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用于荧光显微技术的多波长激光耦合系统

光学精密工程 2024年第3期32卷 324-332页

作者：周旻超王振亚方懿罗刚银张哲孙晓洁复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速... 详细信息

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速简单完成耦合调节的耦合光纤部件结构以及耦合调试的方法,通过实验测试荧光成像常用的4种波段激光(405,488,561,638 nm),耦合效率均大于65%。实验结果达到了较高的光纤耦合水平,证明该多波长激光耦合器性能优异。同时,由于耦合器装调简单且成本低,本文的工作具有进一步商业化的价值,且为多波长单模耦合激光器国产化打下了坚实的基础。

关键词：荧光显微技术单模激光耦合多波长激光光纤耦合

水稻明恢826光身基因GL826的精细定位与候选基因分析

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核农学报 2024年第3期38卷 413-423页

作者：韦新宇张文静曾跃辉肖长春张锐黄建鸿许旭明三明市农业科学研究院生物技术研究所福建三明365500 福建省(山区)作物遗传改良与创新利用重点实验室福建三明365500 三明市农业科学研究院水稻研究所福建三明365500

光身稻是一种重要的种质资源,在杂交水稻育种中具有重要的利用价值,其中明恢826(MH826)是自主选育的优良光身稻恢复系。为探究MH826光身基因功能和分子机制,本研究对MH826光身表型进行鉴定、对光身基因进行精细定位和候选基因分析。扫... 详细信息

光身稻是一种重要的种质资源,在杂交水稻育种中具有重要的利用价值,其中明恢826(MH826)是自主选育的优良光身稻恢复系。为探究MH826光身基因功能和分子机制,本研究对MH826光身表型进行鉴定、对光身基因进行精细定位和候选基因分析。扫描电镜分析结果发现,其叶片和籽粒颖壳表现为表面光滑,未观察到明显的尖刺状表皮毛特征。利用MH826分别与具有明显表皮毛特性的水稻品种华占、明恢2155和9311杂交构建的F1和F2代分离群体对MH826光身基因进行遗传学分析,结果表明,MH826的光身性状由单个细胞核隐性基因控制,并将其命名为GL826(Glabrous Leaf 826)。进一步应用MH826与华占杂交获得的F2分离群体,结合分离群体分析法(BSA)和隐性群体分析法(RCA),并通过Mapmaker/Exp3.0和MapDraw v2.1软件分析,将光身基因GL826精细定位在水稻第5号染色体短臂端,且位于分子标记InDel-70和InDel-11之间,相对遗传距离均为0.2 cM。区间物理距离为141.03 kb,共预测有23个开放阅读框,其中LOC_Os05g02730功能注释为已报道的和水稻表皮毛发育相关基因。测序分析结果发现,MH826中候选基因LOC_Os05g02730在编码区和启动子区均未存在DNA水平上的碱基变异。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果表明,LOC_Os05g02730在MH826不同生长发育阶段的叶片、茎和幼穗中的表达受到了严重抑制,表现为不同程度的下调。推测候选基因LOC_Os05g02730即为GL826。本研究结果为光身稻恢复系MH826及其光身基因GL826在杂交水稻育种上的进一步应用提供了理论基础。

关键词：水稻明恢826 光身基因精细定位候选基因分析

基于转录组学探究高糖饮食诱导秀丽线虫衰老的分子机制

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食品科学 2024年第11期45卷 24-30页

作者：李蓉徐艳缪园欣陶明芳荆楚理工学院农业生物技术研究所湖北荆门448000 湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所农产品营养品质与安全湖北省重点实验室湖北武汉430064

为了揭示高糖饮食对衰老影响的分子机制,利用转录组学技术探究高糖饮食对秀丽线虫体基因表达谱的影响。结果表明,高糖饮食造成线虫体内4183个基因表达发生显著变化。此外,基因本体论富集分析表明,高糖处理后线虫差异表达基因在衰老、未... 详细信息

