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萎缩芽孢杆菌酸碱耐受性壳聚糖酶的表达及酶学性质分析

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生物工程学报 2025年第1期41卷 352-362页

作者：杜文娟阿瓦古丽·图尔荪董志琴马惠娟马正海新疆大学生命科学与技术学院、新疆生物资源基因工程重点实验室新疆乌鲁木齐830017

为筛选鉴定具有良好稳定性的壳聚糖酶,从源于贫瘠盐碱土壤的高产蛋白酶萎缩芽孢杆菌中克隆壳聚糖酶基因并在大肠杆菌中表达,利用镍柱纯化等方法获得萎缩芽孢杆菌壳聚糖酶(Bacillus atrophic chitosanase,BA-CSN),并对BA-CSN的最适温度... 详细信息

为筛选鉴定具有良好稳定性的壳聚糖酶,从源于贫瘠盐碱土壤的高产蛋白酶萎缩芽孢杆菌中克隆壳聚糖酶基因并在大肠杆菌中表达,利用镍柱纯化等方法获得萎缩芽孢杆菌壳聚糖酶(Bacillus atrophic chitosanase,BA-CSN),并对BA-CSN的最适温度、最适pH、底物特异性、动力学参数等性质进行表征。结果表明,BA-CSN的分子量为31.13 kDa,最适反应温度为55℃,最适pH为5.5,在温度低于45℃、pH 4–9时具有良好的稳定性,且在pH为3.0和10.0时处理4 h以内也具有较好的稳定性;K^(+)、Na^(+)、Mn^(2+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Co^(2+)对BA-CSN具有激活作用,其中Mn^(2+)的激活作用最为显著,而Fe^(3+)、Cu^(2+)、Ag^(+)对BA-CSN有抑制作用;BA-CSN水解胶体壳聚糖的相对酶活最高,对胶体几丁质也有较好的酶解能力;在最适催化条件下,BA-CSN对胶体壳聚糖催化反应的米氏常数Km、最大反应速率Vmax分别为9.94 mg/mL、26.624μmol/(mL·min)。本研究证明BA-CSN对酸碱有较强的耐受性,具有广阔的工业应用前景。

关键词：萎缩芽孢杆菌壳聚糖酶表达纯化酶学性质酸碱耐受性

基于SSR分子标记的5个黄花补血草居群花型变异及其遗传效应

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干旱区研究 2025年

作者：张晶何爽张爱勤新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源与基因工程重点实验室

异型花柱植物居群的花型构成与频率是历代交配事件的结果。“同型花柱”是异型花柱变异和演化中频繁出现的一个的花型，常伴随着异型不亲和系统的瓦解和居群遗传多样性的下降。今以分布于塔里木盆地南缘，具有类似于“同型花柱”型花（... 详细信息

异型花柱植物居群的花型构成与频率是历代交配事件的结果。“同型花柱”是异型花柱变异和演化中频繁出现的一个的花型，常伴随着异型不亲和系统的瓦解和居群遗传多样性的下降。今以分布于塔里木盆地南缘，具有类似于“同型花柱”型花（H型）广泛分布的5个黄花补血草（Limonium aureum）居群为研究对象，来探究H型花的形成及对居群产生的影响。通过野外观测及人工控制授粉实验，对居群花型构成和异型花柱综合征进行调查，同时通过SSR分子标记对居群的遗传多样性和遗传结构进行研究。结果表明：（1）ATS居群仅由H型花构成，其余均为长、短花柱和H型花共存的居群，各居群均具有中等程度的遗传多样性水平、花粉柱头形态的二型性和严格的异型不亲和系统，表现为柱头/花粉形态具有异型性的花型间亲和，反之不亲和。（2）遗传结构、主坐标分析及系统发育分析均显示ATS居群在进化上独立于其余4个居群，5个居群被分为两类，且遗传距离和地理距离呈显著相关性。（3）两类居群中的H型花可能处于异型花柱演化的不同阶段，其严格的自交不亲和性维持了各居群的遗传多样性水平。

关键词：异型花柱黄花补血草花型变异遗传多样性同长花柱

沙棘LBD基因家族鉴定及其在花芽发育过程中的表达分析

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生物工程学报 2025年第2期41卷 753-770页

作者：李昕娟杨盼盼张恬任乾丹周武青海大学生态环境工程学院青海西宁810016 新疆大学生命科学与技术学院、新疆生物资源与基因工程重点实验室新疆乌鲁木齐830046

