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黑麦GIF基因家族全基因组鉴定及其表达分析

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麦类作物学报 2023年第6期43卷 696-704页

作者：杨赟杰苗涵魏莱杨燕萍车永和河北省作物逆境生物学重点实验室/河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066600

生长调节互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育过程中起重要作用。为挖掘和利用黑麦GIF家族基因,利用同源比对方法对黑麦GIF基因家族进行了鉴定,并系统分析了黑麦与其他禾本科植物及模式... 详细信息

生长调节互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育过程中起重要作用。为挖掘和利用黑麦GIF家族基因,利用同源比对方法对黑麦GIF基因家族进行了鉴定,并系统分析了黑麦与其他禾本科植物及模式植物拟南芥GIF基因的系统发育关系、蛋白结构域、基因结构和共线性关系。结果显示,在黑麦基因组中共鉴定到3个GIF基因家族成员,分布在4R和5R染色体上;系统进化分析发现,黑麦GIF基因家族成员与小麦和大麦的亲缘关系更近。蛋白结构域和基因结构分析发现,GIF基因家族成员在黑麦及其他禾本科植物中的蛋白结构域和基因结构相对保守,均含有4个外显子。共线性分析发现,黑麦ScGIF1基因与其他禾本科植物GIF基因间均存在共线性关系,其中与小麦间共线基因数最多。Ka/Ks分析发现,黑麦GIF基因家族成员在进化中受到纯化选择。此外,在黑麦穗部鉴定到一个特异性高表达的GIF基因(ScGIF1),其编码的蛋白含有多个磷酸化位点,推测ScGIF1蛋白可能是通过磷酸化来调控黑麦麦穗的发育和粒型的。

关键词：黑麦 GIF基因家族生物信息学分析

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谷子硫解酶基因家族鉴定及表达模式分析

核农学报 2022年第2期36卷 259-269页

作者：姚锐马鑫磊顾鹏鹏林小虎高慧河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004

硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用。为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统... 详细信息

硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用。为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统进化、基因结构、染色体位置、启动子、基因进化进行了分析;采用转录组测序进行了根、茎、叶、穗组织表达谱分析,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定干旱胁迫下谷子硫解酶基因家族成员的表达水平。结果表明,谷子硫解酶基因家族共有5个成员,位于4条染色体上,编码的蛋白长度为401~461 aa,分子量为41~49 kDa,均含有硫解酶特有的2个保守基序。系统进化分析显示,谷子硫解酶基因家族分为2个亚家族(KAT和ACAT),KAT型硫解酶编码基因有14个外显子,ACAT型硫解酶有13个外显子。基因进化分析显示,谷子硫解酶基因既存在功能冗余也存在功能分化。谷子硫解酶编码基因启动子序列中含有光响应、激素类响应、胁迫诱导等多种顺式作用元件。谷子不同组织中硫解酶基因表达谱显示,KAT型硫解酶基因在根、茎、叶、穗部位均高表达;而ACAT型硫解酶基因仅在根和穗部位有较高的表达。干旱胁迫下,谷子硫解酶基因家族成员表达量均明显上调。本研究为揭示谷子硫解酶的功能及其在谷子抗旱育种中的应用提供了理论基础。

关键词：谷子硫解酶基因家族生物信息学表达分析

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猕猴桃病程相关蛋白PR-1基因的克隆和功能分析

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果树学报 2024年第8期41卷 1524-1533页

作者：张敏宋雅林林苗苗王然李玉阔孙艳香方金豹苏彦苹孙雷明齐秀娟果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室·中国农业科学院郑州果树研究所郑州450009 中国农业科学院中原研究中心河南新乡453500 廊坊师范学院河北廊坊065000

【目的】探究猕猴桃病程相关蛋白(pathogenesis-related proteins,PRs)PR-1基因在响应丁香假单胞杆菌中的功能。【方法】以毛花猕猴桃(Actinidia eriantha)为材料,克隆得到PR-1同源基因AePR-1全长序列,并对其序列进行生物信息学分析。... 详细信息

