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5-氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫与生长中的作用研究

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中国农业大学学报 2024年第10期29卷 97-107页

作者：张政达康珍刘涛胡晓辉西北农林科技大学园艺学院/农业农村部西北设施园艺工程重点实验室/陕西省设施农业工程技术研究中心陕西杨凌712100 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032 沈阳农业大学园艺学院沈阳110866

为了提供更有效的非生物胁迫抗性改良策略,本研究综述了5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)在生物体内的合成途径以及其在提高植物对非生物胁迫的耐受性和调节植物生长方面的作用机制。结果表明:1)ALA的生物合成主要通过C5路径... 详细信息

为了提供更有效的非生物胁迫抗性改良策略,本研究综述了5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)在生物体内的合成途径以及其在提高植物对非生物胁迫的耐受性和调节植物生长方面的作用机制。结果表明:1)ALA的生物合成主要通过C5路径和Shemin路径进行,二者在不同生物体中因适应其特有的生理和生态需求而有所侧重。2)作为卟啉类化合物的前体,ALA在植物光合作用和代谢过程中扮演关键角色。3)通过影响植物基因表达、代谢调控和信号转导等途径,ALA提升了植物的抗逆性。4)进一步的研究将集中于探索ALA的具体分子机制和信号传导路径,并开发新的途径以利用ALA提高作物品质和增加农业生产力。总的来说,ALA在农业生产和科学研究领域展示出巨大的研究潜力和应用前景,但要充分发挥其潜力和效用,还需深入研究其具体分子机制,并进一步确定ALA作为植物信号分子的角色及其具体受体的存在。本研究不仅为园艺植物提供更有效的非生物胁迫抗性改良策略,也为在全球气候变化和环境压力日益增大的背景下保障作物的稳定和可持续生产提供了理论基础。

关键词： 5-氨基乙酰丙酸非生物胁迫生长发育调控机制

植物miR396及其靶基因进化、功能与应用研究进展

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核农学报 2024年第3期38卷 472-480页

作者：童嘉琳楼姝坪徐云敏朱祝军何勇浙江农林大学园艺科学学院浙江杭州311300 农业农村部亚热带果品蔬菜质量安全控制重点实验室浙江杭州311300

miR396是植物中一类保守的miRNA,通过切割/翻译抑制负调控靶基因,在植物生长发育、信号响应等过程起重要作用。本研究对miR396和靶基因的功能进行总结,重点阐述了miR396的进化及其在农业生产上的应用,以期为深入探究miR396调控植物发育... 详细信息

miR396是植物中一类保守的miRNA,通过切割/翻译抑制负调控靶基因,在植物生长发育、信号响应等过程起重要作用。本研究对miR396和靶基因的功能进行总结,重点阐述了miR396的进化及其在农业生产上的应用,以期为深入探究miR396调控植物发育、提高作物产量和养分利用效率等提供参考。

关键词： miR396 靶基因进化功能 GRF

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植物类黄酮转运与积累机制的研究进展

植物学报 2024年第3期59卷 463-480页

作者：谢靖雯曹晓云潘婉琪杜灵娟西北农林科技大学风景园林艺术学院杨凌712100 旱区作物逆境生物学国家重点实验室(西北农林科技大学)/农业部西北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室杨凌712100

类黄酮是植物次生代谢过程中产生的多酚类物质,在植物中广泛存在且功能多样。类黄酮的生物合成发生在内质网的细胞质侧,但最终积累在液泡腔内。因此,需要高效的类黄酮转运和积累系统将其从内质网转移至液泡内。几十年来,关于植物类黄酮... 详细信息