外侧器官边界域(lateral organ boundaries domain,LBD)转录因子广泛存在于高等植物中,并在植物生长发育和逆境胁迫等过程中发挥了非常重要的作用。沙棘(Hippophae rhamnoides L.)作为一种抗旱、耐寒、耐盐碱的灌木,具有一定的生态价值... 详细信息

外侧器官边界域(lateral organ boundaries domain,LBD)转录因子广泛存在于高等植物中,并在植物生长发育和逆境胁迫等过程中发挥了非常重要的作用。沙棘(Hippophae rhamnoides L.)作为一种抗旱、耐寒、耐盐碱的灌木,具有一定的生态价值和经济价值。为了分析LBD基因家族在中国沙棘雌雄花芽发育过程中的作用,本研究利用生物信息学方法从沙棘全基因组数据中鉴定出了11个LBD基因。LBD基因家族不均匀分散在5条染色体上,编码159−302个氨基酸,分子质量为18249.91−33202.01 Da。亚细胞定位预测表明蛋白质分布于细胞核或叶绿体中;LBD序列较为保守,具有高度相似的基序、基因结构和蛋白质三维结构;将沙棘与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大麦(Hordeum vulgare)的LBD基因进行系统发育分析发现,HrLBD基因家族均可细分为ClassⅠ和ClassⅡ两大亚家族;转录组及反转录实时荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcriptionpolymerase chain reaction,RT-qPCR)结果显示,HrLBD基因在沙棘雄性花芽发育过程中表达量更高,并随着花芽发育过程表达量逐渐升高,推测HrLBD基因在特定时期影响沙棘雄性花芽发育。本研究为阐明HrLBD基因在沙棘雌雄花芽生长发育中的作用和性别分化机制奠定了理论基础。

关键词：沙棘外侧器官边界域(LBD)基因家族花芽发育基因表达反转录实时荧光定量聚合酶链式反应

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塔里木马鹿抗氧化基因PRDX1的功能初探

畜牧兽医学报 2025年

作者：布威海丽且姆·阿巴拜科日艾合麦提尼亚孜·艾合麦提江乃比江·麦图荪单文娟新疆和田学院新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室新疆和田特色中医药研究重点实验室武汉大学生命科学学院

旨在探讨塔里木马鹿抗氧化功能基因过氧化物酶1（PRDX1）在氧化应激中对细胞的保护作用。本研究利用塔里木马鹿PRDX1基因（CeyPRDX1）过表达载体（pLJM1-CeyPRDX1-EGFP）感染人永生化上皮角质形成细胞株HaCaT后，通过MTT法建立HaCaT细... 详细信息

旨在探讨塔里木马鹿抗氧化功能基因过氧化物酶1（PRDX1）在氧化应激中对细胞的保护作用。本研究利用塔里木马鹿PRDX1基因（CeyPRDX1）过表达载体（pLJM1-CeyPRDX1-EGFP）感染人永生化上皮角质形成细胞株HaCaT后，通过MTT法建立HaCaT细胞在高温、盐（NaCl）和过氧化氢(H2O2)等胁迫条件下的损伤模型。在这3种氧化应激胁迫条件下检测过表达CeyPRDX1基因对细胞的凋亡率、线粒体膜电位变化（JC-1）、活性氧（ROS）含量、丙二醛（MDA）含量以及SOD1、PTEN和Caspase-3等基因mRNA相对表达量的影响。结果表明，将200 mmol·L-1的NaCl干预细胞24 h、0.50 mmol·L-1的H2O2处理细胞12 h和42 ℃培养细胞4 h选为细胞氧化损伤的最佳胁迫条件。在此胁迫条件下，过表达CeyPRDX1基因能够增加细胞存活率，并减少由NaCl、H2O2和高温等胁迫条件诱导的细胞凋亡率、线粒体膜电位的损伤、ROS以及MDA含量，从而有效降低氧化应激诱导的细胞损伤。qRT- PCR结果表明，在3种胁迫条件下，与未感染和感染空载慢病毒的HaCaT细胞相比，感染CeyPRDX1过表达慢病毒的HaCaT细胞中SOD1的mRNA表达量显著升高（P＜0.001），而PTEN和凋亡相关基因Caspase-3的mRNA表达量显著下降（P＜0.01）。本研究结果表明， CeyPRDX1基因可能在塔里木马鹿适应极端干旱环境和耐受高盐饮食的过程中起到保护细胞免受氧化应激损伤的作用。其作用可能与SOD1、PTEN和Caspase-3等基因的表达调控有关。