【目的】探究猕猴桃病程相关蛋白(pathogenesis-related proteins,PRs)PR-1基因在响应丁香假单胞杆菌中的功能。【方法】以毛花猕猴桃(Actinidia eriantha)为材料,克隆得到PR-1同源基因AePR-1全长序列,并对其序列进行生物信息学分析。采用实时荧光定量方法检测AePR-1基因在不同组织、花器官以及接种细菌性溃疡病菌(Psa)和不同激素(SA、ABA、GA_(3))处理条件下的表达情况。利用亚细胞定位技术分析AePR-1基因在细胞中的表达位置。通过在本氏烟草中过表达AePR-1基因,验证其在溃疡病菌响应过程中的功能。【结果】猕猴桃AePR-1基因序列全长522 bp,编码173个氨基酸,序列中含有6个保守的半胱氨酸结构基序和4个allergen V5/Tpx-1 related保守结构域。亚细胞定位发现AePR-1定位在细胞膜和细胞质中。AePR-1在猕猴桃根和雌蕊中高表达,且能够响应溃疡病菌及激素处理。过表达AePR-1的烟草在接种溃疡病菌后,叶片病斑数明显少于对照组。【结论】AePR-1基因在溃疡病菌和激素诱导下显著表达且过表达能够增强烟草对溃疡病的抗性,说明猕猴桃PR-1基因在响应生物和非生物胁迫中具有重要作用。

关键词：猕猴桃 PR-1基因细菌性溃疡病菌(Psa) 抗病

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不同施肥模式对春玉米干物质积累转运、籽粒灌浆和产量的影响

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江苏农业科学 2022年第20期50卷 94-100页

作者：窦克磊韩金玲王健李向岭郭雪云刘学锐马泽华杨金雨杨晴河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066600

为筛选出适合冀东地区春玉米的施肥模式,设计5种施肥模式:常规施肥(CB);常规优化施肥(CT);缓释施肥(SB);缓释优化施肥(ST),并以不施氮肥为对照(CK),研究不同施肥模式对春玉米干物质积累转运、籽粒灌浆和产量的影响。结果表明,SB、ST处理... 详细信息

为筛选出适合冀东地区春玉米的施肥模式,设计5种施肥模式:常规施肥(CB);常规优化施肥(CT);缓释施肥(SB);缓释优化施肥(ST),并以不施氮肥为对照(CK),研究不同施肥模式对春玉米干物质积累转运、籽粒灌浆和产量的影响。结果表明,SB、ST处理较CK、CB处理在生育后期可以维持较高的叶面积指数、叶绿素相对含量、群体绝对生长率、净同化率和干物质积累量;SB、ST处理的营养器官干物质转运量、转运率及对籽粒的贡献率均显著低于CB处理;CB、CK处理灌浆启动快,但灌浆活跃期和灌浆持续时间短,CT、SB、ST处理虽然灌浆开始时间相对滞后,但可以有效延长灌浆活跃期和持续时间,提高平均灌浆速率;SB、ST处理的穗长、百粒质量、穗粒数、产量和收获指数均显著高于CB、CK处理。综上所述,缓释施肥和缓释优化施肥均能提高花后同化产物积累转运,延缓植株衰老,优化籽粒灌浆进程,并提高产量。为追求产量最大化,生产上推荐采用缓释优化施肥模式。本研究结果可为冀东地区春玉米施肥模式的选择提供理论依据。

关键词：冀东地区春玉米施肥模式干物质灌浆产量

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谷子HSP90基因家族鉴定及干旱胁迫下表达分析

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江苏农业科学 2022年第6期50卷 45-52页

作者：顾鹏鹏马鑫磊姚锐高慧林小虎河北省作物逆境生物学重点实验室/河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066004

热激蛋白90 (heat shock proteins 90,HSP90)是广泛存在于植物中的一种高度保守的细胞伴侣蛋白家族,参与调节和维持各种蛋白质的构象,在植物的生物和非生物胁迫应激反应中起着重要作用。为探讨谷子HSP90基因家族(SiHSP90s)在干旱胁迫下... 详细信息

热激蛋白90 (heat shock proteins 90,HSP90)是广泛存在于植物中的一种高度保守的细胞伴侣蛋白家族,参与调节和维持各种蛋白质的构象,在植物的生物和非生物胁迫应激反应中起着重要作用。为探讨谷子HSP90基因家族(SiHSP90s)在干旱胁迫下的潜在抗旱功能,对SiHSP90s进行鉴定,并分析其在干旱胁迫下的表达情况。共鉴定出9个SiHSP90基因分别位于谷子5条染色体上。理化性质分析显示SiHSP90s蛋白长度为403~817个氨基酸,分子量为46.1~92.7 ku。系统进化分析显示SiHSP90s分为Ⅰ型和Ⅱ型2个亚家族。基因结构与蛋白基序分析显示,Ⅰ型和Ⅱ型亚族成员的外显子数量分别在2~3个和12~20个之间,且均含有保守的HATPase_c(PF02518)和HSP90(PF00183)结构域。顺式元件分析表明,SiHSP90s基因可以应对不同的非生物胁迫。qRT-PCR结果表明,干旱胁迫下SiHSP90.2和SiHSP90.3转录水平极显著上调。这些结果为阐明SiHSP90家族的进化关系以及进一步研究SiHSP90基因的功能特性提供了有价值的信息。

