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黄色链霉菌耐受铁离子的胁迫机制

微生物学通报 2024年

作者：张伟杨帅桑海洲万传星张利莉塔里木大学生命科学与技术学院塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地

【背景】铁是微生物生长与代谢所必需的一种微量元素，在生物体中参与呼吸、DNA 前体合成、基因调节及抗氧化应激等重要生理活动。黄色链霉菌Streptomyces flavus TRM45540是一株分离自新疆罗布泊的放线菌，前期研究表现出对铁离子具有... 详细信息

【背景】铁是微生物生长与代谢所必需的一种微量元素，在生物体中参与呼吸、DNA 前体合成、基因调节及抗氧化应激等重要生理活动。黄色链霉菌Streptomyces flavus TRM45540是一株分离自新疆罗布泊的放线菌，前期研究表现出对铁离子具有较强耐受性，探索S. flavus TRM45540耐受铁离子胁迫的响应机制具有重要意义。【目的】揭示S. flavus TRM45540耐受铁离子胁迫的机制。【方法】以黄色链霉菌S. flavus TRM45540为研究对象，通过向ISP4液体培养基中添加不同质量的硫酸亚铁来胁迫S. flavus TRM45540，并对胁迫后的样本进行转录组测序与分析，探索在铁离子胁迫条件下S. flavus TRM45540耐受铁离子的响应机制。同时通过扫描电子显微镜和能谱分析，观察并检测铁离子胁迫下菌丝表面形态和元素种类及含量变化。【结果】低硫酸亚铁添加量（1 mg/L～500 mg/L）和高硫酸亚铁添加量（2 500 mg/L～4 500 mg/L）均不利于S. flavus TRM45540生长，在硫酸亚铁添加量为500 mg/L～2 500 mg/L时可以促进S. flavus TRM45540生物量的积累。SEM观察到随着硫酸亚铁添加量的增加，S. flavus TRM45540菌丝体外有大量胞外聚合物（Extracellular polymeric substances）生成，能谱分析结果显示，胞外聚合物中氧、铁元素含量升高，氮元素含量降低，EPS推测为多糖；转录组分析结果表明，受Fe（Ⅲ/Ⅱ）胁迫后差异表达基因涉及ABC转运系统、二元信号系统、铁离子运输、氨基酸代谢、谷胱甘肽表达、卟啉类化合物代谢等多个代谢通路。【结论】S. flavus TRM45540受到Fe（Ⅲ/Ⅱ）离子胁迫后，触发了生物大分子分泌并输出到细胞表面形成多糖类EPS，菌体表面的EPS络合大量铁离子，阻止铁离子内流。同时触发二元信号系统，启动一系列耐受铁离子胁迫的响应机制，酸性氨基酸大量表达，络合铁离子的卟啉类化合物合成增加，参与解毒的半胱氨酸和谷胱甘肽的生物合成加剧，从而多途径减少高铁离子的伤害。

关键词：铁离子胁迫黄色链霉菌转录组分析能谱分析

花花柴热形态发生基因KcPIF4克隆及耐热性分析

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西北植物学报 2024年

作者：黄婉夷李文龙王彦芹塔里木大学生命科学与技术学院塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室

【目的】荒漠植物花花柴具有极强的耐高温性,克隆并研究其耐高温基因,将其用到棉花等经济作物上以期提高其耐热性,为作物耐高温性分子育种提供理论基础和基因资源。【方法】克隆花花柴Kc PIF4基因并进行生物信息学分析;烟草瞬时表达分... 详细信息

【目的】荒漠植物花花柴具有极强的耐高温性,克隆并研究其耐高温基因,将其用到棉花等经济作物上以期提高其耐热性,为作物耐高温性分子育种提供理论基础和基因资源。【方法】克隆花花柴Kc PIF4基因并进行生物信息学分析;烟草瞬时表达分析其蛋白亚细胞定位;用q RT-PCR分析45℃处理5,30,120,240 min时Kc PIF4在花花柴幼苗根、茎和叶中的表达量;观察45℃处理下过表达Kc PIF4拟南芥表型变化并测定相关生理生化指标。【结果】花花柴Kc PIF4 CDS全长为1 593 bp,编码530个氨基酸,含1个b HLH保守结构域,基序与多种植物的同源蛋白间存在差异;其蛋白定位在叶片气孔保卫细胞膜上;Kc PIF4在花花柴叶中表达量随处理时间延长先上调再下调随后又上调,240 min时达最高,为对照组的4.4倍;过表达Kc PIF4拟南芥叶片45℃下黄化萎蔫程度低于野生型,其CAT、SOD、POD、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素显著高于野生型,MDA含量和相对电导率显著低于野生型。【结论】花花柴Kc PIF4对高温胁迫表现出耐受—响应—适应的变化,能增强拟南芥对高温的耐受能力,表明该蛋白具有耐高温性。

