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飞蝗载脂蛋白对卵巢发育和脂质沉积的影响

中国农业科学 2024年第4期57卷 711-720页

作者：赵艺妍郭红芳刘卫敏赵小明张建珍山西大学应用生物学研究所/核酸生物农药山西省重点实验室山西大学生命科学学院

【背景】脂质是生物体重要营养素之一，对于昆虫滞育、飞行、胚胎发育和能量调节至关重要。载脂蛋白（apolipophorin,apoLp）是昆虫脂蛋白颗粒的蛋白质部分，主要负责组织之间脂质转运。【目的】以世界性农业害虫飞蝗（Locusta migrato... 详细信息

【背景】脂质是生物体重要营养素之一，对于昆虫滞育、飞行、胚胎发育和能量调节至关重要。载脂蛋白（apolipophorin,apoLp）是昆虫脂蛋白颗粒的蛋白质部分，主要负责组织之间脂质转运。【目的】以世界性农业害虫飞蝗（Locusta migratoria）为研究对象，通过RNA干扰（RNA interference,RNAi）技术对其载脂蛋白生物学功能进行分析，探究载脂蛋白在飞蝗卵巢脂质运输中的作用，为害虫防治提供新的分子靶标。【方法】利用RNAi技术，分别对羽化后第1天（1 PAE,post adult eclosion）的成虫2个载脂蛋白基因（LmapoLp-II/I和LmapoLp-III）进行dsRNA注射，以ds GFP为对照，每头注射15μg dsRNA；分别解剖羽化后第4、6、8天的卵巢进行观察；取羽化后第8天的卵巢，以EF1α作为内参基因，采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测沉默效率；利用脂质组学技术测定并分析对照和沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢脂代谢物差异，采用OPLS-DA模型的差异倍数（FC）、P值和VIP值相结合的方法筛选差异脂质；制备冰冻切片，利用Bodipy染色技术对沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢中性脂质的含量和分布进行观察；利用甘油三酯（triglyceride,TG）测定试剂盒，对沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢总甘油三酯含量进行测定。【结果】与对照组相比，分别注射ds LmapoLp-II/I和ds LmapoLp-III后，卵巢中靶基因的表达量均可被显著抑制，沉默效率分别为80.84%和92.89%；注射ds LmapoLp-II/I的飞蝗卵巢发育迟缓，而注射ds LmapoLp-III的飞蝗卵巢与对照组相同，均能够正常发育逐渐变大，颜色由白色逐渐变黄。沉默LmapoLp-II/I后，脂质组学分析共检测到1 166种上调代谢物和1 384种下调代谢物，其中20种甘油三酯显著下调；此外，总甘油三酯测定及Bodipy染色结果显示，卵巢总甘油三酯含量和中性脂质含量均较对照组显著降低。【结论】飞蝗LmapoLp-II/I是影响卵巢发育的主要载脂蛋白基因，其参与卵巢脂质的积累和运输。研究结果可为基于脂质运输基因为靶标的害虫防治提供理论依据。

关键词：飞蝗载脂蛋白 RNA干扰卵巢脂质运输

小麦穗型相关生长素通路基因发掘及TaARF23-A与小穗数关联分析

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作物学报 2024年第2期50卷 506-513页

作者：谭丹陈家婷郜钰张晓军李欣闫贵云李锐陈芳常利芳张树伟郭慧娟畅志坚乔麟轶山西农业大学农学院/作物遗传与分子改良山西省重点实验室/农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建) 山西太原030031

生长素是调控作物穗部形态的主要内源激素之一。为了发掘小麦中与穗型相关的生长素通路基因,本研究选择了纺锤穗型品系SY95-71和密穗品系CH7034,对其幼穗内源生长素含量进行了检测,结果显示SY95-71幼穗中的色胺含量显著高于CH7034。转... 详细信息

