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玉米品种苗期和萌发期抗旱指数筛选及评价

中国农业科技导报 2024年

作者：何源谷晓童冯莉情段会军陶勇生河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室

为了筛选播种面积较大的主推玉米品种的萌发期和苗期的抗旱性指标，以审定玉米品种作为供试材料，设置对照和干旱胁迫（20%PEG-6000）2个处理。在萌发期测定发芽率、发芽势和萌发指数，在苗期至三叶一心期测定丙二醛（malondialdehyde,... 详细信息

为了筛选播种面积较大的主推玉米品种的萌发期和苗期的抗旱性指标，以审定玉米品种作为供试材料，设置对照和干旱胁迫（20%PEG-6000）2个处理。在萌发期测定发芽率、发芽势和萌发指数，在苗期至三叶一心期测定丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量、叶绿素含量、根干重、冠干重、株干重、株鲜重、干重根冠比和干鲜比。采用抗旱系数、加权抗旱系数并结合主成分分析、隶属函数分析等方法综合评价玉米品种抗旱性并筛选抗旱指标。结果表明，萌发期玉米品种的发芽率、发芽势和发芽指数表现出不同程度的下降。发芽率、发芽势和发芽指数的抗旱系数变化较大，分别为7.33～97.78、14.81～97.69和33.25～98.59。基于抗旱系数和聚类分析，将18个品种分为抗旱、中等和敏感型3类，其分别与抗旱性综合评价值（Ti）0.00～0.35、0.53～0.66和0.77～0.96相对应，萌发期敏感型品种包含郑单958(V1)、京单28(V3)、华农138 (V5)等11个，抗旱性品种包含先玉335 (V2)、京科968 (V4)、先玉047 (V7)等4个。苗期玉米品种的叶片MDA含量和叶绿素含量比对照（CK）显著提高外，其他6个性状均有不同程度的变化。基于抗旱系数及其加权抗旱系数的主成分分析和聚类分析，将17个品种分为抗旱、中等和敏感型3类，其抗旱性综合评价值（Ti）分别为0.30、0.49和0.55，苗期敏感型品种包含先玉1140 (V8)、MC817 (V16)、郑单958 (V1)等5个，抗旱性品种为京科968 (V4)、先玉047 (V7)和农大372 (V9)等7个。因而，玉米萌发期和苗期的抗旱性需应用综合评价方法进行有效评价，尤其对于黄淮海地区水资源匮乏和可利用水资源严重短缺的玉米生产及单粒播种模式下苗期和萌发期品种抗旱性评价研究显得尤为重要。

关键词：玉米杂交种胁迫处理萌发期苗期抗旱系数聚类分析

黄骅盐碱地玉米根系内生真菌分离及耐盐促生功能

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微生物学通报 2024年

作者：张静张腾肖耀鹏葛申奥徐璐刘雪颖侯力峰曾凡力河北农业大学生命科学学院河北农业大学华北作物改良与调控国家重点实验室

【背景】土壤盐渍化是影响玉米产量的主要因素之一，植物内生真菌可显著提高植物抗逆性，促进生长发育，玉米内生真菌的研究对玉米增产具有重要意义。【目的】探究从黄骅盐碱地玉米根系分离的内生真菌的促生特性及对玉米植株的促生效果... 详细信息

【背景】土壤盐渍化是影响玉米产量的主要因素之一，植物内生真菌可显著提高植物抗逆性，促进生长发育，玉米内生真菌的研究对玉米增产具有重要意义。【目的】探究从黄骅盐碱地玉米根系分离的内生真菌的促生特性及对玉米植株的促生效果，为盐碱地玉米增产提供理论依据与材料支持。【方法】采用组织块法从玉米根系中分离内生真菌并通过浸种试验筛选在NaCl胁迫下对玉米种子萌发具促进效果的内生真菌；利用形态学和分子生物学相结合的方法对筛选到的内生真菌进行鉴定并测定其解磷解钾、分泌吲哚乙酸（indole-3-acetic acid， IAA）以及产铁离子载体能力等促生特性；采用盆栽试验探究筛选的内生真菌在NaCl胁迫下对玉米生物量、株高、根长、SPAD值及抗氧化酶（superoxide oxidase， SOD; peroxidase， POD）和丙二醛（malondialdehyde， MDA）等的影响，评价内生真菌对提高玉米促生耐盐效果的影响。【结果】从玉米根系中共分离得到25株内生真菌，其中内生真菌DYM7和DYM11在0.15 mol/L NaCl胁迫下对玉米种子萌发具有显著促进效果，萌发率达90%；通过形态学与分子生物学鉴定，DYM7为土栖棘壳孢（Setophoma terrestris），DYM11为嘴突凸脐蠕孢（Exserohilum rostratum），其均具有解钾、产铁离子载体、分泌IAA能力；在NaCl胁迫下，经菌株DYM7和DYM11处理提高了玉米株高和根长，同时提高了SOD、POD活性，降低了MDA含量。且经菌株DYM11处理的玉米地下鲜重、地上干重、地下干重与对照相比显著提高了12.28%、16.43%、22.17%。【结论】本研究筛选到内生真菌通过提高玉米抗氧化酶活性、增加根系长度及株高、降低MDA含量，从而提高玉米对盐胁迫的耐受能力并促进玉米生长，为滨海盐碱区有益微生物资源增强农作物盐耐受性、提高其产量提供理论依据和材料支持。

