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向日葵热激转录因子基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

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浙江大学学报(农业与生命科学版) 2024年

作者：宋慧芳薛宏宇王茜卢俊洁李晨雨刘阿克长治学院生命科学系

热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）广泛分布于植物中，参与多种转录调控途径，特别是热应激信号传导和其他应激反应。本研究在向日葵中共鉴定到39个HSF家族成员（HaHSFs），系统发育分析将其分为3个组（进一步分为... 详细信息

热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）广泛分布于植物中，参与多种转录调控途径，特别是热应激信号传导和其他应激反应。本研究在向日葵中共鉴定到39个HSF家族成员（HaHSFs），系统发育分析将其分为3个组（进一步分为8个亚家族）；全基因组重复和转座子介导的重复是向日葵HSF家族扩增的主要原因。由于功能约束强烈，几乎所有重复基因都经历了受纯化选择。通过转录组分析明确了HaHSF基因在不同组织和激素或非生物胁迫条件下的表达模式。HaHSF16、HaHSF17、HaHSF27和HaHSF33基因能够响应外源植物激素如生长素、赤霉素等；而HaHSF17、HaHSF18和HaHSF33基因可能参与向日葵幼苗的多种非生物抗逆性。高温胁迫下基因的共表达网络分析发现HaHSF23、HaHSF18和HaHSF29处于网络的核心，与其共表达的基因主要参与响应高温、响应活性氧、促分裂原活化的蛋白质激酶信号通路以及次生代谢物生物合成等功能。通过对向日葵HSF基因家族的系统研究，可为后期向日葵HSF基因功能和分子育种研究提供参考。

关键词：向日葵 HSF基因家族系统发生分析基因重复基因表达

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麻风树JcERF22基因的克隆与功能分析

浙江农业学报 2024年第10期 2219-2228页

作者：唐跃辉陈淑颖何文琼王涵瑾包欣欣贾赛男王瑶瑶陈宇阳杨同文周口师范学院生命科学与农学学院

AP2/ERF转录因子在植物生长发育和响应非生物胁迫过程中起重要的调控作用，克隆麻风树AP2/ERF基因JcERF22,分析其对非生物胁迫的响应，鉴定其在调控拟南芥抗逆胁迫中的作用，为麻风树耐逆品种的培育提供依据。以麻风树为材料，利用逆转... 详细信息

AP2/ERF转录因子在植物生长发育和响应非生物胁迫过程中起重要的调控作用，克隆麻风树AP2/ERF基因JcERF22,分析其对非生物胁迫的响应，鉴定其在调控拟南芥抗逆胁迫中的作用，为麻风树耐逆品种的培育提供依据。以麻风树为材料，利用逆转录PCR(RT-PCR)技术克隆麻风树JcERF22基因，利用生物信息学方法分析JcERF22基因序列，使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析非生物胁迫下JcERF22基因的表达模式，利用花粉浸染法构建JcERF22转基因拟南芥植株，并分析转基因植株在正常生长、缺磷和盐胁迫下的表型。结果显示，克隆的JcERF22基因编码区(CDS)长度为1 074 bp,编码357个氨基酸。亚细胞定位结果显示，JcERF22蛋白定位于细胞核。在缺磷和盐胁迫条件下，麻风树叶片中JcERF22基因的表达量均显著降低。正常条件下，过表达JcERF22基因不影响拟南芥地上部分的生长发育，但增加了拟南芥的根毛长度和根毛数量；缺磷胁迫下，JcERF22过表达拟南芥叶片中的花青素含量显著低于野生型，花青素合成相关基因(CHS、DFR、F3H、LDOX、FLS1、UF3GT)的表达量也均显著低于野生型；盐胁迫下，JcERF22过表达拟南芥的叶片白化严重，鲜重显著低于野生型，非生物胁迫相关基因(AtHKT1;1、AtP5CS1)的表达量显著低于野生型。综上，JcERF22基因在麻风树响应缺磷和盐胁迫中发挥重要作用。

关键词：麻风树 JcERF22基因 AP2/ERF转录因子缺磷盐胁迫

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中药渣蛴螬生物转化潜力

农业环境科学学报 2024年第8期43卷 1907-1914页

作者：赵青松裴鹏刚崔佳怡郭子璇李梅焦海华长治学院生命科学系山西长治046011

为探究蛴螬在中药渣生物转化中的应用潜力,本研究通过室内培养蛴螬转化实验(周期20 d),研究了新鲜中药渣、发酵中药渣及其与有机物料(木屑、秸秆)配伍经蛴螬生物转化前后的养分含量、腐熟度指标及生物转化率的响应。结果表明:与生物转... 详细信息

