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香榧WOX基因家族的鉴定与表达分析

林业科学研究 2025年第1期38卷 160-168页

作者：王誉姜筱雯周小红吴家胜浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300

[目的]本研究对香榧WOX基因家族进行鉴定并分析了体细胞胚发生相关WOX表达,以筛选香榧体细胞胚发生关键WOX基因,提升香榧体细胞胚发生效率,以期解决香榧育种工作中生长周期长的困难。[方法]用拟南芥WOX蛋白序列比对香榧基因组,鉴定出的... 详细信息

[目的]本研究对香榧WOX基因家族进行鉴定并分析了体细胞胚发生相关WOX表达,以筛选香榧体细胞胚发生关键WOX基因,提升香榧体细胞胚发生效率,以期解决香榧育种工作中生长周期长的困难。[方法]用拟南芥WOX蛋白序列比对香榧基因组,鉴定出的WOX基因进行蛋白理化性质、保守基序、保守结构域和染色体定等分析,进一步分析了香榧根、茎、叶、愈伤和体细胞胚中的WOX基因的表达量。[结果]本研究共鉴定出17个香榧WOX成员,系统进化分析后将其分为3个进化支:WUS进化支、中间进化支和古老进化支;不同进化支上的基因均含有特异性的保守结构域;17条基因定位在6条染色体上,其理化性质也各有不同;香榧的WOX2、WOX8、WOX9、WOX13在根、茎、叶、体胚、愈伤上均有不同程度的表达,并且在体细胞胚和愈伤中的表达量较高。[结论]基于香榧WOX2、WOX8B、WOX9A、WOX13A~D在体细胞胚和愈伤中的高表达量,推测它们可能参与香榧愈伤的形成与体细胞胚的发育。

关键词：香榧 WOX基因体细胞胚发生生信分析基因表达

杉木ClOFP1基因的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

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核农学报 2025年第1期39卷 19-28页

作者：王紫彤应威洋刘明彤刘晓娟林二培胡现铬黄华宏浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室浙江临安311300

OFP基因家族在植物的生长发育中发挥重要调控作用。为探究ClOFP1在木质部形成过程中的作用,本研究通过克隆杉木ClOFP1基因,分析其表达模式,并开展该基因在杉木群体的单核苷酸多态性(SNP)及连锁不平衡(LD)分析。结果表明,ClOFP1基因的cDN... 详细信息

OFP基因家族在植物的生长发育中发挥重要调控作用。为探究ClOFP1在木质部形成过程中的作用,本研究通过克隆杉木ClOFP1基因,分析其表达模式,并开展该基因在杉木群体的单核苷酸多态性(SNP)及连锁不平衡(LD)分析。结果表明,ClOFP1基因的cDNA序列长1 648 bp,开放阅读框(ORF)长1 320 bp,在氨基酸序列的376~428位有卵形蛋白家族特有的OVATE结构域。系统进化树分析结果显示,ClOFP1蛋白与水稻、拟南芥中调控细胞伸长和次生壁形成的OsOFP19、AtOFP1、AtOFP4聚为一类。ClOFP1在幼嫩叶片和茎段中优势表达,随着叶片成熟和茎段木质化程度加深其表达量递减,幼叶中的表达量是老叶中的14倍。同时,在杉木木材中,ClOFP1主要在靠近树皮的边材区域表达,而在心边过渡区表达较弱。推测ClOFP1基因作为负调控因子,参与次生木质部的形成。共检测到ClOFP1基因内存在16个常见SNP位点,平均发生频率为1/103 bp。其中编码区域有11个SNP位点,分为7个同义突变和4个错义突变。7个地理种源的SNP多样性指数差异不显著,非同义突变多样性π_(ns)小于同义突变π_(s)。连锁不平衡分析结果发现,ClOFP1基因间的LD在875 bp左右长度内迅速消失,且SNPs具有3个较强的连锁不平衡区块。综上,ClOFP1的表达与杉木茎段木质化程度负相关,ClOFP1在不同无性系中SNP变异较为丰富,位点间的LD在较短序列长度内迅速消失,表明基于该基因的LD作图是可行的。本研究结果为深入解析ClOFP1功能和开展LD作图提供了重要依据。

关键词：杉木 OFP基因基因表达 SNP 连锁不平衡

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氮添加对杨树地上和地下生物量增加的直接和间接效应

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生态学杂志 2025年第1期44卷 56-64页

作者：闫香如李品吴贤杰孙语倩林木资源高效生产全国重点实验室森林培育与保护教育部重点实验室干旱半干旱地区森林培育及生态系统研究国家林草局重点实验室北京林业大学北京100083

