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费菜内生细菌对其根部活性成分积累的影响及转录组分析

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植物资源与环境学报 2024年第5期33卷 33-44页

作者：蒋侄丽傅海兰王艺璇李艳婷刘明杰吴宣蒋继宏李露丹江苏师范大学生命科学学院江苏省药食植物生物技术国家重点实验室(培育) 江苏徐州221116

为了研究费菜内生细菌对其根部活性成分积累的潜在机制,利用前期从野生费菜〔Phedimus aizoon(Linn.)'t Hart〕中分离得到的3株具有促生潜力的内生细菌,以株龄1 a费菜扦插苗为实验材料,测定目标菌株回接后费菜根部活性成分含量,分析目... 详细信息

为了研究费菜内生细菌对其根部活性成分积累的潜在机制,利用前期从野生费菜〔Phedimus aizoon(Linn.)'t Hart〕中分离得到的3株具有促生潜力的内生细菌,以株龄1 a费菜扦插苗为实验材料,测定目标菌株回接后费菜根部活性成分含量,分析目标菌株接种后费菜中差异表达基因,并对与促生和活性成分合成相关的差异表达基因进行实时荧光定量逆转录PCR(qRT-PCR)分析。结果显示:与未接菌处理相比,接种内生细菌菌株Pwx052、Pwx053和Pwx056处理费菜根部总黄酮、总多糖和总三萜的含量极显著(p植物防御反应、活性成分合成、细胞发育等有关。qRT-PCR分析结果显示:接种菌株Pwx053处理费菜根部与活性成分合成相关的CM 3、HMGL等差异表达基因的表达呈上调趋势。上述研究结果表明:菌株Pwx053处理费菜后引起植物防御反应,并上调与活性成分合成相关基因表达,从而促进费菜活性成分的积累,说明菌株Pwx053具有开发为微生物菌肥的潜力。

关键词：费菜内生细菌活性成分转录组

珠江广州段水体中紫外吸收剂的污染特征及生态风险

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环境科学 2024年

作者：徐泽伟李慧珍游静暨南大学环境学院广东省环境污染与健康重点实验室

紫外吸收剂(UVAs)是个人护理产品和工业产品中常见的一类添加剂。因其伪持久性、生物累积性和毒性，UVAs的环境污染和风险已引起人们的广泛关注，然而目前对城市水环境中UVAs污染特征和生态风险的了解仍然较少。为探究水环境中UVAs的赋... 详细信息

紫外吸收剂(UVAs)是个人护理产品和工业产品中常见的一类添加剂。因其伪持久性、生物累积性和毒性，UVAs的环境污染和风险已引起人们的广泛关注，然而目前对城市水环境中UVAs污染特征和生态风险的了解仍然较少。为探究水环境中UVAs的赋存、组成和空间分布特征，分析了珠江广州段40个水样(包括水相和悬浮颗粒相)中常见UVAs的浓度，并利用风险商评估其潜在水生态风险。结果表明，珠江广州段水相和颗粒相中UVAs被广泛检出，两相中总浓度(Σ8UVA，范围及平均值±标准差，ng·L–1)分别为6.52～85.8(2.80 ± 6.34)和5.69～461(6.57 ± 34.1)。UVAs在水相中的占比范围为16%～99%，疏水性强的化合物更易于分配在颗粒相。珠江广州段下游水体中UVAs的浓度高于上游，娱乐场所、工业区和污水处理厂附近水体中UVAs检出浓度较高。个人护理品添加剂2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯(OCR)在水相和颗粒相中均是最主要的UVA，检出浓度分别占总浓度的50%和60%。风险商的结果显示珠江广州段水体中目标UVAs的水生态风险处于低到中等水平，亟需关注其长期暴露风险。

关键词：珠江水环境紫外吸收剂(UVAs) 分布特征生态风险

页岩气钻井液污染土壤中石油烃类污染物的生物有效性及毒性的时间变化趋势

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环境化学 2024年

作者：项成吴凡游静暨南大学环境学院广东省环境污染与健康重点实验室

页岩气开发有助于促进能源结构转型，了解页岩气开采过程的潜在风险对行业的可持续发展至关重要.油基钻井液含高浓度的石油烃类物质，可造成周边土壤污染，但目前对污染土壤的毒性效应知之甚少.为考察老化对页岩气开采污染土壤中典型污... 详细信息