为探究蛴螬在中药渣生物转化中的应用潜力,本研究通过室内培养蛴螬转化实验(周期20 d),研究了新鲜中药渣、发酵中药渣及其与有机物料(木屑、秸秆)配伍经蛴螬生物转化前后的养分含量、腐熟度指标及生物转化率的响应。结果表明:与生物转化前相比,转化产物总养分含量(N+P_(2)O_(5)+K_(2)O)由1.59%~2.94%显著提升至3.36%~4.27%,有效氮(硝态氮+氨态氮)含量显著增加,碳氮比(C/N)由20.59~57.82下降至12.13~26.10,物料腐熟度显著提升(油菜发芽指数平均增加22.50%);与新鲜中药渣为底物的生物转化产物(T4处理)相比,发酵中药渣为底物的转化产物(T1处理)总养分含量提高24.49%,达到4.27%,总有效氮含量增加约4倍,虫体转化率和虫粪转化率分别大幅度提高至5.30%和89.49%,且发酵中药渣的转化产物C/N稳定在20以下,转化产物的农业适用性得到改善;相比于新鲜或发酵中药渣为单一底物的蛴螬生物转化产物(T1或T4处理),有机物料(木屑、秸秆)配伍处理组所得产物(T2和T3、T5和T6处理)的全钾(TK)、有机质(OM)含量和C/N大幅增加,而总养分、有效氮含量、电导率(EC)和油菜种子发芽指数呈下降趋势。研究表明,发酵中药渣的蛴螬生物转化效果优于新鲜中药渣直接生物转化,且与有机物料配伍可提高转化产物的OM和TK含量以及蛴螬的虫粪转化率。

关键词：中药渣蛴螬生物转化养分含量

有机肥替代化肥对旱区雨养玉米养分吸收利用及产量的影响

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核农学报 2024年第7期38卷 1355-1364页

作者：费聪运城学院生命科学系山西运城044000

针对旱区雨养玉米生产中氮肥管理不当和玉米长期连续种植导致的肥料利用效率低、氮肥损失严重及土壤养分枯竭等问题,本研究采用单因素随机区组设计,在晋西南盆地的褐土农田区开展了4种有机肥替代化肥氮处理[100%施化学氮肥(N1)、有机肥... 详细信息

针对旱区雨养玉米生产中氮肥管理不当和玉米长期连续种植导致的肥料利用效率低、氮肥损失严重及土壤养分枯竭等问题,本研究采用单因素随机区组设计,在晋西南盆地的褐土农田区开展了4种有机肥替代化肥氮处理[100%施化学氮肥(N1)、有机肥替代15%化学氮肥(N2)、有机肥替代30%化学氮肥(N3)、有机肥替代45%化学氮肥(N4)]以及不施化学氮肥和有机肥处理(N0),探究不同比例有机肥替代化学氮肥对玉米生长、养分吸收利用、土壤肥力及产量的影响。结果表明,与单施化学氮肥处理(N1)相比,30%有机肥替代化学氮肥处理(N3)通过提高净光合速率(9.6%)和叶面积指数(18.1%)改善了玉米冠层的光合生产能力,使干物质积累量提高了37.8%,同时提高干物质积累速率、缩短生育期天数(提前10 d,2021),促进植株对氮、磷、钾的吸收、转移和积累。此外,有机肥替代化学氮肥还通过提高上层土壤(0~40 cm)中的硝态氮、铵态氮、有机质及全氮含量改善了土壤供肥能力,尤其是N3处理,通过增加肥料-^(15)N回收率和降低肥料-^(15)N的土壤残留提高了氮素利用效率,使玉米的穗粒数、千粒重和籽粒产量分别提高3.8%~45.4%、0.5%~13.1%、4.4%~64.4%。综上所述,在晋西南盆地褐土农田区的玉米生产中,推荐有机肥替代30%的化学氮肥,该替代比例不仅可以促进玉米生长、提高玉米产量和氮肥回收率,还有助于改善土壤供肥能力,对该地区的玉米可持续性生产具有积极作用。本研究结果为旱区雨养玉米生产中有机肥部分替代化学氮肥提供了理论依据。

关键词：玉米有机替代籽粒产量土壤肥力

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麻风树JcHDZ28基因克隆与功能分析

江苏农业学报 2024年第1期40卷 39-46页

作者：唐跃辉赵雨凡蒋心言张英颖王寒包欣欣范雨杰李彤周口师范学院生命科学与农学学院河南周口466001

HD-Zip家族基因与植物的生长和对环境胁迫的抗性密切相关,被认为是作物改良的关键因子。在本研究中,我们通过RT-PCR技术从麻风树中克隆了1个HD-Zip家族基因,命名为JcHDZ28。JcHDZ28基因包含1个882 bp的开放阅读框,编码1个含有293个氨基... 详细信息

