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沉香种质资源、品质评价与形成机制研究进展

中国科学:生命科学 2024年第10期54卷 1885-1906页

作者：王昊丁旭坡曾军朱家红董文化陈惠琴黄圣卓李薇梅文莉戴好富中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南省沉香工程技术研究中心海南省黎药资源天然产物研究与利用重点实验室沉香国际联合研究中心

沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)或拟沉香属(Gyrinops)植物在受到自然或人为伤害后产生的含有树脂的木材.作为名贵的香料和传统药材,沉香有抗炎、镇静安神等多种药理活性,其主要化学成分为倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类... 详细信息

沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)或拟沉香属(Gyrinops)植物在受到自然或人为伤害后产生的含有树脂的木材.作为名贵的香料和传统药材,沉香有抗炎、镇静安神等多种药理活性,其主要化学成分为倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类化合物.白木香是我国特有的沉香基原植物,随着白木香种植和人工结香技术的大力发展,人工沉香逐渐取代野生沉香成为国内主要的沉香原材料来源.近年来,“结香早、易结香、品质好”的白木香新品种的选育及应用,使沉香产业发展中“品种单一、人工结香品质差异大、效益周期长”等制约因素得到极大的改善. 2020年,白木香染色体水平基因组精细图谱的发布为白木香结香机制、活性成分合成基因挖掘等研究奠定了基础.本文对沉香基原植物种类,种质资源鉴定、评价及新品种选育,结香机理和人工结香技术,以及活性成分的生物合成与调控机制的研究进展进行了总结,并对今后研究趋势进行了展望,以期为深入开展沉香研究、保障产业的可持续发展提供理论参考与技术支撑.

关键词：沉香沉香属和拟沉香属鉴定与品质评价奇楠人工结香技术活性成分基因组与转录组生物合成与调控

灯盏花叶片数调控基因磷酸蛋白酶1的克隆与功能分析

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西南农业学报 2024年第6期37卷 1212-1219页

作者：方所艳朱琴杨云会关德军张尚林宋家瑶张旭高和四梅云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心昆明650201 云南泽生生物科技有限公司云南红河652400

【目的】探究灯盏花叶片数相关基因磷酸蛋白酶1(EbPP1)的功能,为揭示灯盏花叶片数目和开花时间分子机理奠定基础。【方法】从灯盏花叶片克隆EbPP1基因,将其构建至植物过表达载体RP101。用蘸花法侵染刚抽薹拟南芥植株进行异源表达,通过... 详细信息

【目的】探究灯盏花叶片数相关基因磷酸蛋白酶1(EbPP1)的功能,为揭示灯盏花叶片数目和开花时间分子机理奠定基础。【方法】从灯盏花叶片克隆EbPP1基因,将其构建至植物过表达载体RP101。用蘸花法侵染刚抽薹拟南芥植株进行异源表达,通过筛选获得若干株T_(1)、T_(2)、T_(3)代拟南芥阳性植株。最后统计T_(3)代阳性植株叶片数目和开花时间,通过实时荧光定量(RT-qPCR)检测EbPP1表达量,并测定拟南芥植株内源激素含量。【结果】成功克隆全长EbPP1基因,并构建该基因的重组过表达载体RP101-GFP-EbPP1。在拟南芥中实现稳定的遗传转化,于T_(3)代中获得24株阳性EbPP1转基因植株,并对T_(3)代阳性植株进行实时荧光定量分析,RT-qPCR结果显示转基因拟南芥中EbPP1基因过量表达,其表达量从野生型的1.034增加至136.330;转基因拟南芥在表型上呈现出叶片数增多、开花时间延迟的特征;通过LC-MS定量测定植株内源激素含量显示,T_(3)代转基因拟南芥中吲哚-3-甲酸(ICA)和赤霉素24(GA24)等多种激素的含量明显高于野生型,其中生长素前体物质L-色氨酸(TRP)尤为显著,达到野生型的3倍。【结论】本研究成功在拟南芥植株中异源表达EbPP1基因,与野生型相比,转基因拟南芥中叶片数增多,EbPP1基因表达量增高,内源激素含量升高。表明EbPP1可能通过调控植物激素水平,进而影响灯盏花叶片数目和开花时间。本研究为进一步解析灯盏花叶片数目发育相关机制和开花分子机理奠定基础,也为选育高品质灯盏花新品种提供一定遗传基础。

关键词：灯盏花磷酸蛋白酶1 拟南芥遗传转化植物激素

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新污染物抗生素菌渣环境污染防控策略

科技导报 2024年第11期42卷 29-35页

作者：周睫雅侯立安田书磊王旭明北京师范大学环境学院北京100875 中国人民解放军96901部队23分队北京100094 中国环境科学研究院北京100012 北京市农林科学院生物技术研究所农业基因资源与生物技术北京市重点实验室北京100097