关键词：盐碱地内生真菌耐盐促生玉米

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陆地棉GhCOMT28对干旱胁迫的响应

中国农业科技导报 2024年

作者：陈宜新杨秀波田士军王聪白志英李存东张科河北农业大学农学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省作物生长调控实验室河北农业大学实验实训中心河北农业大学生命科学学院

褪黑素作为一种吲哚胺类化合物，对调节植物生长发育及抵御逆境胁迫有广泛作用。COMT(caffeic acid O-methyltransferase)是一种O-甲基转移酶，在苯丙烷代谢途径中发挥重要作用，是褪黑素合成的关键酶。陆地棉中共有57个GhCOMT同源基因... 详细信息

褪黑素作为一种吲哚胺类化合物，对调节植物生长发育及抵御逆境胁迫有广泛作用。COMT(caffeic acid O-methyltransferase)是一种O-甲基转移酶，在苯丙烷代谢途径中发挥重要作用，是褪黑素合成的关键酶。陆地棉中共有57个GhCOMT同源基因，其中GhCOMT28和GhCOMT55与拟南芥AtCOMT同源性最高，以GhCOMT28为例，对其生物学功能进行了解析，发现GhCOMT28和GhCOMT55在棉花根和茎的表达量最高，定位于细胞质。GhCOMT28受干旱胁迫诱导，沉默GhCOMT28(TRV2:GhCOMT28)导致叶片中褪黑素水平降低，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）等抗氧化酶活性降低，自由基（H2O2和O2-）积累增加，植株耐旱性下降。在拟南芥中超表达GhCOMT28(35S:GhCOMT28-GFP)则显著提高植株耐旱性。揭示了GhCOMT28对于棉花幼苗抵御干旱有重要调控作用，在耐旱品种改良中具有利用潜力。

关键词：棉花褪黑素 GhCOMT28 非生物胁迫干旱胁迫

禾谷镰孢犬尿氨酸途径关键酶基因的鉴定与表达分析

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河北农业大学学报 2024年第2期47卷 73-81页

作者：高文静李白王嘉琳曹宏哲张康邢继红董金皋省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北保定071000 河北农业大学植物保护学院河北保定071000 河北农业大学生命科学学院河北保定071000

为了鉴定禾谷镰孢中KP关键酶基因及其功能,本研究采用生物信息学方法对禾谷镰孢的KP关键酶基因进行了系统分析。研究发现,禾谷镰孢含有KP关键酶IDO(吲哚-2,3-双加氧酶)、AFMID(芳基甲酰胺酶)、KAT(犬尿氨酸氨基转移酶)、KMO(犬尿氨酸单... 详细信息

为了鉴定禾谷镰孢中KP关键酶基因及其功能,本研究采用生物信息学方法对禾谷镰孢的KP关键酶基因进行了系统分析。研究发现,禾谷镰孢含有KP关键酶IDO(吲哚-2,3-双加氧酶)、AFMID(芳基甲酰胺酶)、KAT(犬尿氨酸氨基转移酶)、KMO(犬尿氨酸单加氧酶)、KYN(犬尿氨酸酶)和HAO(羟基酸氧化酶)。通过分析禾谷镰孢的表达谱数据,发现KP关键酶基因FgIDO、FgAFMID、FgKAT、FgKMO、FgKYN和FgHAO在分生孢子发育、菌丝生长和侵染玉米茎秆的不同阶段表现出较高的表达水平,表明这些基因可能参与分生孢子发育、菌丝生长和侵染过程。整合研究结果和现有文献信息,绘制了禾谷镰孢KP及其关键酶催化反应的模式图,为阐明禾谷镰孢KP调控病菌生长发育和致病力的功能与机制奠定了基础。

