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沙棘脂肪酸合成基因（HrFATB）的克隆及功能分析

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吉林农业大学学报 2024年

作者：程柬林丛迪唐梓桐刘慧婧刘树英吉林农业大学生命科学学院

酰基载体蛋白硫酯酶（Fatty Acid-ACP Thioesterase B， FATB）负责将脂肪酸链从酰基载体蛋白（Acyl carrier protein， ACP）上释放出来，形成自由的脂肪酸，是脂肪酸合成过程中的一个关键酶。研究在前期沙棘转录组测序分析的基础上，... 详细信息

酰基载体蛋白硫酯酶（Fatty Acid-ACP Thioesterase B， FATB）负责将脂肪酸链从酰基载体蛋白（Acyl carrier protein， ACP）上释放出来，形成自由的脂肪酸，是脂肪酸合成过程中的一个关键酶。研究在前期沙棘转录组测序分析的基础上，筛选并克隆HrFATB基因，为进一步探究该基因的表达及功能，首先利用RT-PCR和qPCR技术分析HrFATB基因的表达并对该基因进行生物信息学分析，再以pCAMBIA3301为载体构建超表达载体并转化至拟南芥，利用qPCR技术分析转基因拟南芥中脂肪酸合成关键酶基因的表达量，并测定种子中甘油三酯的含量。结果表明：HrFATB 主要在果实中表达，而在不同品种的沙棘果实中，HrFATB的表达并不相同；HrFATB基因长度为1266bp，编码421个氨基酸，分子量为 46757.23D，编码蛋白为碱性亲水蛋白，蛋白二级结构为无规则卷曲，预测亚细胞定位于叶绿体，HrFATB 基因与GmFATB 亲缘关系最近；与对照野生型拟南芥相比，转基因拟南芥中的AtFAD2、AtFAD3、AtDGAT的基因表达量显著增加，转基因拟南芥种子中甘油三酯的含量高于野生型拟南芥种子。本文初步证明HrFATB基因直接或间接参与脂肪酸生物合成，对于后续深入研究该基因的功能及其调控机制具有重要意义。

关键词：沙棘脂肪酸 HrFATB 表达分析生物信息学

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人参化感作用研究进展

分子植物育种 2024年

作者：李浩然林伟王天一雷军陈屏吉林农业大学生命科学学院

人参种植中产生的连作障碍现象严重制约了人参产业的发展，化感自毒作用被认为是人参连作障碍的主要原因之一。植物化感作用是指植物在生长发育过程中释放一些特定的化学物质，影响周围同种植物或异种植物的生长发育，化感作用包括促进... 详细信息

人参种植中产生的连作障碍现象严重制约了人参产业的发展，化感自毒作用被认为是人参连作障碍的主要原因之一。植物化感作用是指植物在生长发育过程中释放一些特定的化学物质，影响周围同种植物或异种植物的生长发育，化感作用包括促进和抑制，植物产生的化感物质抑制自身萌发和生长称为化感自毒作用。尽管化感物质在人参连作障碍中的作用已有许多研究，但对于人参化感自毒相关的化感物质和来源知之甚少。许多学者认为阐明参后地土壤中化感物质的结构、来源及其化感作用机制，是有效解决人参连作障碍的主要研究方向之一。本文就参后土中所含的化感物质的来源、种类、释放途径，对人参、参土中病原微生物影响及作用机制进行综述，探讨了人参化感自毒作用研究中存在的问题，对人参化感自毒作用的研究方向与前景进行展望，为更好地实现人参连作、轮作提供科学依据。

关键词：人参连作障碍化感自毒作用化感物质作用机制

创新生态系统共生视角下低碳转型前因构型研究

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科技进步与对策 2024年

作者：李炳军曹斌周方河南农业大学信息与管理科学学院

基于共生理论和构型理论构建创新生态系统共生视角下低碳转型发展路径模型,采用模糊集定性比较分析法,以中国不同省份为研究对象,探讨创新生态系统共生视角下低碳转型复杂影响机制。研究发现:第一,创新生态系统共生各维度及其构成条件... 详细信息

