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水稻花青素和原花青素的生物合成及其对稻米品质的影响综述

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 339-352页

作者：周玉峰谢慧芳孙宇轩姜朔吴殿星舒小丽浙江大学农业与生物技术学院原子核农业科学研究所农业农村部核农学重点实验室浙江杭州310058

花青素在自然界一般以糖基化或乙酰化形式,即花色苷的形式存在,原花青素则以多聚体形式存在,种类丰富,具有抗氧化性,对人体具有重要的保健功能。有色米特别是黑米含有丰富的花青素和原花青素,如今受到越来越多人的青睐。本文围绕稻米中... 详细信息

花青素在自然界一般以糖基化或乙酰化形式,即花色苷的形式存在,原花青素则以多聚体形式存在,种类丰富,具有抗氧化性,对人体具有重要的保健功能。有色米特别是黑米含有丰富的花青素和原花青素,如今受到越来越多人的青睐。本文围绕稻米中花青素和原花青素的研究进展,重点综述了其分子遗传机制、分离纯化和检测方法以及花青素和原花青素对淀粉理化性质和消化特性的影响,并提出了有色米今后可能的研究方向,为有色米资源的进一步开发利用和有色米新品种培育提供参考。

关键词：有色米花青素原花青素淀粉理化性质

高温胁迫下水稻胚乳磷酸化与泛素化蛋白质组学联合分析

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 382-392页

作者：庞悦涵应逸宁徐非非包劲松浙江大学农业与生物技术学院原子核农业科学研究所浙江杭州310058 浙江大学海南研究院海南三亚572025

水稻胚乳的代谢依赖于多个翻译后修饰信号网络的精确调控,包括磷酸化和泛素化修饰。本研究通过磷酸化与泛素化蛋白质组学的联合分析,发现水稻胚乳中有143个蛋白质同时具有磷酸化和泛素化位点,这为研究磷酸化和泛素化修饰之间的串扰机制... 详细信息

水稻胚乳的代谢依赖于多个翻译后修饰信号网络的精确调控,包括磷酸化和泛素化修饰。本研究通过磷酸化与泛素化蛋白质组学的联合分析,发现水稻胚乳中有143个蛋白质同时具有磷酸化和泛素化位点,这为研究磷酸化和泛素化修饰之间的串扰机制提供了组学基础。一方面,磷酸化修饰通过影响泛素-蛋白酶体系统中的关键蛋白来调控泛素化修饰;另一方面,泛素化修饰通过影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶来间接调控植物体内的磷酸化信号网络。高温胁迫下,磷酸化和泛素化修饰协同调控酚类化合物的合成通路,并最终影响酚类化合物清除活性氧的能力以及植物在逆境中的抗性。多种淀粉代谢相关酶同时具有磷酸化和泛素化修饰,并且有18对具有不同修饰类型的位点出现在同一蛋白质的相邻位置,揭示了不同修饰之间的串扰机制以及高温胁迫中磷酸化与泛素化修饰对淀粉代谢的协同调节作用。

关键词：水稻胚乳高温胁迫磷酸化泛素化淀粉生物合成

高比活度[苯环-^(14)C]-环磺酮在好氧土壤中的降解转化研究

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核农学报 2024年第1期38卷 140-148页

作者：李骄阳张素芬庞杏燕余志扬叶庆富浙江大学原子核农业科学研究所/农业农村部和浙江省核农学重点实验室浙江杭州310058

环磺酮是一种4-羟基苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)抑制剂类除草剂,研究环磺酮在好氧土壤中的降解规律对其环境安全性评价具有重要意义。本研究以高比活度[苯环-^(14)C]-环磺酮为示踪剂,综合运用同位素示踪法并有机结合液相色谱-高分辨质谱等... 详细信息

环磺酮是一种4-羟基苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)抑制剂类除草剂,研究环磺酮在好氧土壤中的降解规律对其环境安全性评价具有重要意义。本研究以高比活度[苯环-^(14)C]-环磺酮为示踪剂,综合运用同位素示踪法并有机结合液相色谱-高分辨质谱等现代仪器分析方法,研究并明确了环磺酮在好氧土壤中的主要降解产物、降解途径及降解产物含量随时间的变化规律。结果表明,在好氧培养条件下,环磺酮母体在红壤土、潮土、黑土和褐土4种供试土壤中的降解均符合一级动力学模型,其半衰期分别为13.18、5.05、10.49和2.82 d;环磺酮在4种好氧土壤中均存在M1、M2和M3三种主要降解产物,并推断了其在好氧土壤中的降解途径;除潮土120 d采样点外,在整个培养过程中,4种土壤中降解产物含量均表现为M2(0.5%~60.8%AR)>M3(0.0~10.0%AR)>M1(0.0~3.9%AR)。本研究结果为环磺酮的环境安全性评估提供了基础数据和科学依据。

