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稻曲病发病规律、病菌功能基因组以及免疫反应的遗传机制

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中国稻米 2024年第1期30卷 39-46,52页

作者：何旎清程朝平晋艺丹黄凤凰李生平杨德卫福建省农业科学院水稻研究所福州350018 福建农林大学农学院福州350002

稻曲病已成为我国水稻生产中重要病害之一,不仅影响水稻产量和品质,且危害人畜健康安全。目前对稻曲病研究已取得一定进展,但在抗性评价标准、抗性基因挖掘、病原菌侵染方式、致病机理以及防控预测等方面还存在局限性。本文综述了稻曲... 详细信息

稻曲病已成为我国水稻生产中重要病害之一,不仅影响水稻产量和品质,且危害人畜健康安全。目前对稻曲病研究已取得一定进展,但在抗性评价标准、抗性基因挖掘、病原菌侵染方式、致病机理以及防控预测等方面还存在局限性。本文综述了稻曲病简史与发生概况、稻曲病菌的生物学特征、稻曲病菌的侵染特征、稻曲病抗性遗传规律与基因鉴定、抗性遗传机制、抗性鉴定技术以及病害发生影响因子等方面的研究进展。同时,探讨当前稻曲病抗性鉴定方法、抗性基因挖掘、侵染机制、稻曲病菌与水稻互作以及病情监测预报和防治等方面存在的问题,分析与展望了相关问题及研究方向。

关键词：水稻稻曲病研究进展遗传机制

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光固化制造仿生蝴蝶点阵结构压缩及吸能性能研究

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应用激光 2024年

作者：谢炜豪杨永泰福建农林大学机电工程学院中国科学院大学中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心

结构功能梯度点阵模型不仅有优异的抗压及吸能特性,而且能够达到轻量化的效果,因而被广泛运用在机械、车辆、航空航天等领域。受蝴蝶蝶翼几何形状的启发,结合菱形正十二面体单胞,设计一种新型单胞,通过参数化建模将其阵列为等杆径点阵结... 详细信息

结构功能梯度点阵模型不仅有优异的抗压及吸能特性,而且能够达到轻量化的效果,因而被广泛运用在机械、车辆、航空航天等领域。受蝴蝶蝶翼几何形状的启发,结合菱形正十二面体单胞,设计一种新型单胞,通过参数化建模将其阵列为等杆径点阵结构,并设计相应的梯度点阵结构进行对比。以光敏树脂为原料,运用光固化增材制造技术进行结构制备。基于准静态压缩实验探究了两种点阵结构的压缩性能及吸能性能。结果表明,两种结构都以逐层塌陷的方式达到致密化,但裂纹扩展的方向相反;两种结构的单位体积应变能随着杆径及几何形状参数的增大而增加;在点阵结构尺寸相同的情况下,梯度点阵结构用料更少,但能大幅度提升比吸能。

关键词：光固化成形技术仿生结构设计梯度点阵结构压缩性能吸能性能

福建省猪源葡萄球菌多重耐药基因的分子流行病学调查

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 1-10页

作者：董紫凡吴仁杰王隆柏白丁平周伦江车勇良福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福建福州350002 福建省农业科学院畜牧兽医研究所/福建省畜禽疫病防治工程技术研究中心福建福州350013

【目的】明确多重耐药基因cfr、optrA和poxtA在福建省猪源葡萄球菌中的分子流行特征,为耐药葡萄球菌的控制提供科学依据。【方法】通过PCR扩增16S rRNA对2020-2022年分离自福建省福州市、厦门市、漳州市、三明市、龙岩市、南平市、宁德... 详细信息