生长素是调控作物穗部形态的主要内源激素之一。为了发掘小麦中与穗型相关的生长素通路基因,本研究选择了纺锤穗型品系SY95-71和密穗品系CH7034,对其幼穗内源生长素含量进行了检测,结果显示SY95-71幼穗中的色胺含量显著高于CH7034。转录组测序结果表明,在高置信区间(P转化为色胺)和生长素响应因子基因(Auxin Response Factors,ARFs)的转录水平均显著高于CH7034。对在SY95-71中高表达的2个ARF基因(TraesCS7A02G475700和TraesCS7A02G475600)作了进一步分析,结果显示二者是位于7A染色体长臂上的一对串联重复基因,根据小麦ARF家族成员编号,将其分别命名为TaARF23-A1和TaARF23-A2。qRT-PCR结果证实SY95-71幼穗中TaARF23-A1和TaARF23-A2的表达量极显著高于CH7034。测序结果显示TaARF23-A的外显子序列在SY95-71和CH7034间具有2个SNP和1个InDel。根据InDel位点开发分子标记,并将其与SY95-71和CH7034的RILs群体在6个大田环境下的穗部表型进行关联分析,结果显示TaARF23-A与小穗数显著相关(P研究结果将为小穗发育机制解析提供参考,也为小麦理想穗型改良提供了分子标记。

关键词：小麦穗型生长素 TaARF23-A 小穗数分子标记

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一个影响酪氨酸代谢藜麦突变体的鉴定

生物技术通报 2024年

作者：姜宇舢兰倩王芳姜亮裴成成山西省后稷实验室山西农业大学作物遗传与分子改良山西省重点实验室山西农业大学农学院

【目的】利用收集的藜麦植株颜色突变体，测定该突变体的代谢组成，分析代谢通路之间变化和转化规律，构建出该突变体代谢变化基本模型，为进一步鉴定和克隆影响藜麦重要代谢通路的关键遗传位点提供材料基础。【方法】利用正向遗传学手... 详细信息

【目的】利用收集的藜麦植株颜色突变体，测定该突变体的代谢组成，分析代谢通路之间变化和转化规律，构建出该突变体代谢变化基本模型，为进一步鉴定和克隆影响藜麦重要代谢通路的关键遗传位点提供材料基础。【方法】利用正向遗传学手段，从藜麦常规品种‘藜红1号’（Red Quinoa 1, RQ1）后代中，筛选到一植株和穗部红色消退而绿色加深（green quinoa 1, gq1）的自然突变株作为材料，与其原始亲本RQ1相比较，利用非靶向代谢组学鉴定灌浆时期幼穗差异代谢成分，通过KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)代谢途径分析和差异代谢物关联分析，揭示GQ1基因突变引发的关键代谢通路的变化。【结果】经过连续4个世代的遗传分析表明，gq1突变体植株颜色变异能够稳定遗传，且是由单个遗传位点控制。与其原始亲本RQ1相对比，在藜麦gq1突变体中检测到了409个差异代谢物，其中含量升高的代谢物有110个，299个代谢物含量降低。代谢组学分析发现，在藜麦gq1突变体中，对植物次级代谢有着重要影响的酪氨酸和以其为核心衍生出的其他代谢产物发生了整体性的降低。此外，包括6种人体必需氨基酸在内的多种氨基酸和TCA循环中的成分，在gq1突变体发生了显著的减少。【结论】通过对这些差异代谢进行KEGG代谢途径富集分析，表明GQ1基因突变造成了以酪氨酸为核心的初级代谢组分和次级代谢组分整体降低，意味着该基因可以成为协同优化藜麦初级代谢和次级代谢的关键遗传位点。

关键词：藜麦突变体gq1 代谢组学酪氨酸代谢氨基酸含量初级代谢次级代谢

铋牺牲法制备石墨烯负载Fe-N单原子位点增效氧还原催化和锌-空气电池性能

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 272-281页

作者：杨志远张燕肖娟定王俊英王俊中安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽石墨烯碳纤维材料工程研究中心安徽合肥230601 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料山西省重点实验室山西太原030001

催化氧反应(ORR)是锌空电池和氢燃料电池能量转化的关键过程,然而其反应速率往往较低,因此开发高活性且耐久的催化材料至关重要.当前,研发低成本、高效率且稳定的氧还原催化剂已成为国内外的研究热点.其中,富含金属-氮-碳活性位点的低成... 详细信息

