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肌醇代谢在植物响应非生物胁迫中的作用

植物遗传资源学报 2024年第2期25卷 162-170页

作者：于点郭卫冷丁炀刘磊郭睿王丹孙玉刚郭长虹哈尔滨师范大学生命科学与技术学院/黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室哈尔滨150000

非生物胁迫制约了植物的生长和发育,降低作物的产量,严重时导致植物死亡。为了应对非生物胁迫,植物在进化过程中形成了一系列胁迫响应机制,包括肌醇(MI,myo-inositol)代谢途径。肌醇为一类化学性质稳定的极性小分子,植物可通过积累其糖... 详细信息

非生物胁迫制约了植物的生长和发育,降低作物的产量,严重时导致植物死亡。为了应对非生物胁迫,植物在进化过程中形成了一系列胁迫响应机制,包括肌醇(MI,myo-inositol)代谢途径。肌醇为一类化学性质稳定的极性小分子,植物可通过积累其糖苷类衍生物参与渗透调节途径,从而响应非生物胁迫。肌醇-1-磷酸合酶(MIPS,myo-inositol-1-phosphate synthase)、肌醇单磷酸酶(IMP,inositol monophosphtease)和肌醇加氧酶(MIOX,myo-inositol oxygenase)在肌醇的生物合成或分解过程中发挥作用,它们通过调控植物中肌醇的含量,以及后续一系列复杂的转化途径,参与L-抗坏血酸(L-AsA,Lascorbic acid)和部分细胞壁多糖的合成,响应盐、干旱、碱和低温等非生物胁迫。本文综述了肌醇的结构、生物学作用、肌醇代谢途径相关酶和肌醇衍生物在植物响应非生物胁迫中的研究进展,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为利用肌醇代谢增强植物对非生物胁迫的抗性,培育抗逆植物品种提供理论基础。

关键词：肌醇代谢非生物胁迫肌醇-1-磷酸合酶肌醇单磷酸酶肌醇加氧酶

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基于宏基因组学的野生鸟类肠道菌群研究现状

四川动物 2024年第4期43卷 461-469页

作者：罗学群周航李澳杜世章花东来张文平张淼绵阳师范学院资源环境工程学院四川绵阳621000 绵阳师范学院生命科学与技术学院/大熊猫国家公园岷山生物多样性监测分析实验室四川绵阳621000

肠道微生物对鸟类宿主至关重要,宏基因组学技术是研究野生鸟类肠道菌群的重要手段,且研究方法已较为成熟。本文对宏基因组技术在野生鸟类肠道菌群的发展现状进行了总结,并结合其在野生鸟类肠道微生物领域中的具体应用,对野生鸟类肠道微... 详细信息

肠道微生物对鸟类宿主至关重要,宏基因组学技术是研究野生鸟类肠道菌群的重要手段,且研究方法已较为成熟。本文对宏基因组技术在野生鸟类肠道菌群的发展现状进行了总结,并结合其在野生鸟类肠道微生物领域中的具体应用,对野生鸟类肠道微生物的组成、影响因素及肠道微生物功能进行了梳理,以期为野生鸟类尤其是濒危鸟类的保护研究提供新的方向,进一步推动宏基因组学在野生鸟类肠道菌群研究中的应用。

关键词：肠道菌群野生鸟类宏基因组

2株青贮玉米根际固氮菌的筛选鉴定及促生作用研究

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草业学报 2024年第3期33卷 174-185页

作者：孟超楠赵玉洁陈佳欣张旖璐王彦佳冯丽荣孙玉刚郭长虹黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江哈尔滨150000 黑龙江国宏节能环保有限公司黑龙江哈尔滨150028

为了获得优良的固氮菌,并评价其对青贮玉米的促生效果,本研究采用稀释涂布平板法,利用阿须贝氏固体培养基从青贮玉米根际土壤中分离筛选到10株固氮菌,对其固氮能力进行分析,结果表明,菌株ZL-2和ZL^(-1)3的固氮能力较强,菌株ZL-2的固氮量... 详细信息

为了获得优良的固氮菌,并评价其对青贮玉米的促生效果,本研究采用稀释涂布平板法,利用阿须贝氏固体培养基从青贮玉米根际土壤中分离筛选到10株固氮菌,对其固氮能力进行分析,结果表明,菌株ZL-2和ZL^(-1)3的固氮能力较强,菌株ZL-2的固氮量为1.07μg·mL^(-1),ZL^(-1)3的固氮量为0.95μg·mL^(-1)。通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化特征,确定菌株ZL-2为生癌肠杆菌和ZL^(-1)3为成团泛菌。对2株固氮菌的促生特性进行分析,结果表明,2个菌株具有泌铵能力、溶磷能力、产嗜铁素能力和合成吲哚-3-乙酸(IAA)的能力。盆栽试验结果表明,接种固氮菌ZL-2和ZL^(-1)3能够显著提高青贮玉米的株高、根长、地上和地下干、鲜重(P<0.05)。田间试验结果表明,2株固氮菌单接种和双接种均能提高青贮玉米的株高、茎粗、产量、粗蛋白含量和全磷含量(P<0.05)。接种2株固氮菌的青贮玉米,其氮代谢和氨同化相关基因(ZmAMT-4、ZmAMTB、ZmGOGAT2和ZmGS1-3)的表达量显著提高(P<0.05)。因此,2株固氮菌具有较好的促生特性,在提高青贮玉米的产量和品质方面发挥了重要作用,是开发微生物菌剂的优质菌种资源。

