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熊果苷的生物合成研究进展

生物工程学报 2024年第8期40卷 2457-2472页

作者：张雨捷石曈王佳孙新晓申晓林袁其朋北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室

熊果苷是一种氢醌衍生的糖苷化合物，根据糖苷键的构型不同又分为β-熊果苷和α-熊果苷。熊果苷作为安全稳定的美白剂被广泛应用于化妆品领域，同时还具有抗氧化、抗菌、抗炎症、抗肿瘤等药理活性。植物提取法生产熊果苷存在植物生长周... 详细信息

熊果苷是一种氢醌衍生的糖苷化合物，根据糖苷键的构型不同又分为β-熊果苷和α-熊果苷。熊果苷作为安全稳定的美白剂被广泛应用于化妆品领域，同时还具有抗氧化、抗菌、抗炎症、抗肿瘤等药理活性。植物提取法生产熊果苷存在植物生长周期长、提取工艺复杂、产率低等问题，而化学合成法合成熊果苷具有反应条件严苛、立体选择性差、收率低等缺点。近年来，生物合成法因其反应条件简单温和、生产过程经济环保等优势，逐渐成为合成熊果苷的热门研究方向。本文总结了4种熊果苷生物合成方式的最新研究进展，包括植物转化法、酶催化法、全细胞催化法以及微生物发酵法，讨论了这几种生物合成方式的优势与不足，并展望了其未来发展方向。

关键词：熊果苷生物合成酶催化全细胞催化微生物发酵

利用异速生长模型和博弈论解析藏川杨主干动态生长的遗传调控机制

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北京林业大学学报 2024年第6期46卷 154-164页

作者：危学达王玉丁孟东吴双梁丹叶梅霞邬荣领生物科学与技术学院计算生物学中心林木育种国家工程实验室林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京林业大学生物学院北京100083

【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高... 详细信息

【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高度与直径性状的动态生长互作微分方程,利用系统作图构建藏川杨主干生长遗传解析的统计模型。进一步以藏川杨自然群体作为研究材料,调查其在温室内的生长动态数据,结合本群体的高通量分子标记数据,开展藏川杨的全基因组基因定位工作。【结果】藏川杨主干高度和直径的整体生长曲线符合Logistic生长曲线,拆分整体生长曲线发现,藏川杨主干的直径生长对高度生长具有抑制作用,而高度生长对直径生长具有促进作用。所有藏川杨高度和直径的个体拟合优度> 0.90,且2个性状拟合的残差均服从随机分布,说明使用广义Lotka-Volterra微分方程来拟合藏川杨高度和直径效果很好。基于功能作图方法共定位到78个显著位点,可注释到52个候选基因。以2号染色体上最显著的SNP为例,对藏川杨高度和直径进行遗传解析,发现该SNP的3种基因型(AA、AC、CC)具有相似的高度–直径相互作用模式。该SNP对整体生长、独立生长和依赖生长发挥了不同方式的遗传效应。对定位到的显著位点进行功能注释,可将这些位点所在的基因分为:与木质素/细胞壁合成相关基因、与生长发育相关基因、与抗病抗逆性相关基因、与光合作用相关基因这4类。【结论】结合异速生长模型和博弈理论的基因定位模型,可检测基因如何通过合作或竞争策略来调控藏川杨主干的大小,识别树干动态生长的过程和模式,相关模型也可为其他物种重要性状之间的深层次遗传解析提供借鉴。

关键词：藏川杨博弈论异速生长模型高度直径数量性状位点

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观赏植物叶斑的研究进展

植物遗传资源学报 2024年第5期25卷 704-717页

作者：冉浩然张毓陈简村于超张启翔罗乐北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/教育部园林环境工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 国家植物园北京100093

斑叶植物种类丰富,其叶片上色彩各异的斑纹具有特殊的观赏性,不仅是植物重要的观赏性状,还有着一定的生物学和生态学意义,具有帮助繁衍、抵御天敌和适应环境变化等作用。本文综述了近年来观赏植物叶斑分类和形成的相关进展,根据叶片中... 详细信息

