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玉米与叶际微生物组的互作遗传机制

植物生态学报 2024年第2期48卷 215-228页

作者：程可心杜尧李凯航王浩臣杨艳金一何晓青北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

为了解玉米(Zeamays)和其定植微生物组之间的相互作用,探究玉米与叶际微生物组之间的互作遗传机制,该研究采用数学模型量化微生物之间相互作用的4种方式:互利共生、拮抗、侵略、利他,分析230份玉米叶际微生物组数据,利用网络作图研究玉... 详细信息

为了解玉米(Zeamays)和其定植微生物组之间的相互作用,探究玉米与叶际微生物组之间的互作遗传机制,该研究采用数学模型量化微生物之间相互作用的4种方式:互利共生、拮抗、侵略、利他,分析230份玉米叶际微生物组数据,利用网络作图研究玉米与叶际微生物组之间的互作遗传机制。结果表明:在微生物互作网络中确定了67个中心节点微生物,通过网络作图筛选到玉米405个显著单核苷酸多态性(SNPs)位点,最终定位到23个枢纽基因,发现其在促进植物生长、抵御病原菌侵染、耐受非生物胁迫方面起到重要作用。研究结果有助于在作物遗传育种以及构建新型菌剂促进植物生长方面提供思路。

关键词：玉米叶际微生物组网络作图中心节点微生物显著单核苷酸多态性(SNPs)位点

草莓ACS基因家族生物信息学鉴定及在果实发育中的表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：冯军王兴梅蒋宇豪左佳灵姚小云郑彩霞北京林业大学生物科学与技术学院太原师范学院生物科学与技术学院

ACS是乙烯合成的限速酶，是植物生长发育中具有重要作用的一类转录因子。本研究以草莓全基因组数据为基础，通过生物信息学方法，鉴定出32个八倍体草莓ACS基因家族成员，并根据基因ID号分别命名为FaACS1～FaACS32，共包含四大亚类。亚... 详细信息

ACS是乙烯合成的限速酶，是植物生长发育中具有重要作用的一类转录因子。本研究以草莓全基因组数据为基础，通过生物信息学方法，鉴定出32个八倍体草莓ACS基因家族成员，并根据基因ID号分别命名为FaACS1～FaACS32，共包含四大亚类。亚细胞定位显示II类ACS基因位于系细胞质中，其余ACS成员位于叶绿体中，不均匀分布在17条染色体上；ACS基因的长度大部分较短，均含有高度保守的结构域，启动子上存在与植物激素响应及逆境应答相关的顺式作用元件；组织表达模式分析发现瘦果中特异表达的ACS基因有14个，而花托中有5个特异表达的ACS基因；RT-qPCR分析发现FaACS19、FaACS21和FaACS23在果实发育初期(绿果期)中表达量最高。初步鉴定出被认为I 型ACS基因(FaACS19， FaACS21和FaACS23)和Putative AAT型(FaACS27)可能在草莓果实的成熟中具有潜在的促进作用。

关键词：草莓 ACS 基因家族非呼吸跃变型果实

微波辅助低共熔溶剂提取新疆野生樱桃李多糖工艺及抗氧化、抑菌活性分析

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食品工业科技 2024年

作者：张玲赫谢浩努尔买买提伊犁师范大学生物科学与技术学院

为探究新疆野生樱桃李多糖的最佳提取工艺、抗氧化及抑菌活性。以新疆霍城县大西沟的樱桃李为原材料，采用微波辅助低共熔溶剂法提取多糖，通过单因素试验和响应面法优化确定最佳提取工艺，再对其进行脱脂、脱色、除蛋白等得到粗多糖（... 详细信息