类黄酮是植物次生代谢过程中产生的多酚类物质,在植物中广泛存在且功能多样。类黄酮的生物合成发生在内质网的细胞质侧,但最终积累在液泡腔内。因此,需要高效的类黄酮转运和积累系统将其从内质网转移至液泡内。几十年来,关于植物类黄酮转运有诸多研究。目前的研究结果表明,植物体内存在3种类黄酮转运机制,包括谷胱甘肽转移酶介导的转运及膜转运蛋白和囊泡介导的转运。该文综述了这3种转运机制以及近年来植物类黄酮转运研究进展,分析总结了3种不同但具有非排它性机制在功能上的协同作用。虽然类黄酮生物合成途径在许多物种中得到很好的表征,但是关于其转运研究仍相对缺乏。类黄酮修饰与转运的关系、转运蛋白对底物的特异性和偏好性及类黄酮转运的转录调控仍需深入探索,以更好地解析类黄酮在植物细胞中的转运和积累机制。

关键词：类黄酮转运谷胱甘肽转移酶膜转运蛋白囊泡转运

基于全基因组关联分析的香蕉枯萎病菌致病基因挖掘与功能研究

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南方农业学报 2024年第8期55卷 2442-2453页

作者：高辉蒋尚伯杨迪杜婵娟张晋潘连富崔海涛付岗广西农业科学院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广西作物病虫害生物学重点实验室广西南宁530007 福建农林大学农学院福建福州353001 山东农业大学植物保护学院山东泰安272018

【目的】深入挖掘香蕉枯萎病菌致病相关基因,并解析其基因特性,为香蕉抗枯萎病品种选育及新药物靶标的开发打下基础。【方法】基于遗传背景将供试299株香蕉枯萎病菌的致病力分别依据数量性状和质量性状进行分组,使用混合线性模型的Gemm... 详细信息

【目的】深入挖掘香蕉枯萎病菌致病相关基因,并解析其基因特性,为香蕉抗枯萎病品种选育及新药物靶标的开发打下基础。【方法】基于遗传背景将供试299株香蕉枯萎病菌的致病力分别依据数量性状和质量性状进行分组,使用混合线性模型的Gemma软件,运用全基因组关联分析(GWAS)技术对香蕉枯萎病菌致病力表型与全基因组重测序数据进行关联分析;进一步采用ProtParam、SingleIP和SAMRT等生物信息学软件解析候选基因的理化性质及初级结构。【结果】运用GWAS共关联到151个与致病力相关的单核苷酸多态性(SNP)位点。初步确定3个不同类型基因FocScp、FocChp和FocGhf12与枯萎病菌致病力密切相关,进一步对FocScp、FocChp和FocGhf12基因的编码蛋白进行生物信息学分析并预测其功能,结果显示,FocScp基因的cDNA编码区全长948 bp,编码314个氨基酸残基,大小约33.27 kD,含有N-端信号肽,预测为胞外分泌蛋白;FocChp基因的cDNA编码区全长1302 bp,编码433个氨基酸残基,大小约49.17 kD,亚细胞定位在细胞核,预测为含有3个锌指结构域的转录因子;FocGf12基因的cDNA编码区全长1533 bp,编码480个氨基酸残基,大小约53.54 kD,该蛋白存在跨膜结构域,具有GPI修饰位点,亚细胞定位在胞外,预测为糖苷水解酶家族12蛋白。【结论】通过GWAS获得香蕉枯萎病菌3个致病相关基因FocScp、FocChp和FocGhf12,其编码蛋白分别为分泌蛋白、转录因子和结构蛋白。

关键词：香蕉枯萎病菌致病相关基因全基因组关联分析生物信息学分析

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有机肥替代部分化肥对葡萄生长和果实品质的影响

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中国南方果树 2024年第4期53卷 119-124页

作者：李晟之闫凤丹李俊张宗勤张朝红西北农林科技大学园艺学院/农业部西北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室陕西杨凌712100 西安市农业技术推广中心西安710300 西北农林科技大学葡萄酒学院陕西杨凌712100