页岩气开发有助于促进能源结构转型，了解页岩气开采过程的潜在风险对行业的可持续发展至关重要.油基钻井液含高浓度的石油烃类物质，可造成周边土壤污染，但目前对污染土壤的毒性效应知之甚少.为考察老化对页岩气开采污染土壤中典型污染物的生物有效性和毒性的影响，本研究将油基钻井液污染土壤老化至270 d，利用耗竭性萃取和Tenax萃取分析了不同时间点土壤中多环芳烃（PAHs）和烷烃总浓度和生物有效浓度，同时测试了土壤对白符跳虫的96-h致死性以及存活跳虫中富集的污染物.结果表明，油基钻井液污染土壤中PAHs主要以低环形式存在，污染物生物有效性随老化时间延长显著下降，且高环PAHs生物有效性降低更快.场地环境可检出浓度下，即使老化270 d，钻井液污染土壤仍对跳虫表现高毒性（96-h LC50为4.00%），但毒性随老化时间延长，逐步下降，且与土壤中多环芳烃生物有效浓度以及生物体内富集有机物浓度密切相关.本研究揭示了老化时间对钻井液污染土壤中主要污染物生物有效性和毒性的影响，有利于全面认识页岩气开采过程对周边土壤的潜在风险.

关键词：多环芳烃生物有效性土壤毒性老化弹尾目跳虫

半夏热激因子HSF家族基因鉴定及生物信息分析

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园艺学报 2024年第10期51卷 2371-2385页

作者：尤倩刘晓刘梦梦刘丹伯晨朱艳芳段永波薛建平张爱民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安徽淮北235000

为挖掘参与半夏(Pinellia ternata)高温倒苗的PtHSF基因,开展了半夏PtHSF的鉴定分析。结果表明,半夏中存在22个PtHSF基因家族成员,不均匀地分布在10条染色体上。PtHSF基因均含有HSF特征结构域(DBD保守结构域),系统进化树分析表明,PtHSF... 详细信息

为挖掘参与半夏(Pinellia ternata)高温倒苗的PtHSF基因,开展了半夏PtHSF的鉴定分析。结果表明,半夏中存在22个PtHSF基因家族成员,不均匀地分布在10条染色体上。PtHSF基因均含有HSF特征结构域(DBD保守结构域),系统进化树分析表明,PtHSF基因可分为三大亚类,同一亚类的PtHSF具有相似的基因结构和保守基序,并编码相似的氨基酸。亚细胞定位显示81.82%的PtHSF位于细胞核中,其余位于细胞外。共线性分析表明PtHSF基因家族只有一对共线性,且PtHSF与水稻OsHSF具有更近的同源进化关系。表达模式分析表明,PtHSF在不同组织部位的表达具有显著差异,多数成员在根和块茎中高表达;高温胁迫条件下,12个PtHSF受诱导表达,8个受高温抑制。

关键词：半夏 HSF 生物信息学转录因子基因表达

离心式高速玉米精量排种器T形槽型孔设计与试验

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农业工程学报 2024年第7期40卷 50-60页

作者：杨丽李治民张东兴李川崔涛和贤桃中国农业大学工学院北京100083 农业农村部土壤-机器-植物系统技术重点实验室北京100083

针对离心式高速玉米精量排种器双粒种子并排填充导致重播严重的问题,该研究提出利用型孔槽对称凸台结构降低玉米种子并排填充概率的方法,设计了一种T形槽型孔。通过构建充种阶段玉米种子的力学模型,并结合玉米种子的形状特征确定了T形... 详细信息