【目的】明确多重耐药基因cfr、optrA和poxtA在福建省猪源葡萄球菌中的分子流行特征,为耐药葡萄球菌的控制提供科学依据。【方法】通过PCR扩增16S rRNA对2020-2022年分离自福建省福州市、厦门市、漳州市、三明市、龙岩市、南平市、宁德市不同猪场的107株菌(样品为鼻拭子、唾液、粪便和肺脏)进行鉴定。对分离菌株进行cfr、optrA和poxtA多重耐药基因检测;采用MEGA软件对cfr和optrA阳性菌株进行系统发育分析;采用琼脂稀释法或微量肉汤稀释法对cfr和optrA基因阳性菌株进行3种抗菌药物(酰胺醇类抗菌药物氟苯尼考和氯霉素,恶唑烷酮类抗菌药物利奈唑胺)最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)测定。【结果】经鉴定107株菌均为葡萄球菌,分属18个种,其中以科氏葡萄球菌占比最高。流行病学调查结果显示,107株葡萄球菌主要来自猪鼻拭子样品(占67.3%),并且在福州市猪场的样品中分离率最高(36.4%)。PCR筛查结果显示,在107株葡萄球菌中未检出poxtA基因阳性菌株;检测出14株cfr阳性菌和6株optrA阳性菌,检出率分别为13.1%和5.6%,其中葡萄球菌FJNP2209-1和FJCT2212-1同时携带cfr及optrA基因。系统发育分析结果显示,14株cfr阳性葡萄球菌处于同一个分支内,其中菌株FJFQ2211与所研究的其他菌株亲缘关系稍远;6株optrA基因阳性葡萄球菌属于2个分支。药敏试验结果表明,携带多重耐药基因cfr或optrA的18株葡萄球菌对氯霉素和氟苯尼考100%耐药,对利奈唑胺的耐药率为83.33%。【结论】福建省不同猪场来源的葡萄球菌中多重耐药基因cfr和optrA阳性率较高,但poxtA基因未检出。福建省猪源葡萄球菌对氟苯尼考、氯霉素、利奈唑胺均表现出较高的耐药率,应加强抗菌药物在养猪场中的规范使用。

关键词：葡萄球菌猪病防制多重耐药基因福建省

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香蕉ELF3的克隆与表达分析

生物技术通报 2024年第5期40卷 131-140页

作者：郝思怡张君珂王斌曲朋燕李瑞得程春振山西农业大学园艺学院太谷030801 福建农林大学园艺学院福州350002

【目的】早花基因3(EARLY FLOWERING3,ELF3)是生物钟系统核心振荡器的重要组成成员,在植物生物钟和开花调控及逆境胁迫等过程扮演重要角色。目前尚无香蕉ELF3的相关报道,为揭示ELF3在香蕉抵御逆境胁迫中的功能对其进行了鉴定、克隆和表... 详细信息

【目的】早花基因3(EARLY FLOWERING3,ELF3)是生物钟系统核心振荡器的重要组成成员,在植物生物钟和开花调控及逆境胁迫等过程扮演重要角色。目前尚无香蕉ELF3的相关报道,为揭示ELF3在香蕉抵御逆境胁迫中的功能对其进行了鉴定、克隆和表达分析。【方法】克隆了从香蕉基因组鉴定获得的4个MaELF3成员(MaELF3-1-MaELF3-4),利用生物信息学手段分析了它们的序列特征,基于转录组数据和实时荧光定量PCR研究了它们在高低温胁迫、香蕉枯萎病菌FocTR4侵染及茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)处理后的表达模式。【结果】4个MaELF3的CDS长度介于2 058-2 301 bp,可编码685-766 aa。除MaELF3-4含3个外显子外,其余MaELF3s均含4个外显子。4个MaELF3s均为定位于细胞核的不稳定碱性蛋白;与温带植物ELF3s不同,MaELF3s和多种热带植物的ELF3均无朊病毒样结构域(PrD)。系统进化结果显示,MaELF3-2和MaELF3-4与拟南芥ELF3(At2g25930)亲缘关系最近;MaELF3-1和MaELF3-3分别与粗柄象腿蕉(Ensete ventricosum)和野蕉(Musa balbisiana)ELF3亲缘关系最近。MaELF3s启动子上存在一些光、激素(MeJA、ABA等)和逆境胁迫(干旱、低温等)响应相关元件。基因表达分析结果显示,所有4个MaELF3s在香蕉叶片中的表达均受ABA和JA影响,且它们在香蕉根系中的表达受FocTR4显著抑制;除MaELF3-4外其他成员的表达均受高低温显著抑制。【结论】MaELF3s参与了香蕉对不同逆境胁迫的响应。

