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头孢废水多元污染模型的电离辐照降解特性及干扰效应研究

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中国环境科学 2025年

作者：赵震李王蕊杨淼其布日武汉理工大学化学化工与生命科学学院

为了阐明复杂组成废水的辐照处理过程中多种共存污染物同时存在对目标污染物降解产生的干扰作用，本研究根据典型抗生素废水的组成，构建了一种多元污染模型，并设计了不同条件下辐照降解实验。结果表明，电离辐照可以有效地改善头孢抗... 详细信息

为了阐明复杂组成废水的辐照处理过程中多种共存污染物同时存在对目标污染物降解产生的干扰作用，本研究根据典型抗生素废水的组成，构建了一种多元污染模型，并设计了不同条件下辐照降解实验。结果表明，电离辐照可以有效地改善头孢抗生素废水的水质，经过5 kGy辐照后污染模型的COD和TOC分别降低了15.4%和13.9%。目标污染物头孢噻肟钠（CTX）纯水溶液经过5 kGy辐照后降解率可达到93%以上。污染模型中的共存物质会均对CTX的辐照降解产生某种程度的干扰作用，且干扰效应的强弱与相对浓度并无明显相关性。5 kGy剂量下，CTX在污染模型中的降解率比在纯水中降低了11.8%。各共存物单独存在时（二元模型）和同时存在时（多元模型）对CTX降解的干扰方式存在差异。共存物单独存在时对CTX降解影响最大的化合物是苯并噻唑、硫脲和MIBK，其干扰效应Δkp分别为0.18、0.14和0.12；而同时存在时对CTX降解干扰效应最大的化合物是硫脲、苯并噻唑和二甲苯，其去干扰效应Δkn分别为0.22、0.17和0.03。不同化合物与自由基反应的先后顺序以及各共存物间的交互作用会对CTX的降解产生显著的影响。

关键词：高级氧化实际废水竞争反应苯并噻唑硫脲

鱼类褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与生理功能

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 158-171页

作者：卞超张新辉张凯魏汉银何哲文正勇黄玉石琼深圳大学生命与海洋科学学院水产基因组学实验室广东深圳518057 深圳市华大海洋研究院广东深圳518081 内江师范学院生命科学学院/长江上游鱼类资源保护与利用四川省重点实验室四川内江641100 中国科学院水生生物研究所湖北武汉430072

褪黑素是一种小分子神经递质,主要在脊椎动物的松果腺中合成与分泌,到达机体各部位来参与调控生物节律、生殖、生长与发育等生理过程。在鱼类中,松果腺是一个复合体,主要由类光感细胞构成,具有感光与内分泌双重功能。褪黑素的生物合成... 详细信息

褪黑素是一种小分子神经递质,主要在脊椎动物的松果腺中合成与分泌,到达机体各部位来参与调控生物节律、生殖、生长与发育等生理过程。在鱼类中,松果腺是一个复合体,主要由类光感细胞构成,具有感光与内分泌双重功能。褪黑素的生物合成从色氨酸开始,涉及色氨酸羟化酶(TPH)、芳香族L-氨基酸脱羧酶(AAAD)、芳香烷胺-N-乙酰转移酶(AANAT)和乙酰色胺甲基转移酶(ASMT)。前期,我们通过对众多脊椎动物开展比较基因组学研究,发现这4个褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与脊椎动物的物种进化基本一致,表明这些基因(同褪黑素一样)都很保守。有意思的是,在鱼类中各催化酶基因拷贝数出现显著增加,但四倍体与二倍体鱼中的拷贝数并不一定是2∶1,这是因为鱼类基因组复制后存在部分基因丢失的现象。此外,在大多数鱼类基因组中还鉴定到一些新基因,譬如aaad-like和asmt-like,可能拥有新的功能;有的催化酶基因缺失、出现移码突变或假基因化,可提升物种对特殊生境(诸如洞穴或深海)的生存适应性。本综述主要以我们团队近十年来的相关工作为主线,综合简介鱼类褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与生理功能,以期深入理解褪黑素对鱼类生殖内分泌活动的影响,为进一步促进鱼类性腺发育、人工繁殖和分子育种等提供指导和支撑。