为减少葡萄园化肥的施用量,改良土壤和提高果实品质,以5年生户太八号葡萄为试验材料,研究1 t/667 m^(2)、3 t/667 m^(2)、5 t/667 m^(2)和7 t/667 m^(2)有机肥替代50 kg/667 m^(2)硫酸钾复合肥处理对土壤理化性质、树体生长发育及果实... 详细信息

为减少葡萄园化肥的施用量,改良土壤和提高果实品质,以5年生户太八号葡萄为试验材料,研究1 t/667 m^(2)、3 t/667 m^(2)、5 t/667 m^(2)和7 t/667 m^(2)有机肥替代50 kg/667 m^(2)硫酸钾复合肥处理对土壤理化性质、树体生长发育及果实品质的影响。结果表明,有机肥替代部分化肥与单施化肥相比可以提高土壤透气性,降低土壤pH值,改善土壤微环境。与单独施用100 kg/667 m^(2)硫酸钾复合肥相比,用5 t/667 m^(2)有机肥替代50 kg/667 m^(2)硫酸钾复合肥的处理效果最好,土壤有机质含量、全氮、速效磷和速效钾含量与对照相比,分别显著提高了30.98%、16.79%、43.04%和19.08%,枝条长度、粗度及叶绿素含量与对照相比分别增加11.46%、7.27%和6.45%,葡萄单穗质量、单粒质量、硬度、可溶性固形物、可溶性糖分别提高了19.19%、8.31%、17.90%、8.49%、8.26%,可滴定酸含量降低了12.24%。综合分析认为5 t/667 m^(2)有机肥替代50 kg/667 m^(2)硫酸钾复合肥的处理效果较好,适宜在陕西地区推广应用。

关键词：葡萄有机肥土壤改良果实品质

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不同管理方式的武夷水仙岩茶品质差异及其形成的物质基础

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热带作物学报 2024年第3期45卷 576-591页

作者：吴全金周喆林馥茗漆思雨周明帅彭良清孙威江福建开放大学文经学院福建福州350003 福建农林大学园艺学院福建福州350002 武夷山市明慧岩茶厂福建武夷山354300 厚夷岩茶厂福建武夷山354300

福建水仙属于小乔木型茶树,是加工武夷岩茶的主要品种之一。目前,武夷山茶园管理过程中存在水仙茶树自然生长的现象(不修剪),其制茶品质与修剪水仙有明显区别。为明确自然生长和修剪条件下,武夷水仙岩茶的香气和呈味物质基础及其差异,... 详细信息

福建水仙属于小乔木型茶树,是加工武夷岩茶的主要品种之一。目前,武夷山茶园管理过程中存在水仙茶树自然生长的现象(不修剪),其制茶品质与修剪水仙有明显区别。为明确自然生长和修剪条件下,武夷水仙岩茶的香气和呈味物质基础及其差异,本研究采用气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)和高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)技术,结合多元统计分析,探寻自然生长和修剪下武夷水仙岩茶在焙火前(毛茶)和焙火后(成品茶)香气物质、滋味成分与品质的内在联系。结果表明:利用GC-MS技术共鉴定出261种挥发物;通过主成分分析(principal component analysis,PCA)与正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)可知,自然生长水仙茶树和修剪水仙茶树制成的毛茶和成品茶的香气物质差异明显。与修剪水仙毛茶相比,自然生长水仙毛茶有41种挥发性物质存在显著差异(筛选差异标准:VIP>1,且FC≥1.5或FC≤0.67),己酸己酯、植物醇、异植醇、反式-橙花叔醇等花果香物质的相对含量更高;而β-雪松烯、γ-杜松烯、2-甲氧基呋喃等相对含量更低。与修剪水仙成品茶相比,自然生长水仙成品茶有71种挥发性物质存在显著差异,呈果香型的己酸己酯、己酸甲酯、反式-橙花叔醇、(Z)-β-法呢烯、1-庚醇、2-庚酮等挥发物,呈烘烤香型的3-乙基-1H-吡咯、2-甲酰基-4,5-二甲基吡咯、乙基甲基吡嗪等挥发物的相对含量更高。修剪水仙和自然生长水仙茶焙火前后的香气物质也存在很大差异,分别有91和70种差异物质。通过香气活性值(aroma activity value,OAV)分析表明,(E)-3-己烯醇、吲哚、反式-橙花叔醇、环氧-β-紫罗兰酮、(E)-芳樟醇氧化物、2-苯乙醇、水杨酸甲酯可能是自然生长水仙香气形成的重要物质。主要呈味物质分析表明,自然生长和修剪水仙茶的儿茶素组分和咖啡碱存在明显差异。感官审评结果与理化检测结果一致,表现为自然生长水仙茶花果香浓郁,滋味醇厚,品质更佳。本研究对科学管理茶园和茶叶品质调控有指导作用。