关键词：早花基因3 香蕉基因克隆序列和表达分析逆境响应

甘蔗抗褐锈病Bru1区域的鉴定及候选抗病基因的功能分析

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中国农业科学 2024年第5期57卷 855-867页

作者：吴期滨谢婉婕钟惠冯春燕潘浩然齐浥颖张积森王恒波福建农林大学农学院/国家甘蔗工程技术研究中心/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室

【目的】甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala H. Sydow&P. Sydow）引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10%—36%，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候选基... 详细信息

【目的】甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala H. Sydow&P. Sydow）引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10%—36%，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候选基因，并进行功能研究，为选育抗褐锈病甘蔗新品种提供重要的候选基因资源。【方法】利用PacBio SequelⅡ测序平台获得甘蔗栽培品种ROC22的contig水平基因组信息，鉴定到抗褐锈病Bru1区域，对其进行基因注释和克隆，分析其组织特异性和抗、感褐锈病甘蔗品种中的表达模式及其在烟草叶片的亚细胞定位和瞬时表达。【结果】基于Bru1位点区域紧密连锁的标记R12H16和9O20-F4，从该区域中注释到33个基因，结合典型抗病基因结构域，共筛选获得5个候选抗病基因，分别为Brrg99、Brrg103、Brrg108、Brrg115和Brrg116。以甘蔗栽培品种ROC22的cDNA为模板，克隆获得Brrg116的全长序列729 bp，编码242个氨基酸残基。将该基因序列分别比对甘蔗热带种和割手密种及二倍体近缘种高粱的基因组数据库，发现其与热带种和割手密种的同源基因序列相似性很高，达到98%以上，而与高粱的相似性为93.77%。系统进化树揭示该基因起源甘蔗割手密种。实时荧光定量PCR检测表明，Brrg116在甘蔗栽培品种的多个组织中组成型表达，尤其是在+1叶中的表达量最高，是蔗芽的9.8倍；在褐锈病菌侵染抗、感甘蔗栽培品种的6和72 h时，呈现显著差异表达。亚细胞定位结果显示，该基因编码蛋白定位于细胞膜上。在本氏烟（Nicotiana benthamiana）叶片中瞬时过表达Brrg116，其后接种茄病镰刀菌蓝色变种，二氨基联苯胺法（3,3′-diaminobenzidine,DAB）染色逐渐加深，超敏反应相关基因、水杨酸信号和乙烯信号途径中的相关基因持续上调表达。【结论】Brrg116在甘蔗不同组织中组成型表达，且在受褐锈病菌侵染的抗病甘蔗栽培品种中呈现快速的诱导表达。此外，过表达Brrg116引发水杨酸和乙烯等激素信号通路产生防御响应，推测该基因可能在提高植物的抗病性方面发挥重要调控作用。

关键词：甘蔗 Bru1区域褐锈病候选抗病基因连锁标记

五指毛桃不同部位补骨脂素合成酶基因的表达及其代谢产物含量

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热带作物学报 2024年第4期45卷 674-681页

作者：杨琳杨帆张杭颖黄勃诚邱清华张君诚三明学院药用植物开发利用福建省高校工程研究中心福建三明365004 福建农林大学食品科学学院福建福州350000

为探究五指毛桃(Ficus hirta Vahl)不同部位补骨脂素合成酶基因(psoralen synthetase,PS)表达与补骨脂素含量的关系,本研究分别采用实时荧光定量PCR法和高效液相色谱法测定来自广西和福建的五指毛桃根、茎、叶和果实PS基因的表达量及补... 详细信息

为探究五指毛桃(Ficus hirta Vahl)不同部位补骨脂素合成酶基因(psoralen synthetase,PS)表达与补骨脂素含量的关系,本研究分别采用实时荧光定量PCR法和高效液相色谱法测定来自广西和福建的五指毛桃根、茎、叶和果实PS基因的表达量及补骨脂素含量,分析不同五指毛桃种质不同部位PS基因表达及其代谢产物含量的差异。结果显示:PS基因在广西和福建五指毛桃的根、茎、叶和果实中均有表达,且其表达量具有组织特异性,在根中的相对表达量最高(侧根高于主根),叶中次之(全缘叶高于缺刻叶),茎和果实的表达量极低。使用高效液相色谱测得广西和福建的五指毛桃中补骨脂素含量存在差异,在2个五指毛桃种质的主根、侧根、缺刻叶、全缘叶、茎、果实中均有积累,侧根中的含量最高,分别为3.206、2.947 mg/g,主根次之(2.136、0.419 mg/g),缺刻叶中的含量分别为0.022、0.028 mg/g,全缘叶中的含量分别为0.069、0.035 mg/g,茎(0.003、0.003 mg/g)和果实(0.002、0.001 mg/g)中含量较低。五指毛桃PS基因表达与补骨脂素含量具有相关性,该研究结果为解析PS基因在五指毛桃补骨脂素合成中的作用提供参考。