催化氧反应(ORR)是锌空电池和氢燃料电池能量转化的关键过程,然而其反应速率往往较低,因此开发高活性且耐久的催化材料至关重要.当前,研发低成本、高效率且稳定的氧还原催化剂已成为国内外的研究热点.其中,富含金属-氮-碳活性位点的低成本ORR催化材料,因其具有替代贵金属的潜力,成为重要的候选材料.然而,在制备这类催化剂时,所用分子前驱体在热解过程中易团聚形成金属基硬颗粒,如何减少热解过程中金属成分的自发聚集和不良副产物的生成,提高活性单原子的利用率,特别是在使用廉价分子前驱体(如三聚氰胺和铁盐)时,仍面临挑战.本研究旨在探索有效的制备策略,以优化催化剂性能,推动其在能源转换领域的应用.本文报道了一种以硝酸铋为牺牲剂,石墨烯为导电载体,通过热解廉价的三聚氰胺和铁盐,合成石墨烯负载丰富Fe-N-C活性位点催化剂的新方法.该方法中硝酸铋前驱体高温热解生成的铋铁合金或氧化铋因表面没有碳层,而容易被热酸除去,形成更多的可接近的FeNx活性位点,从而有效地抑制铁基颗粒和管状碳结构的形成,实现了催化剂的高效合成.双球差矫正电镜、X-射线光电子能谱和X-射线吸收结构光谱等表征证明,铋化合物去除后留下空位被铁原子取代,增加了Fe-N-C位点密度,并且铁以单原子活性位形式存在.实验结果表明,所制备的催化剂表现出高氧还原性能,在碱性和酸性条件下的半波电位分别为0.916和0.784 V.石墨烯基催化剂的动力学电流密度(0.9 V ***)达到10.41 mA cm^(-2),是不加铋化合物样品的6倍,贵金属Pt/C催化剂的4倍.此外,催化剂的塔菲尔斜率为59 mV dec^(-1),低于不加铋化合物样品(80 mV dec^(-1))、不加石墨烯样品(93 mV dec^(-1))、无金属样品(88 mV dec^(-1))和Pt/C(80 mV dec^(-1)).在0.1 mol L^(-1) KOH条件下,催化剂循环10000圈后,半波电位仅衰减15 mV,低于Pt/C(36 mV)和无铋对照样(20 mV),表明催化剂具有较好的稳定性.由于电化学法制备的石墨烯比热解法制备的非晶碳具有更好的耐腐蚀性,从而可以提高阴极氧还原的稳定性.另外,所制备的催化剂应用在锌-空气电池中时,最大功率密度可达201.4 mW cm-2,且循环1000次后电池电压几乎没有衰减.综上,本研究通过引入铋化合物,显著提升了廉价前驱物铁-三聚氰胺的金属单原子化效率.利用电化学法合成了石墨烯负载的Fe-N-C催化活性位,制备出高活性、高稳定的催化剂.将该低成本催化剂应用于锌-空气电池的阴极,其表现出良好的长循环性能.本研究为制备低成本、高性能的金属-氮-碳基电催化剂提供了新思路.

关键词：氧还原反应铋石墨烯锌-空气电池 Fe-N-C

大黄素干预胰岛素生长因子受体诱导胃癌细胞凋亡的作用机制

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中药药理与临床 2024年

作者：王燕如王超刘秀珠郭晴阳李佳蔚靳晓杰刘永琦甘肃省高校重大疾病分子医学与中医药防治研究重点实验室医学院山西大同大学敦煌医学与转化教育部重点实验室

目的：探究大黄素干预胰岛素生长因子受体（IGF1R）治疗胃癌（gastric cancer）的作用机制。方法：基于数据库预测大黄素和胃癌的潜在靶点。采用蛋白互作分析（PPI）得到大黄素治疗胃癌的核心靶点，并分析其与IGF1R的联系。DAVID、Cytos... 详细信息

目的：探究大黄素干预胰岛素生长因子受体（IGF1R）治疗胃癌（gastric cancer）的作用机制。方法：基于数据库预测大黄素和胃癌的潜在靶点。采用蛋白互作分析（PPI）得到大黄素治疗胃癌的核心靶点，并分析其与IGF1R的联系。DAVID、Cytoscape数据库进行基因本体（GO）和通路富集分析；Schr?dinger进行分子对接和结合自由能计算；采用CCK8法检测大黄素对细胞活力的影响；采用HE、4’，6二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）染色及流式细胞术检测凋亡；免疫荧光检测、ELISA法和蛋白免疫印迹（WB）检测大黄素对IGF1R及调控的通路蛋白的影响。结果：网络药理学结果显示IGF1R可能是大黄素作用的关键靶点，大黄素调控的主要生物过程（BP）是细胞增殖、凋亡过程的负调控等；主要细胞组成（CC）是核质、细胞核等；主要分子功能（MF）是类固醇结合、雌激素受体的活动等；主要调控的通路是P53信号通路、癌症的蛋白聚糖信号通路和PI3K-AKT信号通路等，其中IGF1R/磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1（PDK1）是癌症的蛋白聚糖信号通路中关键的一环，与细胞增殖和凋亡的调控有关。分子对接和结合自由能计算验证大黄素与IGF1R有较好的结合力。体外细胞实验验证显示，大黄素可呈剂量和时间依赖性抑制MKN-45细胞活力；大黄素可诱导MKN-45细胞凋亡，并显著降低p-IGF1R及其下游PDK1、p-PDK1蛋白的表达（P <0.05或P <0.01）。结论：IGF1R是大黄素治疗胃癌的关键作用靶点，大黄素可诱导胃癌细胞的凋亡、抑制增殖，其作用机制可能与抑制IGF1R/PDK1信号通路有关。

