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菜豆EST-SSR分子标记开发及部分种质分子身份证构建

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西南大学学报（自然科学版） 2024年第6期46卷 63-73页

作者：付阳云文晓鹏贵州大学农业生物工程研究院/山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025

为开发菜豆高效新型分子标记,从分子水平解析菜豆重要种质的遗传多样性及亲缘关系,基于菜豆转录组数据,设计EST-SSR引物,建立EST-SSR标记系统.利用PCR筛选出多态性引物,结合毛细管电泳,分析81份菜豆种质的亲缘关系,并构建分子身份证.通... 详细信息

为开发菜豆高效新型分子标记,从分子水平解析菜豆重要种质的遗传多样性及亲缘关系,基于菜豆转录组数据,设计EST-SSR引物,建立EST-SSR标记系统.利用PCR筛选出多态性引物,结合毛细管电泳,分析81份菜豆种质的亲缘关系,并构建分子身份证.通过MISA软件,在菜豆转录组数据85276条非冗余序列中,共挖掘出11649个EST-SSR位点.菜豆转录组SSR标记主要重复单元为1~3个碱基,其中单碱基为主要类型,占总量的56.7%;其次是三碱基重复,占总量的21.1%.从128对EST-SSR引物中筛选出18对多态性高、重复性好的引物进行PCR扩增.供试种质的多态性信息量(PIC)为0.50~0.95,平均为0.88;遗传相似性系数为0.15~0.65,以0.35为阈值可将81份种质分为3大类,其中贵州种质主要分布于第Ⅰ,Ⅲ类,而省外品种仅分布在第Ⅱ类.利用核心引物TDc9和TDc66可以有效区分81份菜豆种质,并构建其分子身份证.研究开发的EST-SSR标记系统,可用于菜豆种质的鉴定及亲缘关系分析.

关键词：菜豆转录组分子标记开发 EST-SSR标记分子身份证

基于研究生科研素养培养的“高级微生物学实验”课程教学改革

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微生物学通报 2024年第4期51卷 1156-1166页

作者：丁晨雨何腾霞贵州大学生命科学学院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

“高级微生物学实验”课程旨在培养新入学研究生的科研思维、创新意识、探索精神和实践能力。为了提升教学质量,针对教学中存在的突出问题,本课程秉持“以学生为中心,以成果为导向”的育人理念,组建了教师教学团队,设置基础性、研究性... 详细信息

“高级微生物学实验”课程旨在培养新入学研究生的科研思维、创新意识、探索精神和实践能力。为了提升教学质量,针对教学中存在的突出问题,本课程秉持“以学生为中心,以成果为导向”的育人理念,组建了教师教学团队,设置基础性、研究性和探索性创新实验项目优化教学内容;依托智慧教室和线上教学平台实施小组教学、互动式教学、混合式教学、翻转课堂等多元教学活动,借助智能化开放实验室和教师科研资源保障实践教学;采用全过程综合考核评价研究生的综合科研素养,构建了适用于贵州大学微生物学专业研究生培养的教学体系。实践显示,“课堂+线上+实践”的改革取得了较好的成效,研究生的科研兴趣与热情、实践创新能力得到激发和锻炼,有效提升了他们的综合科研素养。

关键词：高级微生物学实验混合式教学信息化教学平台综合科研素养

基于杂交水稻叶片SPAD值的氮素营养诊断模型的初步构建

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中国稻米 2024年第2期30卷 5-12页

作者：任红军许桂玲冯跃华李杰王晓珂高钰琪由晓璇韩志丽李家乐贵州大学农学院贵阳550025 贵州大学山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025

为探明水稻叶片SPAD值的最佳测定叶位和最佳的SPAD值次级指标,并构建基于水稻叶片SPAD值的氮素营养诊断模型,开展以品种为主区,氮肥施用量为副区的双因素裂区设计试验。参试品种为Q优6号和宜香优2115,氮肥施用量设5个水平(纯N 0、75、15... 详细信息