关键词：热激蛋白90 基因家族干旱胁迫表达分析谷子

灌水量对强筋小麦上三叶氮素代谢和籽粒加工品质的影响

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麦类作物学报 2023年第2期43卷 205-214页

作者：郭双双张敏付陈陈徐东娜史金平毕经鑫王文政蔡瑞国张保仁河北省作物逆境生物学重点实验室/河北科技师范学院农学与生物科技学院河北秦皇岛066600 潍坊学院山东潍坊261000

为探究强筋小麦上三叶氮素积累与转运特征及氮代谢酶活性、籽粒产量和加工品质对灌水量的响应,本研究选用中麦998和津农7号2个强筋小麦品种,分析了灌水量[春季不灌水(W_(0));春灌拔节水和开花水,每次250 m^(3)·hm^(-2)(W_(25));春灌拔... 详细信息

为探究强筋小麦上三叶氮素积累与转运特征及氮代谢酶活性、籽粒产量和加工品质对灌水量的响应,本研究选用中麦998和津农7号2个强筋小麦品种,分析了灌水量[春季不灌水(W_(0));春灌拔节水和开花水,每次250 m^(3)·hm^(-2)(W_(25));春灌拔节水和开花水,每次500 m^(3)·hm^(-2)(W_(50))]对强筋小麦氮代谢酶活性、上三叶氮素积累与转运、籽粒蛋白质含量、籽粒产量及水分利用效率、面粉加工品质的影响。结果表明,在相同生育时期,NR和GS活性、花前氮素转运量及花前氮素对籽粒氮素的贡献率均表现为旗叶>倒二叶>倒三叶;增加灌水量提高了籽粒、旗叶和倒二叶的NR和GS活性,但对倒三叶的NR活性影响不显著;W_(25)处理的旗叶开花期的氮素积累量和花前氮素转运量均显著高于其他2个处理,但倒二叶和倒三叶上述两个指标均以W_(50)处理最高;随灌水量的增加,蛋白质产量先上升后下降,籽粒产量增加,而水分利用效率显著降低;W_(25)处理的面筋指数、吸水率、形成时间、稳定时间、拉伸阻力、延伸性和拉伸面积指标最优或位居第二。综上所述,拔节和开花期各灌水250 m^(3)·hm^(-2)有利于强筋小麦旗叶花前氮素积累及其向籽粒再分配,有利于蛋白质含量、产量和水分利用效率的协同提高,可改善籽粒加工品质。

关键词：灌水量强筋小麦上三叶氮素积累与转运籽粒加工品质

模拟海水胁迫下小麦幼苗的质量及生理响应机制

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核农学报 2023年第6期37卷 1270-1278页

作者：李菡李云任学军王健郭振清林小虎韩玉翠河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

为减轻盐碱胁迫对小麦生长发育的影响,探究小麦对盐碱(模拟海水)胁迫的生理响应机制,以耐盐碱型品种中麦998和盐碱敏感型品种济麦229为试材,研究模拟海水胁迫下不同耐盐碱型品种的形态特征和生理响应机制。结果表明,模拟海水胁迫下,相... 详细信息

为减轻盐碱胁迫对小麦生长发育的影响,探究小麦对盐碱(模拟海水)胁迫的生理响应机制,以耐盐碱型品种中麦998和盐碱敏感型品种济麦229为试材,研究模拟海水胁迫下不同耐盐碱型品种的形态特征和生理响应机制。结果表明,模拟海水胁迫下,相较于耐盐碱型品种中麦998,盐碱敏感型品种济麦229的苗高、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重、初生根数较对照显著降低,降幅分别为45.20%、24.62%、75.15%、57.24%、33.88%和34.74%,中麦998较对照降低程度明显小于济麦229。说明相较于耐盐碱型品种中麦998,模拟海水胁迫显著抑制盐碱敏感型品种济麦229的生长。模拟海水胁迫下,济麦229和中麦998的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均较对照显著升高,但济麦229升高的时间晚于中麦998,且增加幅度低于中麦998。随着模拟海水胁迫时间的延长,中麦998和济麦229的还原型谷胱甘肽(GSH)含量、GSH/氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值均较对照显著升高,但济麦229升高的时间晚于中麦998,且增加幅度(1.64%~46.58%、4.32%~35.46%)低于中麦998(23.66%~49.16%、20.44%~44.71%)。模拟海水胁迫下,济麦229的丙二醛(MDA)含量较对照显著增加(33.91%~59.06%),且增加幅度大于中麦998(19.84%~31.21%),导致济麦229叶片脂质过氧化,植株体内氧化还原反应失衡。本研究结果为小麦抗逆育种及盐碱地小麦栽培管理提供了理论指导。