关键词：大黄素胃癌胰岛素生长因子受体凋亡增殖

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苗草专用型大麦品种鉴定及全基因组关联分析

作物学报 2024年

作者：马敏虎常华瑜陈朝燕仁增刘廷辉邢国芳郭刚刚山西农业大学农学院/杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部粮食作物基因资源评价利用重点实验室/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程甘孜藏族自治州农业科学研究所

苗草工厂为实现草食动物的饲草周年供应提供了新的解决方案。针对苗草生产的品种需求，本研究对124份中国大麦育成品种(系)与种质开展了苗草转化率鉴定和生物量调控位点发掘。结果显示，大麦种子萌动后，水培条件下苗草生物量呈指数增... 详细信息

苗草工厂为实现草食动物的饲草周年供应提供了新的解决方案。针对苗草生产的品种需求，本研究对124份中国大麦育成品种(系)与种质开展了苗草转化率鉴定和生物量调控位点发掘。结果显示，大麦种子萌动后，水培条件下苗草生物量呈指数增长趋势并在7 d后进入平台期。在植物工厂条件下，鉴定出冬青16、扎青6号等10个高苗草转化率品种且分析发现苗草生物量与籽粒千粒重呈一定的负相关。进一步通过全基因组关联分析，共鉴定到12个苗草生物量相关QTL位点，从中预测出8个调控苗草生物量的候选基因。本研究不仅为大麦苗草工厂化生产筛选出高转化率品种，同时也为苗草专用型大麦品种的遗传改良奠定了基础。

关键词：大麦苗草生物量调控位点全基因组关联分析

催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析

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煤炭学报 2024年第2期49卷 1067-1082页

作者：鲍卫仁王倩李挺田茜王旎晨闫伦靖王美君常丽萍太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024 山西能源学院山西晋中030600

以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热... 详细信息

以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响,并对比分析了各类催化剂的优缺点。探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系,结合煤及热解挥发物中C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为,揭示了不同催化剂的作用机制。在此基础上,针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题,提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法,实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。同时,针对催化剂易积炭失活问题,分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。从催化剂设计及热解反应体系出发,分析了多种有效抑制积炭的途径,如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(6)和CH_(3)OH等富氢小分子调控挥发物组成等,以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。

关键词：低阶煤热解挥发物催化裂解焦油提质

通过碳点从共价三嗪框架中提取光生空穴用于光合作用产过氧化氢

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 178-189页

作者：任卫杰李宁常青武杰杨金龙胡胜亮康振辉中北大学煤与煤层气共采全国重点实验室山西太原030051 煤与煤层气共采全国重点实验室山西晋城048012 清华大学新型陶瓷与精细加工国家重点实验室北京100084 苏州大学功能纳米与软材料研究所江苏苏州215123

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种多功能氧化剂,利用地球上丰富的水和氧合成过氧化氢是解决能源危机和环境修复的一种有前景的方法.共价三嗪框架(CTFs)因具有独特的稳定结构以及π共轭sp^(2)碳结构上功能基团的高可设计性,其作为光催化剂而... 详细信息