氮(N)添加引起的植物生物量增加效应,是促进植物固碳潜力的重要因素之一。目前,N添加下植物、土壤和微生物之间的直接和间接相互作用对森林地上和地下生物固碳(C)功能的影响尚不清楚。本研究设置4个N水平(不加N、加50、100和200 kg·hm^... 详细信息

氮(N)添加引起的植物生物量增加效应,是促进植物固碳潜力的重要因素之一。目前,N添加下植物、土壤和微生物之间的直接和间接相互作用对森林地上和地下生物固碳(C)功能的影响尚不清楚。本研究设置4个N水平(不加N、加50、100和200 kg·hm^(-2)·a^(-1)尿素),利用结构方程模型解析短期外源N输入下欧美杨107(Populus euramericana cv.‘74/76’)幼树叶和细根化学性状、土壤微生物群落和土壤理化因子对地上和地下生物量增加的直接和间接效应。结果表明,随着外源N输入的增加,地上生物量的增加幅度大于地下生物量,导致根冠比随之下降;N输入增加显著增加叶N浓度,降低叶C浓度,导致叶C∶N降低,而对细根化学性状的影响有限;N输入增加未对根际土壤微生物群落产生显著影响;结构方程模型显示,影响地上和地下生物量的直接和间接因子是一致的:外源N输入、叶C和叶N有直接影响,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量和叶N通过外源N输入的促进效应产生间接影响。本研究解析了植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用,为评估N添加对杨树人工林地上和地下固碳功能的影响提供科学依据。

关键词：氮添加杨树植物性状生物量结构方程模型效应

基于生物酶辅助提取的多花黄精根茎成分及活性研究

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核农学报 2025年第4期39卷 773-783页

作者：黄芳燕麦迪乃·萨比尔李悦牛小敏赖丹妮刘京晶斯金平张新凤浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300

为探讨酶水解对多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)根茎的影响,本研究选取6种酶(纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和半纤维素酶)对多花黄精根茎进行水解,根据其总多糖、总皂苷和总酚含量以及酚类组成的变化确定... 详细信息

为探讨酶水解对多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)根茎的影响,本研究选取6种酶(纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和半纤维素酶)对多花黄精根茎进行水解,根据其总多糖、总皂苷和总酚含量以及酚类组成的变化确定复合酶组成,测定复合酶水解后多花黄精根茎醇提物的生物活性,并筛选主要差异物质进行相关性分析以探寻潜在活性成分。结果表明,木瓜蛋白酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶能够促进多花黄精根茎中酚类和皂苷类的高效释放,复合酶(木瓜蛋白酶∶β-葡聚糖酶∶木聚糖酶=3∶2∶1)水解可显著提高多花黄精根茎醇提物的抗氧化活性及α-葡萄糖苷酶抑制活性(P<0.001),筛选得到13种酚类物质、1种皂苷类物质与多花黄精根茎醇提物的降血糖活性密切相关,其含量在复合酶水解后显著增加(P<0.05)。本研究证实了酶水解对多花黄精根茎的成分释放及活性表现的改善效果,为黄精提取优化提供了方法参考。

关键词：多花黄精根茎酶水解成分抗氧化活性 α-葡萄糖苷酶抑制活性

施用粪肥旱地农田土壤中抗生素的吸附与迁移规律

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环境科学 2025年第1期46卷 409-418页

作者：刘昕悦程建华唐翔宇浙江农林大学林业与生物技术学院亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

吸附和迁移是抗生素在土壤中的重要环境行为,能够决定粪肥源抗生素在环境中的去向,然而以长期施用粪肥土壤为对象的相关研究却较为缺乏.因此,以浙江省长期施用不同粪肥(鸡粪和猪粪)的红壤、黄壤以及石灰土为对象,通过批量平衡吸附实验... 详细信息