为探明水稻叶片SPAD值的最佳测定叶位和最佳的SPAD值次级指标,并构建基于水稻叶片SPAD值的氮素营养诊断模型,开展以品种为主区,氮肥施用量为副区的双因素裂区设计试验。参试品种为Q优6号和宜香优2115,氮肥施用量设5个水平(纯N 0、75、150、225、300 kg/hm^(2)),分析叶片的敏感性、代表性和稳定性,并探讨SPAD值次级指标与施氮量和叶片含氮量之间,及叶片氮积累量与叶片含氮量和产量之间的关系。结果表明,叶片敏感性、代表性和稳定性大小顺序分别为L4(顶4叶)>L3(顶3叶)>L1(顶1叶)>L2(顶2叶)和L3>L4>L2>L1、L2>L3>L4>L1,可见,L3、L4可作为氮素营养诊断的共同理想指示叶。选择L3、L4的SPAD值几何平均数(GMSI34)作为最佳的SPAD值次级指标。由叶片氮积累量与产量和叶片含氮量的抛物线方程、一元线性回归方程,GMSI34与叶片含氮量的指数方程,求得拔节期、孕穗期、抽穗期的SPAD值次级指标的临界值(GMSI34_(临))分别为48.5、44.3和42.9,与实际获取的GMSI34实相比较,若GMSI34_(实)-GMSI34_(临)<0时,则表明水稻缺氮,需要追氮,若GMSI34_(实)-GMSI34_(临)≥0,则表明水稻氮营养充足,无需追氮。综上,基于杂交水稻叶片SPAD值的氮素营养诊断模型,可为杂交水稻高效氮肥管理提供技术支持。

关键词：杂交水稻叶位 SPAD值营养诊断模型

超表达HnCYP82M3和DsTRI基因对颠茄托品烷生物碱合成的影响

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药学学报 2024年第3期59卷 775-783页

作者：穆德会刘艳红陈漂漂谭艾娟马炳南潘航张明生强玮贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

托品烷生物碱(TAs)是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物,颠茄是提取TAs的主要药源植物,利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略,在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrom... 详细信息

托品烷生物碱(TAs)是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物,颠茄是提取TAs的主要药源植物,利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略,在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase,CYP82M3)HnCYP82M3(来源于天仙子)和托品酮还原酶I(tropinone reductase I,TRI)DsTRI(来源于曼陀罗)两个酶基因,以期通过CYP82M3催化合成托品酮(开源),TRI进而将托品酮引入TAs合成的代谢方向(引流),大量促进3种TAs的积累。从天仙子根中克隆了HnCYP82M3基因,其编码氨基酸与颠茄AbCYP82M3序列一致性高达91.7%。单独超表达HnCYP82M3不影响颠茄发根TAs的含量,说明CYP82M3不是TAs合成的关键酶。同时超表达HnCYP82M3和DsTRI极大促进了3种TAs的积累,莨菪碱、山莨菪和东莨菪碱含量分别是对照的4.97倍、2.83倍和2.19倍,并且提高幅度大于DsTRI单表达。本研究证明分支点处酶基因共表达的开源引流策略是有效提高颠茄TAs合成的代谢工程新方法,为工业化大量获取TAs奠定了理论和技术基础。

关键词： CYP82M3 TRI 托品烷生物碱颠茄代谢工程

杜仲法呢基焦磷酸合酶EuFPS1互作蛋白筛选及分析

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植物生理学报 2024年第3期60卷 585-595页

作者：曾琴梁青赵丹贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025

法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPS)是杜仲胶生物合成途径中的关键酶之一,EuFPS1基因对杜仲胶积累有促进作用,但对其调控的分子机制尚不清楚。本研究采用SMART同源重组技术构建了杜仲酵母cDNA表达文库,以EuFPS1基因... 详细信息

法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPS)是杜仲胶生物合成途径中的关键酶之一,EuFPS1基因对杜仲胶积累有促进作用,但对其调控的分子机制尚不清楚。本研究采用SMART同源重组技术构建了杜仲酵母cDNA表达文库,以EuFPS1基因为诱饵筛选互作蛋白,经测序和BLAST比对初步筛选出41个互作蛋白。GO和KEGG分析结果显示,互作蛋白主要参与卟啉化合物代谢调控、紫外线与冷响应、叶片发育等生物进程,MEP代谢、卟啉代谢、泛素介导的蛋白质水解等代谢途径。选取3个互作蛋白(EuUFM1、EuLHC1、EuKS1)进一步验证互作关系,qRT-PCR分析发现EuFPS1与EuUFM1、EuLHC1、EuKS1基因在杜仲不同组织中均表达,其中EuFPS1与EuKS1的表达呈负相关。本研究为解析杜仲EuFPS1及其与互作蛋白的作用机制奠定了基础。

关键词：杜仲法呢基焦磷酸合酶酵母双杂交互作蛋白基因表达

基于FLUS和InVEST模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究

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水土保持研究 2024年第3期31卷 287-298页

作者：李井浩柳书俊王志杰贵州大学生命科学学院贵阳550025 山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025