为探究新疆野生樱桃李多糖的最佳提取工艺、抗氧化及抑菌活性。以新疆霍城县大西沟的樱桃李为原材料，采用微波辅助低共熔溶剂法提取多糖，通过单因素试验和响应面法优化确定最佳提取工艺，再对其进行脱脂、脱色、除蛋白等得到粗多糖（PCE），最后通过体外抗氧化和抑菌实验进行功效评价。结果表明：当苹果酸与氯化胆碱的摩尔比例为4:1、微波功率400 W、微波温度60℃、微波时间70 min、液料比30:1 mL/g、DES浓度50%时，PCE得率最高值为（26.38±0.73）%；PCE对清除DPPH自由基、ABTS+自由基和羟基自由基的IC50分别为1.163 mg/mL、0.506 mg/mL、2.958 mg/mL，PCE在质量浓度为4 mg/mL时总还原能力值为0.667。质量浓度为200 mg/mL的PCE对白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌均有较好的抑制作用，平均抑菌圈直径分别为（23.45±1.88）mm、（16.12±0.47）mm、（17.68±1.32）mm、（17.20±1.18）mm、（12.00±0.72）mm，具有较好的体外抗氧化和抑菌能力。研究结果可为以樱桃李多糖为功能性产品的开发利用提供理论参考。

关键词：新疆野生樱桃李多糖,提取工艺,抗氧化,抑菌

NADPH氧化酶参与1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥抗虫防御反应

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植物生理学报 2024年第6期60卷 1027-1034页

作者：张笑丁玉勤季亚溪沈应柏太原师范学院生物科学与技术学院山西晋中030619 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 河北唐山外国语学校河北唐山063000

1-戊烯-3-酮(1-penten-3-one)作为挥发性气体能够诱导拟南芥叶肉细胞早期信号的产生和抗虫性的增加。为了探究质膜NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥抗虫防御反应中的作用,本研究以野生型拟南芥和2种拟南芥质膜NADPH氧化酶的突变体(... 详细信息

1-戊烯-3-酮(1-penten-3-one)作为挥发性气体能够诱导拟南芥叶肉细胞早期信号的产生和抗虫性的增加。为了探究质膜NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥抗虫防御反应中的作用,本研究以野生型拟南芥和2种拟南芥质膜NADPH氧化酶的突变体(Atrbohd和Atrbohf)为实验材料,通过生物学实验的测定和实时定量荧光PCR技术研究1-戊烯-3-酮诱导的野生型拟南芥与突变体不同的抗虫性。结果表明,用1-戊烯-3-酮熏蒸可以诱导拟南芥NADPH氧化酶基因的表达,NADPH氧化酶通过影响小菜蛾的取食行为来提高拟南芥抵御虫害的能力,并参与1-戊烯-3-酮熏蒸诱导的拟南芥防御基因Thi2.1、VSP1、PDF1.2和VSP2的表达。本研究以期为揭示NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导拟南芥抗虫性增强过程中的分子机制提供一些理论依据。

关键词： 1-戊烯-3-酮拟南芥 NADPH氧化酶防御基因

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红花龙胆枯萎病病原菌鉴定及培养特性研究

植物保护 2024年第1期50卷 63-68页

作者：严凯李树江李敏张晓勇六盘水师范学院生物科学与技术学院六盘水553004

枯萎病是红花龙胆栽培中发生最普遍,危害最严重的病害之一。为明确引起红花龙胆枯萎病的病原种类及其侵染特性,本研究采用组织分离法获得2个菌株,结合形态学特征以及ITS和Mcm7序列鉴定,2个菌株被鉴定为Clarireedia jacksonii,这是该菌... 详细信息

枯萎病是红花龙胆栽培中发生最普遍,危害最严重的病害之一。为明确引起红花龙胆枯萎病的病原种类及其侵染特性,本研究采用组织分离法获得2个菌株,结合形态学特征以及ITS和Mcm7序列鉴定,2个菌株被鉴定为Clarireedia jacksonii,这是该菌在龙胆科植物上引起枯萎病的首次报道。致病性测定表明,该菌在15~35℃可侵染红花龙胆健康叶片,最佳侵染温度为25℃。生长特性研究表明,该菌最适生长温度为25℃,最适pH为5,菌丝致死温度为50℃处理10 min。