关键词：青贮玉米固氮菌泌铵促生作用基因表达

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玉米PDI基因家族鉴定和表达模式分析

植物遗传资源学报 2024年第1期25卷 97-110页

作者：吴金丽汤泽洋鲁鑫周志强郭长虹李新海哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室哈尔滨150025 中国农业科学院作物科学研究所/作物分子育种国家工程实验室北京100081

蛋白质二硫键异构酶(PDI,protein disulfide isomerase)作为硫氧还蛋白家族的一员,是一种氧化还原酶,广泛存在于动物、植物及微生物中。在植物中,蛋白质二硫键的形成和异构主要由二硫键蛋白催化完成,在参与蛋白质正确组装折叠方面至关... 详细信息

蛋白质二硫键异构酶(PDI,protein disulfide isomerase)作为硫氧还蛋白家族的一员,是一种氧化还原酶,广泛存在于动物、植物及微生物中。在植物中,蛋白质二硫键的形成和异构主要由二硫键蛋白催化完成,在参与蛋白质正确组装折叠方面至关重要。本研究以拟南芥PDI家族基因序列信息为基础,利用同源序列比对方法,从玉米中鉴定出21个PDI基因,除8号染色体外,非均匀地分布在其余玉米9条染色体上。进化树分析表明,玉米PDI基因家族分为4个进化分支11个发育组,同一发育组的基因结构和保守基序相似。顺式作用元件分析表明,PDI基因家族启动子含响应逆境胁迫、植物激素及胚乳特异表达的顺式作用元件。表达模式分析表明,PDI基因家族在胚、胚乳和籽粒中表达量较高,在授粉后10~20 d的胚乳中表达量呈下降趋势,然后表达量又呈现上升趋势。生物多样性分析发现:ZmPDIL1-1基因存在多样性。亚细胞定位结果表明ZmPDIL1-1定位在内质网。本研究结果为玉米PDI家族基因功能研究提供参考。

关键词：玉米 PDI基因家族基因表达亚细胞定位

5份杂交小黑麦新种质的农艺性状与光合特性探究

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分子植物育种 2024年

作者：周书阁关慧敏李浩男王晓萍赵海滨哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室黑龙江省农业科学院草业研究所

为了探究光合作用与产量之间的关系，本研究以冬黑麦与小黑麦杂交后经过连续越冬繁代得到的5份杂交小黑麦为研究对象，分别对其各生育时期进行叶绿素含量和光合参数测定，并在成熟期进行农艺性状调查。研究发现，5份杂交小黑麦的光合速... 详细信息

为了探究光合作用与产量之间的关系，本研究以冬黑麦与小黑麦杂交后经过连续越冬繁代得到的5份杂交小黑麦为研究对象，分别对其各生育时期进行叶绿素含量和光合参数测定，并在成熟期进行农艺性状调查。研究发现，5份杂交小黑麦的光合速率均在抽穗期时达最大值；F4 429-D-5、F4 430-D-5的净光合速率在各个生育时期都处于较高水平且产量较高。除此而外，所有材料的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率曲线均呈现出先上升后下降的趋势，而胞间CO2浓度的变化与他们相反，呈现出先下降后上升的趋势。F4 J3-D-4的叶绿素含量在抽穗期和开花期均显著高于其他品种，叶片衰老较慢且产量最高；研究结果表明，光合性能与小黑麦产量之间呈现正相关。生育后期较高的叶绿素含量有助于小黑麦的高产。本研究为冬性小黑麦种质资源的光合性能研究方面提供数据，也为选育可在高寒地区种植的小黑麦品系提供参考。

关键词：小黑麦细胞学标记农艺性状光合特性

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玉米含硫氨基酸代谢机制研究进展

植物遗传资源学报 2024年第7期25卷 1035-1045页

作者：汤泽洋鲁鑫吴金丽周志强郭长虹李新海哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室哈尔滨150025 中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室北京100081

玉米是重要的粮食和饲料作物,为畜禽提供必需的代谢能和营养物质,饲料的营养价值与蛋白质及氨基酸组成比例密切相关。玉米籽粒蛋白质中氨基酸组成不平衡,添加豆粕可以补充玉米中缺乏的赖氨酸和色氨酸。然而,含硫氨基酸(半胱氨酸和蛋氨酸... 详细信息