关键词：褪黑素褪黑素合成酶系统进化生理功能适应机制

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红莲型细胞质雄性不育的发现利用研究及展望

科学通报 2016年第35期61卷 3813-3821页

作者：胡骏朱仁山李绍清李阳生余金洪黄文超朱英国武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室武汉430072

自杂交水稻研究50年来,红莲型杂交水稻采取基础研究、应用研究、产业化相结合的模式为杂交水稻事业的发展做出重要贡献.红莲型细胞质雄性不育基因orf H79位于线粒体基因atp6下游,编码79个氨基酸,具细胞毒性,与电子传递链复合体Ⅲ的蛋白... 详细信息

自杂交水稻研究50年来,红莲型杂交水稻采取基础研究、应用研究、产业化相结合的模式为杂交水稻事业的发展做出重要贡献.红莲型细胞质雄性不育基因orf H79位于线粒体基因atp6下游,编码79个氨基酸,具细胞毒性,与电子传递链复合体Ⅲ的蛋白亚基互作,机理研究结果表明这种互作可能引起ROS的上升而导致花粉败育.对两个育性恢复基因Rf5,Rf6的研究结果表明,这两个PPR基因均不能与不育基因转录本直接互作,其中RF5与GRP162及RFC3等蛋白互作,以蛋白复合体的形式加工不育基因转录本,而RF6与HXK6互作,形成新的蛋白复合体,二者育性恢复通路各自独立.以不育基因orf H79为分子标记,创制出一批新的红莲型细胞质不育系;以恢复基因Rf5,Rf6为分子标记,筛选出一批双恢复基因强恢复系,选育出高产优质多抗广适红莲型杂交水稻新组合红莲优6,粤优938和珞优8号等.红莲型杂交稻在中国长江流域、华南稻区大面积推广种植,同时在越南、印度尼西亚、马来西亚、孟加拉和菲律宾等东南亚国家引种推广并表现优异,展现出广阔的应用前景.

关键词：杂交水稻红莲型细胞质雄性不育育性恢复种质创新

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禾本科植物HD-ZIP转录因子研究进展

植物生理学报 2021年第4期57卷 727-738页

作者：卢小云余礼张秀峰赵洁武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室武汉430072

植物中特有的一类转录因子HD-ZIP蛋白(homeodomain leucine zipper,同源异型结构域亮氨酸拉链蛋白)是由高度保守的HD (homeodomain)和LZ (leucine zipper) 2个结构域组成。HD-ZIP家族包括HD-ZIP Ⅰ、HD-ZIP Ⅱ、HD-ZIP Ⅲ、HD-ZIP Ⅳ 4个亚家族,它们以二聚体的形式在植物生长发育中发挥着重要的作用。本文对HD-ZIP家族参与禾本科植物营养生长、生殖生长以及对逆境的响应等生物学过程的功能研究进行总结,并对今后深入研究的方向进行了讨论,以期为HD-ZIP家族新基因的挖掘和应用以及转录因子调控机制的阐明提供依据。

关键词：禾本科植物 HD-ZIP 转录因子营养生长生殖生长逆境响应

拟南芥EMB1513基因调节早期胚胎发育及模式建成

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植物生理学报 2022年第8期58卷 1441-1453页

作者：李子慧李淑勤陈洪宇徐亚星赵洁武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室武汉430072

拟南芥胚胎发育经历高度有序的细胞分裂、生长、分化及器官原基形成的复杂过程,并受到许多基因的精确调控。本研究利用胚珠整体透明、GUS染色、植株杂交等技术,探究拟南芥早期胚胎发育及模式建成中EMB1513基因的功能。研究发现,在emb151... 详细信息