关键词：禾谷镰孢犬尿氨酸途径关键酶基因表达分析

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小麦miR166基因家族鉴定及表达分析

中国科技论文在线精品论文

中国科技论文在线精品论文 2024年第1期17卷 41-49页

作者：雷晓彤徐渴孙若希张树华杨学举赵勇河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001

miR166作为重要的转录后调节因子,在植物的生长发育和对逆境胁迫的反应中扮演着重要的角色。利用PmiREN、Ensembl Plants数据库、MEGA-X、DNAMAN软件以及RNAfold web server、WebLogo和psRNA Target在线网站对小麦miR166(Tae-miR166)基因家族的进化特性和表达模式进行分析。在PmiREN数据库中搜索到19个Tae-miR166基因家族成员,染色体定位发现Tae-miR166成员定位于14条染色体上。序列比对发现Tae-miR166的成熟体序列高度保守。进化分析结果表明,Tae-miR166基因家族成员分别处于4个进化分支。靶基因预测结果表明,Tae-miR166的靶基因包括Ⅲ类同源异型结构域亮氨酸拉链蛋白、β半乳糖苷酶和钙依赖性蛋白激酶等。转录组数据分析表明Tae-miR166家族19个成员在小麦6个组织中都有表达,在籽粒和穗中表达量最高。荧光定量PCR结果表明,Tae-miR166家族15个成员在镉、干旱和低温胁迫处理后的表达模式存在差异,说明Tae-miR166基因家族在植株抵御非生物胁迫时发挥着重要作用。本研究为进一步阐明Tae-miR166基因家族的功能提供了理论依据。

关键词：农艺学 Tae-miR166 小麦进化特征靶基因

玉米大斑病菌效应因子StSse19基因的克隆、表达模式分析及在原核系统中的表达

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河北农业大学学报 2024年第3期47卷 66-71,104页

作者：杨俊芳尹贵波周启慧刘玉卫巩校东谷守芹河北农业大学生命科学学院/华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省农业微生物生物信息利用技术创新中心河北保定071000 河北省湿地保护与绿色发展协同创新中心河北衡水053010

玉米大斑病是由玉米大斑病菌引起的玉米叶部真菌性病害。本课题组前期通过对病菌侵染玉米的转录组分析发现,效应因子StSse19为重要的致病因子,但对其结构及功能尚不清晰。本研究以野生型菌株01-23的cDNA为模版,克隆StSse19并对其结构进... 详细信息

玉米大斑病是由玉米大斑病菌引起的玉米叶部真菌性病害。本课题组前期通过对病菌侵染玉米的转录组分析发现,效应因子StSse19为重要的致病因子,但对其结构及功能尚不清晰。本研究以野生型菌株01-23的cDNA为模版,克隆StSse19并对其结构进行生物信息学预测;结合对病菌侵染玉米的RNA-Seq数据分析明确该基因的表达模式,进而利用qRT-PCR技术证实其表达模式;构建StSse19的融合表达载体pET28a-StSse19,在大肠杆菌BL21(DE3)中以IPTG诱导表达该目的基因,通过SDS-PAGE技术检测其表达情况。结果表明,StSse19的CDS序列由330个核苷酸组成,编码109个氨基酸残基,序列比对发现该蛋白无同源蛋白,表明其为大斑病菌的特异效应蛋白;对StSse19的表达模式分析发现,该基因在侵染玉米24 h的表达量显著提高,72 h表达量下降,推测该基因参与病菌的侵染过程;将StSse19在原核系统中进行表达,SDS-PAGE分析结果显示,该蛋白大小为28 kD,用Ni柱层析法结合Western blot检测显示获得了纯化的目的蛋白。该研究明确了StSse19基因的结构特征及表达模式、获得了StSse19在原核体系中的表达蛋白,为深入揭示其功能及作用机制奠定了基础。

关键词：玉米大斑病菌效应因子 StSse19 原核表达 qRT-PCR

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利用CRISPR/Cas13a编辑技术获得马铃薯抗PVX植株

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植物保护学报 2024年第1期51卷 211-218页

作者：涂振钟子旸陈汝豪杨曼华詹晓慧陈家茹马恢聂碧华华中农业大学园艺林学学院果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室武汉430070 恒敬合创生物医药(浙江)有限公司浙江嘉兴314000 湖北大学生命科学学院省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室武汉430062 张家口市农业科学院马铃薯研究所河北张家口075000

为探究利用CRISPR/Cas13a系统获得抗马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)马铃薯的可行性,通过设计靶向PVX中TGBp1基因的小向导RNA(small guide RNA,sgRNA),构建CRISPR/Cas13a基因编辑载体,以马铃薯栽培种Désirée为受体材料进行稳定遗传转... 详细信息

