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玉米ZmMPI基因克隆及其过表达转基因株系检测

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华北农学报 2024年第4期39卷 1-9页

作者：姚梦瑶李娟刘志刚蔡大润李晓荣李波杨洋王子轩王勇攀陈勋基耿洪伟陈果新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农业科学院核技术生物技术研究所新疆乌鲁木齐830091 新疆农作物生物技术重点实验室新疆乌鲁木齐830091

盐碱胁迫已成为制约我国农业生产的重要因素之一,探索农作物耐盐分子机理,对作物育种具有重要的理论价值和实际应用价值。旨在克隆玉米中的ZmMPI基因,转化玉米植株。首先通过qRT-PCR对盐碱溶液处理下植株中的ZmMPI表达量变化进行分析,... 详细信息

盐碱胁迫已成为制约我国农业生产的重要因素之一,探索农作物耐盐分子机理,对作物育种具有重要的理论价值和实际应用价值。旨在克隆玉米中的ZmMPI基因,转化玉米植株。首先通过qRT-PCR对盐碱溶液处理下植株中的ZmMPI表达量变化进行分析,之后利用DNAMAN软件对ZmMPI蛋白序列进行多重比较分析同时利用MEGA 7.0软件构建系统发生树,并利用一系列软件对ZmMPI进行生物信息学分析。最后利用分子克隆技术,成功克隆ZmMPI基因的编码序列,构建植物过表达载体并利用农杆菌介导的遗传转化方法转化玉米自交系B104,在基因组水平、转录水平以及蛋白质水平对过表达转基因植株鉴定,分析其表达量变化。结果表明,ZmMPI基因的表达量受盐碱胁迫后整体呈现出先上升后下调的趋势;ZmMPI蛋白序列比较结果相似率为64.15%,系统发生树显示,ZmMPI与玉米(小颖大刍草亚种)ABA34115.1同源性最高,该蛋白含有一个蛋白结构域Potato_inhibit,有α螺旋结构、无规则卷曲结构和β转角结构,偏疏水性,预测潜在的磷酸化位点有10个;对获得的49个转化事件鉴定结果显示,其中有13个过表达转基因株系中的ZmMPI基因在基因组水平能正常表达,有10个过表达转基因株系中的ZmMPI基因能正常转录、翻译。最终获得10个能够正常转录翻译的过表达转基因株系,为进一步探究ZmMPI基因响应盐碱胁迫的分子机制奠定基础。

关键词：玉米 ZmMPI 盐碱胁迫转基因植株鉴定

陆地棉GhTCP4基因编码蛋白质生物信息学分析

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分子植物育种 2024年

作者：郝晓燕丁璇赵准胡文冉新疆农业大学农学院新疆农业科学院核技术生物技术研究所新疆农作物生物技术重点实验室

为了明确陆地棉中TCP4基因的生物学功能，本研究基于棉花基因组数据库，通过关键词TCP4搜索，获得6个陆地棉GhTCP4基因及其编码的蛋白质序列，并利用生物信息学方法对组成蛋白质的氨基酸序列的理化性质进行分析。结果表明，在棉花FGD网... 详细信息

为了明确陆地棉中TCP4基因的生物学功能，本研究基于棉花基因组数据库，通过关键词TCP4搜索，获得6个陆地棉GhTCP4基因及其编码的蛋白质序列，并利用生物信息学方法对组成蛋白质的氨基酸序列的理化性质进行分析。结果表明，在棉花FGD网站NAU库中共查到6个陆地棉转录因子TCP4，ID号分别为Gh＿D01G0419、Gh＿A01G0414、Gh＿D05G3332、Gh＿A04G0316、Gh＿A13G1272和Gh＿D13G1576。GhTCP4基因编码401～446个氨基酸，其编码产物为不稳定的亲水性蛋白质。二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主，均含有1个TCP超家族结构域，不存在信号肽，无跨膜区域和二硫键。三级结构显示GhTCP4蛋白质存在较多的扭曲和折叠。GhTCP4基因编码蛋白主要在细胞核中发挥作用，属于TCP转录因子家族，具有DNA结合转录因子活性。陆地棉GhTCP4蛋白质成员的多序列对比结果表明陆地棉TCP转录因子保守性较高。本研究为研究GhTCP4基因遗传特性提供一定的参考。