分析了我国面临的抗生素菌渣环境风险管控需求与当前的处理现状,讨论了符合我国国情的抗生素菌渣环境污染防控管理的重点和思路。为实现抗生素菌渣的环境风险长效管理,针对菌渣中污染物质的有效控制,提出了3项关键策略:开展生产信息调... 详细信息

分析了我国面临的抗生素菌渣环境风险管控需求与当前的处理现状,讨论了符合我国国情的抗生素菌渣环境污染防控管理的重点和思路。为实现抗生素菌渣的环境风险长效管理,针对菌渣中污染物质的有效控制,提出了3项关键策略:开展生产信息调查和危害筛查,持续调查评估,明确风险状况,并进行抗生素耐药风险评估;支持科技研究和技术的推广应用,加强抗生素生产企业与科研机构之间的协作,“产学研用”一体化,建立科技专项、加速监测预警方法的开发,并推动无害化处理与资源化利用的技术创新及其工程化应用;完善菌渣安全利用风险评价方法,通过实验室及大田试验探究抗性风险传播机制,并建立相应的资源化产品环境安全评价方法,以及资源化产物的流向管理与长期安全性监测制度,以全面推动抗生素产业的绿色转型和源头污染的有效防控。

关键词：抗生素菌渣抗生素耐药风险源头防控

对黄曲条跳甲高毒力Bt菌株的鉴定及田间药效评价

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中国生物防治学报 2024年第2期40卷 484-490页

作者：边强于淑晶孙晓东南开大学化学学院/农药国家工程研究中心天津300071 海南省农业科学院蔬菜研究所/海南省蔬菜生物学重点实验室海口571100

为了探索蔬菜害虫黄曲条跳甲的生物防治措施,从海南省土壤中分离出的一株对黄曲条跳甲高毒力Bt菌株BS128,根据形态学和分子水平鉴定,明确该菌株属于苏云金芽胞杆菌,含有cry8Ga新型杀虫编码基因。通过室内生物活性评价,苏云金芽胞杆菌BS... 详细信息

为了探索蔬菜害虫黄曲条跳甲的生物防治措施,从海南省土壤中分离出的一株对黄曲条跳甲高毒力Bt菌株BS128,根据形态学和分子水平鉴定,明确该菌株属于苏云金芽胞杆菌,含有cry8Ga新型杀虫编码基因。通过室内生物活性评价,苏云金芽胞杆菌BS128菌悬液对黄曲条跳甲3 d的LC50值为60.0093μg/mL,250μg/mL BS128菌悬液9000 mL/hm^(2)土壤处理对黄曲条跳甲防治效果为67.66%(15 d),250μg/mL BS128菌悬液9000 m L/hm^(2)叶面喷雾对黄曲条跳甲7 d和10 d防效分别为61.86%和62.16%。结果显示2株Bt菌株土壤处理防治跳甲效果不低于叶面喷雾防治效果。我们认为利用Bt防治黄曲条跳甲更适用土壤处理,一方面重视了土壤中黄曲条跳甲幼虫的防治,可以减缓苗期成虫的危害;另一方面Bt在土壤中更利于发挥作用,持效期长,避免了叶面喷施Bt受到高温或者强紫外线照射失活。

关键词：黄曲条跳甲苏云金杆菌毒力测定田间防效

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大豆种子硬实突变体Mzp661的鉴定和基因定位

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2065-2078页

作者：苗龙舒阔胡彦姣黄茹何艮华张文明王晓波邱丽娟安徽农业大学农学院中国农业科学院作物科学研究所/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程/农业农村部作物基因资源与种质创制重点实验室

【目的】硬实是种子物理休眠的表现特征，也是大豆驯化的一个重要性状。硬实性虽然有利于种子在不良环境中生存，但是在生产实践中会严重降低大豆出苗率，同时影响产量和加工品质。采用混合群体分离测序（bulked segregant analysis seq... 详细信息