基于共生理论和构型理论构建创新生态系统共生视角下低碳转型发展路径模型,采用模糊集定性比较分析法,以中国不同省份为研究对象,探讨创新生态系统共生视角下低碳转型复杂影响机制。研究发现:第一,创新生态系统共生各维度及其构成条件均不是低碳转型的必要条件。第二,推动低碳转型的构型有两个,分别为制度逻辑型构型和平台逻辑型构型,通过观察面板期间各省份一致性发现两个构型存在一定群体差异。第三,主体协同、知识发展与创造、知识流动与扩散存在互补关系,这3个前因条件对于低碳转型具有普适性作用。制度逻辑与平台逻辑存在替代关系,并且两者替代关系不是单一的,而是取决于具体阶段和需求。

关键词：创新生态系统共生关系低碳转型模糊集定性比较分析

Surfactin的结构、生物合成及其在生物防治中的作用

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生物技术通报 2024年第1期40卷 100-112页

作者：王俊芳黄秋斌张飘丹张彭湃河南大学生命科学学院开封475004

Surfactin是由多种芽孢杆菌产生的一种脂肽,其由一个环七肽头基通过内脂键与链长12-17个碳原子的β-羟基脂肪酸连接组成,是一种非常有效的生物表面活性剂,并具有重要的生物学功能。本文介绍了surfactin家族的结构和生物合成模式,surfac... 详细信息

Surfactin是由多种芽孢杆菌产生的一种脂肽,其由一个环七肽头基通过内脂键与链长12-17个碳原子的β-羟基脂肪酸连接组成,是一种非常有效的生物表面活性剂,并具有重要的生物学功能。本文介绍了surfactin家族的结构和生物合成模式,surfactin是由非核糖体肽合成酶催化合成,这种机制赋予了surfactin家族成员的结构多样性;综述了surfactin在植物病害生防中的作用及机制。已有的研究表明surfactin在生物防治中的作用机制主要有以下4种方式:(1)损伤病原菌细胞膜,引起细胞膜裂解或渗透压失衡;(2)抑制病原体繁殖;(3)诱导植株系统抗性;(4)促进生防菌株的定殖或生物膜的形成。进一步总结了利用基因工程技术研究surfactin的最新进展,以指导surfactin的生物合成及其新衍生物开发。Surfactin的高度结构多样性,使其具有丰富的物理化学特性,这些特性可以与多种生物活性联系在一起,将在不同的领域有更广泛应用。随着对surfactin生物合成研究的日益深入,将会有更多高性能和广阔应用前景的新型脂肽被研发,这为surfactin的进一步研究和生防应用提供依据。

关键词： surfactin 生物表面活性剂生物防治环脂肽生物合成结构诱导系统抗性

被子植物花粉管导向胚珠生长的分子机理研究进展

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分子植物育种 2024年第2期22卷 578-586页

作者：毕泽楷王逸伦李非山东农业大学生命科学学院泰安271018

双受精是被子植物特有的生殖方式,主要为花粉管穿过花柱进入子房并在胚囊中释放精细胞,一个精细胞与卵细胞结合,另一个精细胞与中央细胞结合完成双受精的过程。而花粉管的导向生长则是被子植物双受精过程完成的前提,它能够保证精细胞被... 详细信息

双受精是被子植物特有的生殖方式,主要为花粉管穿过花柱进入子房并在胚囊中释放精细胞,一个精细胞与卵细胞结合,另一个精细胞与中央细胞结合完成双受精的过程。而花粉管的导向生长则是被子植物双受精过程完成的前提,它能够保证精细胞被准确地运送到植物的雌配子体中。花粉管导向分为孢子体导向与配子体导向两个阶段,在配子体导向中,雌雄配子体的互作可精确定向控制花粉管导向胚珠生长,但是雌雄配子体的具体互作机制仍有待研究。因此本研究主要以拟南芥、玉米等模式植物作为主要研究对象,介绍雌雄配子体在调控花粉管导向胚珠生长过程中的分子机理并做简要总结。