斑叶植物种类丰富,其叶片上色彩各异的斑纹具有特殊的观赏性,不仅是植物重要的观赏性状,还有着一定的生物学和生态学意义,具有帮助繁衍、抵御天敌和适应环境变化等作用。本文综述了近年来观赏植物叶斑分类和形成的相关进展,根据叶片中不同的色素积累和结构区别,在微观结构上对叶斑类型进行划分并总结了叶斑形成的分子机制。现有研究表明,叶片发育过程中色素合成和代谢有关的结构基因和转录因子CHLH、DFR、CRD1等的改变、细胞器发育的受损、细胞发育和分化基因ZAT10、VAR3等的突变会通过影响色素的差异积累、改变叶片结构直接或间接的参与叶斑的形成。虽然目前已有较多对于观赏植物叶斑形成机制的研究,但观赏植物叶斑的遗传机制尚不清晰,叶斑部分的差异基因表达的原因、叶斑图案的空间分布机制等仍有待进一步研究。未来可以通过对斑叶植物中模式植物的筛选,构建泛基因组,与基因组学、蛋白组学、代谢组学等多组学技术结合,研究叶斑的起源、斑叶植物对于环境的适应等问题,探索植物的重要性状与环境适应的进化机制。

关键词：叶斑形成观赏植物分子机制叶斑分型

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不同倍性菊花远缘杂交亲和性及子代倍性研究

园艺学报 2024年第10期51卷 2329-2342页

作者：叶雨晴孙丽萍张一驰李毅徐俊马琛悦牛雅静张蒙蒙戴思兰黄河北京林业大学园林学院花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室园林环境教育部工程研究中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 北京市园林绿化科学研究院绿化植物育种北京市重点实验室北京100102 北京市植物园北京市花卉园艺工程技术研究中心北京100093

以菊属8个野生种及变种、10个栽培种为亲本,设计了60个不同倍性菊花间的远缘杂交组合,采用常规压片法对所有杂交亲本及部分子代的倍性进行鉴定,以分析不同倍性菊花杂交的亲和性。结果表明,不同倍性的菊花栽培种与野生种间远缘杂交亲和... 详细信息

以菊属8个野生种及变种、10个栽培种为亲本,设计了60个不同倍性菊花间的远缘杂交组合,采用常规压片法对所有杂交亲本及部分子代的倍性进行鉴定,以分析不同倍性菊花杂交的亲和性。结果表明,不同倍性的菊花栽培种与野生种间远缘杂交亲和性存在显著差异,四倍体×四倍体、四倍体×五倍体亲和指数最高,五倍体×二倍体、六倍体×二倍体亲和指数最低,但所有倍性差异的杂交组合均能结实、出苗。远缘杂交子代倍性变化十分明显,同倍性组合的子代倍性几乎与亲本一致,不同倍性的杂交组合子代倍性存在多样性。此外,通过使用低倍性菊属野生种间或低倍性野生种与栽培菊花杂交获得的中间种质作为桥梁亲本,能够在一定程度上克服远缘杂交不亲和或亲和性差的问题。

关键词：菊花野生种远缘杂交杂交亲和性倍性桥梁亲本

精氨酸甲基转移酶(PRMT)7通过IGF-1信号通路调控人骨髓间充质干细胞成脂分化的研究

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生物化学与生物物理进展 2024年第6期51卷 1406-1417页

作者：郭倩卿佳陆大壮王叙李扬张慧张应飞刘云松周永胜张萍国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心口腔数字医学北京市重点实验室北京大学口腔医学院口腔医院修复科北京100081

目的本研究旨在明确精氨酸甲基转移酶(PRMT)7在人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)成脂分化过程中的变化以及是否调控hBMSCs成脂分化,进而探索相应的调控机制。方法通过定量反转录PCR(qRT-PCR)和蛋白质印迹(Western blot)检测hBMSCs成脂分化过... 详细信息