关键词：红花龙胆枯萎病病原菌鉴定侵染特性生长特性

人工老化和自然老化家榆种子的iTRAQ蛋白质组学分析

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分子植物育种 2024年第3期22卷 761-769页

作者：曾玫艳李莹汪晓峰薛华北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

种子老化是指种子成熟后活力逐渐下降的过程。自然老化是衡量家榆种子耐储藏性的直接指标,但因其过程缓慢,所以在科学研究中常用人工加速老化代替。为了探究人工老化与自然老化在分子机理上的异同,本研究采用iTRAQ(Isobaric tags for re... 详细信息

种子老化是指种子成熟后活力逐渐下降的过程。自然老化是衡量家榆种子耐储藏性的直接指标,但因其过程缓慢,所以在科学研究中常用人工加速老化代替。为了探究人工老化与自然老化在分子机理上的异同,本研究采用iTRAQ(Isobaric tags for relative and absolute quantitation)法分别测定了家榆种子人工老化和自然老化早期的蛋白质,并对两种老化方式中的差异蛋白质数量进行比较。结果显示,人工老化后丰度差异蛋白有79个,自然老化后丰度差异蛋白有102个,这些差异蛋白在GO功能注释和KEGG通路注释上没有显著不同。其中,39个蛋白在人工老化和自然老化中均为差异蛋白且趋势一致,1个蛋白在两种老化方式下丰度变化趋势相反。对两种老化方式中不同的差异蛋白分析发现,39个蛋白仅在人工老化后丰度发生变化,61个蛋白仅在自然老化后丰度变化。对这些不同的差异蛋白进行分析,发现他们的GO功能注释和KEGG通路注释没有显著差异,表明人工加速老化和自然老化具有相似的分子变化谱。

关键词：人工老化自然老化家榆蛋白质组学

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环境因子调控气孔发育的分子机制

植物生理学报 2024年第9期60卷 1375-1389页

作者：薛姗姗郑林李璧滢高宏波刘小敏王宏芝北京林业大学生物科学与技术学院北京市农林科学院

植物保卫细胞是一类特化的具有运动能力的表皮细胞,成对出现,两个细胞之间的空隙即为气孔。气孔是植物与外界环境进行气体交换的场所,控制水分蒸腾和CO2的吸入,是植物生命活动的重要保证。为了适应不同的生长环境条件,植物的气孔密度和... 详细信息

植物保卫细胞是一类特化的具有运动能力的表皮细胞,成对出现,两个细胞之间的空隙即为气孔。气孔是植物与外界环境进行气体交换的场所,控制水分蒸腾和CO2的吸入,是植物生命活动的重要保证。为了适应不同的生长环境条件,植物的气孔密度和气孔分布会发生适应性改变,以维持植物生长和生存之间的最佳平衡。气孔发育受植物内部和外部环境信号协同调控。近年来,环境因子参与气孔谱系细胞命运决定和气孔发育调控的研究取得了显著进展。本论文综述了光、CO2、水分、温度和相对空气湿度（RH）等环境因子对气孔发育调控的最新研究进展,旨在深入解析植物适应环境变化的调控机制,为培育水资源高效利用型植物提供参考和启发。

关键词：气孔气孔发育环境因子气孔谱系

拟南芥转录因子IDD4不同突变体对灰葡萄孢菌的抗性分析

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植物保护学报 2024年第1期51卷 261-268页

作者：李林倩张豪徐晓东于德嘉张国斌鲁旭蓉陈健鑫王云月杨红玉云南农业大学植物保护学院生物多样性与病害控制教育部重点实验室昆明650201 昆明学院农学与生命科学学院昆明650214 西双版纳职业技术学院生命科学学院云南景洪666100 西南林业大学生物多样性保护学院云南省高校森林灾害预警控制重点实验室昆明650224

为明确IDD家族IDD4基因在拟南芥Arabidopsis thaliana抵抗灰葡萄孢菌Botrytis cinerea侵染过程中的作用,通过统计病情指数检测拟南芥野生型(wild type,WT)植株、过表达植株IDD4-OE和缺失突变体idd4植株感染灰葡萄孢菌情况,利用组织染色... 详细信息