关键词：陆地棉 TCP家族蛋白质结构生物信息学

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植物蛋白酶抑制剂研究进展

分子植物育种 2024年

作者：姚梦瑶李娟刘志刚游敏陈果蔡大润李晓荣陈勋基新疆农业大学农学院新疆农业科学院核技术生物技术研究所新疆农作物生物技术重点实验室乌鲁木齐邮局海关

植物蛋白酶抑制剂是一类化合物，可以阻碍植物蛋白酶的活性，从而调节蛋白质降解和植物生长发育。为进一步研究蛋白酶抑制剂的应用潜力，本研究综述了近年来植物蛋白酶抑制剂家族的研究进展，阐述了蛋白酶抑制剂的分类、序列分析、生理... 详细信息

植物蛋白酶抑制剂是一类化合物，可以阻碍植物蛋白酶的活性，从而调节蛋白质降解和植物生长发育。为进一步研究蛋白酶抑制剂的应用潜力，本研究综述了近年来植物蛋白酶抑制剂家族的研究进展，阐述了蛋白酶抑制剂的分类、序列分析、生理功能以及作用机理，总结了其在调节蛋白质降解、植物生长发育和逆境适应性的应用潜力，为利用植物蛋白酶抑制剂改良植物农艺性状提供一定的参考。

关键词：植物蛋白酶抑制剂功能结构

基于无人机多源影像数据的灌浆期人工合成小麦抗旱性评价

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中国农业科学 2024年第9期57卷 1674-1686页

作者：燕雯金秀良李龙徐子涵苏悦张跃强景蕊莲毛新国孙黛珍山西农业大学农学院中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室新疆农业科学院核技术生物技术研究所/农业农村部荒漠绿洲区作物生理生态与耕作重点实验室/新疆作物生物技术重点实验室

【目的】基于无人机多源影像及产量数据评价人工合成小麦种质的抗旱性，优选高通量抗旱性鉴定指标，发掘抗旱人工合成小麦种质资源，为加快拓展小麦抗旱遗传资源、提升旱地小麦育种水平提供技术支撑和种质材料。【方法】以80份人工合成... 详细信息

【目的】基于无人机多源影像及产量数据评价人工合成小麦种质的抗旱性，优选高通量抗旱性鉴定指标，发掘抗旱人工合成小麦种质资源，为加快拓展小麦抗旱遗传资源、提升旱地小麦育种水平提供技术支撑和种质材料。【方法】以80份人工合成小麦种质及对照小麦品种新春37为试验材料，在田间进行小区播种，设置干旱和灌溉2种水分处理；利用无人机搭载多光谱及热红外相机采集试验材料灌浆期多源影像进行拼接处理，通过阈值分割等方法提取各试验材料的光谱指数；利用相关性分析和主成分分析鉴选抗旱相关光谱指标，结合单指标及综合评价方法鉴定人工合成小麦种质的抗旱性。【结果】基于无人机多源影像数据提取了80份人工合成小麦种质的19种光谱指数。不同光谱指数抗旱系数与小区产量抗旱指数的相关性分析结果表明，OSAVI的抗旱系数与抗旱指数的关联度最高，NDVI、CIre和NDRE的抗旱系数与抗旱指数的关联度较高。部分光谱指数的抗旱系数间相关性较高，存在冗余信息，通过主成分分析，将19个光谱指数的抗旱系数转换为3个相互独立的综合指标，3个综合指标的贡献度分别为59.6%、12.0%和9.6%。利用加权隶属函数法聚合综合指标，通过公式计算获得各人工合成小麦种质的综合抗旱性度量值。基于抗旱指数鉴定出6份强抗旱人工合成小麦种质，基于综合抗旱性度量值鉴定出5份强抗旱种质，其中，SW004和SW009在2种方法的评价结果中均被评为强抗旱种质。基于OSAVI的抗旱系数对80份人工合成小麦种质进行抗旱性分级，分级结果与基于综合抗旱性度量值的分级结果基本一致。根据OSAVI的抗旱系数鉴定出的6份强抗旱种质中，有5份在基于综合抗旱性度量值分级中也被鉴定为强抗旱种质。【结论】基于无人机多源影像提取的光谱指数NDVI、OSAVI、CIre和NDRE，以及基于光谱指数的综合抗旱性度量值均可用于辅助鉴定小麦种质抗旱性。