【目的】硬实是种子物理休眠的表现特征，也是大豆驯化的一个重要性状。硬实性虽然有利于种子在不良环境中生存，但是在生产实践中会严重降低大豆出苗率，同时影响产量和加工品质。采用混合群体分离测序（bulked segregant analysis sequencing,BSA-Seq）解析大豆种子硬实性状的遗传基础及候选基因，为大豆硬实的分子机理研究提供理论依据。【方法】经甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变大豆中品661种子获得硬实突变体Mzp661，将其与栽培大豆中黄13（父本）杂交构建重组自交系（recombinant inbred line,RIL）群体，对不同株系的种子进行硬实性、吸水率和种皮解剖结构鉴定。选取RIL群体中硬实型和正常吸胀型2种极端材料分别构建混池，利用BSA-Seq技术检测不同极端材料及亲本基因型，结合欧式距离（euclidean distance,ED）和delta SNP-index、delta InDel-index关联分析方法，开展大豆种子硬实遗传位点的挖掘，进一步利用生物信息学分析、大豆不同组织的转录组数据和基因注释信息挖掘显著关联区域的候选基因。【结果】突变体Mzp661后代中，吸胀型种子各部位均具有吸水能力，种子体积随浸水时间延长不断增大，然而，硬实型种子浸水36 h内体积未发生变化，随着浸水时间的持续延长，种皮开始局部出现皱缩，并逐渐向其他部位扩散，子叶恢复吸胀能力。硬实型种子种皮表面光滑且结构紧密、角质层呈规则的网状结构、栅栏层较厚，而吸胀型种子表皮有气孔且结构松散、角质层有微小的裂缝、栅栏层较薄，表明突变体Mzp661种子硬实与种皮不透水/气相关；ED和delta SNP-index、delta InDel-index关联分析方法不仅鉴定到已报道种子物理休眠遗传位点qHS1，而且检测到1个一致性关联区域Chr.06:45897227—47746047，该区间共含有189个基因，转录组数据及基因注释挖掘到种子中特异高表达的Glyma.06G275300可能为该关联区域调控大豆种子硬实的关键候选基因。【结论】大豆突变体Mzp661种子硬实由种皮不透水/气所致，利用BSA-Seq法鉴定到Glyma.06G275300可能为影响种皮结构的候选基因。

关键词：大豆种子硬实种皮结构混合群体分离测序候选基因

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播期对甜荞品种(系)农艺性状及产量的影响

作物杂志 2024年第4期 216-222页

作者：李春花吴晗加央多拉王春龙王艳青任长忠吉林省白城市农业科学院吉林白城137000 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业农村部西南作物基因资源与种质创制重点实验室云南昆明650205

为筛选出适合吉林省西部种植的甜荞品种及其最佳播期,利用34份甜荞品种(系)在3个播期(5月22日、6月12日、7月3日)对14个农艺性状及产量进行了遗传多样性分析。结果表明,播期对甜荞品种(系)14个农艺性状影响明显。生育期平均值随着播期... 详细信息

为筛选出适合吉林省西部种植的甜荞品种及其最佳播期,利用34份甜荞品种(系)在3个播期(5月22日、6月12日、7月3日)对14个农艺性状及产量进行了遗传多样性分析。结果表明,播期对甜荞品种(系)14个农艺性状影响明显。生育期平均值随着播期的延迟缩短;4个株型性状、6个粒形性状和3个产量性状随着播期的推迟分别表现为先增后减、先减后增、逐渐增高的趋势。从各性状的遗传率来看,籽粒面积、籽粒周长、长宽比、籽粒长、籽粒宽、籽粒圆度等粒形性状以及千粒重的遗传率在3个播期中为0.901~0.992,大于其他性状。在相关性分析中,籽粒面积与籽粒周长、长宽比与籽粒圆度、株粒数与株粒重的相关系数绝对值在3个播期中均大于0.950。结果还表明,适合早播的甜荞品种为呵OK、呵T、喀1;适合中期播种的甜荞品种为呵T;适合晚播的甜荞品种为D2。综上所述,在吉林省西部地区选择适宜的播期结合种植适宜的品种可提高甜荞产量。

关键词：甜荞播期农艺性状产量

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芳香杂环酮还原酶的基因挖掘及催化性质

微生物学通报 2024年

作者：薛佳钰许国超倪晔江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

【背景】(R，S)-2-氯-1-(6-氟-3，4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)-乙醇(NEB-8(R，S))是奈必洛尔的重要手性中间体，由芳香杂环酮还原酶不对称合成。而目前的天然酮还原酶催化效率低，对映选择性差，商业酮还原酶来源不明确，反应转化率低... 详细信息

【背景】(R，S)-2-氯-1-(6-氟-3，4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)-乙醇(NEB-8(R，S))是奈必洛尔的重要手性中间体，由芳香杂环酮还原酶不对称合成。而目前的天然酮还原酶催化效率低，对映选择性差，商业酮还原酶来源不明确，反应转化率低。【目的】研究具有高对映选择性、稳定性良好、催化效率优异的酮还原酶实现NEB-8(R，S)的高效不对称合成。【方法】基于已有的酮还原酶的蛋白质序列，通过基因挖掘，获得了来源于玫瑰谦虚杆菌（Modestobacter roseus）的酮还原酶基因mradh，在大肠杆菌BL21(DE3)中进行了表达，测定其对映选择性，表征其酶学性质，并优化它在高浓度底物下的反应。【结果】论文筛选获得了一种新型酮还原酶MrADH，其属于中链醇脱氢酶超家族，兼具氧化和还原能力。MrADH的氧化、还原活性的最适pH值分别为9.5和7.0；对于酮酯类底物、间位取代芳香酮、杂环酮和仲醇等底物，MrADH具有良好的还原氧化活性；此外，在40 ℃条件下，MrADH半衰期可长达207 h，显示出良好的热稳定性。MrADH能够高效地催化还原600 mmol/L的(S)-2-氯-1-(6-氟-3，4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)-乙酮，以接近100%的对映体过量（ee）和99.7%的转化率合成产物醇。【结论】来源于M. roseus的酮还原酶可以高效合成高光学纯度的盐酸奈必洛尔中间体，为奈必洛尔的合成奠定了基础。

