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和而不同:根毛发育过程中生长素与氧化还原信号

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生物技术通报 2024年第6期40卷 1-4页

作者：谢彦杰南京林业大学生命科学学院南京210037 南京农业大学生命科学学院南京210095

活性氧与生长素在植物生长发育过程中均发挥着重要作用,它们的信号转导与调控机制一直是植物科学研究的重要领域。细胞核内经典通路TIR1/AFB-Aux/IAA-ARF通过转录调控来介导生长素信号,然而生长素信号在细胞质和细胞核之间进行传递的过... 详细信息

活性氧与生长素在植物生长发育过程中均发挥着重要作用,它们的信号转导与调控机制一直是植物科学研究的重要领域。细胞核内经典通路TIR1/AFB-Aux/IAA-ARF通过转录调控来介导生长素信号,然而生长素信号在细胞质和细胞核之间进行传递的过程尚不清楚。近期,华东师范大学李超团队发现氧化还原信号参与了受生长素调控的根毛发育过程。生长素受体蛋白TIR1/AFB2发生氧化后促进其向细胞核迁移,启动根毛发育的生长素转录信号,而这一过程同时受上游FER/LLG1-RAC/ROP-RBOHC分子模块的调控。该研究深入解析了根毛发育过程中生长素与氧化还原信号的交谈模式,是蛋白质氧化翻译后修饰调控生物学过程的经典范式。

关键词：氧化还原调控氧化翻译后修饰生长素受体根毛发生

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光呼吸演化、调控与遗传改良

生命科学 2024年第10期 1226-1239页

作者：朱国辉张智胜彭新湘华南农业大学生命科学学院

光呼吸代谢起始于核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, Rubisco)的加氧酶活性，代谢其加氧反应产生的2-磷酸乙醇酸(2-PG)并实现有机碳的回收。从演化角度看，光呼吸的出现是植物适应地球... 详细信息

光呼吸代谢起始于核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, Rubisco)的加氧酶活性，代谢其加氧反应产生的2-磷酸乙醇酸(2-PG)并实现有机碳的回收。从演化角度看，光呼吸的出现是植物适应地球高氧和低二氧化碳环境的必然结果，它提高了植物对变化环境的适应能力，但降低了光合效率和生产力。此外，目前认为光呼吸不仅仅是一条代谢补救途径，而是整合到了植物整体代谢网络，影响有氧环境下植物光合作用等基础代谢。调节和遗传改良光呼吸代谢，是提高植物光合效率的有效途径。本文综述了近年来光呼吸演化、代谢调控以及遗传改良等方面的研究进展，对未来通过调控光呼吸以开展作物高光效改良进行了展望。

关键词：光合作用光呼吸演化代谢调控遗传改良高光效

天山北坡中段草地生态系统多功能性对放牧的响应

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生态学报 2024年第8期44卷 3440-3456页

作者：江康威张青青王亚菲李宏杨永强丁雨吐尔逊娜依·热依木新疆农业大学草业学院乌鲁木齐830052 新疆农业大学生命科学学院乌鲁木齐830052 新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052

生态系统多功能性(EMF)是指生态系统能够提供多种服务和功能的能力。放牧是草地资源实现开发和利用的主要途径之一,但草地EMF对放牧干扰的响应尚不明确,且其驱动因子仍不清楚。以天山北坡中段草地生态系统为研究对象,基于野外植物群落... 详细信息

生态系统多功能性(EMF)是指生态系统能够提供多种服务和功能的能力。放牧是草地资源实现开发和利用的主要途径之一,但草地EMF对放牧干扰的响应尚不明确,且其驱动因子仍不清楚。以天山北坡中段草地生态系统为研究对象,基于野外植物群落调查和室内土壤理化性质分析以及微生物高通量测序,探讨轻度放牧、重度放牧和未放牧处理下草地EMF的变化规律。结果表明,(1)相较于重度放牧,轻度放牧显著提高草地生产力、土壤碳养分、土壤氮养分、土壤磷养分、土壤钾养分等生态系统单一功能以及多功能性(P<0.05)。(2)线性拟合结果表明,草地生态系统单功能和多功能性与植物Shannon⁃Wiener指数、土壤细菌Shannon⁃Wiener指数、土壤真菌Shannon⁃Wiener指数、土壤含水量之间呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤容重呈显著负相关关系(P<0.05)。(3)通过结构方程模型总体来看,放牧能够直接对EMF产生负向效应,也可通过植物多样性和土壤细菌多样性及其二者之间的相互作用间接地对EMF产生负向效应,并且同时考虑多个生态系统功能对放牧的响应可以更好的反映整个生态系统的变化。研究强调了植物群落多样性和土壤微生物群落多样性对维持草地生态系统功能及多功能性的重要性,轻度放牧处理是更好地保护生物多样性及维持草地EMF的可行策略,该结果揭为合理制定天山北坡中段草地生态系统的可持续经营和管理提供了理论参考。

