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半夏HD-Zip基因家族全基因组鉴定及表达分析

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农业生物技术学报 2024年第11期 2540-2551页

作者：刘梦梦刘晓尤倩伯晨朱艳芳段永波薛建平王德信薛涛淮北师范大学生命科学学院/安徽省特色资源植物利用工程实验室资源植物高效栽培与利用淮北市重点实验室菏泽学院农业与生物工程学院

环境胁迫引发的半夏(Pinellia ternata)倒苗，严重限制了其产业的发展，同源异型域-亮氨酸拉链蛋白(homeodomain-leucine zipper, HD-Zip)家族基因广泛参与植物的逆境响应调控。为发掘参与半夏倒苗调控的HD-Zip基因，本研究开展了半夏... 详细信息

环境胁迫引发的半夏(Pinellia ternata)倒苗，严重限制了其产业的发展，同源异型域-亮氨酸拉链蛋白(homeodomain-leucine zipper, HD-Zip)家族基因广泛参与植物的逆境响应调控。为发掘参与半夏倒苗调控的HD-Zip基因，本研究开展了半夏基因组水平HD-Zip家族基因的鉴定分析。结果发现，半夏中共鉴定出17个HD-Zip家族基因，其中15个成员挂载至9条染色体上。进化分析显示，鉴定出的17个HD-Zip家族成员包括9个HD-Zip Ⅰ亚家族成员和8个HD-Zip Ⅱ亚家族成员，蛋白序列中均具有高度保守性的HD结构域(WFQNRR)。亚细胞定位预测显示，17个HD-Zip家族成员均定位于细胞核中；共线性分析表明，8个PtHDZ基因形成4对同源基因对，且1个基因与水稻(Oryza sativa)之间存在共线性关系。顺式作用元件预测分析表明，鉴定的PtHDZ基因启动子均含激素、胁迫响应元件和转录因子结合位点等元件。组织表达模式分析显示，半夏HDZ家族基因在不同组织中呈现差异表达，多数基因在根和块茎中高表达；高温胁迫下表达模式分析发现，14个PtHDZs受高温诱导表达，2个PtHDZs的表达受高温抑制。本研究为解析半夏的倒苗机理及分子育种提供了基因资源。

关键词：半夏转录因子 HD-Zip家族高温胁迫基因表达

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几种鲜食玉米在洱海流域种植的表观品质评价

中国农业大学学报 2024年第5期29卷 1-14页

作者：黄雅珏周也富应飞宇胡小康梁建芬中国农业大学食品科学与营养工程学院/植物源功能食品北京市重点实验室北京100083 大理大学农学与生物科学学院/苍山洱海一体化保护与流域绿色发展云南省高校协同创新中心云南大理671003 中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193

针对鲜食玉米在云南省实际生产中遇到的品种杂乱、品质参差等问题,为了筛选出适合在洱海流域种植的高品质鲜食玉米品种,采用外观表现、食用品质、商品价值、基本营养品质等4个方面的34项指标,对14个品种鲜食玉米的栽种适用性和品质表现... 详细信息

针对鲜食玉米在云南省实际生产中遇到的品种杂乱、品质参差等问题,为了筛选出适合在洱海流域种植的高品质鲜食玉米品种,采用外观表现、食用品质、商品价值、基本营养品质等4个方面的34项指标,对14个品种鲜食玉米的栽种适用性和品质表现进行研究。结果表明:1)相同自然环境和农艺条件下,14个品种鲜食玉米的外观、食用、商品、营养等表观品质存在显著差异;2)品质最佳的白色糯玉米品种为‘农科糯336’,其色泽明亮均匀,外观评分26.83,籽粒含水量69.7%、可溶性固形物含量15.75%,品尝评分54.2;3)‘中彩糯518’是4个品种的彩色糯玉米中表现最好的,其穗长19.6 cm,秃尖0.36 cm,外观评分24.50,外观和商品品质相对较好;4)在甜玉米品种中,‘瑞佳甜4号’品尝评分57.29,胚占比2.98%,可溶性固形物含量15.08%,品质优于‘昌甜100’;5)‘农科玉336’为品质最优的甜加糯玉米品种,其外观评分26.33,品尝评分48.57,煮后硬度8.27×10^(5)Pa,穗重258 g。

关键词：鲜食玉米品质评价外观食用品质商品性

基于低温沉积3D打印技术构建新型组织工程半月板支架的研究

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中国修复重建外科杂志 2024年第6期38卷 748-754页

作者：陈明学吴江殷瀚眭翔刘舒云郭全义首都医科大学附属北京积水潭医院矫形骨科北京100035 中国人民解放军总医院第一医学中心骨科研究所骨科再生医学北京市重点实验室全军骨科战创伤重点实验室北京100853