[目的]探讨云贵高原不同情景下的土地利用与生态系统服务时空变化,为云贵高原土地利用空间格局优化、生态系统服务功能提升和可持续发展策略制定提供科学依据。[方法]以云贵高原为研究对象,以2001年、2010年和2020年3期MCD12Q1土地覆被... 详细信息

[目的]探讨云贵高原不同情景下的土地利用与生态系统服务时空变化,为云贵高原土地利用空间格局优化、生态系统服务功能提升和可持续发展策略制定提供科学依据。[方法]以云贵高原为研究对象,以2001年、2010年和2020年3期MCD12Q1土地覆被数据为基础数据,辅以自然和社会经济数据,基于ArcGIS,FLUS模型和InVEST模型,模拟2030年、2040年和2050年自然发展情景、生态保护情景和耕地保护情景下的土地利用以及碳储量、产水量和土壤保持量3项生态系统服务功能时空分布格局。[结果](1)不同情景下云贵高原的土地利用变化以林地持续增加和草地持续减少为主要趋势;耕地保护情景下,耕地面积最高可占总面积的10.38%;生态保护情景下,林草面积在2050年可达总面积的90%。(2) 3种情景下,云贵高原2020—2050年碳储量和土壤保持量均呈上升趋势,而产水量呈下降趋势。生态保护情景下,2050年碳储量预测值最高,为8.13×10^(9) t;产水量减少速率显著低于另外两种情景,降幅为0.46%。(3)宜昌市、普洱市和常德市等市州的生态系统服务供给能力较高;而贵阳市、毕节市和安顺市等市州的生态系统服务供给能力较低。[结论]云贵高原2020—2050年整体生态系统服务供给能力较好,各项服务功能在不同情景下表现出较强的空间聚集性和异质性。云贵高原今后的生态系统服务管理和可持续发展中,应考虑不同生态系统服务功能的空间异质性以及林地面积持续增加可能带来的水资源失衡问题。

关键词： FLUS模型 InVEST模型碳储量产水量土壤保持量

基于测序及近缘种间比较分析滴水珠叶绿体基因组特征

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分子植物育种 2024年第16期 5297-5306页

作者：罗须罗睿杜声珊姚妹王雨贵州大学生命科学学院贵州大学山地植物资源保护与保护种质创新教育部重点实验室

为确认滴水珠叶绿体基因组的大小、特征及与近缘种的关系，本研究对滴水珠叶绿体基因组进行测序和拼接。发现其总长为164 850 bp,GC含量为36.5%；具有典型的环状四分区结构，包括一个大单拷贝区(LSC, 89 964 bp)、一个小单拷贝区(SSC, 2... 详细信息

为确认滴水珠叶绿体基因组的大小、特征及与近缘种的关系，本研究对滴水珠叶绿体基因组进行测序和拼接。发现其总长为164 850 bp,GC含量为36.5%；具有典型的环状四分区结构，包括一个大单拷贝区(LSC, 89 964 bp)、一个小单拷贝区(SSC, 25 120 bp)和一对反向重复序列(IRs, 24 883 bp)；共注释到113个特异基因，包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因；共检测到331个SSR位点，且大多位点均具有A/T碱基偏好性。经叶绿体基因组序列比对发现，7个天南星科物种在叶绿体基因组结构、基因顺序和基因含量等均具有高度保守性。IR区边界扩张与收缩分析发现，滴水珠叶绿体基因组只含有一个单拷贝的trnN-GUU基因，其IR区较其他物种发生了收缩。系统发育分析发现，半夏属形成一个单系，且滴水珠的分枝长度比其他两个物种长。本研究提供了天南星科植物的叶绿体基因组序列信息，且发现相对于半夏属的其他物种滴水珠可能具有特殊的进化历史。

关键词：叶绿体基因组天南星科半夏属滴水珠系统进化树

杜鹃兰qRT-PCR内参基因的筛选及稳定性评价

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农业生物技术学报 2024年第4期32卷 926-938页

作者：张玉琎吉军肖鑫张静怡王利琴高燕燕田宇航张明生贵州大学生命科学学院/山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州医科大学药学院

杜鹃兰(Cremastra appendiculata)为兰科珍稀药用植物，因其具有较高的药用价值而获得广泛关注。由于存在严重的繁殖障碍，加之人类的掠夺式采挖，导致其资源濒临枯竭，利用现代生物分子技术解决杜鹃兰物种繁殖困难的问题是资源保护的... 详细信息