关键词：花花柴热形态发生耐高温性 Kc PIF4基因

塔克拉玛干沙漠北缘发现红沙蚺兼记繁殖数量新纪录

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野生动物学报 2024年第1期45卷 222-225页

作者：夏可心史楠楠王智超程勇塔里木大学生命科学与技术学院阿拉尔843300 兵团塔里木盆地生物资源保护利用省部共建国家重点实验室培育基地阿拉尔843300

2017年5月—2021年10月,在塔克拉玛干沙漠北缘进行动物学野外实习和项目调研过程中,多次发现并采集到一种中小型蛇类。依据2017、2018年采集固定的2号标本及2020年采集到的母蛇,鉴定为红沙蚺(Eryx miliaris)。2020年采集到的母蛇产子16... 详细信息

2017年5月—2021年10月,在塔克拉玛干沙漠北缘进行动物学野外实习和项目调研过程中,多次发现并采集到一种中小型蛇类。依据2017、2018年采集固定的2号标本及2020年采集到的母蛇,鉴定为红沙蚺(Eryx miliaris)。2020年采集到的母蛇产子16条。本次在塔克拉玛干沙漠北缘发现红沙蚺及其繁殖数量为其分布和繁殖数量新纪录。标本保存于塔里木大学生命科学与技术学院动物学标本室(R-2017-1,R-2018-1)。

关键词：红沙蚺繁殖数量新疆塔里木盆地

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揭示棕色大熊猫毛色变异的遗传基础

中国科学:生命科学 2024年

作者：吴宏于黎云南大学省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室

哺乳动物丰富的毛色类型,在动物的伪装、抗紫外辐射、体温调节以及性选择等适应性演化过程均有着重要意义,一直是人们探究哺乳动物表型多样性分子机制的聚焦表型[1～3].对于小型哺乳动物类群,基因突变导致的毛色变异往往有利于躲避天敌...

哺乳动物丰富的毛色类型,在动物的伪装、抗紫外辐射、体温调节以及性选择等适应性演化过程均有着重要意义,一直是人们探究哺乳动物表型多样性分子机制的聚焦表型[1～3].对于小型哺乳动物类群,基因突变导致的毛色变异往往有利于躲避天敌和捕食者,例如,岩小囊鼠MC1R基因与雪靴兔ASIP基因的遗传变异导致毛色改变并能更好伪装于周围环境[4,5];而对于熊科等大型哺乳动物,基因突变引起的毛色改变使其获得更好的伪装效果而显著提升它们的捕食效率,如MC1R和TYRP1中的遗传变异分别导致白色和棕黄色两种美洲黑熊群体的产生[6,7].

关键词：

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吐鲁番戈壁滩耐热微生物及产酶能力

微生物学通报 2024年第9期 3438-3453页

作者：李丽霞文凤罗丹刘琴夏占峰塔里木大学生命科学与技术学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室

【背景】吐鲁番盆地干燥少雨、夏季气温高、紫外线辐射强，普通微生物难以存活，是发掘耐热微生物资源的宝地。【目的】获得吐鲁番盆地耐热微生物资源，探索其产耐热酶能力，促进新疆耐热微生物资源的开发和应用。【方法】以吐鲁番戈壁... 详细信息

【背景】吐鲁番盆地干燥少雨、夏季气温高、紫外线辐射强，普通微生物难以存活，是发掘耐热微生物资源的宝地。【目的】获得吐鲁番盆地耐热微生物资源，探索其产耐热酶能力，促进新疆耐热微生物资源的开发和应用。【方法】以吐鲁番戈壁滩表层沙土样品为实验对象，利用不同营养水平的6种培养基，经50℃培养分离耐热菌株，揭示吐鲁番戈壁滩表层耐热微生物的种类，并检测菌株在高温下产淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶及蛋白酶的能力。【结果】共分离获得41株耐热细菌，分布在芽孢杆菌科(Bacillaceae)的6个属，分别是芽孢杆菌属(Bacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、短短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)、好氧芽孢杆菌属(Aeribacillus)和热芽孢杆菌属(Caldibacillus)。分离到的41株耐热菌中有29株产淀粉酶，29株产纤维素酶，33株产木聚糖酶，37株产葡聚糖酶，37株产蛋白酶。菌株TRM81951、TRM81961、TRM81969具有同时产多种酶的能力；菌株TRM81953、TRM81988、TRM81972和TRM81957分别具有较强的产淀粉酶、木聚糖酶、葡聚糖酶和蛋白酶能力。【结论】吐鲁番戈壁滩生存着多种耐热芽孢杆菌，通过酶活性筛选发现吐鲁番戈壁滩耐热菌株具有很强的产水解酶能力，有利于在低营养环境中获取营养物质。

