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油菜功能基因组学研究进展及其育种应用

中国油料作物学报 2024年

作者：关志林顾建伟焦禹顺夏瑞刘克德洪登峰湖北工程学院生命科学技术学院华中农业大学植物科学技术学院

油菜是我国食用植物油的主要来源之一，兼有饲用、菜用、蜜用、观光、盐碱地改良和工业等多种用途。随着基因组测序、基因分型和表型鉴定技术的快速发展和广泛应用，油菜重要育种目标性状相关基因的挖掘与功能研究进展迅速。本文总结了... 详细信息

油菜是我国食用植物油的主要来源之一，兼有饲用、菜用、蜜用、观光、盐碱地改良和工业等多种用途。随着基因组测序、基因分型和表型鉴定技术的快速发展和广泛应用，油菜重要育种目标性状相关基因的挖掘与功能研究进展迅速。本文总结了油菜重要性状的功能基因组学研究进展，综述了目前定位及克隆的油菜产量、品质、开花期、株型和抗性等重要农艺性状的关键基因及功能，讨论了其在油菜分子设计育种中的应用价值和利用策略，将为更高效地培育油菜优良品种提供有益参考。

关键词：油菜功能基因基因组育种农艺性状

两种不同固定化方法对木聚糖酶Xyn11A酶学性质的影响及在低聚木糖制备中的应用

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 17-23页

作者：李婵娟汪松波吴高兵武汉设计工程学院食品与生物科技学院湖北武汉430205 华中农业大学生命科学技术学院湖北武汉430070 华中农业大学植物科学技术学院湖北武汉430070

为了提高木聚糖酶Xyn11A的稳定性及在低聚木糖生产中的应用潜力,该研究利用有机-无机杂化纳米花技术和以氨基乙基-琼脂糖为载体共价结合法固定Xyn11A,制备了固定化酶Xyn11A-Cu_(3)(PO_(4))_(2)和Xyn11A-Agarose,并比较研究了2种固定化... 详细信息

为了提高木聚糖酶Xyn11A的稳定性及在低聚木糖生产中的应用潜力,该研究利用有机-无机杂化纳米花技术和以氨基乙基-琼脂糖为载体共价结合法固定Xyn11A,制备了固定化酶Xyn11A-Cu_(3)(PO_(4))_(2)和Xyn11A-Agarose,并比较研究了2种固定化酶的酶学性质,发现2种固定化酶的pH稳定性和热稳定性均有所提高,Xyn11A-Agarose稳定性更佳,在pH 4.0~4.5处理24 h后仍有40%~65%的残余活性,50℃处理3 h后仍有60%的残余活性。以榉木木聚糖为底物,与游离酶相比,Xyn11A-Cu_(3)(PO_(4))_(2)和Xyn11A-Agarose对底物的亲和力和催化效率有所降低,但有较好的重复使用次数。特别是Xyn11A-Agarose循环使用12轮后,仍有90%的残余活性。Xyn11A-Cu_(3)(PO_(4))_(2)水解甘蔗渣和玉米芯粉生成的低聚木糖中木二糖和木三糖含量最高,木四糖含量最低;而Xyn11A-Agarose催化生成的不同低聚木糖含量相当。2种固定化方法均能显著提高Xyn11A的稳定性,但Xyn11A-Agarose的稳定性和重复性优于Xyn11A-Cu_(3)(PO_(4))_(2),表明Xyn11A-Agarose在生产低聚木糖中具有更大应用潜力。

关键词：木聚糖酶固定化酶学性质低聚木糖

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低资源消耗型多电压阈值采样的能量表征方法

原子能科学技术 2024年

作者：汪飞周嘉雯蔡超华中科技大学生命科学与技术学院

准确获取脉冲能量信息在原子能核技术领域至关重要，现有脉冲能量表征方法中，多电压阈值（multiple voltage thresholds,MVT）采样方法通过引入脉冲信号的先验信息，结合过阈值时间信息，可在不对脉冲信号进行额外硬件处理的情况下完... 详细信息