关键词：环磺酮 ^(14)C示踪好氧土壤降解产物降解途径

西湖龙井茶对高脂高果糖饮食小鼠肠道菌群的调节作用

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 481-494页

作者：胡俐泉屠琳玥赵悦伶谢亨通徐安安徐平周继红王岳飞浙江大学农业与生物技术学院茶叶研究所浙江杭州310058

越来越多的研究表明,肠道菌群及其介导的微生态环境在高脂高果糖饮食引起的相关代谢障碍中发挥着关键作用。本研究首先探究了西湖龙井茶对常规饮食小鼠肠道菌群的作用,随后构建高脂高果糖饮食小鼠模型,进一步研究西湖龙井对预防高脂高... 详细信息

越来越多的研究表明,肠道菌群及其介导的微生态环境在高脂高果糖饮食引起的相关代谢障碍中发挥着关键作用。本研究首先探究了西湖龙井茶对常规饮食小鼠肠道菌群的作用,随后构建高脂高果糖饮食小鼠模型,进一步研究西湖龙井对预防高脂高果糖饮食小鼠脂质积累、肠道屏障功能损伤和肠道微生态紊乱的效果。结果表明:西湖龙井茶汤能够抑制高脂高果糖饮食小鼠的体质量上升和脂肪积累,有效改善代谢紊乱。进一步探究西湖龙井对高脂高果糖饮食小鼠肠道稳态的保护作用时发现,西湖龙井茶汤处理抑制了小鼠肠道上皮细胞低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)及其靶基因烯醇化酶-1(enolase-1, ENO1)和乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A, LDHA)的表达。此外,西湖龙井茶汤干预可以降低小鼠肠道厚壁菌门/拟杆菌门菌群丰度的比值,使norank_f_Muribaculaceae等益生菌富集,且高脂高果糖饮食+低浓度茶汤处理下毛螺菌科菌群富集,高脂高果糖饮食+高浓度茶汤处理使颤螺菌属菌群的相对丰度增加。本研究结果为龙井茶通过改善肠道菌群紊乱来调节脂肪积累提供了理论依据,为饮茶能够改善肠道健康、发挥降脂减肥作用提供了理论支持。

关键词：西湖龙井茶高脂高果糖饮食肠道菌群肠道屏障

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农业合成生物学研究生课程内容体系建设

生物工程学报 2024年第4期40卷 1251-1260页

作者：都浩浙江大学农业与生物技术学院浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心合成生物研究所浙江杭州311215

为了满足国家在农业领域高质量发展的战略需求,教育部把握经济社会和农业高质量发展趋势,在涉农优势高校布局建设生物育种工程硕博士专业。该专业将首次开设农业合成生物学课程,培养研究生解决生物育种的关键科学与技术问题,引领国家农... 详细信息

为了满足国家在农业领域高质量发展的战略需求,教育部把握经济社会和农业高质量发展趋势,在涉农优势高校布局建设生物育种工程硕博士专业。该专业将首次开设农业合成生物学课程,培养研究生解决生物育种的关键科学与技术问题,引领国家农业创新发展,服务现代农业强国建设。农业合成生物学研究生课程将注重多学科交叉、创新引领、产学研协同发展,培养具有扎实的多学科基础、自主的创新能力及务实的产业化理念的研究生,满足国内外未来农业发展需求,深入开展现代农业科学研究和产业化的未来农业科技人才。

关键词：合成生物学学科交叉未来农业研究生教育

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真菌发光途径的研究与应用进展

生物工程学报 2024年第1期40卷 1-14页

作者：吴予杰许嘉锐陈泓雨都浩浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311215

真菌发光途径(fungal bioluminescence pathway,FBP)是一种来源于真菌的生物发光代谢途径。其能够利用FBP途径基因簇表达的蛋白,以咖啡酸为底物,合成真菌荧光素,在真菌荧光素酶的催化下,生成不稳定高能小分子,之后分子能量衰减释放出波... 详细信息

真菌发光途径(fungal bioluminescence pathway,FBP)是一种来源于真菌的生物发光代谢途径。其能够利用FBP途径基因簇表达的蛋白,以咖啡酸为底物,合成真菌荧光素,在真菌荧光素酶的催化下,生成不稳定高能小分子,之后分子能量衰减释放出波长约为520nm的绿色荧光。在发光真菌中,真菌发光途径基因在进化上非常保守。与其他生物发光系统不同的是,真菌发光途径适合于真核生物,特别是植物中的工程化应用。目前,经过代谢路径优化的发光植物可以持续发出肉眼可见光,照亮周围环境。该发光系统在生物检测、生物传感器、发光园艺植物培育和绿色照明等领域具有广阔的应用前景。

关键词：真菌发光系统植物咖啡酸代谢路径基因工程

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表观遗传调控在植物病原真菌发育和致病过程中的作用与分子机制

