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纳米零价铁协同反硝化细菌去除硝酸盐的研究进展

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生物工程学报 2024年

作者：赵洪何腾霞郑春霞王侧容刘欢田亚菲刘建蕊贵州大学生命科学学院农业生物工程研究院山地生态与农业生物工程协同创新中心山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室

硝酸盐(NO3–-N)是一种水体中常见的无机氮污染物，过量的NO3–-N会使水体富营养化并对人体健康构成威胁。纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron， nZVI)因其具有高比表面积和可作为优良电子供体的优点在NO3–-N去除方面备受关注。nZV... 详细信息

硝酸盐(NO3–-N)是一种水体中常见的无机氮污染物，过量的NO3–-N会使水体富营养化并对人体健康构成威胁。纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron， nZVI)因其具有高比表面积和可作为优良电子供体的优点在NO3–-N去除方面备受关注。nZVI协同反硝化细菌(denitrifying bacteria， DNB)可高效地转化NO3–-N为氮气(N2)，该方法不仅能显著提高NO3–-N的去除率，而且比传统的化学脱氮法更绿色环保，在NO3–-N污染治理中具有更大的应用潜力。因此，有必要深入认识nZVI协同DNB高效去除NO3–-N的互作机理。本论文详细阐述了影响nZVI与DNB协同去除NO3–-N的相关因素；综述了nZVI协同DNB去除NO3–-N的最新研究进展；系统分析了nZVI与DNB协同去除NO3–-N相互作用机理；综合讨论了nZVI协同DNB高效去除NO3–-N所面临的挑战，并对未来的研究方向进行了展望。旨在为开发更高效治理NO3–-N污染的方法提供理论依据和参考。

关键词：纳米零价铁(nZVI) 硝酸盐(NO -N) 反硝化细菌(DNB) 毒害作用生物脱氮微生物

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

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中国野生半夏的遗传多样性和遗传结构研究

广西植物 2024年第4期44卷 766-776页

作者：吴敏吴诗琪潘凤石甜赵财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山地生态与农业生物工程协同创新中心贵阳550025

第四纪气候波动以及地理和环境隔离深刻地影响了现代植物的遗传多样性、遗传结构和地理分布格局。该研究采用分子谱系地理学的研究方法对药用植物半夏19个居群共212个个体的3个叶绿体片段psb K-psb I、atp F-atp H和trn L-F进行分析,探... 详细信息

第四纪气候波动以及地理和环境隔离深刻地影响了现代植物的遗传多样性、遗传结构和地理分布格局。该研究采用分子谱系地理学的研究方法对药用植物半夏19个居群共212个个体的3个叶绿体片段psb K-psb I、atp F-atp H和trn L-F进行分析,探究半夏的遗传多样性、遗传结构、地理分布格局模式及成因,并探讨其居群历史动态。结果表明:(1)半夏总单倍型多样性H d为0.882,总核苷酸多样性π为1.23×10-3,在物种水平上表现出较高的遗传多样性。(2)分子方差分析(AMOVA)结果显示,半夏遗传变异主要发生在居群间,显著的遗传分化(F ST=0.909,PG ST=0.855(0.01部地区具有单倍型多样性较高,并存在特有单倍型,故推测第四纪冰期时在这两个区域存在冰期避难所。总之,通过3个叶绿体基因对不同区域半夏的分析,阐明了其遗传多样性、遗传结构和地理分布格局,为半夏优良种源的分子筛选和保护提出了科学的建议和保护策略。

关键词：半夏地理分布格局遗传多样性遗传结构避难所

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外源脱落酸对钩藤中生物碱合成的影响

分子植物育种 2024年第15期 5091-5097页

作者：周浩强玮敖雯雯路星星廖海民李雪王晓红张明生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保护种质创新教育部重点实验室山地生态与农业生物工程协同创新中心

为了探究外施ABA对钩藤中活性成分钩藤碱(RIN)和异钩藤碱(IRN)合成与积累以及生物碱合成途径基因表达的影响，以期进一步揭示RIN和IRN生物合成对ABA的响应机制。本研究以6月龄的钩藤为材料，外施不同浓度的ABA，利用HPLC测定不同浓度脱... 详细信息