目的本研究旨在明确精氨酸甲基转移酶(PRMT)7在人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)成脂分化过程中的变化以及是否调控hBMSCs成脂分化,进而探索相应的调控机制。方法通过定量反转录PCR(qRT-PCR)和蛋白质印迹(Western blot)检测hBMSCs成脂分化过程中PRMT7的变化;通过qRT-PCR和Western blot实验证明PRMT7稳定敲低细胞系构建成功。进行油红O染色和定量分析,以及qRT-PCR和Western blot实验检测PRMT7稳定敲低细胞系成脂分化水平的变化;通过裸鼠体内异位成脂实验,油红O染色检测PRMT7稳定敲低细胞系体内异位成脂的效果;通过qRT-PCR和Western blot证明PRMT7稳定过表达细胞系构建成功。进行油红O染色和定量分析以及qRT-PCR和Western blot实验检测PRMT7稳定过表达细胞系成脂分化水平的变化;通过q RT-PCR和Western blot实验检测敲低PRMT7和过表达PRMT7的细胞中IGF-1表达水平的变化。在PRMT7稳定敲低细胞系中转染siIGF-1并通过qRT-PCR和Western blot检测IGF-1的表达水平验证敲低效率。通过油红O染色和定量分析,qRT-PCR实验检测转染siIGF-1的敲低组hBMSCs成脂分化水平的变化。结果本文发现:在hBMSCs成脂过程中,PRMT7表达水平明显降低(P体内异位成脂分化能力增强;过表达PRMT7后hBMSCs的成脂分化能力减弱(P细胞系IGF-1表达水平明显降低(P细胞水平和裸鼠皮下移植实验发现PRMT7显著抑制hBMSCs成脂分化,机制研究发现PRMT7对hBMSCs成脂分化的调控作用依赖IGF-1信号通路。上述研究表明,PRMT7可能是治疗相关疾病的潜在分子靶点,为PRMT7和hBMSCs应用于相关疾病治疗提供了新思路。

关键词：精氨酸甲基转移酶7 成脂分化骨髓间充质干细胞 IGF-1信号通路

山杏种子PsMATE40基因启动子的克隆及驱动表达分析

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生物技术通报 2024年

作者：王紫睿刘潇菡修宇林善枝北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室

【目的】转运蛋白PsMATE40在山杏种子苦杏仁苷转运中起到重要作用。克隆PsMATE40基因特异启动子并分析其驱动基因表达活性，为PsMATE40基因及其启动子的应用奠定基础。【方法】依据前期克隆得到的PsMATE40基因，以山杏种子基因组DNA为... 详细信息

【目的】转运蛋白PsMATE40在山杏种子苦杏仁苷转运中起到重要作用。克隆PsMATE40基因特异启动子并分析其驱动基因表达活性，为PsMATE40基因及其启动子的应用奠定基础。【方法】依据前期克隆得到的PsMATE40基因，以山杏种子基因组DNA为模板，通过染色体步移克隆得到PsMATE40基因特异启动子全长序列(命名为ProPsMATE40)，预测分析其顺式调控元件，采用GUS组织化学染色分析检测启动子活性；利用无缝克隆方法分别构建组成型启动子CaMV35S和特异启动子ProPsMATE40驱动的PsMATE40基因的植物表达载体，开展农杆菌介导的烟草瞬时转化，利用RT-qPCR技术比较分析它们驱动PsMATE40基因的转录表达。【结果】山杏种子PsMATE40基因启动子全长序列为1 964 bp，含有2种启动子核心元件（CAAT-box和TATA-box）、多种激素信号（生长素、茉莉酸和水杨酸等）响应元件和胁迫（光、干旱和损伤等）响应元件以及种子发育调控元件等，自身特异启动子ProPsMATE40驱动的PsMATE40基因表达水平明显高于CaMV35S。【结论】山杏种子PsMATE4基因表达可能受植物激素以及生物与非生物胁迫等多种因素的复杂调控，而自身启动子可有效促进PsMATE40基因的转录表达。