准确获取脉冲能量信息在原子能核技术领域至关重要，现有脉冲能量表征方法中，多电压阈值（multiple voltage thresholds,MVT）采样方法通过引入脉冲信号的先验信息，结合过阈值时间信息，可在不对脉冲信号进行额外硬件处理的情况下完成波形重建进而获得能量信息，其具有较高的计数率，目前已成功应用于石油测井、医疗成像等领域。然而现有的MVT采样方法在时间采样的实现过程中，每路阈值均需一路独立的时间数字转换（time-to-digital converter,TDC）单元；而一路TDC所需要的硬件资源较多，在多通道场景下其带来的功耗和成本为系统的搭建引入挑战。为此，本文提出了一种低资源消耗型能量表征方法REMVT(resource efficient MVT)。REMVT利用不同阈值被触发的时间不同，且有严格的先后顺序这一特点，将时间信息通过一条TDC链记录，不同阈值对应的触发信号被连到一个组合电路。该组合电路消耗极少的硬件资源，能在每个触发信号到来时将信号电平翻转。通过这种方式，不同阈值下的触发时间与信号的边沿一一对应。通过解调这些信号边沿的间隔即可完成波形重建或能量表征。通过这种时间复用链技术，极大降低资源的消耗，如在4/8阈值的配置中，资源消耗将降低75%/87.5%。另外，这种时间复用链技术降低了原来采用多链时的差异性，使得时间测量的抖动减小，因而波形重建的效果更优。相比MVT，该技术在使用更少资源的条件下将脉冲能量表征误差在20.5%内的事件占比由72%提升至79%；通过该技术，在正电子发射断层成像场景中进行了测试，获得了13.2%@511 keV的能量分辨率，与高采样率通用示波器的能量表征结果相比，仅1.1%的差距。此外，本文提出了一种针对REMVT的事件检测与脉冲堆叠还原算法。该算法充分利用脉冲信号的先验信息，即不同阈值被触发的先后顺序与时间间隔来完成对脉冲事件的可靠检测与堆叠事件的准确还原。实验结果表明，93%的脉冲堆叠事件被完整还原。

关键词： PET 能量表征多电压阈值采样

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植物干细胞前沿研究:从基础理论到应用

生物学杂志 2024年

作者：陈柳张吉祥陈春丽华中农业大学生命科学技术学院湖北洪山实验室

2023年11月17日至11月20日,由中国细胞生物学学会领衔主办的第一届全国植物干细胞生物学大会在武汉举行,会议聚焦植物干细胞的理论与应用前沿研究,从动植物干细胞的共性及特性比较、植物干细胞的活性调控到再生、与环境的相互作用,再到... 详细信息

2023年11月17日至11月20日,由中国细胞生物学学会领衔主办的第一届全国植物干细胞生物学大会在武汉举行,会议聚焦植物干细胞的理论与应用前沿研究,从动植物干细胞的共性及特性比较、植物干细胞的活性调控到再生、与环境的相互作用,再到单细胞测序技术及多学科交叉在植物干细胞研究中的新进展,以及植物干细胞在现代生物技术包括组织培养、嫁接、扦插等无性繁殖、植物基因组编辑与遗传转化、作物分子育种、合成生物学的植物干细胞底盘中的应用等多方面进行报告与交流。大会的召开有效推动了国内植物干细胞理论及应用研究的发展,为培育该领域后备人才、为与会者搭建平等交流与积极合作的平台发挥了重要作用。

关键词：动植物干细胞干细胞分子调控植物再生环境适应性单细胞组学合成生物学

鱼类早期红细胞发育与抗逆性状形成的研究进展

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水生生物学报 2024年

作者：陈慧可沈铮刘思遥刘静霞华中农业大学生命科学技术学院华中农业大学水产学院

随着水产领域的设施化和高密度集约化养殖的发展,培育具有适应集约化养殖模式的耐低氧(抗非生物逆境)、抗病(抗生物逆境)、低应激等性状的鱼类新品种是解决水产养殖产业问题的关键。造血系统是维持鱼类正常生命活动最重要的系统之一,其... 详细信息