吸附和迁移是抗生素在土壤中的重要环境行为,能够决定粪肥源抗生素在环境中的去向,然而以长期施用粪肥土壤为对象的相关研究却较为缺乏.因此,以浙江省长期施用不同粪肥(鸡粪和猪粪)的红壤、黄壤以及石灰土为对象,通过批量平衡吸附实验和填装土柱穿透实验,研究4种常用兽用抗生素(磺胺二甲基嘧啶、氟苯尼考、强力霉素和恩诺沙星)在土壤中吸附和迁移行为.结果表明,线性和Freundlich模型均能较好地拟合目标抗生素的等温吸附线;线性模型对弱吸附性抗生素(磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考)的拟合效果更好,而Freundlich模型对强吸附性抗生素(强力霉素和恩诺沙星)的拟合效果则更好.抗生素的吸附特征受到土壤类型和粪肥种类的双重影响.磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考的线性吸附常数(Kd)与土壤有机碳含量、pH值均呈显著的线性正相关,其吸附主要受控于土壤有机质,非静电作用(氢键、疏水相互作用等)在吸附中起主导作用;强力霉素和恩诺沙星的吸附参数则与土壤pH、有机碳含量和阳离子交换量均未表现出显著的相关性,多种吸附机制(疏水相互作用、氢键、静电相互作用等)共同起作用.磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考在土柱中表现出高穿透率(分别在37.5%~92.3%和45.8%~112.6%范围内),易于淋失;强力霉素和恩诺沙星在土柱中则未发生穿透,几乎完全为土壤所滞留.磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考的最大相对浓度、穿透率均与Kd呈显著的线性负相关,因此,利用基于批量平衡实验和土柱实验建立的回归方程,可由吸附常数预测抗生素淋失潜力.

关键词：土壤粪肥抗生素吸附迁移

近成熟期定额灌水对香榧假种皮开裂的解剖学变化及基因表达的影响

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林业科学 2025年第1期61卷 115-125页

作者：吴翠萍金曹亮应建平索金伟吴家胜胡渊渊浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300 杭州市原种场杭州311115

【目的】探讨定额灌水对近成熟期香榧假种皮开裂的作用机制,提供促进假种皮开裂率和减少采收成本的理论依据。【方法】在香榧近成熟期设置定额灌水(25 cm处的土壤含水量约为26.5%)和对照处理(不作处理),测定假种皮的开裂率和硬度变化,... 详细信息

【目的】探讨定额灌水对近成熟期香榧假种皮开裂的作用机制,提供促进假种皮开裂率和减少采收成本的理论依据。【方法】在香榧近成熟期设置定额灌水(25 cm处的土壤含水量约为26.5%)和对照处理(不作处理),测定假种皮的开裂率和硬度变化,结合石蜡切片观察解剖结构,分析乙烯释放量和细胞壁组分;基于转录组分析和实时荧光定量PCR,进一步揭示灌水促进假种皮开裂的内在机制。【结果】1)灌水处理显著增加香榧假种皮的开裂率至72.55%,降低硬度40.40%(P≤0.05),乙烯释放量增加1.32倍;显微结构显示,灌水处理的假种皮薄壁细胞层树脂道群出现明显的破裂分离现象,薄壁组织层厚度显著增加20.12%。2)灌水处理显著增加假种皮中的水溶性果胶(WSP),CDTA可溶性果胶(CSP)、纤维素和半纤维素含量均显著减少;假种皮开裂率与WSP呈显著正相关,与CSP呈显著负相关。3)灌水处理后假种皮细胞壁代谢相关基因TgEXPs、TgPMEs和乙烯合成相关基因TgACOs的表达量均显著上调,其中TgEXP1、TgEXP2、TgPME1、TgPME2、TgACO1的表达量与硬度、CSP均呈显著负相关,与假种皮开裂率、乙烯释放量、WSP均呈显著正相关。【结论】在近成熟期,定额灌水通过增加乙烯释放量及改变细胞壁组分和相关基因表达,显著促进香榧假种皮开裂、缩短开裂期,为提高开裂率的栽培措施提供可靠的理论依据。

关键词：香榧土壤含水量假种皮开裂细胞壁代谢基因表达

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板栗‘燕山早丰’柱头可授性和最适授粉时间

北京林业大学学报 2025年第1期47卷 85-94页

作者：刘淑玟郭素娟北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

【目的】探明板栗‘燕山早丰’柱头可授性和杂交花粉活力的有效检测方法及日变化规律,筛选板栗‘燕山早丰’最适授粉时间,为实现其高效杂交育种提供理论依据。【方法】以河北省迁西县主栽板栗品种‘燕山早丰’为母本,选择与其花期相近... 详细信息