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 469-480页

作者：孙子越陶增浙江大学农业与生物技术学院生物技术研究所浙江杭州310058

经过长期进化,植物病原真菌发展出多种复杂而精妙的侵染宿主策略。在植物与病原菌互作过程中,病原菌致病基因的精准表达与调控起至关重要的作用。表观遗传调控是指通过化学修饰改变染色体上的DNA和蛋白质,从而调控基因表达的过程,包括DN... 详细信息

经过长期进化,植物病原真菌发展出多种复杂而精妙的侵染宿主策略。在植物与病原菌互作过程中,病原菌致病基因的精准表达与调控起至关重要的作用。表观遗传调控是指通过化学修饰改变染色体上的DNA和蛋白质,从而调控基因表达的过程,包括DNA甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化以及染色质重塑等。越来越多的证据表明,表观遗传调控在植物病原真菌基因的转录重编程中发挥重要作用,进而影响其发育、环境应激反应、次生代谢物的生物合成和致病性等方面。本文综述了近年来表观遗传调控因子方面的研究进展,包括组蛋白修饰、染色质重塑等在植物病原真菌发育和致病性中的作用,并对当前的研究进行了展望,以期为未来的病害防治研究奠定坚实的理论基础。

关键词：植物病原真菌组蛋白修饰染色质重塑 DNA/RNA甲基化真菌致病性

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植物雌蕊发育现状及展望

分子植物育种 2024年

作者：孙鼐然周芳园李伟强王雨琪董正中余小林浙江大学农业试验站浙江大学蔬菜研究所浙江大学海南研究院

雌蕊是有性植物生殖器官中至关重要的一部分，对于大部分依赖种子发育的植物来说雌蕊的发育状况直接影响农作物品质以及产量。因此，对植物雌蕊的遗传基础和分子调控机制进行深入研究一直是农学基础研究的重点。目前，国内外学者在植物... 详细信息

雌蕊是有性植物生殖器官中至关重要的一部分，对于大部分依赖种子发育的植物来说雌蕊的发育状况直接影响农作物品质以及产量。因此，对植物雌蕊的遗传基础和分子调控机制进行深入研究一直是农学基础研究的重点。目前，国内外学者在植物雌蕊发育方面取得了巨大进展。本综述将从雌蕊发育的解剖结构、分子调控机制和植物激素调控三个方面对该领域的研究进展进行简要综述，旨在为雌蕊发育基础研究提供思路，并为揭示作物雌性不育性状形成机制，实现高产优质、全程机械化繁种提供参考。

关键词：雌蕊发育分子调控植物激素研究进展

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不结球白菜叶片皱缩性状的遗传分析

中国农业科学 2024年第18期57卷 3684-3694页

作者：叶雪莲陈靖雯姚祥坦权新华黄鹂浙江大学蔬菜研究所嘉兴市农业科学研究院

【背景】不结球白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino）属十字花科（Cruciferae）植物，是我国南方地区广泛栽培的叶菜类蔬菜作物。在叶片性状中，叶面的皱缩是不结球白菜的一个重要农艺性状，不仅决定不结球白菜... 详细信息

【背景】不结球白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino）属十字花科（Cruciferae）植物，是我国南方地区广泛栽培的叶菜类蔬菜作物。在叶片性状中，叶面的皱缩是不结球白菜的一个重要农艺性状，不仅决定不结球白菜的外观商品性，还因影响叶片的光合作用而对其产量、营养品质、抗逆性等产生显著影响。但是，目前对该性状的遗传和形成机制尚无清晰认识，从而限制了对该性状的高效遗传改良。【目的】对不结球白菜的叶片皱缩性状进行数量化描述，探究不结球白菜叶片皱缩性状的遗传和形成机制，提高对该性状的高效选择和调控，从而指导不结球白菜的育种工作。【方法】以不结球白菜中叶片皱缩明显的塌菜（Brassica campestris ssp. chinensis var. rosularis Tsen et Lee）为亲本之一构建6个不同F2群体，通过指标“最大叶叶面凸起数量”在莲座期对F2植株进行叶片皱缩性状的量化，运用数量性状主基因-多基因遗传分离分析方法对这一性状的遗传规律进行分析。【结果】F2群体单株间叶片皱缩性状变异幅度较大，呈现连续性变化，拟分布曲线呈现正态分布或偏正态分布。通过主基因+多基因遗传模型计算方法对叶片皱缩性状进行遗传分析，显示不结球白菜叶片皱缩性状的最佳遗传模型为2对加性-显性-上位性主基因模型（2MG-ADI），主基因遗传率为99.08%，第1主基因的显性效应使皱缩程度减弱，而第2主基因的显性效应使皱缩程度加强，2对主基因的加性效应均导致叶片皱缩程度加深。两主基因加性×加性互作效应、加性×显性互作效应对叶片皱缩程度起到减效作用，显性×加性、显性×显性互作效应对性状呈现增益效果。【结论】不结球白菜叶片皱缩性状是由2对主基因控制的数量性状，且主基因在该性状的形成调控中发挥主要作用。

关键词：不结球白菜叶片皱缩性状数量性状塌菜主基因+多基因遗传分析