随着水产领域的设施化和高密度集约化养殖的发展,培育具有适应集约化养殖模式的耐低氧(抗非生物逆境)、抗病(抗生物逆境)、低应激等性状的鱼类新品种是解决水产养殖产业问题的关键。造血系统是维持鱼类正常生命活动最重要的系统之一,其中,红细胞参与鱼类氧气、营养物质运输和免疫防御应答等功能,在鱼类抗病和耐低氧过程中发挥重要调控作用。红细胞发育及其功能调控的分子元件是鱼类抗病抗逆性状形成的重要遗传基础。文章以鱼类红细胞发育为切入点,关注调控红细胞发育、成熟、功能的经典信号和分子,并从氧气运输和免疫防御应答两方面详细阐述了鱼类红细胞的生理功能,同时,关注鱼类在逆境胁迫下的红细胞发育及其功能调控的适应性机制。文章探讨了鱼类红细胞发育及其抗逆性状形成的遗传基础研究,鱼类逆境胁迫下的红细胞生成及其生理响应,为水产养殖动物抗逆新种质创制提供理论依据。

关键词：造血系统红细胞发育红细胞免疫耐低氧抗病环境胁迫抗逆育种

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长白山苔原植物深色有隔内生真菌物种多样性

应用生态学报 2024年第6期35卷 1689-1694页

作者：苏丹孙蕊许榕凡张文浩吕国忠沈阳大学生命科学与工程学院沈阳110044 大连民族大学环境与资源学院辽宁大连116600

从长白山自然保护区苔原带典型植物牛皮杜鹃、毛毡杜鹃、笃斯越橘、仙女木的根系分离获得深色有隔内生真菌(DSE)菌株,研究其侵染定殖情况。采用形态特征与rDNA ITS序列分析相结合进行分类鉴定,研究了4种苔原植物的DSE真菌群落组成和物... 详细信息

从长白山自然保护区苔原带典型植物牛皮杜鹃、毛毡杜鹃、笃斯越橘、仙女木的根系分离获得深色有隔内生真菌(DSE)菌株,研究其侵染定殖情况。采用形态特征与rDNA ITS序列分析相结合进行分类鉴定,研究了4种苔原植物的DSE真菌群落组成和物种多样性。结果表明:4种苔原植物的根系内均形成DSE的典型结构“微菌核”。共分离出69株DSE菌株,分属于10个属12个种,分别是福廷瓶头霉、链格孢、细极链格孢、黑附球菌、小孢金丝酵母、白蜡树炭疽菌、茶树炭疽菌、小球腔菌属、枝状枝孢霉、茎点霉属、淡领瓶霉属、Discosia italica,具有丰富的物种多样性,且所有种均为我国高山苔原带首次报道的DSE真菌,其中福廷瓶头霉为各苔原植物的共有种和优势种。4种苔原植物DSE真菌的Simpson、Pielou和Shannon多样性指数均差异显著。表明苔原植物具有丰富的DSE真菌多样性,且二者能够形成良好的共生关系,增强苔原植物对环境的适应性。

关键词：深色有隔内生真菌侵染特征群落组成物种多样性

珠江三角洲典型水产养殖区浅层地下水碘化物分布、来源及健康风险评估

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第5期54卷 1657-1674页

作者：段磊曾经文赵显林丘锦荣刘娜陶钧实周建利长江大学农学院湖北荆州434000 生态环境部华南环境科学研究所广州510630 暨南大学生命科学技术学院广州510630

为了解珠江三角洲典型水产养殖区浅层地下水中碘化物的来源以及存在的饮用健康风险,本研究综合运用数理统计分析、主成分分析、水质评价和健康风险评估等方法对珠江三角洲典型淡水养殖区域内鱼塘、污水处理池、居民饮用井三种类型水源... 详细信息

为了解珠江三角洲典型水产养殖区浅层地下水中碘化物的来源以及存在的饮用健康风险,本研究综合运用数理统计分析、主成分分析、水质评价和健康风险评估等方法对珠江三角洲典型淡水养殖区域内鱼塘、污水处理池、居民饮用井三种类型水源共21个代表性样品进行分析。结果表明:研究区浅层地下水水化学类型以Ca^(2+)·HCO_(3)^(-)型为主,ρ(I^(-))介于2~343μg/L之间,其中33.3%的监测点位为高碘型水源,集中分布于研究区西部;浅层地下水中的碘易赋存于弱碱性还原环境中,而鱼塘泥沙中的富碘有机质的分解渗透作用可能会加重地下水的碘富集;城镇化进程中产生的还原性废水和垃圾渗滤液伴随着富含碳酸盐岩体中有机质的分解,都可能成为浅层高碘地下水的重要来源;研究区地表水(鱼塘水、污水处理池水)中Ⅳ类水占比为16.7%,处于较差类别,其中化学需氧量(COD_(Mn))与总氮(TN)为主要超标因子;浅层地下水质量类别最低为Ⅲ类水,整体水质较好,部分点位存在pH和ρ(I^(-))超标问题;成人的高碘饮用水健康风险较低,J4点位地下水源的儿童非致癌风险值大于1.0,建议加强对居民引用水井J4的ρ(I^(-))的常规监控,以保障儿童饮用水健康。