拟南芥胚胎发育经历高度有序的细胞分裂、生长、分化及器官原基形成的复杂过程,并受到许多基因的精确调控。本研究利用胚珠整体透明、GUS染色、植株杂交等技术,探究拟南芥早期胚胎发育及模式建成中EMB1513基因的功能。研究发现,在emb1513/+的T-DNA插入突变体角果中有24.08%白化胚珠,其胚胎发育异常,最终种子败育。EMB1513基因在各器官中广泛表达,叶片表达量较高。利用4个胚胎特定位置表达的marker基因ML1、STM、SCR和WOX5,发现纯合突变体胚胎中表皮细胞部分未分化完成,顶端分生细胞分裂紊乱,内皮层细胞数量减少,静止中心细胞辐射状扩大,表明EMB1513基因对调节早期胚胎发育及模式建成具有重要作用。

关键词：拟南芥胚胎发育模式建成 EMB1513

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水稻6个特异或优势基因的表达模式

植物生理学报 2021年第7期57卷 1491-1504页

作者：邵琨栾蝶余礼马浩力赵洁武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室武汉430072

在被子植物中,组织特异或优势表达基因可能参与组织的分化与功能维持,也可作为分子标记协助基因功能研究,因此鉴定水稻特异或优势表达基因对研究基因功能及水稻遗传改良有着重要意义。本研究鉴定了6个水稻组织特异或优势表达基因,通过GF... 详细信息

在被子植物中,组织特异或优势表达基因可能参与组织的分化与功能维持,也可作为分子标记协助基因功能研究,因此鉴定水稻特异或优势表达基因对研究基因功能及水稻遗传改良有着重要意义。本研究鉴定了6个水稻组织特异或优势表达基因,通过GFP荧光检测或GUS组织染色,探究了它们的时空表达模式。结果显示,LOC_Os02g16730在根冠和珠心组织中特异表达;LOC_Os06g10310在侧根原基和根尖分生区优势表达;LOC_Os11g08250在根尖伸长区、保卫细胞和副卫细胞中特异表达;LOC_Os11g11540在根和珠被中优势表达;LOC_Os12g42290在花丝和浆片中特异表达;而LOC_Os07g40130在茎节维管束、胚胎盾片和穗轴中优势表达。这为开发水稻分子标记和开展基因功能研究提供了信息。

关键词：水稻特异/优势表达基因雌蕊根叶

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风媒传粉的研究方法探讨

生物多样性 2017年第8期25卷 864-873页

作者：朱亚如龚燕兵武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室武汉430072

种子植物的花粉传递依赖多样化的传粉媒介,与动物传粉相比,风媒传粉往往被认为效率较低而受到较少关注。然而,绝大部分裸子植物和至少10%的被子植物依赖风媒传粉,在被子植物中至少发生了65次从动物媒向风媒的传粉转变,而且同种植物内风... 详细信息

种子植物的花粉传递依赖多样化的传粉媒介,与动物传粉相比,风媒传粉往往被认为效率较低而受到较少关注。然而,绝大部分裸子植物和至少10%的被子植物依赖风媒传粉,在被子植物中至少发生了65次从动物媒向风媒的传粉转变,而且同种植物内风媒与虫媒并存的混合传粉机制也已屡见报道。因此,亟需更加完善的研究方法以揭示生态系统中大量隐藏的风媒传粉现象和机理。本文首先介绍了风媒传粉植物的种类和生境多样性,以明确风媒传粉的研究范围。在此基础上,论述了在野外条件下应首选使用花粉捕获法(黏性玻片或空气颗粒取样器)测量空气中的花粉数量;同时应结合传粉者排除法和套袋、去雄等传粉处理,确定风媒传粉的生殖贡献大小以及动物传粉、自动自交和无融合生殖并存的可能性。如果野外条件受限,应采集相关植物组织,在实验室使用频闪摄影或沉降塔法测量花粉的沉降系数以推测风媒传粉的可能性,并利用风洞实验和计算机模拟探明不同条件下的风媒传粉效率和空气动力学基础。同时,应进一步研究影响风媒传粉的生物(风媒传粉综合征)和非生物因素,以探寻风媒传粉发生的原因和进化生态后果。以上方法并不能相互替代,研究者应尽量全面使用各类方法以准确描述风媒传粉现象并解释其适应机理。