玉米是重要的粮食和饲料作物,为畜禽提供必需的代谢能和营养物质,饲料的营养价值与蛋白质及氨基酸组成比例密切相关。玉米籽粒蛋白质中氨基酸组成不平衡,添加豆粕可以补充玉米中缺乏的赖氨酸和色氨酸。然而,含硫氨基酸(半胱氨酸和蛋氨酸)也是大豆中的限制性氨基酸,其中蛋氨酸直接影响畜禽的机体蛋白质合成速率,进而影响肉蛋奶的产量。因此,提高玉米含硫氨基酸特别是蛋氨酸含量对畜牧业发展意义重大。我国玉米种质资源中缺乏高蛋氨酸种质,且育种进程缓慢。近年来,随着人们对植物硫元素的吸收和转运机制的深入研究,初步构建了含硫氨基酸代谢调控网络。本研究概括了近年来关于提高作物含硫氨基酸代谢机制的研究结果,提出将群体遗传学、比较基因组学及分子生物学相结合挖掘候选基因的新策略,并利用现代生物育种技术提高玉米籽粒蛋氨酸含量,为优质蛋白玉米遗传改良提供参考。

关键词：玉米硫元素蛋氨酸籽粒蛋白质

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四川千佛山国家级自然保护区发现暗褐彩蝠

动物学杂志 2024年第3期59卷 438-449页

作者：石红艳傅晓雪谢慧娴王涛黄泰涵胡宇轩余文华吴毅绵阳师范学院生命科学与技术学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621000 西华师范大学生命科学学院南充637009 广州大学生命科学学院华南生物多样性保护与利用重点实验室广州510006 四川千佛山自然保护区绵阳市安州区管理处绵阳621000

2021年8月,本项目组在四川千佛山国家级自然保护区采集到1只彩蝠属(Kerivoula)雄性成体蝙蝠,其前臂长29.95mm,全身被覆密而柔软的暗褐色长毛,耳廓圆,呈漏斗状。采用Pettersson D1000X超声波探测仪录制该蝙蝠的声波,并通过BatSound 3.3... 详细信息

2021年8月,本项目组在四川千佛山国家级自然保护区采集到1只彩蝠属(Kerivoula)雄性成体蝙蝠,其前臂长29.95mm,全身被覆密而柔软的暗褐色长毛,耳廓圆,呈漏斗状。采用Pettersson D1000X超声波探测仪录制该蝙蝠的声波,并通过BatSound 3.3软件分析声波特征。其回声定位声波为调频型(FM),飞行时声脉冲频率从(231.4±8.5)kHz下调至(88.8±1.9)kHz,主频率集中在(118.7±2.3)kHz。同时基于COI、Cytb和Rag2基因构建系统发育树。综合外形特征、形态测量数据、声波特征及分子系统发育分析结果,将此蝙蝠鉴定为暗褐彩蝠(***)。此发现证实了四川省内有暗褐彩蝠这一稀有物种的分布。

关键词：翼手目(蝙蝠) 暗褐彩蝠四川新记录

克里曼丁橘CcTIFY基因家族的生物信息学及表达模式分析

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分子植物育种 2024年

作者：吴天利钟云谭文苑刘锴栋广东省农业科学院果树研究农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东省热带亚热带果树研究重点实验室岭南师范学院生命科学与技术学院

TIFY是一类在植物中具有特异性的转录因子，它可以调控植物的生长发育、逆境胁迫响应及植物激素信号网络传导等过程。为了研究柑橘TIFY基因家族成员，并探究它们在不同组织中的表达模式，本研究采用生物信息学方法从克里曼丁橘基因组中... 详细信息

TIFY是一类在植物中具有特异性的转录因子，它可以调控植物的生长发育、逆境胁迫响应及植物激素信号网络传导等过程。为了研究柑橘TIFY基因家族成员，并探究它们在不同组织中的表达模式，本研究采用生物信息学方法从克里曼丁橘基因组中共筛选到14个CcTIFY成员，并对其染色体位置、结构特征、聚类分析、启动子、共线性及组织表达特异性进行分析。结果显示，除了6号染色体之外，CcTIFYs基因在1～9号染色体中呈现不均匀分布的情况。通过对柑橘、拟南芥和水稻的演化进行分析，并考虑保守motif和结构域的结构特征，将CcTIFY成员划分为四个亚族，即PPD、TIFY、JAZ和ZML。各亚族内基因相对保守，其所编码的44个蛋白均含有高度保守的TIFY结构域。通过对序列进行分析，发现CcTIFYs基因的启动子中包含了光响应、胁迫响应、激素响应以及植物生长发育相关的顺式作用元件。共线性分析的结果显示，分别有11个和6个柑橘CcTIFY与拟南芥AtTIFY和水稻OsTIFY之间形成15条共线性关系对。通过对克里曼丁橘不同组织部位的转录组数据进行分析，发现14个CcTIFYs在柑橘的叶、果、根和茎中表现出差异表达模式，其中属于JAZ亚族的7个CcTIFYs基因在根部显著性差异表达。本研究为解析克里曼丁橘CcTIFY蛋白的生物学功能提供一定的参考。