关键词：珠江三角洲水质评价碘化物健康风险浅层地下水地表水

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利用惯性传感器与多模态网络解析跑步参数

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1079-1087页

作者：向勉易本顺周丙涛谭建军朱黎湖北民族大学智能科学与工程学院湖北恩施445000 武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

实时检测跑步时的速度与步幅在避免运动者受伤、提升运动效率上有着重要意义。提出了一种利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来检测这两个指标的方法。首先,招募了10名志愿者,并将3个IMU模块安置在足部、小腿、大腿处,采... 详细信息

实时检测跑步时的速度与步幅在避免运动者受伤、提升运动效率上有着重要意义。提出了一种利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来检测这两个指标的方法。首先,招募了10名志愿者,并将3个IMU模块安置在足部、小腿、大腿处,采集了5 137个步态周期的数据;然后,利用主成分分析法分析数据,结合皮尔逊相关系数探讨了速度步幅与传感器位置、物理参数之间的关系;提出了一种多模态架构的长短期记忆特征提取网络(multi-modal-attention-long short-term memory,M-Att-LSTM),利用两个引入注意力机制的长短期记忆网络(att-long short-term memory,AttLSTM)对加速度和角度变化分别做特征提取,最后进行回归拟合。实验结果表明,M-Att-LSTM在速度上误差为0.058m/s,标准偏差为0.013 m/s,而在步幅上误差为0.023 m,标准偏差为0.022 m,两项指标都优于单纯的Att-LSTM。

关键词：惯性传感器主成分分析皮尔逊系数长短期记忆网络多模态

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山桐子饼粕抗氧化多肽的制备及功能特性研究

中国油脂 2024年

作者：豆磊王智勇杨文清陈耀兵阚建全罗凯湖北民族大学生物与食品工程学院西南大学食品科学学院

为了促进对油料衍生副产品的开发利用，首次以山桐子饼粕蛋白为原料制备具有抗氧化活性的多肽。以DPPH自由基清除率和多肽得率为指标，结合二级结构和微观形态筛选最佳水解酶，并对其提取工艺进行优化。同时考察多肽的各种功能特性，以... 详细信息

为了促进对油料衍生副产品的开发利用，首次以山桐子饼粕蛋白为原料制备具有抗氧化活性的多肽。以DPPH自由基清除率和多肽得率为指标，结合二级结构和微观形态筛选最佳水解酶，并对其提取工艺进行优化。同时考察多肽的各种功能特性，以便探究抗氧化肽类产品的加工特性。结果表明：经复合蛋白酶酶解后的多肽具有更高的抗氧化活性，且α-螺旋从38.23%下降到16.49%，β-折叠从28.01%下降到17.81%。经单因素和响应面优化得到最佳酶解条件为酶解时间2.7 h、酶解温度45.8 ℃、pH 8.0、酶底比2.9%，在该条件下DPPH自由基清除率和多肽得率达到78.54%和20.04%。酶解后的多肽具有良好的体外抗氧化活性，其中对DPPH、ABTS和羟基自由基清除能力的IC50值分别为0.462 mg/mL、0.583 mg/mL和3.626 mg/mL。此外，pH值、温度和离子强度与多肽的多种功能特性密切相关，酶解后的多肽溶解度和起泡性得到显著升高，而持水性和乳化性有所下降。综上，山桐子饼粕多肽具有较高的研究价值，为后续山桐子油料作物的利用和开发抗氧化肽功能产品奠定了基础。

关键词：山桐子工艺优化抗氧化活性功能特性