关键词：塔里木马鹿PRDX1基因 HaCaT细胞 CeyPRDX1过表达氧化应激

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微流控技术在植物研究中的应用与进展

生命科学 2025年第2期 223-232页

作者：朱思雨林龙晖赵薇薇刘雨佳李亮赵兵举邹春静新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室华东师范大学生命科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室

微流控技术作为一种新兴的技术手段，在植物研究领域正展现出巨大的应用潜力。随着技术的不断发展，微流控技术与其他先进技术的融合进一步拓展了其在植物研究中的应用范围，为植物科学的发展带来新的机遇和突破，有望对农业、生态等领... 详细信息

微流控技术作为一种新兴的技术手段，在植物研究领域正展现出巨大的应用潜力。随着技术的不断发展，微流控技术与其他先进技术的融合进一步拓展了其在植物研究中的应用范围，为植物科学的发展带来新的机遇和突破，有望对农业、生态等领域产生重要影响。本文概括了微流控芯片的产生历程及其制作材料与方法，总结了用于植物研究的微流控芯片类型，全面综述了近年来微流控芯片技术在植物细胞、植物的根、植物的根与外界环境的相互作用、植物花粉管等方面的应用，并对其应用前景进行了展望。

关键词：微流控植物芯片根植物细胞根周环境

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基于高通量测序的枇杷花药微生物多样性研究

植物科学学报 2025年第1期43卷 32-40页

作者：高枫邓国翠张伍张野驰龚燕兵武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室青藏高原生物多样性与生态环境保护教育部重点实验室武汉430072 新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室乌鲁木齐830046

果树具有较高的经济价值,并大多依赖传粉者实现繁殖成功以保证产量。花药微生物能影响植物的花粉活力,其组成也可能受到传粉者访问的影响;理解花药微生物的多样性和群落构建模式对于提高果树的繁殖适合度具有潜在意义,但目前相关研究仍... 详细信息

果树具有较高的经济价值,并大多依赖传粉者实现繁殖成功以保证产量。花药微生物能影响植物的花粉活力,其组成也可能受到传粉者访问的影响;理解花药微生物的多样性和群落构建模式对于提高果树的繁殖适合度具有潜在意义,但目前相关研究仍相对缺乏。本研究基于高通量测序技术分析了传粉者访问前(套袋组)与访问后(访问组)枇杷(Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.)花药中真菌与细菌的组成及差异。结果显示,传粉者访问未显著改变花药微生物的多样性及组成,套袋组中优势真菌科为枝孢菌科与球腔菌科,访问组优势真菌科则为枝孢菌科与梅奇酵母科。此外,两组中优势细菌科均为产碱杆菌科与欧文菌科。研究结果表明,枇杷花药微生物具有相对稳定的群落结构,传粉者不是驱动花药微生物群落构建的主要因素。

关键词：传粉者访问花药微生物高通量测序技术微生物组成

木蓼和锐枝木蓼叶绿体基因组特征及系统发育分析

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山西大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李佳蕾褚振州古丽巴哈尔·依斯拉木苏颖王钰帏田新民新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室

木蓼（Atraphaxis frutescens）和锐枝木蓼（A. pungens）是木蓼属多年生灌木，在防风固沙和生态修复中具有重要作用。本研究基于二代高通量测序技术，对2个物种叶绿体基因组进行组装、注释和分析。结果表明，木蓼和锐枝木蓼的叶绿体基... 详细信息

木蓼（Atraphaxis frutescens）和锐枝木蓼（A. pungens）是木蓼属多年生灌木，在防风固沙和生态修复中具有重要作用。本研究基于二代高通量测序技术，对2个物种叶绿体基因组进行组装、注释和分析。结果表明，木蓼和锐枝木蓼的叶绿体基因组大小分别为164 230 bp和164 065 bp，均由1个大单拷贝区（LSC）、1个小单拷贝区（SSC）及2个反向重复区（IRa/IRb）组成。在木蓼和锐枝木蓼中分别检测到48和55个简单重复序列（Simple Sequence Repeats, SSRs）及49个串联重复序列。通过对2个物种的叶绿体基因组进行比较，发现其叶绿体基因组结构相对保守，变异程度较低，且编码区的保守性高于非编码区。系统发育分析结果显示木蓼与木蓼变种乳头叶木蓼（A. frutescens var. papillosa）聚为一支，锐枝木蓼与刺木蓼（A. spinosa）具有较近的亲缘关系。研究结果可为木蓼属的分类学、系统发育学和生物地理学研究提供参考。