关键词：吐鲁番戈壁滩耐热微生物分离鉴定产酶能力

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地毯草叶斑病病原菌鉴定和寄主范围测定

草业科学 2024年

作者：李能萍何鹏搏刘迎龙何鹏飞吴毅歆唐萍王再强 Shahzad Munir 孔宝华何月秋云南农业大学省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室

2022年，于昆明市松华坝蔬菜基地发现大片地毯草上发生1种由未知病原菌引起的地毯草叶部病害，其病斑呈褐色近圆形或长条形。为明确其致病菌，并对该病原菌进行寄主范围研究和杀菌剂毒力测定。通过分离培养、形态学和多基因联合测序分... 详细信息

2022年，于昆明市松华坝蔬菜基地发现大片地毯草上发生1种由未知病原菌引起的地毯草叶部病害，其病斑呈褐色近圆形或长条形。为明确其致病菌，并对该病原菌进行寄主范围研究和杀菌剂毒力测定。通过分离培养、形态学和多基因联合测序分析，结果表明引起地毯草叶斑病的病原菌为玉米平脐蠕孢（Bipolaris zeae）。孢子液离体叶片接种21种经济作物及常见杂草，发现B. zeae还可侵染水稻、玉米、高粱、小麦、薏苡、棕叶狗尾草、狗尾草、野燕麦、黑麦草、稗草10种作物或杂草。7种杀菌剂对B. zeae毒力表现为，苯醚甲环唑EC50最小（0.381 mg·L-1）其他依次为氟唑菌酰胺(0.988 mg·L-1)、异菌脲(1.864 mg·L-1)、代森锰锌(5.401 mg·L-1)、甲基硫菌灵(930.572 mg·L-1)、嘧菌酯(989.571 mg·L-1)、百菌清(1547.315 mg·L-1)。

关键词：地毯草玉米平脐蠕孢玉米苯醚甲环唑

红瓤核桃JrbHLHA2转录因子靶向查尔酮合成酶基因JrCHS4调控种皮花青苷合成的功能研究

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果树学报 2024年

作者：王磊樊璐李亚奇陈俊儒孟海军吴国良新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室河南农业大学园艺学院

【目的】查尔酮合成酶（CHS）是植物花青苷合成途径中的第一个限速酶，探究红瓤核桃Juglans regia L. RW-1查尔酮合成酶（CHS）在种皮花青苷合成中的功能，为红瓤核桃的品种改良提供理论支撑。【方法】以红瓤核桃RW-1和普通核桃中林1号... 详细信息

【目的】查尔酮合成酶（CHS）是植物花青苷合成途径中的第一个限速酶，探究红瓤核桃Juglans regia L. RW-1查尔酮合成酶（CHS）在种皮花青苷合成中的功能，为红瓤核桃的品种改良提供理论支撑。【方法】以红瓤核桃RW-1和普通核桃中林1号不同发育期的种皮为材料，根据qRT-PCR结果，筛选并克隆JrCHS4基因；克隆2种核桃JrCHS4的启动子序列，通过GUS染色和GUS蛋白定量分析启动子活性差异；通过酵母单杂交（Y1H）和双荧光素酶检测试验（LUC）验证上游bHLH转录因子对JrCHS4启动子的调控作用；通过农杆菌介导将JrCHS4瞬时转化烟草叶片，观察叶片颜色及花青苷含量的变化。【结果】花后60、120 d时仅JrCHS4在红瓤核桃种皮中的表达量显著高于普通核桃种皮且表达量差异最大，分别约为66.04、11 970.93倍，花后90 d时除JrCHS4在2种核桃种皮中的表达量基本相同外，其他3个JrCHSs在红瓤核桃种皮中的表达量均显著低于普通核桃种皮，因此推测JrCHS4可能是红瓤核桃种皮花青苷合成的关键基因。GW-JrCHS4启动子与RW-JrCHS4启动子具有98.50%的同源性，含有许多响应激素如脱落酸、乙烯、赤霉素以及与逆境胁迫相关的顺式作用元件，与GW-JrCHS4启动子相比，RW-JrCHS4启动子缺失了1个MYB结合位点MYB1AT，插入了1个bHLH结合位点MYCCONSENSUSAT。GUS染色结果表明，RW-JrCHS4启动子诱导产生的蓝色深于GW-JrCHS4启动子诱导产生的蓝色；经GUS蛋白定量检测，RW-JrCHS4启动子活性显著高于GW-JrCHS4启动子活性，约是GW-JrCHS4启动子活性的1.17倍。酵母单杂交试验结果表明，JrbHLHA2可以特异性结合JrCHS4启动子；经LUC试验进一步验证，JrbHLHA2能够显著激活JrCHS4启动子的活性，其LUC/REN比值约是对照的2.45倍。瞬时转化JrCHS4的烟草叶片绿色变浅呈现轻微的红色，总花青苷含量得到了显著提高，约是对照的1.09倍，表明JrCHS4能够促进花青苷的生物合成与积累。【结论】红瓤核桃JrbHLHA2转录因子靶向查尔酮合成酶基因JrCHS4是调控红瓤核桃种皮花青苷合成的关键因素。

