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利用酵母双杂交系统筛选玉米ZmPRR73的互作蛋白

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西北农业学报 2024年第3期33卷 416-425页

作者：王盼盼王雷立张严玲刘青青董柯清李安然王翠玲河南科技大学农学院河南洛阳471023

为了阐明 ZmPRR73基因的生物学功能,构建诱饵表达载体pGBKT7-ZmPRR73,利用酵母双杂交技术,从长日照光照环境诱导的热带玉米自交系的cDNA文库中筛选与ZmPRR73互作的蛋白。结果显示:构建的诱饵载体pGBKT7-ZmPRR73对酵母菌株无毒性,且对报... 详细信息

为了阐明 ZmPRR73基因的生物学功能,构建诱饵表达载体pGBKT7-ZmPRR73,利用酵母双杂交技术,从长日照光照环境诱导的热带玉米自交系的cDNA文库中筛选与ZmPRR73互作的蛋白。结果显示:构建的诱饵载体pGBKT7-ZmPRR73对酵母菌株无毒性,且对报告基因无自激活活性,共鉴定出12个与ZmPRR73互作的候选蛋白。生物信息学分析表明,这些候选互作蛋白的功能涉及植物的转录调控、离子跨膜转运的调节、信号转导、电子传递链等多个方面,推测ZmPRR73蛋白与以上蛋白互作参与多个信号转导和代谢途径,研究结果补充和完善了ZmPRR73蛋白参与的调控途径,为进一步研究生物钟核心元件ZmPRR73的分子功能提供了新的分子证据。

关键词：玉米酵母双杂交 ZmPRR73 生物钟互作蛋白

141份国内外小麦种质资源主要性状遗传多样性分析与特异性评价

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作物杂志 2024年

作者：颜群翔庞玉辉洪壮壮毕俊鸽王春平河南科技大学农学院

为拓宽国内小麦种质资源的遗传背景，提供优异亲本材料，本研究以141份国内外小麦品种为试验材料，通过变异分析、遗传多样性分析、聚类分析和灰色关联分析等对15个主要性状进行综合评价。研究结果表明，株高、颈长和穗长等农艺性状的... 详细信息

为拓宽国内小麦种质资源的遗传背景，提供优异亲本材料，本研究以141份国内外小麦品种为试验材料，通过变异分析、遗传多样性分析、聚类分析和灰色关联分析等对15个主要性状进行综合评价。研究结果表明，株高、颈长和穗长等农艺性状的变异系数为7.00%～42.00%，其中颈长的CV最大为42.00%，总小穗数的CV最小为7.00%；6个品质性状的CV为3.00%～24.00%，其中沉降值的CV最大为24.00%，淀粉的CV最小为3.00%；遗传多样性指数（H'）为1.08～2.09，总小穗数最低，千粒重最高。聚类分析将141份小麦种质资源分为6大类群，各大类群间均具有显著优异的性状。利用R语言对141份种质资源进行特异性分析可知，中国和墨西哥的材料在7个主要育种性状间无显著差异，其他地区材料相对偏高，美国、欧洲和澳洲种质的穗粒数相对较少，美国材料的千粒重最低，其次为加拿大和欧洲，加拿大的材料湿面筋含量最高。灰色关联分析结果表明，CM98、CM26、CM84、CM99和CM24等18个种质资源的综合性状优良，可作为小麦品种农艺性状和品质性状改良以及新品种选育的优良亲本。

关键词：小麦遗传多样性农艺性状品质性状

腐植酸改良铜污染土壤对小麦生长与吸收利用养分的影响

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中国土壤与肥料 2024年第3期 168-173页

作者：于伟伟邓祎寇太记夏东方刘鹏陈常友河南省科学院地理研究所河南郑州450052 河南科技大学农学院河南洛阳471023 河南省资源环境调查二院河南郑州450007

为了评价腐植酸对铜污染土壤的改良效果,以冬小麦为研究对象,设置施加铜和腐植酸双因素田间盆栽试验,研究成熟期小麦的干物质积累与分配以及对氮、磷、铜素的吸收与利用。结果表明:(1)铜污染土壤中小麦器官的生长受到抑制,总生物量显著... 详细信息