关键词：五指毛桃补骨脂素补骨脂素合成酶基因表达工艺优化含量

西方蜜蜂CKI1蛋白的分子特征和基因时空表达谱

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环境昆虫学报 2024年

作者：邹培缘臧贺董舒楠叶道有杜丽婷邱剑丰付中民陈大福郭睿福建农林大学蜂学与生物医药学院天然生物毒素国家地方联合工程实验室福建省蜂疗研究所

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1（Cyclin dependent kinase inhibitor1， CKI1）基因AmCKI1进行表达验证，并解析AmCKI1蛋白的理化性质和分子特征，进而测定工蜂不同组织和发育阶段AmCKI1的表达谱，旨... 详细信息

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1（Cyclin dependent kinase inhibitor1， CKI1）基因AmCKI1进行表达验证，并解析AmCKI1蛋白的理化性质和分子特征，进而测定工蜂不同组织和发育阶段AmCKI1的表达谱，旨在为进一步的功能研究提供参考和基础。通过PCR和Sanger测序验证AmCKI1的表达。使用相关软件预测AmCKI1的理化性质和分子特征，并进行系统进化分析。采用RT-qPCR检测AmCKI1在工蜂的触角、脑、咽下腺、中肠、毒腺、表皮和脂肪体等7个不同组织，卵、幼虫、预蛹、蛹和1、2、6、12、15和17日龄成虫中的相对表达量。结果显示，AmCKI1在工蜂中真实表达。AmCKI1的分子式为C1104H1793N333O331S7，分子量约为25.26 kD，脂溶系数为71.88，等电点为10.18，平均亲水系数为-0.674，可同时定位于细胞核、线粒体和细胞质；AmCKI1含32个磷酸化位点，但不含典型的跨膜结构域和信号肽；西方蜜蜂和其他6种蜂的CKI1蛋白均包含1个CDI结构域和3个相同的保守基序；西方蜜蜂与小蜜蜂Apis florea的CKI同源性最高。AmCKI1在西方蜜蜂工蜂的脑、咽下腺、中肠、触角、毒腺、表皮和脂肪体中均有表达但表达量无显著差异（P>0.05）；AmCKI1在卵、3日龄幼虫、7和8日龄预蛹及12日龄蛹中差异表达，在卵和预蛹中的表达量显著高于3日龄幼虫和12日龄蛹中的表达量（P<0.05）；AmCKI1在工蜂的1、2、6、12、15和17日龄成虫体内差异表达，在17日龄成虫中的表达量最高且显著高于1、2、6、12和15日龄成虫体内的表达量。AmCKI1是潜在的胞内蛋白和亲水性蛋白，CKI1在西方蜜蜂、小蜜蜂、欧洲熊蜂Bombus terrestris、美洲东部熊蜂Bombus impatiens、黑大蜜蜂Apis laboriosa、东方蜜蜂Apis ceranae和大蜜蜂Apis dorsata中高度保守，西方蜜蜂与小蜜蜂的CKI1同源性最高，AmCKI1在工蜂卵和17日龄成虫中特异性高表达。

关键词：西方蜜蜂细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1 分子特征系统进化表达谱

虾活性肽微胶囊复合可食膜的制备及其保鲜作用

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食品工业科技 2024年第4期45卷 273-281页

作者：吴泽龙陈梅香何建林白锴凯余琳张怡洪碧红自然资源部第三海洋研究所海洋生物资源开发利用工程技术创新中心福建厦门361005 福建农林大学食品科学学院福建福州350002 闽台特色海洋食品加工及营养健康教育部工程研究中心福建福州350002