关键词：多源影像光谱指数人工合成小麦抗旱性灌浆期

土壤水分对不同抗旱性春小麦品种叶片保护性酶活性及产量的影响

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新疆农业科学 2024年第5期61卷 1041-1047页

作者：张宏芝王立红时佳孔德鹏王重高新李剑峰王春生夏建强樊哲儒张跃强新疆农业科学院核技术生物技术研究所/农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室/新疆作物化学调控工程技术研究中心/新疆农作物生物技术重点实验室乌鲁木齐830091 新疆维吾尔自治区农业技术推广总站乌鲁木齐830000

【目的】研究土壤水分对不同抗旱性春小麦品种叶片保护性酶活性及产量的影响,为选育春小麦抗旱品种及制定节水高产措施提供理论依据。【方法】在大田条件下,以抗旱性较强的品种新春46号、抗旱性中等的品种新春37号、抗旱性较弱的品种新... 详细信息

【目的】研究土壤水分对不同抗旱性春小麦品种叶片保护性酶活性及产量的影响,为选育春小麦抗旱品种及制定节水高产措施提供理论依据。【方法】在大田条件下,以抗旱性较强的品种新春46号、抗旱性中等的品种新春37号、抗旱性较弱的品种新春26号为材料,设置3种水分处理,研究土壤水分对不同抗旱性春小麦品种旗叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及产量的影响。【结果】随着水分亏缺程度的加剧,春小麦旗叶SOD、CAT活性在扬花期呈升高的趋势,而在灌浆期则呈先升高后降低的趋势;POD活性在扬花期呈先升高后降低的趋势,灌浆期则呈升高的趋势;MDA含量呈升高的趋势;SOD、POD活性表现为抗旱性较强的品种新春46号>抗旱性中等的品种新春37号>抗旱性较弱的品种新春26号,MDA活性在春小麦品种间则呈相反的趋势。收获穗数、穗粒数和产量均随着水分亏缺程度的加剧而降低,抗旱性较强的品种新春46号在有限灌溉和亏缺灌溉处理下,其收获穗数和穗粒数降低幅度小于新春37号和新春26号,且产量高于新春37号和新春26号。【结论】抗旱性较强的品种新春46号在有限灌溉和亏缺灌溉条件下,旗叶SOD、POD酶活性较高,MDA含量较低,活性氧清除能力较强,有效延缓了小麦植株的衰老,收获穗数和穗粒数较抗旱性中等的新春37号和抗旱性较弱的新春26号下降幅度低,在水分亏缺条件下有利于获得较高的产量。

关键词：春小麦土壤水分抗旱性品种保护性酶活性产量

基于KASP技术鉴定新疆小麦抗病性相关基因

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新疆农业科学 2024年第3期61卷 584-590页

作者：高新时佳王春生王重李剑峰李艾玲樊哲儒张跃强新疆农业科学院核技术生物技术研究所/农业部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室/新疆农作物生物技术重点实验室/新疆作物化学调控工程技术研究中心乌鲁木齐830091 新疆农业大学科学技术学院乌鲁木齐830052

