化及菌株的产业化生产奠定了理论基础。

关键词：暹罗芽孢杆菌茄立枯丝核菌发酵培养基摇瓶发酵条件

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关防风种子分级标准研究

特产研究 2024年

作者：杨重阳纪楠潘佳慧高金平韩伟旭刘双利雷秀娟吉林农业大学人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心通辽市中药产业研究中心吉林农业大学中药材学院

为解决产业中关防风种子的种质混杂和质量参差不齐的问题。本研究根据《农作物种子检验规程》及《中药材种子检验规程》，对关防风种子的净度分析、发芽试验、水分测定和生活力测定等方法进行了方法学考察，制定了关防风种子质量检验规... 详细信息

为解决产业中关防风种子的种质混杂和质量参差不齐的问题。本研究根据《农作物种子检验规程》及《中药材种子检验规程》，对关防风种子的净度分析、发芽试验、水分测定和生活力测定等方法进行了方法学考察，制定了关防风种子质量检验规程。对26批次不同产地的关防风种子进行了净度、千粒重、含水量、生活力及发芽率的测定，采用K类中心聚类法将种子质量分为3个等级。不同等级种子通过萌发袋出苗进行试验，测定出苗率、株高和重量。结果表明，种子等级越高，幼苗生长越好，幼苗质量和制定的种子级别成正比，验证了种子分级结果的准确可靠。综上所述，本研究不仅建立了关防风种子的质量检验规程，而且制定了关防风种子的分级标准。研究结果为提升道地药材关防风的质量提供了种源保障。

关键词：关防风种子分级标准质量检验

西洋参氧化鲨烯环化酶基因家族的鉴定、组织表达特异性分析及PqOSC2基因的克隆

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吉林农业大学学报 2024年第1期46卷 78-85页

作者：邸鹏闫艳王英平中国中医科学院博士后科研流动站北京100700 中国中医科学院中药资源中心道地药材国家重点实验室培育基地北京100700 人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心长春130118

氧化鲨烯环化酶是催化三萜类皂苷合成的关键酶,通过全长转录组分析鉴定西洋参中氧化鲨烯环化酶,利用生物信息学方法对西洋参全装转录组数据库中OSC(氧化鲨烯环化酶)基因家族进行鉴定并对其进行蛋白基序、理化性质、表达特征分析。结果表... 详细信息

氧化鲨烯环化酶是催化三萜类皂苷合成的关键酶,通过全长转录组分析鉴定西洋参中氧化鲨烯环化酶,利用生物信息学方法对西洋参全装转录组数据库中OSC(氧化鲨烯环化酶)基因家族进行鉴定并对其进行蛋白基序、理化性质、表达特征分析。结果表明:从西洋参中共鉴定到15个西洋参OSC基因家族,系统发育分析将其分为7个亚族,组织特异性表达分析表明,OSC基因家族在不同部位具有4种表达模式,OSC与人参皂苷积累共表达分析表明,OSC基因家族与不同类型皂苷合成相关。试验还克隆得到与原人参三醇和人参皂苷Re合成正调控的PqOSC2基因全长序列,为进一步揭示氧化鲨烯环化酶家族在西洋参三萜皂苷合成作用机制提供依据。

关键词：西洋参氧化鲨烯环化酶 PqOSC2基因人参皂苷生物信息学