关键词：武夷水仙自然生长修剪毛茶成品茶

不同地区小茴香苗期耐盐性综合评价及耐盐指标筛选

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 125-135页

作者：赵昕玥王晓敏赵云雅郭彦英宗蕾程国新郭猛高艳明李建设宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏银川750021 宁夏现代设施园艺工程技术研究中心宁夏银川750021 宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏银川750021

【目的】筛选小茴香苗期关键耐盐指标及高度耐盐小茴香品种,为促进茴香产业的发展提供参考。【方法】以来自5个不同地区(宁夏海原县、内蒙古托克托县、山西大同市、陕西渭南市和甘肃民勤县)的小茴香为材料,用不同质量浓度(0(CK),3,6,9,1... 详细信息

【目的】筛选小茴香苗期关键耐盐指标及高度耐盐小茴香品种,为促进茴香产业的发展提供参考。【方法】以来自5个不同地区(宁夏海原县、内蒙古托克托县、山西大同市、陕西渭南市和甘肃民勤县)的小茴香为材料,用不同质量浓度(0(CK),3,6,9,12和15 g/L)NaCl胁迫其幼苗20 d后,测定幼苗的形态指标(株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、根长、根数)和生理指标(相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量),对以上指标的相关性进行分析,并计算其耐盐系数;在此基础上,对5个不同地区小茴香材料的11个指标进行主成分分析,计算综合评价值(D),对不同地区小茴香幼苗的耐盐性进行综合评价;基于综合评价值,采用组间联接法和平方欧氏距离对不同地区小茴香进行聚类分析;利用逐步回归分析筛选关键耐盐指标,建立小茴香幼苗耐盐性评价的最优回归方程。【结果】①随着NaCl质量浓度的增加,5个地区小茴香幼苗的株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、根长、根数均呈下降趋势;相对电导率及丙二醛和脯氨酸含量均呈上升趋势;甘肃、内蒙古和山西小茴香幼苗的可溶性糖含量先增加后下降,宁夏和陕西小茴香幼苗的可溶性糖含量均呈上升趋势。②相关性分析表明,NaCl胁迫下小茴香幼苗的各指标之间存在不同程度的相关性,其中株高、茎粗、最大叶宽、最大叶面积和根数之间均呈显著或极显著正相关,相对电导率与丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量呈极显著正相关,相对电导率、脯氨酸和可溶性糖含量与株高、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积和根数之间均呈显著或呈极显著负相关。③甘肃地区小茴香材料的D值最大(0.612),其幼苗耐盐性最强;其次为内蒙古(0.545)、山西(0.487)和宁夏(0.429);陕西地区小茴香材料的的D值最小(0.306),其幼苗耐盐性最弱。④聚类分析结果显示,在欧氏距离8.0处,5个地区的小茴香材料可分为3类,其中第Ⅰ类为甘肃地区小茴香材料,第Ⅱ类为内蒙古、山西和宁夏地区小茴香材料,第Ⅲ类为陕西地区小茴香材料。⑤筛选出最大叶长、最大叶面积、相对电导率、脯氨酸含量4个指标用于小茴香的耐盐性评价,并据此建立了小茴香幼苗耐盐性评价的最优回归方程。【结论】NaCl胁迫对小茴香幼苗生长有抑制作用,不同地区小茴香幼苗对NaCl胁迫的响应程度存在差异。甘肃地区小茴香为耐盐材料,内蒙古、山西和宁夏地区的小茴香为中度耐盐材料,陕西地区小茴香为轻度耐盐材料。