【目的】鉴定新疆小麦审定品种(系)抗病性相关基因,为小麦育种遗传改良提供材料。【方法】利用KASP技术对183份新疆小麦品种(系)的抗病性相关基因进行检测。【结果】99份材料携带抗叶锈病基因Lr 46,频率为54.10%,64份材料携带抗叶锈病基... 详细信息

【目的】鉴定新疆小麦审定品种(系)抗病性相关基因,为小麦育种遗传改良提供材料。【方法】利用KASP技术对183份新疆小麦品种(系)的抗病性相关基因进行检测。【结果】99份材料携带抗叶锈病基因Lr 46,频率为54.10%,64份材料携带抗叶锈病基因Lr 14a,频率为34.97%,3份材料携带抗叶锈病基因Lr 68,0份材料携带抗白粉病基因Pm 21。新疆小麦品种(系)中抗病基因的分布频率较低,约为26.8%。【结论】筛选出的146份材料可以作为新疆小麦持久抗锈病育种的抗源材料。

关键词：小麦抗病性 KASP 标记检测

棉秸秆在反刍动物生产中饲料化应用的研究进展

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动物营养学报 2024年第5期36卷 2761-2772页

作者：米日扎提·艾热提张俊瑜新疆畜牧科学院饲料研究所乌鲁木齐830000 新疆饲料生物技术重点实验室乌鲁木齐830000

随着我国畜牧业的发展,粗饲料供给不足已经成为影响牛羊产业发展的重要因素之一。作为农业副产物之一的秸秆资源,棉秸秆营养物质种类较为丰富,其中一部分营养物质可以被牛羊吸收利用,将棉秸秆资源进行饲料化利用对缓解棉花主产区反刍动... 详细信息

随着我国畜牧业的发展,粗饲料供给不足已经成为影响牛羊产业发展的重要因素之一。作为农业副产物之一的秸秆资源,棉秸秆营养物质种类较为丰富,其中一部分营养物质可以被牛羊吸收利用,将棉秸秆资源进行饲料化利用对缓解棉花主产区反刍动物饲草不足的问题具有重要的现实意义。我国棉秸秆资源较为丰富,但由于其质地坚硬、适口性差、难以加工处理等原因,生产中的饲料化利用长期以放牧利用为主,实际利用率较低。随着现代畜牧业的快速发展和饲草加工与利用技术的不断进步,多元化预处理技术的应用改善了棉秸秆的饲料品质,饲料利用效率大幅提升,有效促进了棉秸秆饲料化利用进程。本文总结了棉秸秆中营养物质含量及饲料特性,并对棉秸秆的饲料安全性、加工处理方式及其在反刍动物生产中的应用等方面进行了综述,以期为棉秸秆在反刍动物饲粮中的科学应用提供参考。

关键词：棉秸秆反刍动物营养物质游离棉酚

基于主成分分析和聚类分析对不同品种甘薯淀粉与粉条品质的综合评价

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食品工业科技 2024年

作者：罗密尹旺邓仁菊关郁芳潘牧吴巧玉付梅贵州省农业科学院生物技术研究所贵州省农业生物技术重点实验室农业农村部喀斯特山区作物基因资源与种质创新重点实验室贵州省农作物技术推广总站

为科学评价不同品种甘薯淀粉品质，并建立甘薯淀粉品质评价体系，以10个淀粉型甘薯品种为试验材料，对其淀粉组成、粒径、分子聚合度、热力学特性、糊化特性和粉条品质指标进行测定分析，研究不同甘薯品种淀粉性质的差异，并且运用相关... 详细信息