为了揭示高糖饮食对衰老影响的分子机制,利用转录组学技术探究高糖饮食对秀丽线虫体基因表达谱的影响。结果表明,高糖饮食造成线虫体内4183个基因表达发生显著变化。此外,基因本体论富集分析表明,高糖处理后线虫差异表达基因在衰老、未折叠蛋白反应、压力应激响应、自噬、转移酶活力、催化酶活力、热休克蛋白连接等方面显著富集。京都基因与基因组百科全书富集分析表明,差异表达基因在线虫寿命调节途径、自噬调节、丙酮酸代谢、FOXO信号通路、糖酵解/糖异生、谷胱甘肽代谢、转化生长因子-β信号通路也显著富集。通过对相关差异基因表达进行验证,发现高糖会上调胰岛素信号通路相关基因和糖脂代谢相关基因的表达,下调热应激抗性和抗氧化调控相关基因的表达。本研究结果可为深入阐释高糖饮食对寿命及代谢影响的分子机制提供理论依据。

关键词：高糖饮食秀丽隐杆线虫转录组学衰老

利用CRISPR/Cas9技术创建水稻OZ家族基因突变体

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分子植物育种 2024年

作者：李明鸿谭杰谢小艳郝培媛张毅王忠伟云南大学资源植物研究院重庆市农业科学院生物技术研究所

CRISPR/Cas9技术是近年来发展起来的一种简单而高效的基因编辑技术，已被广泛应用于植物基因功能研究和作物遗传改良。OZ蛋白属于锌指蛋白家族，在拟南芥和水稻基因组中各包括OZ1、OZ2、OZ3和OZ4四个家族成员，在拟南芥中OZ1和OZ2分别... 详细信息

CRISPR/Cas9技术是近年来发展起来的一种简单而高效的基因编辑技术，已被广泛应用于植物基因功能研究和作物遗传改良。OZ蛋白属于锌指蛋白家族，在拟南芥和水稻基因组中各包括OZ1、OZ2、OZ3和OZ4四个家族成员，在拟南芥中OZ1和OZ2分别被报道与RNA编辑和剪接相关，而在水稻中尚没有OZ蛋白家族的相关报道。为了探究OsOZ1、OsOZ2、OsOZ3、OsOZ4在水稻中的相关功能，本研究构建了4个水稻OZ基因的CRISPR/Cas9编辑载体，利用农杆菌介导法转化水稻‘中花11’，分别获得了20、17、13和19株T0阳性转基因植株。测序结果显示：T0阳性转基因植株发生了不同类型的突变，包括单碱基与多碱基的插入、删除和替换。本研究利用CRISPR/Cas9技术创制了水稻OZ基因家族突变体材料，为进一步研究水稻OZ蛋白家族的功能奠定了基础。

关键词：水稻锌指蛋白 OZ蛋白家族 CRISPR/Cas9

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高通量技术在萜类合成酶筛选中的应用

微生物学报 2024年第2期64卷 408-431页

作者：李贝邓子新徐敏侯安伟中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 合成生物学海河实验室天津300308 江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

萜类化合物种类繁多,生物活性多样,在食品、药品与化妆品等行业中具有广泛的应用。萜类化合物多来源于植物,然而随着合成生物学的快速发展,相较于传统的天然植物提取与化学合成方法,利用工程微生物进行萜类化合物异源合成的方法显得更... 详细信息

萜类化合物种类繁多,生物活性多样,在食品、药品与化妆品等行业中具有广泛的应用。萜类化合物多来源于植物,然而随着合成生物学的快速发展,相较于传统的天然植物提取与化学合成方法,利用工程微生物进行萜类化合物异源合成的方法显得更为经济与环保。萜类合成酶的催化活性及合成产物的结构特性是萜类化合物异源合成的关键。通过蛋白定向进化与理性设计可以有针对性地优化萜类合成酶的催化性能及产物专一性,但该方案需要一个特异的筛选方法来实现蛋白突变体库的高通量筛选。近年来,一系列高通量筛选方法的建立使得萜类合成酶的筛选变得更加灵敏与高效。本文对近期建立的萜类合成酶高通量筛选方法进行了综述,简要概述了各种筛选方法的基本原理与优缺点,并对高通量筛选技术在萜类合成酶改造中的应用做出了展望。