【目的】探明板栗‘燕山早丰’柱头可授性和杂交花粉活力的有效检测方法及日变化规律,筛选板栗‘燕山早丰’最适授粉时间,为实现其高效杂交育种提供理论依据。【方法】以河北省迁西县主栽板栗品种‘燕山早丰’为母本,选择与其花期相近且具有多粒、矮化等特异性状的‘王钱大栗’‘短枝芽变’‘三屯红栗’为父本,分别于雌雄盛花期不同时段进行人工授粉试验。首先,采用联苯胺–过氧化氢法和MTT染色法测定柱头可授性,TTC、I2-KI、醋酸洋红染色法和离体萌发法测定花粉活力。然后,在此基础上,于盛花期单日08:00—18:00每隔2 h取样,通过分析柱头可授性和花粉活力的日变化规律、坐果率和结实率等指标,探究‘燕山早丰’的最适授粉时间。【结果】(1)采用联苯胺–过氧化氢法与MTT染色法检测‘燕山早丰’柱头可授性,前者反应迅速且柱头出现大量气泡,后者柱头变色用时较长。(2)醋酸洋红染色法对花粉活力检测效果最好,花粉活力均在75%以上,I2-KI染色法次之,其他方法效果不明显。(3)盛花期单日10:00—12:00柱头可授性和花粉活力最好。(4)不同杂交组合中,结实率最高值均出现在08:00—12:00授粉时段,以‘王钱大栗’和‘三屯红栗’为父本结实率最高。【结论】板栗‘燕山早丰’最适杂交授粉时段为盛花期单日10:00—12:00。研究结果将为板栗人工杂交育种的成功提供理论指导,同时对解析板栗生殖生物学特性和繁殖机制具有重要意义。

关键词：板栗授粉时间柱头可授性联苯胺-过氧化氢花粉活力

毛竹根际解磷菌木糖氧化无色杆菌的分离及其解磷机制

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微生物学报 2025年第2期65卷 614-628页

作者：项春铸房翠莲田佳怡张清李全宋新章曹婷婷浙江农林大学竹子研究院亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州

【目的】分离毛竹(Phyllostachys edulis)根际兼备溶解无机磷和有机磷能力的菌株,挖掘菌株解磷相关的功能基因,为利用解磷微生物活化土壤磷库、提高土壤磷有效性奠定基础。【方法】以亚热带地区重要经济林木——毛竹为研究对象,采用高... 详细信息

【目的】分离毛竹(Phyllostachys edulis)根际兼备溶解无机磷和有机磷能力的菌株,挖掘菌株解磷相关的功能基因,为利用解磷微生物活化土壤磷库、提高土壤磷有效性奠定基础。【方法】以亚热带地区重要经济林木——毛竹为研究对象,采用高通量筛选技术分离毛竹根际解磷菌。通过微孔板培养和土壤接种实验,分别探究碳源类型和土壤磷含量对其解磷能力的影响。采用全基因组测序技术解析其与解磷相关的基因,以探究其解磷机制。【结果】筛选出一株多途径解磷的细菌,命名为zafu-3,鉴定为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)。该菌株能利用葡萄糖和柠檬酸等4种碳源来溶解Ca3(PO4)2、Fe PO4、AlPO4、卵磷脂和植酸钙,最佳解磷效果为32.75 mg/(L·d)。与对照组相比,接种菌株zafu-3后,土壤酸性和碱性磷酸酶活性分别增加了4.21%-33.88%和13.54%-112.06%,特别是在高磷土壤中,土壤pH值降低了0.04,有效磷含量增加了16.32%。全基因组结果表明,该菌株包含了35个参与磷酸水解酶编码的基因和53个参与有机酸代谢的编码基因。此外,菌株zafu-3具有产生产吲哚乙酸、铁载体和降解木质素的相关功能基因。【结论】菌株zafu-3可通过分泌多种有机酸和磷酸酶直接溶解无机和有机磷源,并可能通过促进植物生长间接激活土壤磷库,这为多功能生物肥料的开发提供了重要的菌种资源和科学依据。

关键词：毛竹木糖氧化无色杆菌解磷菌土壤磷动员基因组

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机器学习在土壤性质预测研究中的应用进展

生态学杂志 2025年第1期44卷 283-294页

作者：仇皓雷王海燕北京林业大学林学院森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

近年来机器学习在土壤理化和生物学性质预测研究中的应用日益广泛且效果良好。本文从3个方面展开综述,包括:(1)典型机器学习类型和土壤性质预测中的常用机器学习算法(如随机森林、支持向量机、BP神经网络等);(2)土壤性质回归预测中常用... 详细信息

近年来机器学习在土壤理化和生物学性质预测研究中的应用日益广泛且效果良好。本文从3个方面展开综述,包括:(1)典型机器学习类型和土壤性质预测中的常用机器学习算法(如随机森林、支持向量机、BP神经网络等);(2)土壤性质回归预测中常用的模型精度指标;(3)基于机器学习方法的土壤性质预测研究一般流程及近期研究案例。在土壤性质预测研究中,除可以通过集成方法集成多个模型以提高工作效率、追求模型高精度外,还应重视预测的不确定性分析,继续探索模型可解释性、泛性和鲁棒性的提高方法;在选择机器学习算法、进行模型比较时需考虑研究需要和研究内容,同时建议引入多种类型的预测变量以保证预测科学性。

关键词：土壤性质机器学习集成学习深度学习数字土壤制图土壤健康