HD-Zip家族基因与植物的生长和对环境胁迫的抗性密切相关,被认为是作物改良的关键因子。在本研究中,我们通过RT-PCR技术从麻风树中克隆了1个HD-Zip家族基因,命名为JcHDZ28。JcHDZ28基因包含1个882 bp的开放阅读框,编码1个含有293个氨基酸的蛋白质。氨基酸序列分析结果表明,JcHDZ28含有高度保守的同源结构域和亮氨酸拉链(LZ)基序。表达模式分析结果表明,JcHDZ28基因在种子中的相对表达量最高,且盐胁迫下调该基因的表达。亚细胞定位分析结果表明,JcHDZ28基因编码1个核定位蛋白。过表达JcHDZ28基因增加了转基因拟南芥对盐胁迫的敏感性,且在盐胁迫条件下,转JcHDZ28基因拟南芥叶片脯氨酸含量显著低于野生型拟南芥,相对电导率显著高于野生型拟南芥,非生物胁迫相关基因在转JcHDZ28基因拟南芥中的表达也显著低于在野生型拟南芥中的表达。本研究结果可以为进一步阐明HD-Zip转录因子基因JcHDZ28在麻风树生长发育和响应非生物胁迫中的功能提供理论依据。

关键词：麻风树 JcHDZ28 HD-Zip 盐胁迫转基因拟南芥

小麦淀粉酶的生物信息学、基因表达与活性分析

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饲料研究 2024年第18期47卷 95-100页

作者：左秋艳张少卿王欣马卓艺李雅楠张涵欣张绍蕊马学婧沧州师范学院生命科学系

试验旨在探究小麦α-淀粉酶和β-淀粉酶的结构特征及萌发过程中的基因表达与酶活力变化。试验对小麦α-淀粉酶和β-淀粉酶的结构特征进行了生物信息学预测，通过荧光定量PCR检测小麦种子萌发过程中α-淀粉酶和β-淀粉酶基因的表达量，... 详细信息

试验旨在探究小麦α-淀粉酶和β-淀粉酶的结构特征及萌发过程中的基因表达与酶活力变化。试验对小麦α-淀粉酶和β-淀粉酶的结构特征进行了生物信息学预测，通过荧光定量PCR检测小麦种子萌发过程中α-淀粉酶和β-淀粉酶基因的表达量，并测定其酶活性。结果显示：小麦α-淀粉酶是碱性蛋白，β-淀粉酶是酸性蛋白，α-淀粉酶有信号肽和1个跨膜区，而β-淀粉酶均没有，二者二级和三级结构及磷酸化位点数目相似；小麦萌发时，α-淀粉酶基因表达量呈升高后降低的趋势，β-淀粉酶基因表达量处于低水平，α-淀粉酶基因表达受到低浓度盐碱诱导和高浓度盐碱抑制，β-淀粉酶基因表达量随盐碱浓度的升高而增加，α-淀粉酶和β-淀粉酶活性分别在萌发后期和早期明显增加。研究表明，小麦α-淀粉酶为分泌型膜蛋白，β-淀粉酶为基质游离蛋白，α-淀粉酶和β-淀粉酶对盐碱的应激反应不同，分别在小麦萌发后期和早期发挥主要作用。

关键词：小麦 α-淀粉酶 β-淀粉酶生物信息学基因表达酶活力

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桃WOX基因家族的鉴定及分析

分子植物育种 2024年第2期22卷 371-381页

作者：郭彩珍吕梁学院生命科学系吕梁033000

WOX基因家族是植物特有转录因子,具有调控植物的生长发育、植物的胚胎发育、激素信号转导、抗逆代谢等作用。本研究利用桃全基因组数据,首次对桃全基因组中的WOX基因家族进行鉴定和生物学分析。结果表明:桃WOX基因家族共有67个成员,8条... 详细信息