为明确IDD家族IDD4基因在拟南芥Arabidopsis thaliana抵抗灰葡萄孢菌Botrytis cinerea侵染过程中的作用,通过统计病情指数检测拟南芥野生型(wild type,WT)植株、过表达植株IDD4-OE和缺失突变体idd4植株感染灰葡萄孢菌情况,利用组织染色检测叶片细胞死亡和H2O2的积累情况,采用实时荧光定量PCR(real-time quantitative-PT-PCR,q RT-PCR)技术分析灰葡萄孢菌肌动蛋白基因***在3种植株叶片中的表达情况,并施加0.1 mmol/L外源水杨酸(salicylic acid,SA)后测定IDD4-OE植株的病情指数。结果显示,不同株系对灰葡萄孢菌的抗性由高到低依次为idd4>WT>IDD4-OE,IDD4-OE植株中病原菌感染部位的寄主细胞死亡程度比idd4植株严重。染色结果表明,病原菌侵染拟南芥后4 h,接种部位已有H2O2积累。qRT-PCR反应结果显示,***在IDD4-OE中比在idd4植株中的表达水平更高,表明灰葡萄孢菌在IDD4-OE植株中的繁殖速率更快。对IDD4-OE植株外源施加SA后,其病情指数、***表达量与WT植株间均无显著差异,说明SA能将感病植株的抗性提高至WT植株的水平,表明IDD4作为负调控因子参与了拟南芥对灰葡萄孢菌的抗性调控,SA在其中发挥着重要作用。

关键词： IDD4转录因子灰葡萄孢菌水杨酸抗性鉴定拟南芥

靶向γ-谷氨酰羧化酶的出/凝血药物筛选体系的建立及初步应用

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基因组学与应用生物学 2024年第Z1期 1646-1655页

作者：刘迅婕洪敏雯潘杨李世新李清峰任方哲郝振宇扬州大学生物科学与技术学院扬州大学附属医院

维生素K依赖性凝血缺陷Ⅰ型疾病（vitamin K-dependent coagulation factors deficiency 1, VKCFD1）是一种罕见的常染色体隐性遗传出血性疾病，由γ-谷氨酰羧化酶（gamma-glutamyl carboxylase,GGCX）基因突变引起。目前，VKCFD1的主要治疗药物是维生素K1,但由于其并非直接靶向GGCX,临床效果存在巨大的个体差异。因此，筛选直接针对GGCX的靶向药物十分必要，而关键是构建靶向GGCX的药物评价体系。本研究基于维生素K环氧化物还原酶（vitamin K epoxide reductase,VKOR）基因敲除的细胞系（DKO HEK293）,利用CRISPR/Cas9技术将内源性GGCX进一步敲除（GCKO细胞系）。随后，将致病突变的GGCX（I532T）与凝血因子X（coagulation factor X,FX）或抗凝因子C（protein C,PC）稳定双表达形成报告细胞系。基于该细胞系，通过检测FX和PC的羧化效率，进行GGCX靶向药物的初步筛选。结果发现，血根碱和高三尖杉酯碱抑制细胞增殖，几乎完全抑制FX和PC的羧化活性。原阿片碱、尿囊素和顺式乌头酸同时显著提高FX和PC的羧化活性，且与细胞增殖无关。此外，京尼平、地奥司明、番泻苷A和（+）-儿茶素水合物对FX羧化活性具有显著的促进作用，而苯乙酰胺和硝酸硫胺素则对PC羧化水平具有显著的促进作用，表明本研究所建立的以GGCX为靶点的出/凝血药物筛选体系可以高效、及时反馈药物针对FX和PC的羧化水平的影响，为筛选治疗VKCFD1的药物提供有力的工具和参考。

关键词： VKCFD1 γ-谷氨酰羧化酶药物筛选 ELISA 出/凝血疾病