关键词：红瓤核桃花青苷查尔酮合成酶转录调控

一株内蒙古自治区武川县马铃薯黑胫病菌的分离鉴定及全基因组分析

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植物保护学报 2024年第4期 794-803页

作者：孙平平张磊魏旭张竞丹夏占峰李正男塔里木大学新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室内蒙古农业大学园艺与植物保护学院

为明确内蒙古自治区武川县马铃薯黑胫病的病原种类及其致病机制,从当地表现黑胫病的马铃薯植株上分离病原菌,利用薯块接种法和盆栽接种法验证其致病性,利用形态学特征结合分子生物学技术对致病菌株进行鉴定,采用Pacbio SequelⅡ三代测... 详细信息

为明确内蒙古自治区武川县马铃薯黑胫病的病原种类及其致病机制,从当地表现黑胫病的马铃薯植株上分离病原菌,利用薯块接种法和盆栽接种法验证其致病性,利用形态学特征结合分子生物学技术对致病菌株进行鉴定,采用Pacbio SequelⅡ三代测序技术测定致病菌株的全基因组序列并对其致病机制进行分析。结果表示:分离获得1株菌株TDHJ7,该菌株能引起马铃薯典型黑胫病症状,经形态学特征、16S rRNA序列分析以及全基因组比较最终将其鉴定为黑腐果胶杆菌Pectobacterium atrosepticum,该菌株的全基因组大小为4 997 951 bp,有4 623个编码序列。致病菌株基因注释结果显示,菌株TDHJ7中共有245个基因参与致病过程,其中参与果胶酶、纤维素酶和蛋白酶合成的基因分别有22、19和12个,参与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ型分泌系统的基因有171个,参与编码毒素的基因有21个,表明菌株TDHJ7可能主要通过产生果胶酶、纤维素酶和蛋白酶等细胞壁降解酶,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ型分泌系统参与毒素类物质的转运,同时产生毒素类物质来引起植物发病。

关键词：内蒙古自治区马铃薯黑胫病分离鉴定全基因组黑腐果胶杆菌致病机制

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枣属植物组织培养研究进展

分子植物育种 2024年

作者：房立媛林敏娟塔里木大学园艺与林学学院塔里木盆地生物资源保护利用省部共建国家重点实验室培育基地南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室

枣属(Ziziphus)植物营养价值丰富，并具有较强的生态适应性、经济和药用价值。目前我国枣产业存在果品不佳等问题，加之枣树遗传背景复杂、高度杂合使得育种工作相对滞后。植物离体再生体系具有繁殖速度快、繁殖系数大且能够稳定保持部... 详细信息

枣属(Ziziphus)植物营养价值丰富，并具有较强的生态适应性、经济和药用价值。目前我国枣产业存在果品不佳等问题，加之枣树遗传背景复杂、高度杂合使得育种工作相对滞后。植物离体再生体系具有繁殖速度快、繁殖系数大且能够稳定保持部分品种的优良性状的优势，将该技术与枣育种工作相结合，可以忽略地理环境、季节等因素，快速、高效地繁殖、筛选和推广大量优良品种。本文综述了枣属植物外植体的选择、愈伤组织的诱导、不定芽培养、生根培养等方面，探讨了枣属植物组织培养中的部分问题及对策，以便较全面的对枣属植物组织培养研究现状进行归纳总结，为更好地开展枣属植物育种工作尤其是该属新型优良种质的组织培养及大批量育苗提供借鉴与帮助。

关键词：枣属组织培养培养基筛选