关键词：木蓼属比较基因组重复序列系统发育进化

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植物、昆虫和昆虫肠道微生物的互作关系

应用昆虫学报 2025年

作者：李月鲲迪娜·马合萨提贺娟何玄玉李建彩中国科学院分子植物科学卓越创新中心植物性状形成与塑造全国重点实验室新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源与基因工程重点实验室毕节市七星关区农业技术推广站

植物与昆虫之间全方位的“军备竞赛”使得彼此之间的防御反应和反防御反应逐级递进，近年来越来越多的研究发现昆虫共生微生物也参与其中。昆虫肠道是共生微生物着生的最重要场所之一，也是植食性昆虫与寄主植物互作的关键界面。肠道微... 详细信息

植物与昆虫之间全方位的“军备竞赛”使得彼此之间的防御反应和反防御反应逐级递进，近年来越来越多的研究发现昆虫共生微生物也参与其中。昆虫肠道是共生微生物着生的最重要场所之一，也是植食性昆虫与寄主植物互作的关键界面。肠道微生物在植食性昆虫及其寄主植物互作过程中的作用是多方面的。首先，肠道微生物可以为植食性昆虫合成寄主植物不能提供或者提供量不足的营养成分；其次，肠道微生物协助昆虫应对寄主植物防御反应，比如操纵植物的防御信号转导和降解抗虫次生代谢产物等；最后，肠道微生物在植食性昆虫、寄主植物与昆虫天敌三级营养关系中也发挥着重要作用。本文综述了植物与昆虫二者之间的“攻防”互作机制，在此基础上重点探讨了肠道微生物在昆虫适应寄主植物防御方面的作用，展望了肠道微生物的研究方法及其在害虫综合防治中的应用前景。

关键词：植物-昆虫互作肠道微生物昆虫适应性植物次生代谢物代谢组学

一种最适碳源-氨基酸复配培养基对新疆典型生境土壤微生物分离培养的影响

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微生物学通报 2025年

作者：李畅许苗游国浩匡丹罗晓霞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与利用重点实验室

【背景】新疆由于环境特殊，人为干扰较少，拥有巨大的微生物资源宝库，但是目前通过传统培养方法如降低培养基营养成分、添加选择性抑制剂或生长因子等，能分离到的微生物不到总量的0.1%-1.0%，大部分微生物资源无法被我们所用。【目... 详细信息

【背景】新疆由于环境特殊，人为干扰较少，拥有巨大的微生物资源宝库，但是目前通过传统培养方法如降低培养基营养成分、添加选择性抑制剂或生长因子等，能分离到的微生物不到总量的0.1%-1.0%，大部分微生物资源无法被我们所用。【目的】筛选一种对新疆典型生境土壤微生物分离培养较好的最适碳源-氨基酸复配培养基，为新疆典型生境土壤微生物资源的挖掘奠定基础。【方法】采用基础培养基（g/L）[(NH4)2SO41.0、CaCl22.0、K2HPO41.0、MgSO4·7H2O 1.0、NaCl 1.0、琼脂16.0、蒸馏水1 000 mL，pH 7.2，制霉菌素0.01和放线菌酮0.025]加入脯氨酸，再分别添加海藻糖、3-吗啉丙磺酸和乙二胺四乙酸等四种不同的碳源，结合稀释涂布平板法选出最适碳源；采用基础培养基，加入海藻糖，再分别添加脯氨酸、精氨酸和谷氨酸等二十种氨基酸，结合稀释涂布平板法选出最适氨基酸；以海藻糖-脯氨酸（TP）培养基为对照，在基础培养基中添加最适碳源和最适氨基酸进行复配，对新疆三种典型生境戈壁土、柽柳根际土和沙土中的微生物进行分离培养，结合稀释涂布平板法和16S rRNA基因测序和序列比对分析比较数量和种类的差异；并结合扩增子测序技术，将其与利用可培养技术分离的菌株进行比较，从而分析最适复配培养基对新疆典型生境土壤微生物分离培养的影响。【结果】海藻糖和甲硫氨酸是分离新疆典型生境土壤微生物的最适碳源和最适氨基酸；扩增子测序共检测到1 031个属中有11个在可培养过程中成功分离，其中有6个属只通过海藻糖-甲硫氨基酸培（TM）培养基分离得到；用TM培养基对新疆典型生境土壤微生物进行分离培养，共分离得到130株菌，是海藻糖-脯氨酸（TP）培养基分离菌株数的1.76倍；其分属于3门5纲10目12科20属43种，共获得了44株潜在新物种。【结论】TM培养基是一种较好的分离新疆典型生境土壤微生物的培养基，为新疆特殊生境微生物资源的挖掘奠定了基础。

关键词：最适碳源最适氨基酸分离培养