为了评价腐植酸对铜污染土壤的改良效果,以冬小麦为研究对象,设置施加铜和腐植酸双因素田间盆栽试验,研究成熟期小麦的干物质积累与分配以及对氮、磷、铜素的吸收与利用。结果表明:(1)铜污染土壤中小麦器官的生长受到抑制,总生物量显著降低28.7%~66.9%;小麦吸收氮、磷量分别显著降低18.4%~61.5%、9.6%~65.5%,氮、磷素收获指数显著下降;尽管铜污染使小麦对铜素的吸收量显著增加40.5%~115.2%,但茎向叶和穗的迁移系数下降,使得收获指数无变化。(2)施用腐植酸明显改善铜污染造成的小麦根、茎、穗生长受到的抑制,缓解小麦吸收氮、磷素减少的不利影响;相比铜污染处理,腐植酸低(20 g/kg干土)和高(40 g/kg干土)用量可使小麦生物量分别提高25.0%和115.6%,促进小麦对氮(22.6%~111.9%)、磷(28.3%~161.9%)的吸收并提高氮、磷素的收获指数。高腐植酸用量更有助于小麦抵抗铜污染危害胁迫。(3)增施腐植酸能使小麦铜素收获指数显著降低7.2%~9.0%,但会显著增加铜素由茎向叶(12.2%~30.7%)和由茎向穗(46.8%~71.9%)的迁移,导致铜在穗中的积累量增加。由此可见,施用腐植酸改良铜污染土壤的农用效果仍需要进一步研究。

关键词：土壤污染腐植酸土壤改良冬小麦

小麦及其祖先物种Hsp70基因家族鉴定与表达分析

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草业学报 2024年第7期33卷 53-67页

作者：吴毅冯雅岚王添宁琚吉浩肖慧淑马超张均河南科技大学农学院河南洛阳471000 武昌理工学院生命科学学院湖北武汉430000

热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)在植物发育过程以及响应生物和非生物胁迫中起着重要作用。为探究小麦Hsp70基因家族进化关系、功能以及表达模式,本研究对乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、二粒小麦、粗山羊草以及普通小麦的Hs... 详细信息

热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)在植物发育过程以及响应生物和非生物胁迫中起着重要作用。为探究小麦Hsp70基因家族进化关系、功能以及表达模式,本研究对乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、二粒小麦、粗山羊草以及普通小麦的Hsp70基因进行全面的生物信息学分析,并通过RT-qPCR方法分析其部分Hsp70基因在不同外源激素和环境胁迫条件下的表达模式。结果表明,从乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、二粒小麦、粗山羊草和普通小麦5个物种中,分别鉴定出30、41、60、28和94个Hsp70基因;系统发育分析表明5个物种Hsp70家族成员分为5个亚家族组,每组成员数量不相等,其中大部分成员分布在第Ⅰ组,且同一亚家族中大多数的Hsp70成员具有相似的基因结构和保守基序;进一步综合分析5个物种Hsp70基因的染色体定位和重复事件,发现Hsp70基因在5个物种的各染色体上分布不均匀,此外从5个物种中共发现12个串联重复事件和110个片段复制事件,表明片段复制事件促进了小麦Hsp70基因家族的扩张;顺式作用元件分析表明,5个物种Hsp70基因的启动子区域存在多种光响应元件、逆境响应元件、激素响应元件以及生长发育调节元件;此外RT-qPCR结果表明,5个物种部分Hsp70基因在不同激素处理和逆境胁迫下具有不同程度的响应,在高温和干旱胁迫下,所选8个Hsp70基因均上调表达。小麦及其祖先物种Hsp70基因的鉴定及其进化过程为进一步研究Hsp70基因在小麦生长发育过程中的功能以及在逆境胁迫下的响应机制提供理论基础。

关键词：小麦 Hsp70基因家族生物信息学分析表达模式

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秸秆还田、覆膜和施氮对旱地麦田土壤质量的影响

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环境科学 2024年第4期45卷 2292-2303页

作者：叶子壮王松燕陆潇史多鹏吕慎强李嘉杨泽宇王林权西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~... 详细信息