关键词：基因挖掘芳香杂环酮还原酶高立体选择性 MrADH 奈必洛尔

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基因组学研究助力马铃薯育种方式的变革

生物技术通报 2024年

作者：张春芝周倩吴瑶瑶尚轶黄三文中国农业科学院深圳农业基因组研究所中山大学农学与生物技术学院南京农业大学园艺学院云南师范大学马铃薯科学研究院

马铃薯是全球最重要的非谷物类粮食作物。杂交马铃薯育种，即将马铃薯由四倍体无性繁殖作物改造成二倍体种子作物，已经成为马铃薯领域的研究热点。过去十多年来，以二倍体为主要研究对象的马铃薯基因组学快速发展，进一步促进了马铃薯... 详细信息

马铃薯是全球最重要的非谷物类粮食作物。杂交马铃薯育种，即将马铃薯由四倍体无性繁殖作物改造成二倍体种子作物，已经成为马铃薯领域的研究热点。过去十多年来，以二倍体为主要研究对象的马铃薯基因组学快速发展，进一步促进了马铃薯育种技术的变革。本文系统梳理了马铃薯基因组学发展的历程，以及基因组学研究如何助力解决杂交马铃薯育种的两个难题——自交不亲和与自交衰退，并推动马铃薯基因组设计育种体系的构建，使马铃薯育种迈向4.0时代。

关键词：马铃薯基因组自交不亲和有害突变杂交育种

基于CRISPR/Cas9技术构建鲍曼不动杆菌lpxC缺失株及其表型研究

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药学学报 2024年第5期59卷 1286-1294页

作者：孙宗倜张友文李海滨王秀坤于洁解晋茹庞蓬勃胡辛欣聂彤颖卢曦庞晶侯磊杨信怡李聪然孙琅游雪甫中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所抗感染药物研究北京市重点实验室北京100050 中国医学科学院病原微生物菌(毒)种保藏中心药用微生物相关菌(毒)种保藏分中心北京100050 中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所实验动物中心北京100050

脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是革兰阴性菌细胞膜外膜重要组成成分,与多数革兰阴性菌不同,鲍曼不动杆菌在LPS缺失后仍可存活并获得对多黏菌素的耐药性。有关LPS缺失鲍曼不动杆菌的研究多是针对多黏菌素诱导产生的LPS缺失株,背景复... 详细信息

脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是革兰阴性菌细胞膜外膜重要组成成分,与多数革兰阴性菌不同,鲍曼不动杆菌在LPS缺失后仍可存活并获得对多黏菌素的耐药性。有关LPS缺失鲍曼不动杆菌的研究多是针对多黏菌素诱导产生的LPS缺失株,背景复杂且不稳定。为深入研究LPS缺失介导的多黏菌素耐药鲍曼不动杆菌,本研究通过双质粒CRISPR/Cas9系统敲除鲍曼不动杆菌ATCC 19606的lpxC基因,构建稳定且背景清晰的LPS缺失株,并对缺失株的形态、生长速率、抗生素的敏感性、毒力、膜通透性和膜电势进行分析。动物实验经中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所实验动物管理与动物福利委员会批准(批准号:IMB-20240119D9)。结果显示,鲍曼不动杆菌ATCC 19606的lpxC基因被成功敲除,lpxC缺失后菌株失去外膜LPS,形态由杆状变为球状,细菌生长速率变慢,膜通透性升高,膜电势降低,对β-内酰胺类、喹诺酮类、氨基糖苷类、大环内酯类、糖肽类抗生素的敏感性增强,并且体内毒力大幅下降。lpxC缺失引起鲍曼不动杆菌的膜稳态、适应性发生明显改变,了解LPS缺失介导的多黏菌素耐药鲍曼不动杆菌的特征变化有利于探究鲍曼不动杆菌耐药机制、寻找治疗新策略。

关键词：鲍曼不动杆菌基因编辑 CRISPR/Cas9系统 lpxC基因多黏菌素耐药脂多糖