为探究利用CRISPR/Cas13a系统获得抗马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)马铃薯的可行性,通过设计靶向PVX中TGBp1基因的小向导RNA(small guide RNA,sgRNA),构建CRISPR/Cas13a基因编辑载体,以马铃薯栽培种Désirée为受体材料进行稳定遗传转化,并通过机械摩擦接种法鉴定转基因植株对PVX的抗性。结果显示,成功构建了靶向PVX的PVX-Cas13a载体,并获得了表达Cas13a的转基因马铃薯植株,对其中3个高表达Cas13a的株系进行PVX抗性鉴定,发现在接种PVX 10~20 d后,转基因植株系统叶上无明显发病症状,且PVX积累量均显著低于未接种PVX对照。表明靶向PVX的CRISPR/Cas13a系统能够有效抑制该病毒的积累,这为马铃薯抗PVX育种提供了一条有效策略。

关键词：马铃薯基因编辑 CRISPR/Cas13a 马铃薯X病毒抗性鉴定

1-甲基环丙烯缓释贴纸对模拟运输期间完熟期番茄果实品质的影响

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食品与发酵工业 2024年第8期50卷 31-41页

作者：熊思国史君彦麻蕊张颖蒋旭郭树欣左进华袁树枝岳晓珍姜爱丽王清北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所蔬菜研究所农业农村部蔬菜产后处理重点试验室果蔬农产品保鲜与加工北京市重点试验室农业农村部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点试验室农业农村部都市农业(北方)重点试验室北京100097 大连民族大学生命科学学院生物技术与资源利用教育部重点实验室辽宁大连116600

完熟期番茄果实的成熟度高,生理代谢旺盛,不耐贮运。为了减轻高成熟度番茄果实运输过程中的损耗问题,将果实装入纸箱或泡沫箱,并添加1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)缓释贴纸作为处理,于(30±5)℃条件下进行3 d的模拟运输试验... 详细信息

完熟期番茄果实的成熟度高,生理代谢旺盛,不耐贮运。为了减轻高成熟度番茄果实运输过程中的损耗问题,将果实装入纸箱或泡沫箱,并添加1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)缓释贴纸作为处理,于(30±5)℃条件下进行3 d的模拟运输试验(包含2 h的模拟振动)。以番茄果实的生理代谢、采后品质和相关酶活性为评价指标,分析1-MCP缓释贴纸和包装材料对番茄果实模拟运输期间品质的影响。结果表明,随着模拟运输时间延长,果实品质劣变加剧,包括硬度下降,形成瘀伤、伤呼吸、伤乙烯以及色泽变化。1-MCP缓释贴纸能降低果实的损伤指数、呼吸强度、乙烯生成速率、红色指数a^(*)、丙二醛含量和脂氧合酶活力,保持较高的硬度、亮度L^(*)、抗坏血酸含量,并诱导过氧化物酶和过氧化氢酶活力。此外,主成分分析表明纸箱包装更适合于贮藏环节,泡沫箱包装更适合于运输环节。综上,使用1-MCP缓释贴纸处理以及泡沫箱外包装可以更好地维持完熟期番茄果实运输期间的采后品质,为高成熟度番茄果实的物流配送及品质调控提供了技术参考。

关键词：完熟期番茄果实模拟运输 1-甲基环丙烯缓释贴纸品质

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京冀太行山区大型真菌资源多样性

菌物学报 2024年第3期43卷 139-174页

作者：王科杜卓郭耀宾刘铁志谢孟乐赵明君刘冬梅李国杰魏铁铮中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室北京100101 赤峰学院化学与生命科学学院内蒙古赤峰024000 扬州大学食品科学与工程学院江苏扬州225127 中国环境科学研究院生态研究所北京100012 河北农业大学园艺学院河北省蔬菜种质创新与利用重点实验室河北省蔬菜产业协同创新中心河北保定071001

京冀太行山区是华北地区生物资源最丰富的地区之一,但对于真菌多样性的研究相对较少。本研究团队对该地区12个区县的40个采样点开展了为期两年的大型真菌调查,共采集标本1200余份。通过形态观察及分子系统学研究,共鉴定发现345个物种,... 详细信息

京冀太行山区是华北地区生物资源最丰富的地区之一,但对于真菌多样性的研究相对较少。本研究团队对该地区12个区县的40个采样点开展了为期两年的大型真菌调查,共采集标本1200余份。通过形态观察及分子系统学研究,共鉴定发现345个物种,隶属于2门、5纲、20目、64科、138属,其中37种和1个变种为中国首次报道。对上述物种开展区系分析和资源评价,丝膜菌科Cortinariaceae和红菇科Russulaceae等11个科为优势科;在资源价值方面,有食用菌43种,药用菌56种,以及毒菌27种。上述结果可为该地区大型真菌的保护与利用提供翔实的数据基础。

关键词：物种多样性大型真菌中国新记录