关键词：山杏种子苦杏仁苷 PsMATE40基因特异启动子克隆顺式调控元件驱动表达分析

东方百合'索邦'LoSorNINJAs基因克隆与表达分析

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农业生物技术学报 2024年第3期32卷 518-532页

作者：朱云涛赵一燃陈明辉胡钧舒杨捷刘筱林孙婷婷孔祥红骆远方聂玉微高雪何恒斌北京林业大学园林学院/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/城乡生态环境北京实验室/教育部林木花卉育种实验室国家植物园(北园)

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种重要的植物内源激素，在植物生长发育和防御响应中发挥重要作用。NINJA (novel interactor of JAZ)蛋白是JA信号转导途径的抑制子。本研究基于转录组数据，从东方百合’索邦’(Lilium hybrid divisionⅦ... 详细信息

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种重要的植物内源激素，在植物生长发育和防御响应中发挥重要作用。NINJA (novel interactor of JAZ)蛋白是JA信号转导途径的抑制子。本研究基于转录组数据，从东方百合’索邦’(Lilium hybrid divisionⅦcv.’Sorbonne’)中鉴定到2个NINJAs基因，分别命名为LoSorNINJA1(GenBank No. OQ715340)和LoSorNINJA2 (GenBank No. OQ715341)。生物信息学分析表明，LoSorNINJA1和LoSorNINJA2蛋白均含有保守的EAR基序和Jas结构域，符合NINJA基因家族的特征。系统进化分析表明，LoSorNINJAs与深圳拟兰(Apostasia shenzhenica)、桃红蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)和铁皮石斛(Dendrobium catenatum)的NINJA亲缘关系最近。烟草(Nicotiana tabacum)亚细胞定位结果表明，LoSorNINJA1和LoSorNINJA2均定位于细胞核。对于不同组织进行的基因表达分析表明，LoSorNINJA2在外花被及花药中表达量较高，LoSorNINJA1在上部叶中表达量较高。收集低温贮藏及温室定植后的’索邦’鳞茎茎尖进行qRT-PCR分析，LoSorNINJA1在冷藏2和6周有2个表达量高峰，LoSorNINJA2在冷藏6周有1个表达量高峰。利用GENIE3构建的潜在基因调控网络表明，LoSorNINJA1可能参与组织发育和胚胎后发育等过程，LoSorNINJA2可能参与对外界环境的响应。上述结果提示，LoSorNINJA1与LoSorNINJA2可能发生了功能分化，发挥功能的部位和发育时期也可能不同。本研究结果为深入解析NINJAs在百合休眠解除中的功能提供了基础资料。

关键词：东方百合’索邦’ NINJA(novel interactor of JAZ)基因家族茉莉酸(JA) 低温响应百合鳞茎

三十烷醇纳米制剂对冬小麦抗旱生理特性的影响

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干旱地区农业研究 2024年第1期42卷 142-151页

作者：张鑫王崇李丽王超马海洋邢佳伊王耀生中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/作物高效用水与抗灾减损国家工程实验室/农业农村部旱作节水农业重点实验室北京100081

以‘XR4347’品种冬小麦为供试作物,在步入式气候室内开展盆栽试验,设置3种叶面喷施剂型和3个灌溉水平,剂型为市售三十烷醇微乳剂(TRIA,T1)、水滑石负载三十烷醇纳米制剂(TRIA-LDH,T2)和助剂条件对照(T3);灌溉水平分别设置为土壤田间持... 详细信息