关键词：小麦模拟海水形态指标抗氧化系统

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黑麦种间杂交F_(1)代农艺性状的相关、通径及聚类分析

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江苏农业科学 2022年第24期50卷 94-99页

作者：杨赟杰魏莱温晓蕾杨燕萍车永和河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室(筹) 河北秦皇岛066000

通过分析黑麦属(Secale L.)植物主要农艺性状间的关系,筛选具有优异农艺性状的种质资源,为麦类作物育种改良提供参考,以新疆杂草黑麦(*** ***)和栽培黑麦(*** L.)杂交F_(1)代为材料,对群体356个单株的14个主要农艺性状进行调查和数据分... 详细信息

通过分析黑麦属(Secale L.)植物主要农艺性状间的关系,筛选具有优异农艺性状的种质资源,为麦类作物育种改良提供参考,以新疆杂草黑麦(*** ***)和栽培黑麦(*** L.)杂交F_(1)代为材料,对群体356个单株的14个主要农艺性状进行调查和数据分析。结果表明,356个单株在14个农艺性状上均表现出明显的遗传变异(7.16%~50.73%),单株产量、生物学产量和有效穗数的变异系数分别达到了50.73%、48.68%和44.77%。相关及通径分析表明,对黑麦千粒质量性状影响最大的是单穗粒质量(r=0.534,P<0.01),直接通径系数为1.348,穗粒数对千粒质量有着制约的关系(r=-0.121,P<0.05),直接通径系数为-1.130。聚类分析在平方欧氏距离为14处将群体材料分成3大类群,其中第1类有着最多的每穗小穗数;第3类有最多有效穗数,并具备穗最长,穗质量最大,粒大、粒多和粒质量高等优异性状;可根据育种目标选择用作饲草和麦类遗传育种的优质种质资源。

关键词：新疆杂草黑麦农艺性状 F_(1)群体相关分析聚类分析

木霉菌协同杀菌剂防治北苍术白绢病的增效作用

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中国生物防治学报 2023年第5期39卷 1244-1252页

作者：贺字典韩亚梅金歌高玉峰闵康河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室秦皇岛066600 河北科技师范学院学报编辑部秦皇岛066600

为了提高木霉菌和杀菌剂协同对北苍术白绢病的防治效果,减少杀菌剂的使用量,本文采用生长速率法测定了12种杀菌剂对齐整小核菌及其拮抗木霉菌株的EC_(50),并采用平板对峙法和协同系数法筛选出与3种木霉菌具有生物相容性和增效作用的杀... 详细信息

为了提高木霉菌和杀菌剂协同对北苍术白绢病的防治效果,减少杀菌剂的使用量,本文采用生长速率法测定了12种杀菌剂对齐整小核菌及其拮抗木霉菌株的EC_(50),并采用平板对峙法和协同系数法筛选出与3种木霉菌具有生物相容性和增效作用的杀菌剂后,测定杀菌剂与木霉菌协同对北苍术白绢病的田间防治效果。结果表明:240 g/L噻呋酰胺SC、30%噁霉灵AS和80%代森锰锌WP与棘孢木霉T16、深绿木霉T15和哈茨木霉T11间的VEC50均大于1,具有良好的生物相容性。噻呋酰胺与棘孢木霉和深绿木霉协同对北苍术白绢病的田间防治效果分别达到了80.76%和78.82%,比噻呋酰胺的防治效果分别增长了13.36%和10.64%。由此可见,在减少化学杀菌剂使用量时,棘孢木霉T16和深绿木霉T15均可与噻呋酰胺协同防治北苍术白绢病且具有增效作用。

关键词：北苍术白绢病棘孢木霉深绿木霉噻呋酰胺协同作用

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