为了探究外施ABA对钩藤中活性成分钩藤碱(RIN)和异钩藤碱(IRN)合成与积累以及生物碱合成途径基因表达的影响，以期进一步揭示RIN和IRN生物合成对ABA的响应机制。本研究以6月龄的钩藤为材料，外施不同浓度的ABA，利用HPLC测定不同浓度脱落酸处理后钩藤叶中RIN和IRN的含量积累情况，采用荧光定量PCR (RT-qPCR)分析合成途径中关键酶基因STR、TDC、SGD和G8H等基因的表达。结果表明，100μmol/L的ABA溶液最适于促进钩藤叶中生物碱的合成积累，处理后2 d两种生物碱含量就比对照提高了1倍；同时，q PCR显示合成途径中SGD、TDC、G8H和STR家族酶基因均有不同程度的上调。因此，合理外施ABA溶液有助于促进钩藤活性成分的合成与积累，提高钩藤的经济效益，对钩藤药材的高效优质种植管理提供了理论依据，也为阐明钩藤生物碱生物合成的分子调控机制提供了基础。

关键词：钩藤基因表达萜类吲哚生物碱脱落酸

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

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萌发对薏米淀粉结构和功能特性的影响

食品与发酵工业 2024年

作者：高丹敖志超李丰羽杨海明潘家艳赵锋廖海民满建民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保护种质创新教育部重点实验室山地生态与农业生物工程协同创新中心贵州培力农本方中药有限公司

萌发是一种天然、高效的淀粉改性方法。该文探究了薏米萌发过程中淀粉的性质变化规律，通过不同萌发时间处理薏米，提取萌发薏米淀粉后，分析淀粉结构和功能特性。结果表明，萌发后薏米淀粉表面出现明显孔洞，淀粉粒径减小，膨胀势、溶... 详细信息

萌发是一种天然、高效的淀粉改性方法。该文探究了薏米萌发过程中淀粉的性质变化规律，通过不同萌发时间处理薏米，提取萌发薏米淀粉后，分析淀粉结构和功能特性。结果表明，萌发后薏米淀粉表面出现明显孔洞，淀粉粒径减小，膨胀势、溶解度增加，支链淀粉A链比例降低，直链淀粉含量先增大后减小。萌发薏米淀粉均为A-型晶体。萌发后薏米淀粉的吸水性、吸油性、快消化淀粉以及淀粉凝胶的黏性增加，而糊化焓、慢消化淀粉含量、抗性淀粉含量、淀粉凝胶的硬度、内聚性以及胶着性降低。该研究表明萌发可以调控薏米淀粉的性质，改善薏米淀粉制品的品质。

关键词：薏米淀粉萌发糊化特性体外消化特性

橘绿木霉GF-11发酵刺梨渣的响应面法优化

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中国生物防治学报 2024年第2期40卷 448-457页

作者：杨昌发唐彩艳孙冰张锐费正林葛永怡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

木霉具有抑制病原菌、促进植物生长和改善土壤营养等作用。刺梨渣是刺梨榨汁后的废弃物,具有极高的利用价值。本文拟采用刺梨渣为原料,麸皮为辅料进行固体发酵,以橘绿木霉GF-11的分生孢子数量为筛选指标,通过Plackett-Burman试验设计及B... 详细信息

木霉具有抑制病原菌、促进植物生长和改善土壤营养等作用。刺梨渣是刺梨榨汁后的废弃物,具有极高的利用价值。本文拟采用刺梨渣为原料,麸皮为辅料进行固体发酵,以橘绿木霉GF-11的分生孢子数量为筛选指标,通过Plackett-Burman试验设计及Box-Behnken设计-响应曲面法(responsesurface methodology,RSM)对影响发酵刺梨渣的条件进行优化。结果表明,培养基配方中对橘绿木霉GF-11产孢影响最显著的3个主要因素麸皮占比、接种量、发酵天数。优化后的发酵培养条件为麸皮占比61%、接种量10.48%、硫酸锌0.5%、含水率250%、发酵天数10d。在此优化条件下发酵获得橘绿木霉菌株GF-11的分生孢子产量为2.32×10^(10)CFU/g。该研究为刺梨渣发酵提供了合适的工艺条件,为减少刺梨渣污染环境及其有效利用提供了基础,也为生产高质量生物有机肥提供了新的途径。