为科学评价不同品种甘薯淀粉品质，并建立甘薯淀粉品质评价体系，以10个淀粉型甘薯品种为试验材料，对其淀粉组成、粒径、分子聚合度、热力学特性、糊化特性和粉条品质指标进行测定分析，研究不同甘薯品种淀粉性质的差异，并且运用相关性分析、主成分分析和聚类分析对淀粉品质进行综合评价。结果表明，不同品种之间淀粉各项品质指标存在差异性（P＜0.05），由相关性分析发现各淀粉性质指标之间有不同程度的相关性，并且粉条品质主要与淀粉组成、粒径以及分子聚合度密切相关。通过主成分分析从30个指标中共提取了7个主成分，累计方差贡献率为96.761%，能够反映原指标的大部分信息。10个甘薯品种淀粉品质指标综合得分从高到低依次为：渝薯198、商薯19、渝薯50、渝薯15、齐宁19、黔薯11、徐薯22、苏薯28、徐薯37、鄂薯6号。聚类分析将10个甘薯品种分为五类，其中第III类的商薯19，淀粉粒径较大，回生值较高，粉条断条率较低，弹性较好，该品种适宜用作粉条加工。渝薯198综合得分最高，粉条咀嚼性较好，但是烹煮损失较高、硬度较大；鄂薯6号、苏薯28和徐薯37综合得分较低，粉条品质较差，不适宜用作粉条加工。

关键词：甘薯淀粉品质粉条主成分分析聚类分析

基于纳米抗体-荧光素酶的黄曲霉毒素B1检测方法构建

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中国食品学报 2024年第4期24卷 349-360页

作者：陈文星王凤华谭晓亮晏石娟张军吴绍文甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 猪禽种业全国重点实验室广东省农作物种质资源保存和利用重点实验室广东省农业科学院农业生物基因研究中心广州510640

黄曲霉毒素B1(AFB1)是一种剧毒、致癌的食源性污染物,严重威胁食品安全和公共健康。为开发快速检测AFB1的生物发光酶联免疫分析(BLEIA)方法,系统测试了3种抗AFB1特异性纳米抗体(NB)与纳米荧光素酶(Nluc)融合蛋白(G8-Nluc、Nluc-NB26和Nl... 详细信息

黄曲霉毒素B1(AFB1)是一种剧毒、致癌的食源性污染物,严重威胁食品安全和公共健康。为开发快速检测AFB1的生物发光酶联免疫分析(BLEIA)方法,系统测试了3种抗AFB1特异性纳米抗体(NB)与纳米荧光素酶(Nluc)融合蛋白(G8-Nluc、Nluc-NB26和Nluc-NB28)的可溶性表达、纯化情况及酶催化活性。基于3种融合蛋白分别建立BLEIA检测体系,选择Nluc-NB26用于谷物样品的分析和验证。结果表明,Nluc-NB26的可溶性表达量最高,稳定性更好,Nluc-NB28的可溶性表达量次之,而G8-Nluc基本不可溶。不同表面活性剂对G8-Nluc的促溶解性研究表明,添加N-月桂酰肌氨酸钠可显著提高其溶解度,纯化得到的3种融合蛋白均具有良好的酶活性及抗原结合活性。基于融合蛋白的BLEIA检测结果显示,Nluc-NB28-BLEIA、G8-Nluc-BLEIA和Nluc-NB26-BLEIA体系检测AFB1的IC_(50)值分别为4.213,1.697,2.169 ng/mL,表明G8-Nluc-BLEIA体系的灵敏度最高,Nluc-NB26-BLEIA与前者接近,Nluc-NB28-BLEIA最低。综合考虑融合蛋白的可溶性表达量、稳定性及检测性能,对Nluc-NB26-BLEIA开展实际样品的分析和验证,结果表明:这一方法检测谷物中AFB1的平均回收率在91.1%~104.1%之间,与商业化酶联免疫吸附测定试剂盒结果相似,而检测的时间和试剂成本明显降低。研究结果为开发快速、高灵敏的AFB1检测技术提供参考。

关键词：黄曲霉毒素B1 纳米抗体纳米荧光素酶快速检测生物发光酶联免疫分析