关键词：风媒传粉种子植物花粉野外方法空气动力学

根据褐飞虱取食行为精细调控寄主水稻抗性的新机制

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科学通报 2023年第23期68卷 2999-3001页

作者：郭建平关伟何光存武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室武汉430072

植物害虫是农业生产的重要生物灾害因子,严重威胁作物生产安全.为了从寄主植物获取足够营养,植食性昆虫进化出了复杂多样的取食策略^([1]).水稻(Oryza sativa L.)是我国乃至全球最重要的粮食作物之一,常年遭受多种害虫为害.褐飞虱(Nilap... 详细信息

植物害虫是农业生产的重要生物灾害因子,严重威胁作物生产安全.为了从寄主植物获取足够营养,植食性昆虫进化出了复杂多样的取食策略^([1]).水稻(Oryza sativa L.)是我国乃至全球最重要的粮食作物之一,常年遭受多种害虫为害.褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal,BPH)是水稻单食性害虫,通过刺吸式口器吸食韧皮部汁液,对水稻造成直接危害.

关键词：植物害虫单食性寄主植物刺吸式口器韧皮部汁液植食性昆虫水稻抗性取食行为

籼稻资源WD15515中抗褐飞虱QTL的定位研究

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作物学报 2016年第3期42卷 353-360页

作者：邓钊石少阶王卉颖上官欣欣刘丙芳荆胜利杜波陈荣智祝莉莉何光存武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室湖北武汉430072

褐飞虱是我国水稻生产上最严重的虫害之一,培育和种植抗褐飞虱水稻品种是控制褐飞虱的有效途径。WD15515是一份高抗褐飞虱的籼稻种质资源。利用9311与WD15515杂交培育了F_2群体,对F_2代100个植株进行SSR分子标记分析,测定植株上褐飞虱... 详细信息

褐飞虱是我国水稻生产上最严重的虫害之一,培育和种植抗褐飞虱水稻品种是控制褐飞虱的有效途径。WD15515是一份高抗褐飞虱的籼稻种质资源。利用9311与WD15515杂交培育了F_2群体,对F_2代100个植株进行SSR分子标记分析,测定植株上褐飞虱的蜜露分泌量、虫体增重量和增重比,作为抗虫性指标。通过QTL IciMapping3.0进行作图分析,在第2、第4、第9染色体上共检测到4个抗褐飞虱QTL。其中第2染色体上检测到2个QTL,以蜜露分泌量检测到的qBph2-1位于SSR标记RM71-RM6911之间,LOD值为3.68,表型贡献率为11.08%;以虫体增重量和增重比检测到的qBph2-2位于标记RM6911-RM521之间,LOD值分别为3.31、4.05,表型贡献率分别为7.81%、9.38%。以蜜露分泌量、虫体增重量和增重比为指标,在第4染色体上检测到qBph4,定位于标记RM16996-RM17075之间,LOD值分别为11.11、13.81、15.41,表型贡献率达到44.38%、45.24%、52.40%。同样,以蜜露分泌量、虫体增重量和增重比在第9染色体上检测到qBph9,定位于标记RM219-RM6444之间,LOD值分别为2.59、4.04、3.63,表型贡献率分别为10.91%、12.39%、10.01%。上述结果表明,qBph4是一个抗褐飞虱主效基因。本项研究结果为抗褐飞虱水稻育种提供了新的基因资源。

关键词：水稻抗性褐飞虱数量性状基因座遗传图谱