以‘XR4347’品种冬小麦为供试作物,在步入式气候室内开展盆栽试验,设置3种叶面喷施剂型和3个灌溉水平,剂型为市售三十烷醇微乳剂(TRIA,T1)、水滑石负载三十烷醇纳米制剂(TRIA-LDH,T2)和助剂条件对照(T3);灌溉水平分别设置为土壤田间持水量的90%(充分灌溉,W1)、60%(中度水分胁迫,W2)和40%(重度水分胁迫,W3)。结果表明:(1)在相同水分处理下,喷施TRIA和TRIA-LDH对小麦叶片光合速率有促进作用。中度水分胁迫下,喷施TRIA和TRIA-LDH的小麦地上部干质量较对照处理分别增加69.9%和32.7%,水分利用效率分别增加32.2%和16.4%;重度水分胁迫下,喷施TRIA-LDH的小麦耗水量比喷施TRIA显著降低24.0%,地上部干物质积累量增加,因此水分利用效率显著提高13.6%。(2)中度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性比喷施TRIA处理显著增加2倍,重度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片SOD活性比喷施TRIA处理显著增加1倍,表明喷施TRIA-LDH比喷施TRIA对抗氧化酶活性的促进效果更好。(3)重度水分胁迫下,喷施TRIA-LDH与TRIA的小麦叶片ABA含量分别比对照处理显著降低21.8%和30.9%,表明重度水分胁迫下外源施用三十烷醇可通过降低叶片ABA含量有效缓解水分胁迫对于植株生长的抑制。(4)重度水分胁迫下,喷施TRIA的小麦叶片保卫细胞Ca^(2+)大量外流,而喷施TRIA-LDH的叶片保卫细胞Ca^(2+)内流,可见植物对TRIA-LDH的吸收利用效果更好。在水分胁迫下,三十烷醇纳米制剂增强了植株的抗旱能力,提高了植株的水分利用效率。因此,水滑石纳米载体可用于负载三十烷醇,实现三十烷醇对植物高效、可持续的调控。

关键词：三十烷醇水滑石纳米载体冬小麦水分利用效率抗旱性

红花籽粕对小鼠的急性毒性及抗溃疡性结肠炎作用研究

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中草药 2024年第8期55卷 2601-2610页

作者：戚曼王文萱付向磊姜超张亮 MD HASAN ALI 李剑楚生辉刘敏石河子大学药学院新疆植物药资源利用教育部重点实验室新疆石河子832003 华东理工大学药学院生物反应器工程国家重点实验室上海200000

目的评价红花籽粕(红花Carthamus tinctorius的种子经过压榨提取红花籽油后的副产品)对小鼠的急性毒性及抗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)作用。方法C57BL/6小鼠ig不同剂量的红花籽粕,7 d后计算脏器指数,采用苏木素-伊红(HE)染色... 详细信息

目的评价红花籽粕(红花Carthamus tinctorius的种子经过压榨提取红花籽油后的副产品)对小鼠的急性毒性及抗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)作用。方法C57BL/6小鼠ig不同剂量的红花籽粕,7 d后计算脏器指数,采用苏木素-伊红(HE)染色观察肝、脾、肾组织病理变化,测定血清中肝功能、肾功能及血脂水平,以评价红花籽粕的急性毒性。建立葡聚糖硫酸钠(dextran sulphate sodium,DSS)诱导的UC小鼠模型,每天记录小鼠体质量,测定疾病活动指数(disease activity index,DAI)评分、结肠长度以及脏器指数,采用HE染色和阿利新蓝-过碘酸雪夫(AB-PAS)染色评价结肠组织病理学变化,采用qRT-PCR和Western blotting检测结肠组织中炎症和黏膜屏障相关因子表达。结果急性毒性实验中,与对照组比较,红花籽粕组小鼠脏器指数、血液生化指标没有显著差异,脏器病理切片也未见异常。红花籽粕对DSS诱导的UC小鼠具有较好的保护作用,可以显著改善体质量减轻、DAI评分升高、结肠长度缩短等临床症状(P细胞的浸润,保护杯状细胞,提高紧密连接蛋白和黏蛋白的表达(P<0.05、0.01、0.001),改善肠道屏障完整性。结论红花籽粕具有较高的安全性,且对DSS诱导的UC小鼠具有显著的治疗作用。

关键词：红花籽粕急性毒性溃疡性结肠炎炎症肠道屏障