针对南美白对虾易腐败和黑变问题,以羟丙甲基纤维素(HPMC)、虾活性肽微胶囊为成膜原料,研发具有保鲜功能的复合可食膜。采用单因素实验,以膜的机械性能、水蒸气透过率等为指标,考察羟丙甲基纤维素添加量、甘油添加量及虾活性肽微胶囊添... 详细信息

针对南美白对虾易腐败和黑变问题,以羟丙甲基纤维素(HPMC)、虾活性肽微胶囊为成膜原料,研发具有保鲜功能的复合可食膜。采用单因素实验,以膜的机械性能、水蒸气透过率等为指标,考察羟丙甲基纤维素添加量、甘油添加量及虾活性肽微胶囊添加量对复合可食膜的成膜效果及膜性能的影响,并进一步研究虾活性肽微胶囊添加量对复合可食膜的红外光谱和自由基清除能力的影响,优化复合可食膜制备工艺;开展覆膜包装贮藏实验,以感官评分、pH、挥发性盐基氮含量、菌落总数等为指标,探究复合可食膜对南美白对虾的保鲜作用。结果表明,经单因素实验优化,复合可食膜的最佳膜材添加量为:羟丙甲基纤维素12%、甘油0.4%、微胶囊3%,此条件下,膜的综合性能佳。由膜抗氧化性能测定实验可得,当微胶囊添加量为3%及以上时,膜的抗氧化性能较好。傅里叶红外光谱显示,微胶囊添加量为3%~4%时,微胶囊与膜组分的交联作用较强。贮藏实验证实,复合可食膜可抑制虾体腐败,改善虾体感官,减缓机体pH上升、挥发性盐基氮激增和菌落总数增加等腐败现象,其贮藏期较无保护组可延长3~4 d,且总体保鲜效果优于HPMC空白膜甚至保鲜(PE)膜,展现出对南美白对虾的良好保鲜作用。

关键词：虾活性肽微胶囊可食膜南美白对虾保鲜

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5种柏科植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

福建农林大学学报（自然科学版） 2024年第2期53卷 214-220页

作者：黄思琦张麒功叶泽霖覃兴化汪其双林协全郑智位林文锋邹小兴福建农林大学林学院福建福州350002 自然生物资源保育利用福建省高校工程研究中心福建福州350002 福建省德化葛坑国有林场福建德化362509

【目的】通过叶绿体基因组密码子偏好性,分析5种柏科植物(秃杉、水杉、杉木、福建柏、日本柳杉)的亲缘关系,筛选出与秃杉亲缘相近者作为异种砧木,为秃杉无性繁殖与规模化生产提供理论参考。【方法】通过NCBI下载并筛选5种柏科植物的蛋... 详细信息

【目的】通过叶绿体基因组密码子偏好性,分析5种柏科植物(秃杉、水杉、杉木、福建柏、日本柳杉)的亲缘关系,筛选出与秃杉亲缘相近者作为异种砧木,为秃杉无性繁殖与规模化生产提供理论参考。【方法】通过NCBI下载并筛选5种柏科植物的蛋白编码序列,使用CUSP、CodonW、SPSS、MAFFT等软件分析密码子偏好性形成模式,并构建聚类树和系统发育树。【结果】5种柏科植物叶绿体密码子的A/T碱基均较多,且第3位以A/T结尾为主;有效密码子数基本高于35,密码子使用偏好性总体较弱;由中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析可得,密码子偏好性的形成同时受自然选择、碱基突变等多种因素影响,且自然选择是主导因素;通过相对同义密码子分析和最优密码子分析确定AAA、CCA、GCU同时为秃杉、水杉、杉木与福建柏的最优密码子,无以G/C结尾的密码子;秃杉与水杉、杉木、福建柏、日本柳杉共有的最优密码子分别为9、7、11、7个,数量上差异较小;基于相对同义密码子使用度与基于蛋白编码序列构建的进化树结构相似,基于全序列和蛋白编码序列构建的系统进化树均显示秃杉与杉木的亲缘关系最为接近。【结论】叶绿体基因组密码子偏好性可用于异砧嫁接中砧木选择方法的优化,杉木与秃杉的亲缘关系相近,推荐使用杉木作为秃杉嫁接的异种砧木。

关键词：秃杉柏科植物叶绿体基因组密码子偏好性亲缘关系