针对离心式高速玉米精量排种器双粒种子并排填充导致重播严重的问题,该研究提出利用型孔槽对称凸台结构降低玉米种子并排填充概率的方法,设计了一种T形槽型孔。通过构建充种阶段玉米种子的力学模型,并结合玉米种子的形状特征确定了T形槽型孔基本结构参数。借助EDEM离散元仿真软件,以型孔槽前端长度、型孔槽后端面倾斜角以及型孔槽底部倾斜角为因素,以合格指数、重播指数与漏播指数为评价指标,设计二次正交旋转回归组合仿真试验。仿真试验结果表明:在作业速度18 km/h条件下,型孔槽前端长度为9.31 mm,型孔槽后端面倾斜角为43.37°与型孔槽底部倾斜角为70.5°时,排种质量最优,排种合格指数、重播指数与漏播指数分别为94.03%、1.72%与4.25%。台架验证试验结果表明:作业速度为15 km/h时,T形槽型孔的合格指数最高为95.16%,在此作业速度下,排种器的重播指数为1.42%,漏播指数为3.42%,满足高速精量播种要求;作业速度在12~21 km/h内时,T形槽型孔的平均合格指数为94.77%,相较于矩形槽型孔提升了3.13个百分点,相较于蹄型槽型孔提升了1.80个百分点,T形槽型孔的平均重播指数为2.06%,相较于矩形槽型孔降低了3.41个百分点,相较于蹄型槽型孔降低了2.49个百分点。该研究可为离心式高速玉米精量排种器优化提供参考。

关键词：农业机械仿真玉米高速播种型孔 EDEM

中国食虫虻科(双翅目:短角亚目)分类研究进展

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昆虫学报 2024年第7期67卷 997-1005页

作者：李虎王怡帆陕西理工大学生物科学与工程学院陕西省资源生物重点实验室汉中723000

食虫虻科(Asilidae)隶属于昆虫纲(Insecta)双翅目(Diptera)短角亚目(Brachycera)食虫虻总科(Asiloidea),其体色体型多样,复眼大,口器发达呈圆锥形,通常具爪垫,飞行速度快,个体发育为完全变态类型,经历卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。食虫... 详细信息

食虫虻科(Asilidae)隶属于昆虫纲(Insecta)双翅目(Diptera)短角亚目(Brachycera)食虫虻总科(Asiloidea),其体色体型多样,复眼大,口器发达呈圆锥形,通常具爪垫,飞行速度快,个体发育为完全变态类型,经历卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。食虫虻幼虫和成虫以捕获其他昆虫甚至蜘蛛等节肢动物为食,成虫食性较杂,能捕食黄蜂、蝴蝶、蝗虫等多个类群昆虫,其中以捕食膜翅目(Hymenoptera)昆虫最多,捕捉猎物时注入神经毒素和蛋白水解酶的唾液,以麻醉并分解猎物的肌肉组织;幼虫生活在土壤内和腐烂的植物中,通常以其他昆虫的卵和幼虫为食,在生态系统中起着维持昆虫种群平衡的重要作用。食虫虻科呈世界性分布,全世界已知14亚科560属7552种,分类学研究以Linnaeus 1758年最早建立虫虻属Asilus为研究起点,此后历经265年发展,研究手段从形态学到分子生物学逐渐深入,物种数量大幅增加(1758年研究初始仅记录11种),分类体系逐渐完善(1981年4亚科至2004年14亚科)。中国目前记录10亚科62属236种,远低于世界已知种的10%,研究工作主要为种类调查和新种描述。食虫虻科系统发育,其科级阶元的单系性基本没有争议,但科内各亚科的单系性还有待进一步讨论,虫虻亚科(Asilinae)、毛虫虻亚科(Laphriinae)、细腹虫虻亚科(Leptogastrinae)、细芒虫虻亚科(Ommatiinae)、的单系性得到了较好的支持,但钩胫虫虻亚科(Dasypogoninae)、整额虫虻亚科(Tillobromatinae)、瘦芒虫虻亚科(Stenopogoninae)、室闭虫虻亚科(Willistonininae)、追虫虻亚科(Dioctriinae)、短喙虫虻亚科(Trigonomiminae)、窄额虫虻亚科(Stichopogoninae)和翅芽虫虻亚科(Brachyrhopalinae)亚科单系性亟待研究。世界食虫虻科分类研究取得丰硕成果,但尚存一些问题:缺乏高质量的系统性分类修订工作;主要类群间系统发育关系尚不明确;研究方法单一。今后应加强利用线粒体DNA、转录组、低覆盖等分子技术结合形态学重新构建系统发关系。中国地大物博、地貌多元,昆虫多样性十分丰富,但食虫虻研究工作起步晚,其本底资源和分布格局不清,亟待对中国食虫虻进行系统化整理和分类修订,结合分子技术对属及以上阶元探究系统发育关系,结合ArcGIS探究我国食虫虻地理分布格局,进一步探究该类群在生态系统中的作用和价值,提高我国食虫虻研究水平,为生产实践提供参考资料。