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~20 cm土壤样品,测定容重(BD)、孔隙度(SP)、田间持水量(FC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、矿质氮(NO_(3)^(-)-N+NH_(4)^(+)-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、蔗糖酶(SA)、碱性磷酸酶(ALP)、脲酶(UA)和脱氢酶(DHA)等土壤理化性质及生物性质等指标,基于两个最小数据集(MDS),利用线性(LT)和非线性(NLT)评分模型计算土壤质量指数(SQI),通过与冬小麦产量拟合来寻找最优SQI,据此分析土壤质量对秸秆还田、覆膜及氮肥的响应.结果表明,SR处理的SP、FC、SOC、TK、SA、ALP、DHA、MBN和MBC分别较CT显著高10.1%、40.5%、28.3%、14.3%、22.0%、8.9%、48.3%、35.9%和62.5%.FM处理的SP、FC、NO_(3)^(-)-N、AP、AK、ALP和MBN分别较CT显著高3.1%、14.6%、729.0%、37.4%、28.2%、7.2%和17.7%.SR和FM处理冬小麦产量分别较CT显著高25.1%和18.6%.与N_(0)相比,施用氮肥土壤SP、TN、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、ALP和MBN显著增加3.4%~407.6%,BD、SOC和MBC/MBN显著下降3.0%~31.7%.在3种栽培模式下,施氮显著增加冬小麦产量,增幅为69.4%~79.1%,相同栽培模式两施氮水平间差异不显著.基于MDS2的非线性评分模型计算的SQI能够更准确地评价旱地麦田土壤质量.在NLT-SQI2中,SR、FM和氮肥均可增加土壤的SQI,在SR配施N_(180)水平下SQI达到最大,FM次之,CT最小.综上,秸秆还田和覆膜配施适量氮肥能维持和提高土壤质量,秸秆还田优于覆膜.

关键词：秸秆还田覆膜氮肥主成分分析(PCA) 最小数据集(MDS) 土壤质量指数(SQI)

连翘多胺氧化酶基因家族的鉴定及干旱和盐胁迫下的表达分析

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中草药 2024年第9期55卷 3077-3084页

作者：陈佳茜郭广洋谭新杰吕淑芳胥华伟原梦邓萍侯典云河南科技大学农学院河南洛阳471023 河南省药食兼用资源评价与创新利用工程研究中心河南洛阳471023

目的研究连翘多胺氧化酶(polyamine oxidase,PAO)基因家族在盐和干旱胁迫下的响应特征。方法通过分析连翘转录组数据鉴定出5个连翘PAO基因家族成员,结合蛋白质理化性质和基序分析、蛋白质结构分析、系统进化分析、结构域等方式进行相关... 详细信息

目的研究连翘多胺氧化酶(polyamine oxidase,PAO)基因家族在盐和干旱胁迫下的响应特征。方法通过分析连翘转录组数据鉴定出5个连翘PAO基因家族成员,结合蛋白质理化性质和基序分析、蛋白质结构分析、系统进化分析、结构域等方式进行相关性分析,并探究了盐和干旱胁迫下PAO基因的表达水平。结果连翘PAO基因家族氨基酸数介于235~541 aa,相对分子质量在26069~59328,等电点在5.27~5.86;不稳定系数为35.68~44.14,总平均亲水性皆为负值,推测连翘PAO家族蛋白均为不稳定型、酸性、亲水性蛋白,α-螺旋与无规则卷曲为蛋白主要二级结构形式。结论鉴定出的5个连翘PAO基因家族成员均具有特异性表达模式;在盐和干旱胁迫下5个连翘PAO基因家族成员的表达均受到诱导,可能参与连翘的盐胁迫及干旱胁迫响应调控,为深入探讨连翘PAO基因家族的功能奠定了基础。

关键词：连翘 PAO基因家族基因表达胁迫蛋白质结构分析

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洛阳传统绿豆酸浆细菌群落组成分析和功能预测

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中国食品学报 2024年第6期24卷 369-379页

作者：范鑫诺李海阳郑毅恒李毅昊侯颖徐建强河南科技大学食品与生物工程学院河南洛阳471023 河南省食品微生物工程技术研究中心河南洛阳471023 微生物资源开发与利用河南科技大学重点实验室河南洛阳471023 河南科技大学园艺与植物保护学院河南洛阳471023

为探究洛阳传统特色食品浆面条核心元素绿豆酸浆的细菌群落组成,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对洛阳6家浆坊的绿豆酸浆进行细菌16S r DNA测序。结果表明:从6个绿豆酸浆样本中共鉴定出8个细菌门,涉及75个属和106个种;其中厚壁菌门... 详细信息

为探究洛阳传统特色食品浆面条核心元素绿豆酸浆的细菌群落组成,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对洛阳6家浆坊的绿豆酸浆进行细菌16S r DNA测序。结果表明:从6个绿豆酸浆样本中共鉴定出8个细菌门,涉及75个属和106个种;其中厚壁菌门为优势菌门(占比78.57~97.17%),乳杆菌属(占比20.95%~90.36%)和乳球菌属(占比3.26%~62.68%)为优势菌属,寡发酵乳杆菌、未分类乳球菌属是对应的优势菌种,而植物乳杆菌、弯曲乳杆菌、食木薯乳杆菌等是常见的次优势菌种;这些优势细菌均为乳酸菌,具有广泛益生作用。对绿豆酸浆中细菌群落进行功能预测,发现细菌群落的碳水化合物代谢和氨基酸代谢丰度高,特别是呈味氨基酸代谢通路和L-乳酸脱氢酶丰度均较高,推断绿豆酸浆独特的酸香味与细菌的氨基酸代谢以及乳酸合成有关。本研究结果为进一步研究绿豆酸浆发酵机理及开发相应发酵剂奠定了理论基础。