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种多功能氧化剂,利用地球上丰富的水和氧合成过氧化氢是解决能源危机和环境修复的一种有前景的方法.共价三嗪框架(CTFs)因具有独特的稳定结构以及π共轭sp^(2)碳结构上功能基团的高可设计性,其作为光催化剂而备受关注.然而,由于共轭键的可逆性较差,极大地影响了电荷的分离和转移.为了提高载流子分离效率,目前的策略主要为开发高结晶结构或在CTFs骨架中加入具有不同电离势和电子亲和力的供电子和接受电子单元,但催化性能和太阳能化学转化(SCC)效率仍然低于预期.碳点(CDs)具有类分子特性,可以通过表面接触或结合改变材料的微观结构和物理性能,起到调控光生电荷行为的作用.因而,本文把CDs引入到CTFs分子中,使其充当电荷分离器,提升光生载流子的利用效率.本文提出一种可扩展的方法,使1,4-二氰苯(DCB)、CDs和碱金属盐在溶液中发生选择性吸附反应,去除溶剂后制备出预混物,然后再以CF_(3)SO_(3)H为催化剂,在空气氛围内直接加热预混物至250℃并反应8 h,获得具有高结晶CTFs与CDs的复合光催化剂(CDs@CTFs).透射电镜、X射线光电子能谱(XPS)等结果证明了CDs引入到CTFs插层中.粉末X射线衍射结果表明,适量的CDs可以提高CTFs的结晶度.紫外-可见吸收谱表明CDs的引入扩大了可见光的吸收范围.Zeta电位、光致发光光谱等结果表明,二价和多价阳离子同时与两个或两个以上的CDs相互作用,导致其溶胶溶液的不稳定性和表面电子态的改变,影响了光催化剂性能.XPS、红外光谱、热重分析(TGA)等表征结果表明CDs表面羧基的H+离子可能被碱金属离子取代,从而调节表面电荷分布,促进电荷分离和转移.电荷牺牲实验、原位漫反射红外傅立叶变换光谱和电子顺磁共振谱测试结果表明,CDs@CTFs可以实现氧还原反应和水氧化反应双通道产H_(2)O_(2).通过使用已知的电子受体和电子供体来识别CDs和CTFs之间的电荷转移过程,并结合对空穴传输层器件的暗I-V曲线测试结果,揭示了CDs具有空穴存储功能.所制光催化剂的H_(2)O_(2)产率为2464μmolh^(-1)g^(-1),全光谱光化学转化效率为0.9%,500 nm的表观量子产率为13%,超过了目前报道的大多数光催化剂.结合理论分析结果表明,CDs可以作为空穴提取剂有效地驱动激子解离,并为水氧化反应提供活性位点;研究发现碱金属离子在合成过程中与CDs表面的羧酸基团相互作用,增强对CTFs的空穴提取能力,加速光催化生成H_(2)O_(2).此外,所制光催化剂在自然阳光下可连续工作产H_(2)O_(2),且光催化性能经过100 d循环使用仍表现出高的稳定性.综上所述,本文开发了一种简便且可扩展的方法,将CDs引入到CTFs中,以实现高效的光催化产H_(2)O_(2).CDs通过其界面产生的内电场从CTFs中提取光生空穴,并在CTFs上充当空穴存储层.此外,碱金属离子能显著调节内部电场强度,使CDs@CTFs具有更显著的光催化性能.本工作揭示了一种新的设计策略来调控有机共轭聚合物中的载流子分离和迁移.

关键词：共价三嗪框架碳点过氧化氢光合作用光催化过程水氧化反应光催化剂

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组蛋白修饰在先天性心脏病中的作用

中国生物化学与分子生物学报 2024年第5期40卷 588-597页

作者：李璐李建婷山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室山西医科大学出生缺陷与细胞再生山西省重点实验室山西医科大学煤炭环境致病与防治教育部重点实验室山西医科大学山西省临床级细胞治疗转化中试基地太原030001

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是包括心肌壁、瓣膜和主要血管缺陷在内的心脏先天性结构异常疾病。虽然胚胎发生过程中的基因突变和异常基因表达等遗传因素会导致CHD,但这些只能解释一部分CHD的发病原因。表观遗传中的组... 详细信息

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是包括心肌壁、瓣膜和主要血管缺陷在内的心脏先天性结构异常疾病。虽然胚胎发生过程中的基因突变和异常基因表达等遗传因素会导致CHD,但这些只能解释一部分CHD的发病原因。表观遗传中的组蛋白修饰在CHD中的研究越来越多,提示其在CHD发病机制中愈发重要。随着基于质谱的蛋白质组学技术发展,一系列新型组蛋白翻译后修饰,包括琥珀酰化、糖基化、乳酸化和β-羟基丁酰化等在疾病中发挥的作用被揭示,而这些新型修饰如何调控CHD的发生发展过程中的基因表达以及病理进程并不得知。本文将分别从经典组蛋白修饰和新型组蛋白修饰出发阐述不同的组蛋白修饰参与调控心脏发育基因的作用机制,以期揭示组蛋白驱动的表观遗传机制在CHD病因学中的重要性,也为CHD的临床治疗及时预防提供理论依据。

关键词：组蛋白修饰先天性心脏病表观遗传