关键词：高通量筛选萜类合成酶定向进化萜类化合物

抗枯萎病香蕉品种宿根连作根际土壤微生物群落结构特征变化分析

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南方农业学报 2024年第1期55卷 1-12页

作者：赵明苏祖祥龙芳邹瑜莫天利黄相李凯陈宇丰盛静文武鹏广西农业科学院生物技术研究所广西南宁530007 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口571101

【目的】分析抗枯萎病香蕉品种宿根连作根际土壤微生物群落结构特征变化,为深入研究抗枯萎病香蕉品种宿根连作抗性增强的作用机制及利用生防微生物进行香蕉枯萎病绿色防控提供理论依据。【方法】以抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉为试验材料,在... 详细信息

【目的】分析抗枯萎病香蕉品种宿根连作根际土壤微生物群落结构特征变化,为深入研究抗枯萎病香蕉品种宿根连作抗性增强的作用机制及利用生防微生物进行香蕉枯萎病绿色防控提供理论依据。【方法】以抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉为试验材料,在枯萎病发病严重土壤上宿根连续种植3造:组培苗第一代(第1造)、宿根第一代(第2造)和宿根第二代(第3造),调查各造枯萎病发病率,四分法采集各造土壤样本并测定土壤化学性质;采集第1造健康和发病植株、第2和第3造健康植株的根际土壤样本,分别编号为S1、V、S2和S3,重复3次,利用Illumina高通量测序平台对12个土壤样本的细菌16Sr RNA和真菌ITS区进行测序分析;采用样本复杂度(Alpha多样性指数)、主坐标(PCoA)和UPGMA聚类分析土壤样本细菌和真菌群落的丰富度和多样性、门和属水平上的群落构成及相对丰度差异;通过Spearman分析优势微生物群落与镰刀菌属的相关性。【结果】抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉连续种植3造根际土壤化学性质未发生明显改变,种植第3造的香蕉枯萎病发病率显著低于第1和第2造(P生物的群落构成,S2和S3细菌和真菌的群落结构相近,明显与S1和V群落结构分离。S2和S3的壶菌门(Chytridiomycota)的相对丰度较S1分别低88.02%和89.51%,Fungi_phy_Incertae_sedis的相对丰度分别高41.56%和82.81%,S3镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度较S1、S2分别低45.60%和50.47%,与留芽种植宿根蕉抗性表现增强相关。发病植株根际土壤中变形菌门(Proteobacteria)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度较高,而酸杆菌门(Acidobacteriota)的相对丰度较低。球囊菌门(Glomeromycota)、毛霉门(Mucoromycota)、隐真菌门(Rozellomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)的相对丰度均与镰刀菌呈负相关。【结论】宿根第3造蕉的发病率最低,其根际土壤与第1造发病植株根际土壤的细菌和真菌群落差异明显,推测根际土壤微生物群落丰富度、多样性和群落构成改变是抗枯萎病香蕉品种宿根连作抗性增强的原因。

关键词：香蕉抗枯萎病宿根连作根际土壤微生物群落

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朝天椒新品种黔研001的选育

中国蔬菜 2024年第3期 118-120页

作者：张丽李正丽贵州省园艺研究所贵州省园艺工程技术研究中心贵州贵阳550006 贵州省农科院山茂园艺工程技术有限公司贵州贵阳550000

黔研001是以自交系CZLB2009-4为母本,以HB32为父本配制而成的一代杂种。中熟,株型半直立,果实羊角形,平均果长7.2 cm,单果质量6.7 g,单株结果数122.8个。青熟果深绿色,老熟果鲜红色,定植至商品青果始收约43 d(天)。田间对白粉病、炭疽... 详细信息