WOX基因家族是植物特有转录因子,具有调控植物的生长发育、植物的胚胎发育、激素信号转导、抗逆代谢等作用。本研究利用桃全基因组数据,首次对桃全基因组中的WOX基因家族进行鉴定和生物学分析。结果表明:桃WOX基因家族共有67个成员,8条染色体上都有分布,不同成员的氨基酸数、分子量和等电点差异较大,大部分WOX蛋白富含酸性氨基酸且稳定性较差,所有WOX成员都为亲水性蛋白;桃WOX蛋白二级结构均由α-螺旋、β-折叠、延伸链和无规则卷曲四部分组成;桃WOX基因家族97%的成员都定位于细胞核中;系统进化树将桃WOX基因家族分为3个组,只有第Ⅰ组包含40个PpWOX蛋白和15个拟南芥WOX蛋白,其他两组都没有拟南芥的WOX蛋白;桃WOX基因结构中都含有外显子和内含子结构,但是数量差异较大;保守基序分析表明,共有10个保守基序(motif 1~motif 10)且所有WOX成员都含有motif 1,同一分支中motif的数目和种类更为相似而不同分支间有其特异的motif,与系统进化树分析具有一致性。该研究结果将为进一步分析WOX基因家族各个成员在桃的生长发育和抗逆胁迫等方面的应用提供一定的基础数据和参考依据。

关键词：桃 WOX基因家族鉴定分析

感应电场对普鲁兰酶解玉米淀粉结构性能和体外消化的影响

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食品科学 2024年第15期45卷 186-193页

作者：魏海香高贤贤张莉李湘利梁宝东济宁学院生命科学与工程学院山东曲阜273155

以玉米淀粉为研究对象,探讨磁感应电场对普鲁兰酶水解淀粉结构性能和体外消化的影响。结果显示,经过酶解和感应电场的处理,改性后玉米淀粉颗粒出现大量孔洞,偏光十字模糊,结晶区1 047 cm-1/1 022 cm-1升高,1 022 cm-1/995 cm-1降低,相... 详细信息

以玉米淀粉为研究对象,探讨磁感应电场对普鲁兰酶水解淀粉结构性能和体外消化的影响。结果显示,经过酶解和感应电场的处理,改性后玉米淀粉颗粒出现大量孔洞,偏光十字模糊,结晶区1 047 cm-1/1 022 cm-1升高,1 022 cm-1/995 cm-1降低,相对结晶度随着感应电压的增加而增加。直链淀粉相对含量呈现先上升后下降的趋势,当感应电压为125 V时,直链淀粉相对含量高达98.61%。溶解度和膨胀度随着施加感应电压的增强先降低再增加,硬度和内聚力呈先增加后减少的趋势。原玉米淀粉和处理淀粉的黏性随剪切速率增加而迅速减少。储存模量和损耗模量与直链淀粉的含量有一定关系。当感应电压为125 V时抗性淀粉相对含量高达62.46%。体外消化水解率和血糖指数呈现先减少后增加的趋势。本研究可为感应电场在改性淀粉的生产和开发方面提供理论参考。

关键词：玉米淀粉普鲁兰酶感应电场结构性能体外消化

海菜花和波叶海菜花的传粉生物学及其杂交亲和性研究

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西北植物学报 2024年第9期44卷 1474-1481页

作者：李峻峰高鸿灿殷根深梁梓煜杨晓虹翟书华昆明学院农学与生命科学学院昆明650214

【目的】揭示海菜花和波叶海菜花的传粉特性,阐明其影响成功传粉因素,为两者杂交育种提供理论和技术指导。【方法】以海菜花和波叶海菜花为对象,通过观察其开花动态、昆虫访花行为,测定花粉活力、柱头可授性、杂交亲和指数等,研究其传... 详细信息

【目的】揭示海菜花和波叶海菜花的传粉特性,阐明其影响成功传粉因素,为两者杂交育种提供理论和技术指导。【方法】以海菜花和波叶海菜花为对象,通过观察其开花动态、昆虫访花行为,测定花粉活力、柱头可授性、杂交亲和指数等,研究其传粉特性及杂交亲和性。【结果】海菜花和波叶海菜花开花动态基本相似,单花期均为7~11 h,访花昆虫主要有黑带食蚜蝇、中华蜜蜂等;花粉活力和柱头可授性均呈现先上升后下降趋势,海菜花和波叶海菜花花粉活力最高分别为88.27%和88.34%,柱头可授性均在开花期Ⅱ最高;两者正反交的坐果率分别为85.71%和91.33%,杂交亲和指数均大于53,单果平均种子数自交分别为54和69,正反交分别为73和71;种子萌发率自交分别为71.7%和27.3%,正反交分别为22.6%和19.7%。【结论】海菜花和波叶海菜花的开花动态基本相似,单花期时间较短,传粉昆虫种类偏少,有性繁殖受到影响,未表现出显著的杂交不亲和性。

关键词：海菜花波叶海菜花传粉杂交亲和性花粉活力