关键词：绿豆酸浆高通量测序细菌群落组成功能预测

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双向极不等压软岩巷道围岩裂隙分布及变形机制

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3025-3037页

作者：王卫军马谕杰范磊袁超吴海田芯宇湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

巷道围岩蝶形塑性区破坏是引起巷道围岩大变形的重要原因,近年来引起了巷道支护工作者的高度重视。掌握蝶形塑性区内围岩变形机制是实现软岩巷道围岩控制的基础。然而,有关于蝶形破坏理论中围岩变形机制的研究却鲜有报道。针对上述问题... 详细信息

巷道围岩蝶形塑性区破坏是引起巷道围岩大变形的重要原因,近年来引起了巷道支护工作者的高度重视。掌握蝶形塑性区内围岩变形机制是实现软岩巷道围岩控制的基础。然而,有关于蝶形破坏理论中围岩变形机制的研究却鲜有报道。针对上述问题,以南方某矿一采区南运巷产生的大变形特征为研究对象,在分析巷道所处应力环境及地质条件的基础上,对围岩裂隙分布、巷道变形机制及控制方法进行了系统研究。结果表明:南运巷是典型的极不等压软岩巷道,巷道开挖后,围岩裂隙呈“蝶形”分布;“蝶形裂隙区”集中出现在“蝶形塑性区”范围内,蝶叶部位围岩裂隙以剪切裂隙为主,且蝶叶部位剪切裂隙大多围绕巷道呈“环形”分布,而张拉裂隙则集中出现在巷道围岩自由面附近。蝶形塑性区内围岩应力特征主要有2方面:一为围岩的主应力方向发生了偏转,具体表现为最大主应力围绕巷道呈环形分布,巷道上部最小主应力方向指向巷道中心,巷道下部最小主应力方向背离巷道中心;二为围岩最大/最小主应力比值较大,且主应力比值等值线呈“蝶形”分布。根据塑性区内围岩裂隙分布特点及应力特征,建立了含软弱面围岩力学剪胀模型,认为处于此应力特征下的围岩剪胀作用较强,剪胀作用使围岩向巷道空间内挤压,进而使巷道产生大变形。围岩裂隙分布不规则及原支护方案不合理是导致巷道产生大变形的主要原因。基于上述研究,提出了以“全断面预应力短锚索+关键部位长锚索加强支护+注浆”为核心的差异化支护方案,现场监测表明,新支护方案可有效控制围岩变形,保证巷道在使用期间的稳定性。

关键词：软岩巷道 3DEC 裂隙分布巷道大变形原因蝶形塑性区围岩控制

过渡金属低维纳米材料在电催化领域中的研究进展

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材料工程 2024年第6期52卷 25-41页

作者：吕贝贝李亚如任永鹏王长记潘昆明赵帅凯王利萌夏梁彬河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471000 河南科技大学金属材料磨损控制与成型技术国家地方联合工程研究中心河南洛阳471000 龙门实验室河南洛阳471000

随着环境问题的日趋严重和能源危机的不断攀升,利用电催化技术开发可持续的绿色新能源迫在眉睫。过渡金属低维纳米材料具有高活性表面、高效的电子转移速率和丰富的表面空位,能够有效提升电催化反应的效率和稳定性。本文基于材料维数,... 详细信息

随着环境问题的日趋严重和能源危机的不断攀升,利用电催化技术开发可持续的绿色新能源迫在眉睫。过渡金属低维纳米材料具有高活性表面、高效的电子转移速率和丰富的表面空位,能够有效提升电催化反应的效率和稳定性。本文基于材料维数,将过渡金属低维纳米材料分类,并分别阐明其优势,重点综述零维、一维、二维纳米材料在电催化领域中的研究成果,揭示低维纳米结构与电催化活性、稳定性之间的关系,明确了低维纳米化是提高电催化性能的有效方法。最后,指出过渡金属低维纳米催化剂应根据需求合理设计并优化其结构。未来低维纳米催化剂的发展方向应是基础研究与计算研究相结合,用理论来引导设计,搭配机器学习预先选择合适的结构模型以及朝着改进现有材料结合更多更高效的复合材料进一步发展。

关键词：低维纳米材料过渡金属电催化

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