黔研001是以自交系CZLB2009-4为母本,以HB32为父本配制而成的一代杂种。中熟,株型半直立,果实羊角形,平均果长7.2 cm,单果质量6.7 g,单株结果数122.8个。青熟果深绿色,老熟果鲜红色,定植至商品青果始收约43 d(天)。田间对白粉病、炭疽病、病毒病的抗性强于对照单生理想52,每667 m^(2)鲜红椒产量1600 kg左右,适宜贵州地区春季种植。

关键词：辣椒黔研001 一代杂种

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桃红侧耳原生质体细胞融合选育高产菌丝蛋白菌株

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食品与发酵工业 2024年

作者：魏荷芬潘晶张健温庆仕刘庆国唐成伦周萍南京高新工大生物技术研究院有限公司江苏科技大学江苏集萃工业生物技术研究所有限公司南京生命原健康科技有限公司

随着人口的快速增长，全球范围内对优质蛋白质的需求日益增强，通过食用菌育种技术培育高产、高蛋白的优质菌株，菌丝体蛋白用作新的蛋白质来源，可以缓解蛋白质短缺的问题。该研究以桃红侧耳GXGD-13-1为原始菌株，通过原生质体细胞融... 详细信息

随着人口的快速增长，全球范围内对优质蛋白质的需求日益增强，通过食用菌育种技术培育高产、高蛋白的优质菌株，菌丝体蛋白用作新的蛋白质来源，可以缓解蛋白质短缺的问题。该研究以桃红侧耳GXGD-13-1为原始菌株，通过原生质体细胞融合技术，提高桃红侧耳菌丝体的蛋白质产量。菌丝体的细胞壁在组合酶M2中酶解3 h，释放的原生质体利用250 g/L的聚乙二醇为融合剂进行聚集融合，最终融合率达到53%，有效克服了桃红侧耳四极性的交配系统亲和率低的育种壁垒。融合再生后的菌株经过选育高产菌丝蛋白菌株的初筛和复筛，得到融合菌株R-1，经凯氏定氮仪测定，计算其菌丝体蛋白质产量比原始菌株GXGD-13-1提高约23%。该文的实验工作，证明了原生质体细胞融合育种技术对选育高产菌丝体蛋白质菌株的有效性，为满足不断增长的蛋白质需求提供新的有效途径。

关键词：桃红侧耳原生质体细胞融合蛋白质酶解聚乙二醇

基于LC-MS的UV-B胁迫下水稻‘中花11’代谢物变化

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分子植物育种 2024年

作者：贺肚峻孙阳阳海南大学热带作物学院海南省农科院三亚研究院

为研究水稻‘中花11’在UV-B胁迫下的代谢物变化规律，本研究通过LC-MS对UV-B照射6、12、24h后的水稻幼苗体内的代谢物进行检测，采用PCA分析和OPLS-DA分析筛选出差异代谢物。结果表明，与不进行UV-B照射相比，UV-B照射6、12、24 h后，... 详细信息

为研究水稻‘中花11’在UV-B胁迫下的代谢物变化规律，本研究通过LC-MS对UV-B照射6、12、24h后的水稻幼苗体内的代谢物进行检测，采用PCA分析和OPLS-DA分析筛选出差异代谢物。结果表明，与不进行UV-B照射相比，UV-B照射6、12、24 h后，分别筛选到32、50、72个差异代谢物。韦恩图分析发现3组的共同差异代谢物有14种，其中氨基酸及其衍生物类代谢物的占比较大。对共同的差异代谢物进行KEGG富集分析，结果显示这些差异代谢物主要富集在8条代谢通路上，其中L-谷氨酸参与了其中7条代谢通路，腐胺和L-丙氨酸参与了2条代谢通路，它们参与多条代谢通路，对代谢通路的影响较大。本研究为研发抗UV-B辐射水稻提供一定的理论依据。

关键词：水稻中花11 UV-B LC-MS KEGG富集分析