目的基于低温沉积3D打印技术构建新型组织工程半月板支架,评价该支架理化性质及生物相容性。方法取新鲜猪膝关节半月板,采用改良物理化学联合方法脱细胞处理,获得脱细胞半月板基质匀浆;经大体观察、HE及DAPI染色观察脱细胞效果,甲苯胺... 详细信息

目的基于低温沉积3D打印技术构建新型组织工程半月板支架,评价该支架理化性质及生物相容性。方法取新鲜猪膝关节半月板,采用改良物理化学联合方法脱细胞处理,获得脱细胞半月板基质匀浆;经大体观察、HE及DAPI染色观察脱细胞效果,甲苯胺蓝、番红O及天狼猩红染色评估黏多糖和胶原保留情况。然后制备脱细胞半月板基质生物墨水,通过低温沉积3D打印技术制备新型组织工程半月板支架。扫描电镜观察微观结构;与脂肪来源干细胞共培养后,采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)检测支架细胞相容性,死/活细胞染色和细胞骨架染色观察细胞活性和形态;植入大鼠皮下后组织学染色评估支架炎症细胞浸润与降解情况。结果脱细胞处理后半月板基质匀浆呈透明凝胶状,DAPI和组织学染色示免疫原性的核酸去除,同时黏多糖及胶原成分保留。采用低温沉积3D打印技术成功构建新型组织工程半月板支架,扫描电镜示支架呈分级大孔-微孔的微观结构;CCK-8检测示支架具有良好细胞相容性;死/活细胞染色示支架可有效维持细胞活性(>90%);细胞骨架染色示支架有利于细胞黏附和铺展;支架植入大鼠皮下1周后有轻度炎症反应,3周后未见明显炎症反应,并可见支架逐步降解。结论基于低温沉积3D打印技术构建的新型组织工程半月板支架具有分级大孔-微孔的微观结构和良好细胞相容性,有利于细胞黏附和生长,为下一步体内研究奠定基础。

关键词：组织工程支架低温沉积3D打印技术半月板脱细胞基质

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酵母细胞催化合成18α-甘草酸

化工学报 2024年第9期75卷 3266-3276页

作者：邢登雪张良李文强梁建华秦磊张根林李春石河子大学化学化工学院新疆兵团绿色化工过程重点实验室新疆石河子832003 北京理工大学化学与化工学院生物化工研究所医药分子科学与制剂工信部重点实验室北京100081 清华大学化学工程系工业生物催化教育部重点实验室北京100084

18α-甘草酸(18α-GL)是一种齐墩果烷型皂苷,比其差向异构体18β-GL极性小、亲脂性好,更强的抗毒抗炎作用和更高的肝脏靶向性使18α-GL成为保肝护肝领域的主要药物成分。但目前18α-GL的制备方法污染大、效率低,亟需开发一种绿色简单地... 详细信息

18α-甘草酸(18α-GL)是一种齐墩果烷型皂苷,比其差向异构体18β-GL极性小、亲脂性好,更强的抗毒抗炎作用和更高的肝脏靶向性使18α-GL成为保肝护肝领域的主要药物成分。但目前18α-GL的制备方法污染大、效率低,亟需开发一种绿色简单地合成18α-GL的方法。利用酵母细胞异源表达糖基转移酶,通过全细胞催化方式鉴定出可催化18α-甘草次酸(18α-GA)特异性合成18α-单葡萄糖醛酸甘草次酸(18α-GAMG)的糖基转移酶cGuCSyGT和催化18α-GAMG特异性合成18α-GL的糖基转移酶GgUGT1。进一步运用蛋白质结构预测和分子动力学模拟探究cGuCSyGT对18α-GA的催化活性比18β-GA低的原因。最后采用优化底物添加浓度、底盘细胞、底物添加时间、反应时间、培养基成分补加和底物溶剂的策略构建了酵母催化合成18α-GAMG和18α-GL的最优工艺,使18α-GAMG和18α-GL的产量分别达到(36.38±1.87)mg/L和(39.32±0.75)mg/L。本研究实现了18α-GAMG和18α-GL的微生物催化合成,可为18α-GL的微生物全合成提供理论基础和技术支撑。

关键词：甘草 18α-甘草酸 18α-单葡萄糖醛酸甘草次酸糖基转移酶酵母细胞催化

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RcAGL61基因调控雄蕊和花瓣之间转变影响月季花瓣数量

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西北植物学报 2024年第6期44卷 904-911页

作者：戚雨岑杨淑敏苏琳杨艺张启翔潘会堂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北京林业大学园林学院北京100083

[目的]为探究月季重瓣性状的调控机制,研究克隆了前期筛选到的1个与花发育相关的AG同源基因RcAGL61,并对其功能进行分析。[方法]用荧光定量对该基因在‘窄叶藤本月季花’×‘月月粉’杂交群体中重瓣株系和单瓣株系花芽5个发育时期的表... 详细信息