关键词：花粉管导向配子体胚珠

陆地棉GhMAPKKKK3基因的克隆及其表达分析

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分子植物育种 2024年第3期22卷 697-703页

作者：王倩章超代培红玛迪娜·木拉提胡子曜李月新疆农业大学生命科学学院乌鲁木齐830052

促丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)在植物生长、发育、抗逆、抗病和激素信号转导过程中起重要的调控作用。本研究以陆地棉的cDNA为模板克隆得到GhMAPKKKK3基因,其开放阅读框为1998 bp,编码665个氨基酸残基... 详细信息

促丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)在植物生长、发育、抗逆、抗病和激素信号转导过程中起重要的调控作用。本研究以陆地棉的cDNA为模板克隆得到GhMAPKKKK3基因,其开放阅读框为1998 bp,编码665个氨基酸残基。通过荧光定量PCR的方法分析GhMAPKKKK3基因在不同逆境诱导条件下以及不同棉花品种中的表达模式。结果表明,GhMAPKKKK3基因对高盐、干旱、低温和棉花黄萎病菌处理都有一定程度的响应,并且该基因受盐胁迫时调控的程度最强,其次是干旱胁迫与冷胁迫,黄萎病菌诱导时仅在1 h左右显著高于对照;该基因在不同品种棉花根部组织中的表达量低于茎部和叶部组织,在不同黄萎病抗性的品种中GhMAPKKKK3基因表达量有差异但没有显著规律。本研究结果为棉花抗逆相关基因的筛选及进一步研究GhMAPKKKK3基因的功能提供了重要的线索。

关键词：陆地棉 GhMAPKKKK3基因克隆逆境胁迫

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DNA聚合酶η小分子抑制剂筛选

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期50卷 35-41页

作者：曹佳佳叶舒迈赵烨浙江大学生命科学学院浙江杭州310058

DNA损伤修复以及基因组稳定性维持对于动植物正常生长和防御逆境至关重要。针对DNA聚合酶错误掺入导致的基因组不稳定性,本研究以DNA聚合酶η为研究对象,通过计算分子模拟对接的方式,对其可能的小分子抑制剂进行筛选,并对其酶动力学参... 详细信息

DNA损伤修复以及基因组稳定性维持对于动植物正常生长和防御逆境至关重要。针对DNA聚合酶错误掺入导致的基因组不稳定性,本研究以DNA聚合酶η为研究对象,通过计算分子模拟对接的方式,对其可能的小分子抑制剂进行筛选,并对其酶动力学参数进行测定。结果显示:脱氧腺苷三磷酸(deoxyadenosine triphosphate,d ATP)对DNA聚合酶η的活性具有抑制效果,使其延伸的相对效率为36%~42%。分子模拟对接和体外实验结果表明,相较于dATP(亲和力为-26.7 kJ/mol),环鸟苷酸-腺苷酸(cyclic GMP-AMP,cGAMP)与DNA聚合酶η具有更低的结合能(亲和力为-35.1 kJ/mol)。酶动力学参数测定结果也表明,相较于dATP,cGAMP具有更强的抑制能力且在浓度为0.5 mmol/L时达到最强(相对延伸效率为13%)。因此,本研究筛选获得了针对DNA聚合酶η的一种潜在的小分子抑制剂。同时,鉴于该蛋白质高表达导致细胞对抗肿瘤药物(DNA损伤剂)的耐受性,这为新型药物的开发提供了依据。

关键词： DNA损伤修复 DNA聚合酶酶动力学计算生物学环鸟苷酸-腺苷酸

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全基因组重测序探究晋南牛优势性状的分子基础

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中国畜牧兽医 2024年第1期51卷 1-10页

作者：贾雪纯戎艳花朱芷葳李鹏飞山西农业大学生命科学学院太谷030801

【目的】探究晋南牛优势性状所基于的遗传基础,为后续晋南牛种质资源利用以及分子育种提供参考。【方法】采集12头健康的纯种晋南牛耳缘组织,提取基因组DNA进行全基因组重测序,将测序数据以及NCBI数据库12头红安格斯牛基因组数据比对到... 详细信息