杜鹃兰(Cremastra appendiculata)为兰科珍稀药用植物，因其具有较高的药用价值而获得广泛关注。由于存在严重的繁殖障碍，加之人类的掠夺式采挖，导致其资源濒临枯竭，利用现代生物分子技术解决杜鹃兰物种繁殖困难的问题是资源保护的有效途径之一。本研究以杜鹃兰不同器官(根,茎和叶)和不同萌发阶段的种子(共生萌发和非共生萌发种子)为材料，采用qRT-PCR技术检测肌动蛋白(β-actin, ACT)、翻译延伸因子(translation elongation factor 1 beta, ef-1β)、亲环蛋白(cyclophilin, CYP)、核糖体蛋白(ribosomal protein, RPL)、核糖体蛋白S8(ribosomal protein S8, RPS)、泛素C(ubiquitin C, UBC)、微管蛋白(α-tubulin, TUB)共计7个常用管家基因的表达情况，并结合geNorm、NormFinder和BestKeeper软件对候选基因的稳定性进行综合评价，根据分析结果筛选适于杜鹃兰qRT-PCR的内参基因；并通过目的基因赤霉素氧化酶基因(GA 3-beta dioxygenase, GA3ox)和凝集素蛋白编码基因10(lectin protein coding gene 10,Lectin10)对内参基因的稳定性进行验证。研究发现，在杜鹃兰不同处理条件和不同组织下均可引入双内参基因进行实验；在不同器官中，RPL和ef-1β的表达相对一致，稳定性较好，适合作为内参基因；在不同萌发阶段的共生萌发种子中，UBC和TUB表达最为稳定，而不同萌发阶段的非共生萌发种子中最稳定的内参基因为RPL和ef-1β。分别选择相对稳定的UBC和TUB作为内参基因时，目的基因GA3ox和Lectin10在不同萌发阶段的共生杜鹃兰种子中相对表达变化趋势基本一致，而稳定性较差的ACT并没有对目的基因的表达分析进行有效校正，其数据出现明显偏差。本研究为不同研究条件下杜鹃兰相关基因的表达分析提供了校正和标准化基因，有效提高了后续研究的准确性和可靠性。

关键词：杜鹃兰共生萌发非共生萌发 qRT-PCR 内参基因

喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素

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水土保持通报 2024年第2期44卷 57-69页

作者：袁冬梅杨熳严令斌刘锋张慧敏曹秀刚喻理飞贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

[目的]探究喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素,为提升该地区森林土壤水源涵养能力提供科学参考。[方法]以贵州省茂兰喀斯特原始森林表层土壤(0—10 cm)为研究对象,采用环刀法与室内浸泡法对土壤物理结构和持水特性进... 详细信息

[目的]探究喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素,为提升该地区森林土壤水源涵养能力提供科学参考。[方法]以贵州省茂兰喀斯特原始森林表层土壤(0—10 cm)为研究对象,采用环刀法与室内浸泡法对土壤物理结构和持水特性进行测定,并利用方差分析、RDA分析等方法探究不同地形部位土壤持水能力空间分布差异及其影响因素。[结果]①土壤物理特征呈高异质性,土壤容重、土壤含水量、孔隙度、机械组成等在不同坡向、坡位和海拔间均具有显著性差异。②土壤持水率在不同坡向间差异最显著,土壤持水量在不同岩石裸露等级间差异最显著。土壤最大持水率、毛管持水率、饱和持水量与毛管持水量均随着坡位和海拔的增加而增加,且随着岩石裸露等级的下降而增加。土壤综合持水能力在低裸露、低海拔地区较好。③相关分析表明,地形特征、土壤物理特性与土壤持水率的相关性更强,林分特征与持水量的相关性更强,林分密度与持水量显著负相关,平均胸径、平均树高与持水量显著正相关。④PCA分析结果表明,土壤持水量是表征茂兰喀斯特森林表层土壤持水性能的第一主要因子,土壤持水率为第二主要因子,主成分一、二累计贡献率为77.5%。RDA分析结果表明,土壤孔隙度、岩石裸露等级是茂兰喀斯特森林表层土壤持水能力的主要影响因素。[结论]茂兰喀斯特森林土壤持水能力具有高异质性,在不同地形部位间差异显著,非毛细孔隙度(P nc)是影响土壤持水能力的主要因子。

关键词：土壤物理性质土壤持水能力影响因素喀斯特