关键词：双翅目食虫虻科食虫虻分类系统发育中国

环圈链霉菌(Streptomyces anulatus)89-2-2全基因组测序及序列分析

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微生物学通报 2024年第8期51卷 3085-3102页

作者：阮文伟付建红崔凤真铁瑞岚徐国燕阿依卡买尔·艾克拜尔新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室新疆乌鲁木齐830017 干旱区植物逆境生物学实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆师范大学生命科学学院新疆乌鲁木齐830017

【背景】环圈链霉菌(Streptomyces anulatus)89-2-2是一株中度嗜盐放线菌,其次级代谢产物具有抑制蘑菇酪氨酸酶活性、抑制小鼠黑色素瘤B16细胞内酪氨酸酶活性及黑色素合成的作用。目前*** 89-2-2基因组序列分析尚未见报道,这限制了该菌... 详细信息

【背景】环圈链霉菌(Streptomyces anulatus)89-2-2是一株中度嗜盐放线菌,其次级代谢产物具有抑制蘑菇酪氨酸酶活性、抑制小鼠黑色素瘤B16细胞内酪氨酸酶活性及黑色素合成的作用。目前*** 89-2-2基因组序列分析尚未见报道,这限制了该菌株中酪氨酸酶抑制剂、黑色素合成抑制剂及其他次级代谢产物合成及调控的研究。【目的】解析*** 89-2-2基因组序列信息,挖掘其次级代谢产物基因资源,为深入研究该菌株的酪氨酸酶抑制剂产生机理及生物合成调控机制奠定基础。【方法】利用Nanopore测序平台对*** 89-2-2进行全基因组测序;采用相关软件对菌株89-2-2的基因组序列进行拼接、基因预测、功能注释、进化分析和共线性分析,并预测次级代谢产物合成基因簇,比较不同链霉菌的基因组间差异,研究不同种链霉菌的次级代谢潜力及物种间的进化关系。【结果】菌株89-2-2基因组为一条总长度为8117999 bp的线性染色体,G+C含量为71.52%,序列已提交至NCBI的GenBank数据库,登录号为CP137002。生物信息学分析发现基因组含有7088个编码基因,分别在COG、GO、KEGG、NR数据库提取到5300、4176、2513、7013个基因的注释信息。同时,通过antiSMASH软件预测到34个次级代谢产物合成基因簇,涉及萜烯类、非核糖体肽类、聚酮类、翻译后修饰肽类等多种天然产物的合成,其中11个基因簇与已知化合物编码基因簇同源性较低,说明该菌株具有产生多种新型次级代谢产物的潜力。通过对菌株89-2-2与*** DSM40593、Streptomyces ***2-1-1基因组比较分析发现,菌株89-2-2与菌株AM2-1-1基因组线性关系较好,具有较近的亲缘关系;而与菌株DSM40593存在较大区域的倒位现象,亲缘关系较远。菌株89-2-2特有的基因家族和基因数目分别为51个和1235个。这些结果表明,链霉菌属具有较强的适应多样生态环境的能力,在长期适应过程中,种间的基因组出现了局部的波动,菌株89-2-2特有基因与不同生境的适应关系还需要进一步研究。【结论】分析了菌株89-2-2的全基因组信息,为探究该菌株抑制酪氨酸酶活性与基因组间的联系、分析其次级代谢产物合成基因簇的结构、评估链霉菌次生代谢潜力奠定了基础,为新颖化合物的发现和新药物的开发提供了依据。

关键词：中度嗜盐链霉菌酪氨酸酶抑制剂全基因组测序生物合成基因簇

西藏拉鲁湿地浮游植物优势种时空动态及其生态适应性

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湖泊科学 2024年第6期36卷 1864-1878页

作者：刘洋张艳秋宋文涛龚秋丽刘傲陈俊霖安瑞志巴桑西藏大学生态环境学院那曲麦地卡高寒湿地生态系统自治区野外科学观测研究站拉萨850000 西藏大学生态环境学院青藏高原湿地与流域生态系统实验室拉萨850000 西藏大学生态环境学院青藏高原生物多样性与生态环境保护教育部重点实验室拉萨850000