[目的]为探究月季重瓣性状的调控机制,研究克隆了前期筛选到的1个与花发育相关的AG同源基因RcAGL61,并对其功能进行分析。[方法]用荧光定量对该基因在‘窄叶藤本月季花’×‘月月粉’杂交群体中重瓣株系和单瓣株系花芽5个发育时期的表达模式进行分析,以重瓣株系和单瓣株系为材料,克隆RcAGL61,并进行生物信息学分析、亚细胞定位及VIGS实验。[结果](1)该基因表达水平在单瓣株系的5个发育时期均显著高于重瓣株系,在单瓣株系花发育的S4-S5期比S1-S3期表达量明显升高。(2)RcAGL61编码区序列在单瓣株系和重瓣株系中一致,长度为495 bp,与RcAG基因序列相似度为30.75%,编码164个氨基酸,含有1个MADS-box保守结构域,属于MADS-Box基因家族。(3)RcAGL61蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核。(4)沉默该基因后,瓣化雄蕊数量增加,雄蕊数量减少,花瓣数量增加,萼片数量和雌蕊数量无显著变化。[结论]RcAGL61参与调控雄蕊原基和花瓣原基间的转变,影响月季的花瓣数量。

关键词：月季 RcAGL61 重瓣性雄蕊瓣化

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过氧化物酶的重组表达和应用研究进展

合成生物学 2024年

作者：李庚申晓林孙新晓王佳袁其朋北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室生命科学与技术学院

过氧化物酶作为一类自然界中广泛分布的酶，参与了如生物体的先天免疫防疫、植物微生物抗氧化应激、真菌木质素降解、植物细胞壁代谢及伤口愈合等重要生命过程。随着测序、基因编辑、重组蛋白表达和高通量筛选技术的飞速发展，越来越多... 详细信息

过氧化物酶作为一类自然界中广泛分布的酶，参与了如生物体的先天免疫防疫、植物微生物抗氧化应激、真菌木质素降解、植物细胞壁代谢及伤口愈合等重要生命过程。随着测序、基因编辑、重组蛋白表达和高通量筛选技术的飞速发展，越来越多的过氧化物酶被发现、表征和重组表达。这些种类丰富、数量庞大及催化性能卓越的过氧化物酶，在众多领域的应用研究中受到广泛关注。近年来过氧化物酶在重组表达上取得了显著进展，进一步促进了其在应用研究领域的开发。本文从系统进化分类及功能角度上对过氧化物酶进行了简要概述，对近年来过氧化物酶在大肠杆菌、酵母和真菌中重组表达研究进展及其在环境修复、化合物检测的应用研究成果进行系统地综述，重点介绍了过氧化物酶应用于生物合成高附加值化合物方面的最新研究进展，并对其目前在该领域应用研究中存在的底物和产物非专一性问题及辅因子H2O2细胞毒性问题进行讨论。过氧化物酶在医学检测、环境保护和生物合成等领域中的应用潜力巨大。然而，当前的技术和应用仍面临一些挑战，比如过氧化物酶在复杂环境中的稳定性和活性差、酶制剂生产成本高及专一性差问题。未来，通过结合蛋白质工程、合成生物学和固定化技术等多学科的最新进展，可以有效解决这些挑战，推动过氧化物酶在各个领域的广泛应用。

关键词：过氧化物酶蛋白重组表达污染物降解化合物检测生物合成

人脂肪间充质干细胞外泌体对去势小鼠骨质疏松的预防

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北京大学学报(医学版) 2024年

作者：盛春辉张晓吕珑薇周永胜北京大学口腔医学院·口腔医院修复科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室口腔数字医学北京市重点实验室

目的：研究人脂肪间充质干细胞（human adipose-derived mesenchymal stem cells，hASCs）外泌体对骨质疏松小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）成骨分化的影响，以及对雌激素缺乏引起的骨质疏松的预防... 详细信息