【目的】探究晋南牛优势性状所基于的遗传基础,为后续晋南牛种质资源利用以及分子育种提供参考。【方法】采集12头健康的纯种晋南牛耳缘组织,提取基因组DNA进行全基因组重测序,将测序数据以及NCBI数据库12头红安格斯牛基因组数据比对到牛参考基因组(ARS-UCD1.2),检测群体SNPs位点,采用ANNOVAR软件对变异位点进行注释;对晋南牛与红安格斯牛变异基因进行韦恩分析,筛选晋南牛特异性变异基因并进行GO功能和KEGG通路富集分析,采用Cytoscape软件将显著富集的变异基因进行功能互作分析。【结果】晋南牛基因组DNA测序共获取clean reads 2 621 153 222条,Q30平均值达93.5%,碱基分布均匀且无明显偏向性,平均测序深度11.19×,覆盖率(≥4×)平均值为92.64%;检测到SNPs位点117 773 201个,注释外显子区域获得nonsynonymous、stopgain/stoploss SNPs共405 506个,覆盖于16 690个基因,筛选出晋南牛特异性变异基因5 289个。GO功能和KEGG通路分析表明,基因广泛富集于线粒体、核糖体、细胞器膜相关生物过程以及氧化磷酸化、细胞色素P450(CYP)代谢通路中;线粒体呼吸链蛋白(NDU)、细胞色素C氧化酶(COX)、葡萄糖醛酸基转移酶(UGT)广泛富集于氧化磷酸化途径;CYP1A1、CYP2E1、UGT1A6、UGT1A1基因富集于细胞色素P450相关的多条代谢通路;GSTM2、GSTT1、GSTT2、GSTK1基因富集于谷胱甘肽(GST)代谢途径与细胞色素P450相关路径;线粒体核糖体蛋白(MRP)、核糖体蛋白(RP)基因家族子网络富集于核糖体蛋白形成过程。【结论】晋南牛特异性变异基因与细胞能量代谢显著相关,推断其对晋南牛饲料高效转化率具有潜在遗传效应。本研究结果为筛选显著影响育肥性状的SNPs标记,繁育高饲料转化率的晋南牛提供方向。

关键词：晋南牛重测序 SNP 线粒体细胞能量代谢饲料转化率

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人参胁迫相关蛋白基因家族鉴定及表达分析

基因组学与应用生物学 2024年

作者：赵天琪王爱民刘思章张美萍王义吉林农业大学生命科学学院

人参（Panaxginseng）为五加科(Araliaceae)人参属（Panax）多年生草本植物，是我国传统珍贵中药材。人参在生长和发育过程中常受到冷害，严重影响人参的产量和质量。胁迫相关蛋白（stressassociatedprotein，SAP）在植物中主要参与冷... 详细信息

人参（Panaxginseng）为五加科(Araliaceae)人参属（Panax）多年生草本植物，是我国传统珍贵中药材。人参在生长和发育过程中常受到冷害，严重影响人参的产量和质量。胁迫相关蛋白（stressassociatedprotein，SAP）在植物中主要参与冷、干旱和盐胁迫等多种非生物胁迫。本研究以人参转录组数据库为基础，鉴定出人参 SAP 基因家族共有60个基因，并利用生物信息学手段对该基因家族的理化性质、染色体定位信息进行预测，对其保守基序、保守结构域、共线性、系统进化、顺式作用元件、GO功能注释，以及表达模式进行分析。结果表明，PgSAP基因家族成员的结构稳定、进化保守、具有时空表达特异性，在其上游2 000 bp调控序列中预测到与激素相关、与防御和胁迫相关的顺式作用元件。根据SNP突变筛选出5个与皂苷合成相关的基因，并验证了这些基因在 4℃ 低温胁迫下的表达量。结果显示，5个 PgSAP基因均响应低温胁迫并和人参皂苷合成紧密相关，为进一步深入研究人参中重要基因家族提供理论基础。

关键词：人参 SAP基因家族生物信息学低温胁迫表达分析