高寒城市湿地是研究全球环境变化下湿地生态系统的天然实验室,对西藏拉鲁湿地浮游植物优势种的时空分布及其生态适应性进行深入研究,对有效保护和管理这一脆弱的生态系统至关重要。根据拉鲁湿地的地理特征和水流状况,设置42个采样点,于2... 详细信息

高寒城市湿地是研究全球环境变化下湿地生态系统的天然实验室,对西藏拉鲁湿地浮游植物优势种的时空分布及其生态适应性进行深入研究,对有效保护和管理这一脆弱的生态系统至关重要。根据拉鲁湿地的地理特征和水流状况,设置42个采样点,于2021年7月(丰水期)、2021年10月(枯水期)和2022年5月(平水期)采用定性和定量方法采集水样126个,鉴定浮游植物和识别优势种,通过运用生态位宽度、生态位重叠值、相对资源占有率和生态响应速率计算生态位,并结合总体联结性、χ^(2)检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)及点相关系数(φ)等方法计算种间联结性,从时间、空间和时空3个维度对浮游植物优势种的生态位和种间联结性进行综合分析。结果表明:1)拉鲁湿地丰水期共鉴定出浮游植物309种,枯水期为294种,平水期为284种,其中优势种8种,隶属2门7属,中型脆杆藻为3个水情期均出现的优势种。2)优势种生态位宽度值差异较大,通过生态位宽度聚类分析可分为三大生态位类群,且时空生态位宽度的变化幅度受时间维度生态位宽度影响比较明显。3)在时间维度上,达到有意义的生态位重叠值(O_(ik)>0.3)种对比例较高,具有明显的时间同步性;在空间维度上,达到有意义的生态位重叠值(O_(ik)>0.3)种对比例较低,具有明显的空间异质性。在时空维度上,达到有意义的生态位重叠值(O_(ik)>0.3)种对比例较低,具有明显的时空交互性。4)拉鲁湿地浮游植物群落优势种生态响应速率在时间维度上显示出正反馈,在空间和时空维度上表现为负反馈,表明拉鲁湿地浮游植物群落存在群落多稳态,在空间和时空维度上的群落稳定性明显优于时间维度。5)拉鲁湿地浮游植物群落总体处于正向演替的稳定阶段,正联结种对多,显示出较为稳定的分布格局。本研究增强了对高寒城市湿地浮游植物优势种时空动态及其生态适应性的理解,为进一步研究拉鲁湿地浮游植物群落的稳定性和时空分布格局提供了重要依据。

关键词：浮游植物时空生态位优势种种间联结拉鲁湿地

超表达HnCYP82M3和DsTRI基因对颠茄托品烷生物碱合成的影响

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药学学报 2024年第3期59卷 775-783页

作者：穆德会刘艳红陈漂漂谭艾娟马炳南潘航张明生强玮贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

托品烷生物碱(TAs)是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物,颠茄是提取TAs的主要药源植物,利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略,在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrom... 详细信息

托品烷生物碱(TAs)是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物,颠茄是提取TAs的主要药源植物,利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略,在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase,CYP82M3)HnCYP82M3(来源于天仙子)和托品酮还原酶I(tropinone reductase I,TRI)DsTRI(来源于曼陀罗)两个酶基因,以期通过CYP82M3催化合成托品酮(开源),TRI进而将托品酮引入TAs合成的代谢方向(引流),大量促进3种TAs的积累。从天仙子根中克隆了HnCYP82M3基因,其编码氨基酸与颠茄AbCYP82M3序列一致性高达91.7%。单独超表达HnCYP82M3不影响颠茄发根TAs的含量,说明CYP82M3不是TAs合成的关键酶。同时超表达HnCYP82M3和DsTRI极大促进了3种TAs的积累,莨菪碱、山莨菪和东莨菪碱含量分别是对照的4.97倍、2.83倍和2.19倍,并且提高幅度大于DsTRI单表达。本研究证明分支点处酶基因共表达的开源引流策略是有效提高颠茄TAs合成的代谢工程新方法,为工业化大量获取TAs奠定了理论和技术基础。

关键词： CYP82M3 TRI 托品烷生物碱颠茄代谢工程