目的：研究人脂肪间充质干细胞（human adipose-derived mesenchymal stem cells，hASCs）外泌体对骨质疏松小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）成骨分化的影响，以及对雌激素缺乏引起的骨质疏松的预防效果。方法：先用超速离心法提取hASCs分泌的外泌体，然后提取骨质疏松小鼠BMSCs，并将这些细胞暴露于含有hASCs外泌体的成骨诱导培养基中作为实验组，同时使用不含hASCs外泌体的成骨诱导培养基对BMSCs进行成骨诱导作为对照组，通过碱性磷酸酶（alkaline phosphatase， ALP）染色和定量分析以及实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative reverse transcription polymerase chain reaction，qRT-PCR）检测评估hASCs外泌体对BMSCs成骨分化的影响。将标记有荧光信号的hASCs外泌体通过尾静脉注射入小鼠体内，观察外泌体的体内分布情况。切除小鼠双侧卵巢构建小鼠雌激素缺乏模型，术后两周，将小鼠分为3组：实验组为雌激素缺乏小鼠接受hASCs外泌体注射；阴性对照组为雌激素缺乏小鼠接受磷酸缓冲盐溶液（phosphate buffered saline，PBS）注射；阳性对照组为假手术（Sham）小鼠接受PBS注射，每3天注射一次，共注射8次后，收集小鼠股骨，拍摄显微CT（micro computed tomography，micro-CT），计算骨密度并进行骨形态学分析。结果：使用超速离心法成功提取hASCs外泌体。hASCs外泌体使骨质疏松小鼠BMSCs的ALP染色加深，ALP活性增强，成骨相关基因表达上调。注射hASCs外泌体的雌激素缺乏小鼠较注射PBS的雌激素缺乏小鼠股骨骨小梁更为致密，骨密度增大，并且与Sham组相比并未出现明显的骨密度降低。结论：hASCs外泌体不仅能在体外促进骨质疏松小鼠BMSCs的成骨分化，还能在体内有效预防去势小鼠骨质疏松的发生，这些发现为hASCs外泌体作为一种新型的生物治疗手段在骨质疏松症的预防中的应用提供了科学依据。

关键词：间充质干细胞成骨分化外泌体骨质疏松

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根结线虫诱导的巨型细胞及其形成机制

生物技术通报 2024年第3期40卷 62-74页

作者：刘锐赵建龙谢丙炎李惠霞茆振川甘肃农业大学植物保护学院甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室兰州730070 中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜生物育种全国重点实验室北京100081

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一种专性寄生线虫,具有分布广泛、寄主繁多和危害严重的特点。每年给农作物造成巨大的经济损失,是危害农作物最严重的线虫之一。侵染植物时,根结线虫会诱导根尖部位的维管束细胞重新分化形成多核的巨型细胞... 详细信息

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一种专性寄生线虫,具有分布广泛、寄主繁多和危害严重的特点。每年给农作物造成巨大的经济损失,是危害农作物最严重的线虫之一。侵染植物时,根结线虫会诱导根尖部位的维管束细胞重新分化形成多核的巨型细胞,将其作为线虫的取食位点和线虫生长发育过程中营养物质的唯一来源。因此,巨型细胞的形成和维持对线虫的生长和繁殖至关重要。本文从根结线虫诱导寄主植物巨型细胞的形成及调控机制,重点介绍了巨型细胞的结构特征、巨型细胞的细胞周期变化、营养物质运输、激素调节,以及寄主植物的识别和防御和表达模式,并探讨了根结线虫效应蛋白在巨型细胞形成过程中的功能。通过对巨型细胞形成和调控机制及线虫-植物相互分子机制等多层次的研究进展进行解析,揭示根结线虫的致病机理,以期为后续研究根结线虫防治创新性策略提供启发和思路。

关键词：根结线虫寄主取食位点巨型细胞形成机制

水母雪莲通气组织形成相关基因SmEDS1的克隆及表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：罗丹韦鎔宜代吴斌赵伟民史国民何涛青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海大学青海省园林植物与观赏园艺重点实验室青海大学生态环境工程学院

为了研究高山植物水母雪莲对极端环境的分子适应机制，本研究以菊科水母雪莲(Saussurea medusa)为材料，利用同源克隆和RACE技术克隆了通气组织形成相关基因SmEDS1 (GenBank登录号为OR185445)。结果表明：(1) SmEDS1基因cDNA全长为2 174... 详细信息

为了研究高山植物水母雪莲对极端环境的分子适应机制，本研究以菊科水母雪莲(Saussurea medusa)为材料，利用同源克隆和RACE技术克隆了通气组织形成相关基因SmEDS1 (GenBank登录号为OR185445)。结果表明：(1) SmEDS1基因cDNA全长为2 174 bp，包含1 860 bp的开放阅读框，编码619个氨基酸；(2) SmEDS1蛋白含有典型的Lipase 3和EP结构域，SmEDS1与菊科植物菜蓟(Cynara cardunculus) EDS1的氨基酸序列相似性较高，为66.61%；(3)亚细胞定位显示SmEDS1定位于细胞膜、细胞核和叶绿体中；(4) RT-qPCR分析结果显示，SmEDS1基因在水母雪莲根、茎和叶中均有表达；在低氧和紫外胁迫下，SmEDS1基因在茎和叶中表达量上调、在根中表达量下调。推测SmEDS1基因在水母雪莲通气组织的形成中发挥着重要作用。

关键词：水母雪莲 SmEDS1基因通气组织表达分析