关键词：小茴香耐盐性综合评价主成分分析聚类分析

不同果袋对‘阳光玫瑰’葡萄果实品质和香气物质的影响

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中外葡萄与葡萄酒 2024年第5期 30-37页

作者：张鹏文跃周国朝房玉林鞠延仑徐炎西北农林科技大学园艺学院/作物抗逆与高效生产全国重点实验室(西北农林科技大学)/农业部西北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室陕西杨陵712100 西北农林科技大学葡萄酒学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学合阳葡萄试验示范站陕西合阳715300 元谋原生源农业科技有限责任公司云南元谋651300

果实套袋技术被广泛应用于葡萄栽培管理中,而不同果袋由于透光率和透气性的差异,对果实品质和香气的影响也不尽相同。本研究以5年生‘阳光玫瑰’葡萄为试材,设置9种果袋处理,不套袋作为对照,比较成熟期果实品质和香气物质的差异。结果表... 详细信息

果实套袋技术被广泛应用于葡萄栽培管理中,而不同果袋由于透光率和透气性的差异,对果实品质和香气的影响也不尽相同。本研究以5年生‘阳光玫瑰’葡萄为试材,设置9种果袋处理,不套袋作为对照,比较成熟期果实品质和香气物质的差异。结果表明:与对照相比,套袋后果实香气物质总量均有所降低;不同果袋处理中,白无纺布袋的综合表现最好,其果实粒大、饱满,呈黄色,可溶性固形物含量达17.07%,可滴定酸含量仅2.56 g·L^(-1),果实耐压力和果柄耐拉力较强,果实香气物质总量达782.19 ng·g^(-1),并以醛类、萜烯类和醇类物质为主。因此在生产上建议推广使用白无纺布袋,以改善‘阳光玫瑰’葡萄果实品质,提高优果率。

关键词：套袋阳光玫瑰品质香气

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农田土壤健康评价体系构建的若干思考

土壤学报 2024年第4期61卷 879-891页

作者：张江周王光州李奕赞张文菊张俊伶张福锁福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所福州350002 中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室北京100081

健康土壤是保障粮食安全、耕地产能提升和农业高质量发展的基础。目前土壤健康评价已成为全球土壤学领域研究的焦点和热点,国内外学者对于土壤健康评价方法及指标的选择进行了系统总结,然而缺乏具体评价过程中的实操性建议。本文重点剖... 详细信息

健康土壤是保障粮食安全、耕地产能提升和农业高质量发展的基础。目前土壤健康评价已成为全球土壤学领域研究的焦点和热点,国内外学者对于土壤健康评价方法及指标的选择进行了系统总结,然而缺乏具体评价过程中的实操性建议。本文重点剖析了土壤健康的特点与多功能性、评价的通用原则、指标选择的n+X模式及评价方法的选择与落地实现,提出了土壤健康差与基准值、基础指标和约束性指标的选择及指标选择的制宜性,明确了土壤健康指标体系建立需要考虑土壤质地、作物类型、土地利用方式、气候条件等因素,建议土壤健康技术和模式落地实现需要与相关政策结合。未来需要继续开展土壤健康驱动机制和健康土壤培育机理研究;基于长期定位试验和耕地质量长期监测网点,构建基于土壤质地、作物类型、土地利用、管理目标和评价尺度的指标体系和阈值、数据库和决策支持系统;结合相关政策和区域环境的约束性,形成跨区域、跨国家的共识、公约和行动,推动全球土壤健康行动落地和农业可持续发展。

关键词：土壤健康差基础性指标制约性指标制宜性政策

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