关键词：放牧生态系统多功能性生态系统单一功能结构方程模型天山北坡

微生物菌肥在植物减肥增效中的应用研究进展：以果树为例

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微生物学通报 2024年

作者：王佳李明聪山东农业大学生命科学学院山东农业大学园艺科学与工程学院

在国内外积极发展绿色农业的背景下，生产绿色优质农产品已成为当今农业绿色发展新趋势。然而，果树栽培中仍存在化肥农药过量施用的问题，造成农田生态环境严重污染，果实品质下降，进而危害人体健康。微生物菌肥是一类能够改良土壤生... 详细信息

在国内外积极发展绿色农业的背景下，生产绿色优质农产品已成为当今农业绿色发展新趋势。然而，果树栽培中仍存在化肥农药过量施用的问题，造成农田生态环境严重污染，果实品质下降，进而危害人体健康。微生物菌肥是一类能够改良土壤生态、促进植物生长发育的新型绿色肥料，含有多种有益活性微生物，有助于改善农田生态环境、提高果实产量和品质，实现植物种植减肥增效。以往有关微生物菌肥的研究多局限于少数几种菌或单一植物领域，缺乏对微生物菌肥作用机制及功效的系统探讨，本文综合梳理了微生物菌肥改良土壤生态和提高植物抗病/抗逆的作用机制，并以果树为例，重点阐述微生物菌肥在提高果实产量和品质、改善农业生态环境的应用，同时指出技术瓶颈，提出新的研究思路和方向，以期为改善农业生态环境、促进现代农业可持续发展提供理论指导。

关键词：微生物菌肥减肥增效机制果树产量和品质应用

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四环素对小球藻铜、锌毒性和富集的影响

应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 144-150页

作者：相满城于清男葛滢张春华南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 南京农业大学生命科学实验中心元素与生命科学示范实验室南京210095

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜(Cu)、锌(Zn)以及抗生素四环素... 详细信息

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜(Cu)、锌(Zn)以及抗生素四环素(tetracycline,TC)处理小球藻4 d,测定藻细胞的生长、叶绿素和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)荧光类物质含量、以及对Cu、Zn的去除、吸附与吸收等指标.结果表明:Cu(0.1、0.5、1 mg/L)、Zn(0.5、5 mg/L)抑制了小球藻生长与叶绿素合成,诱导了EPS荧光类物质的分泌.1、5、10 mg/L的TC没有抑制小球藻生长,并且缓解了Cu、Zn对小球藻的毒性,使EPS中酪氨酸类蛋白物质的荧光强度降低.TC对小球藻去除Cu、Zn的影响存在差异:TC、Cu复合处理1 d后,相较于单一Cu处理,Cu的去除率由25.9%显著上升至43.5%,而TC对Zn的去除率无显著影响.TC也影响了Cu、Zn富集方式:Cu、Zn单一处理下,Cu、Zn吸附占富集的比例分别为16.89%、51.6%,TC的添加使两者增加至44.49%、86.73%.本研究表明,TC改变了Cu、Zn在小球藻细胞内外的分布,通过增加Cu、Zn的胞外吸附促进了小球藻对Cu的去除,通过减少Cu、Zn的胞内吸收降低了Cu、Zn对小球藻的毒性.

关键词：小球藻铜锌四环素毒性富集

利用小RNA深度测序技术鉴定西瓜病毒病病原

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植物病理学报 2024年第1期54卷 69-81页

作者：杜江马振男王晨燕崔丽艳王德富牛颜冰山西农业大学生命科学学院太谷030801 山西农业大学草业学院太谷030801

西瓜是一种重要的园艺植物,近年来饱受病毒病危害。为明确西瓜病毒病害病原,对采自山西太谷区表现花叶、皱缩等症状的西瓜叶片进行小RNA深度测序,同时利用RT-PCR的方法并结合生物信息学的手段,综合分析造成西瓜花叶、皱缩症状的病毒病... 详细信息