关键词：柑橘 TIFY 全基因组鉴定表达模式

人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率

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中国农业科学 2024年第7期57卷 1255-1266页

作者：刘泽厚王琴叶美金万洪深杨宁杨漫宇杨武云李俊四川省农业科学院作物研究所/农业农村部西南地区小麦生物学与遗传育种重点实验室/粮食作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室成都师范学院化学与生命科学学院

【目的】小麦穗发芽是影响小麦产量和品质的重要限制因子。具有抗穗发芽特性的人工合成小麦和地方品种是改良栽培小麦穗发芽抗性的重要基因资源，通过分子标记辅助选择转育人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性位点，评价人工合成小麦和地... 详细信息

【目的】小麦穗发芽是影响小麦产量和品质的重要限制因子。具有抗穗发芽特性的人工合成小麦和地方品种是改良栽培小麦穗发芽抗性的重要基因资源，通过分子标记辅助选择转育人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性位点，评价人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率，筛选抗穗发芽小麦新材料，为小麦穗发芽抗性育种提供数据和材料支撑。【方法】以抗穗发芽的人工合成小麦SYN792和四川地方品种涪陵须须麦为母本，以穗发芽敏感品种川麦45为轮回亲本，构建2个BC1F7群体。2017年，通过整穗发芽鉴定法对2个BC1F7群体的1 796个株系进行穗发芽表型初筛，然后利用与人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点连锁的SSR标记进行分子标记选择，筛选出整穗发芽率(SGR)小于35%且携带PHS-3D和PHS-A1抗性位点的导入系；2018和2019年，连续2年对初筛选出的PHS-3D和PHS-A1导入系进行整穗发芽率、籽粒发芽指数(GI)和产量相关性状鉴定，其中，籽粒发芽鉴定试验设置25℃(18GI)和32℃(19GI)2个发芽温度。通过不同环境下穗发芽抗性和产量数据，分析人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率，筛选抗穗发芽且综合性状好的优异导入系。【结果】经整穗发芽鉴定初筛，从1 796个衍生系中筛选出SGR值小于35%的株系537个；进一步对筛选出的537个株系进行分子标记检测，发现332个株系导入了人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点，包括人工合成小麦导入系73个、地方品种导入系259个；地方品种PHS-A1导入系的频率显著高于人工合成小麦PHS-3D导入系。2018和2019年通过对332个穗发芽抗性位点导入系穗发芽鉴定发现，不同年份穗发芽指标间均呈极显著正相关，穗发芽指标SGR和GI表现出相对稳定的趋势；人工合成小麦和地方品种导入系的3个穗发芽指标平均值(18GI、18SGR和19SGR)均低于23%，差异不显著。不同发芽温度导入系的GI值差异较大，发芽温度32℃时，人工合成小麦PHS-3D导入系的GI值显著低于地方品种PHS-A1导入系。筛选出的73个人工合成小麦导入系中，红粒系穗发芽指标值均低于白粒系；其中，11个人工合成小麦白粒导入系表现中抗及以上抗性水平，14个红粒导入系在不同发芽温度时GI值均低于35%。2年产量相关性状分析表明，人工合成小麦PHS-3D导入系的千粒重显著高于地方品种PHS-A1导入系，而穗粒数显著小于地方品种PHS-A1导入系。根据产量性状和穗发芽抗性表现，筛选出23个穗发芽抗性和综合性状均较好的优异导入系，包括7个人工合成小麦PHS-3D导入系、16个地方品种PHS-A1导入系；人工合成小麦优异导入系中有2个白粒导入系穗发芽抗性中抗以上，2个红粒导入系不同发芽温度的GI值均低于25%，表现出稳定的穗发芽抗性。【结论】人工合成小麦和地方品种均可用于改良现代栽培小麦穗发芽抗性，利用地方品种进行穗发芽抗性育种改良效率优于人工合成小麦；但人工合成小麦导入系的穗发芽抗性的稳定性优于地方品种导入系。筛选出的23个人工合成小麦和地方品种导入系是小麦穗发芽抗性和产量性状改良的重要基因资源；特别是人工合成小麦白粒导入系(编号5201)和红粒导入系(编号5497和5505)是非常有育种利用价值的穗发芽抗性育种亲本材料。

关键词：小麦人工合成小麦地方品种穗发芽产量相关性状