关键词：橘绿木霉固体发酵响应面法刺梨渣

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贵州荞麦重要种质的遗传多样性分析及分子身份证构建

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华中农业大学学报 2024年第3期43卷 148-157页

作者：冷宇鑫闵义付阳云周奎何颖文晓鹏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

为精准鉴定贵州荞麦种质资源,采用SSR分子标记对60份荞麦种质进行遗传多样性分析,构建DNA分子身份证数据库。结果显示,从100对SSR引物中筛选出16对稳定性好、多态性丰富的引物,在60份供试种质中共扩增出174个多态性条带;Shannon’s信息... 详细信息

为精准鉴定贵州荞麦种质资源,采用SSR分子标记对60份荞麦种质进行遗传多样性分析,构建DNA分子身份证数据库。结果显示,从100对SSR引物中筛选出16对稳定性好、多态性丰富的引物,在60份供试种质中共扩增出174个多态性条带;Shannon’s信息指数、Nei’s多样性指数、多态信息指数均值分别为0.337、0.206、0.693,引物的多态性较好,能有效揭示60份荞麦种质的遗传多样性;在Dice遗传相似系数为0.374时,所有供试材料可聚为A、B、C三组;当Dice遗传相似系数为0.484时,将苦荞组(A组)更细分为A1、A2两个小组。采用毛细管电泳及8%的聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳对SSR标记扩增产物进行双验证,2种方法的聚类结果一致。结果表明,本研究开发的高效性SSR分子标记能够有效地鉴定贵州荞麦重要种质的遗传多样性且用于构建分子身份证。

关键词：荞麦 SSR标记毛细管电泳遗传多样性 DNA分子身份证

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马缨杜鹃RdNAC72基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

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广西植物 2024年

作者：周平王洪飞韦云凤胡晓玉周玉梅王孝敬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大学林学院贵州大学茶学院

NAC转录因子在植物生长发育和逆境胁迫中起着重要作用，然而，马缨杜鹃RdNAC72基因是否参与调控高温胁迫响应的机制尚未见报道。为了研究RdNAC72基因与高温胁迫的相关性及其潜在的调控机制，该研究对马缨杜鹃RdNAC72基因CDS序列进行引... 详细信息

NAC转录因子在植物生长发育和逆境胁迫中起着重要作用，然而，马缨杜鹃RdNAC72基因是否参与调控高温胁迫响应的机制尚未见报道。为了研究RdNAC72基因与高温胁迫的相关性及其潜在的调控机制，该研究对马缨杜鹃RdNAC72基因CDS序列进行引物设计，通过PCR技术克隆RdNAC72基因全长编码序列。通过生物信息学对基因的结构、功能和蛋白理化性质等进行分析和预测，并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对该基因在高温胁迫下的时空表达特征及在ABA胁迫下的表达模式进行分析。结果表明：（1）该基因全长1 005bp，编码334个氨基酸，相对分子量为37.415 kDa。亚细胞定位显示RdNAC72蛋白定位于细胞核。（2）多序列比对及系统发育分析表明，RdNAC72与圆叶杜鹃的RwNAC72亲缘关系最近，顺式作用元件分析发现该基因启动子区具有参与激素、光响应、厌氧响应、低温和热应激响应元件。（3）高温胁迫可诱导RdNAC72表达且具有时空表达特异性，高温胁迫处理3 d时叶片中的RdNAC72相对表达量显著上调了31.16倍，但茎和根中该基因没有显著变化，高温胁迫处理6 d时，根、茎、叶中的RdNAC72相对表达量均显著上调，其中叶片最高，显著上调了61.56倍，其次是茎，显著上调了50.14倍，根中则显著上调了17.42倍；此外，还发现ABA可诱导RdNAC72表达。（4）RT-qPCR结果显示RdHSP17.2与RdNAC72基因有协同的表达模式，且RdHSP17.2启动子区含有多个NAC识别基序CATGTG和核心结合序列CACG，推测RdHSP17.2可能是RdNAC72的下游靶基因。该研究丰富了逆境胁迫下NAC转录因子的生物学功能，并可为今后该植物的遗传育种提供依据。

关键词：马缨杜鹃 RdNAC72 基因克隆亚细胞定位表达分析高温胁迫