西瓜是一种重要的园艺植物,近年来饱受病毒病危害。为明确西瓜病毒病害病原,对采自山西太谷区表现花叶、皱缩等症状的西瓜叶片进行小RNA深度测序,同时利用RT-PCR的方法并结合生物信息学的手段,综合分析造成西瓜花叶、皱缩症状的病毒病原。结果表明,表现皱缩、花叶症状的西瓜样品被瓜类蚜传黄化病毒(cucurbit aphid-borne yellows virus,CABYV)、甜瓜潜隐病毒(cucumis melo cryptic virus,CmCV)、西瓜病毒A(watermelon virus A,WVA)、西瓜皱叶病毒2号(watermelon crinkle leaf-associated virus 2,WCLaV2)和黄瓜绿斑驳花叶病毒(cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)5种病毒复合侵染。利用RT-PCR的方法分别扩增获得5种病毒的外壳蛋白(coat protein,CP)基因序列,进一步通过序列一致率分析和系统进化分析发现,本研究获得的西瓜CABYV分离物CABYV-SXJZ(GenBank登录号:OP957280)核苷酸序列与中国南瓜CABYV分离物Inner Mongolia(GenBank登录号:EU262627)的核苷酸序列一致率最高,达到100%;西瓜WVA分离物WVA-SXJZ(GenBank登录号:OP957281)核苷酸序列与同样来自中国瓠瓜WVA分离物WVA-Huizhou(Gen-Bank登录号:MK292710)和西瓜WVA分离物WVA-KF15(GenBank登录号:KY363796)核苷酸序列一致率最高,分别达到93.6%%和99.9%;WCLaV2分离物WCLaV2-SXJZ(GenBank登录号:OP957282)核苷酸序列与WCLaV2巴西西瓜分离物Ju-01(GenBank登录号:LC636075)核苷酸序列一致率最高,达到99.6%;本研究首次从西瓜上获得的CmCV分离物Cm-CV-SXJZ(GenBank登录号:OP957283)核苷酸序列与中国甜瓜分离物CmCV-HLJ(GenBank登录号:MH479773)的核苷酸一致率高达99.9%;本研究获得的CGMMV分离物CGMMV-SXJZ(GenBank登录号:OP957284)核苷酸序列与CGMMV分离物GDLZ(GenBank登录号:MK933286)、CG038(GenBank登录号:MH271443)、CGMMV-pXT1(GenBank登录号:KY753929)、eWT(GenBank登录号:KY753928)、C284R(GenBank登录号:KY753927)、CGMMV-XG(GenBank登录号:KP868654)、JD2(GenBank登录号:KM873785)和Anhui(GenBank登录号:KT236095)核苷酸序列一致率最高,均达到99.8%。

关键词：西瓜病毒黄瓜绿斑驳花叶病毒西瓜皱叶病毒2号瓜类蚜传黄化病毒甜瓜潜隐病毒西瓜病毒A

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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

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中国河南紫堇属植物小志

西北植物学报 2024年

作者：王付倩王鹏行张梦帆苏静刘艳艳李家美河南农业大学生命科学学院河南农业大学植物保护学院

【目的】探讨河南紫堇属的物种多样性,进一步明确物种分布。【方法】在审查原始文献和中国数字植物标本馆(CVH)标本的基础上,对河南省紫堇属植物开展大量野外调查和标本采集工作。【结果】河南省紫堇属发现3个新分布种:南五台山紫堇(Cor... 详细信息

【目的】探讨河南紫堇属的物种多样性,进一步明确物种分布。【方法】在审查原始文献和中国数字植物标本馆(CVH)标本的基础上,对河南省紫堇属植物开展大量野外调查和标本采集工作。【结果】河南省紫堇属发现3个新分布种:南五台山紫堇(Corydalis nanwutaishanensis ***&Lidén)、黄紫堇(C. ochotensis Turcz.)和阜平黄堇(C. wilfordii Regel.),证实以往文献资料记载河南产的曲花紫堇(C. curviflora Maxim.)和土元胡(C. humosa Migo.)分别实为陕西紫堇(C. shensiana Lidén ex C. Y. Wu, H. Chuang&Z. Y. Su)和小药八旦子[*** (Lam.) Pers.]。考证到假刻叶紫堇(C. pseudoincisa C. Y. Wu, Z.Y. Su&Lidén.)标本旁白的翻译错误,推测该种在河南省没有分布。【结论】报道的河南省紫堇属3个新分布种和3个存疑种,为河南省生物多样性研究以及《河南植物志》的再版等提供基础资料。

关键词：新记录植物区系分类罂粟科

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宁南霉素对水稻纹枯病的防治试验

农药 2024年第3期63卷 217-223页

作者：宋春华马骞苏佳萌邱晓杰常缨东北农业大学生命科学学院哈尔滨150036

[目的]水稻纹枯病是水稻主要病害之一,严重影响水稻的产量。宁南霉素(ningnanmycin)可有效防治多种农作物病害。[方法]测定了在感染纹枯病的水稻上喷施宁南霉素的生理生化指标;通过qRT-PCR分析了病程相关蛋白相关基因PR1-α、PR-3和PR-... 详细信息

[目的]水稻纹枯病是水稻主要病害之一,严重影响水稻的产量。宁南霉素(ningnanmycin)可有效防治多种农作物病害。[方法]测定了在感染纹枯病的水稻上喷施宁南霉素的生理生化指标;通过qRT-PCR分析了病程相关蛋白相关基因PR1-α、PR-3和PR-5的表达。[结果]与Rhizoctonia solani组相比,ningnanmycin+Rhizoctonia solani组水稻叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和β-1,3-葡聚糖酶、内切几丁质酶、PPO的活性在4~7 d显著增加;MDA、O_(2)^(-)和H_(2)O_(2)的含量在3~7 d显著降低;PAL、SOD、POD和CAT的活性在3~7 d显著增加;ningnanmycin+Rhizoctonia solani组水稻叶片的OsPR1-α、OsPR-3和OsPR-5基因的相对表达量在3~7 d显著高于Rhizoctonia solani组。[结论]宁南霉素通过诱导产生病程相关蛋白和保护酶,增强植株寄主抗性,可有效控制立枯丝核菌引起的水稻纹枯病。

关键词：水稻宁南霉素水稻纹枯病立枯丝核菌