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番茄水通道蛋白基因家族的生物信息学分析

基因组学与应用生物学 2018年第9期37卷 3950-3957页

作者：李菲何小红李育柯乙引贵州师范大学生命科学学院植物生理与发育调控贵州省重点实验室

植物水通道蛋白不仅仅在根系输送水分,而是具有底物和细胞定位的多样性的基因家族,因而对植物生理和发育过程,包括种子发芽、侧根发生、碳固定和营养吸收等都有重要的贡献。番茄基因组中共有44个水通道蛋白基因。这些基因可分为TIP、PIP... 详细信息

植物水通道蛋白不仅仅在根系输送水分,而是具有底物和细胞定位的多样性的基因家族,因而对植物生理和发育过程,包括种子发芽、侧根发生、碳固定和营养吸收等都有重要的贡献。番茄基因组中共有44个水通道蛋白基因。这些基因可分为TIP、PIP、NIP和SIP 4个亚家族。这4个亚家族具有不同的功能和亚细胞定位。在番茄十号染色体水通道蛋白聚集位点上的5个基因与一号染色体上的一个基因是直系同源水通道蛋白,相似度都很高,同属于PIP亚家族。番茄水通道蛋白大多在根部表达量较高,在茎、叶、花等部位表达较低。不过Solyc03g096290.2.1和Solyc01g094690.2.1基因在花中表达量最高。此外,有个别基因表达量稳定在较高的水平,包括Solyc06g074820.2.1和Solyc08g081190.2.1。这些基因的功能可能不仅是吸收和转运水分,是否有其他的转运底物,在植物抗逆和发育过程中是否有调控作用,是下一步研究的重点。番茄全基因组中的水通道蛋白进行检索和分析,对番茄分子生物学研究和种质改良都有重要的意义。

关键词：番茄水孔蛋白系统进化特异表达

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不同硝态氮水平下钙对小麦根系发育的影响

麦类作物学报 2024年第8期44卷 1041-1047页

作者：王盛锋陈磊江华波高丽丽乙引汪洪中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 新洋丰农业科技股份有限公司/养分资源高效利用湖北省工程研究中心湖北荆门448000 黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150086 贵州师范大学生命科学院贵州贵阳550001

为探讨不同硝态氮供应水平下外源钙对小麦根系生长发育的影响,通过水培实验,在不同浓度硝态氮(0、2.5、50.0 mmol·L^(-1))下设置0 mmol·L^(-1)CaCl_(2)(缺钙)、2 mmol·L^(-1)CaCl_(2)(正常供钙)和2 mmol·L^(-1)CaCl_(2)+6 mmol·L^(-1)EGTA(Ca^(2+)螯合剂)三个外源钙梯度,比较分析了不同处理下小麦地上部鲜重及根系长度、表面积等形态指标的差异。结果表明,与2.5 mmol·L^(-1)硝态氮处理相比,0和50 mmol·L^(-1)(高浓度)硝态氮供应下,小麦地上部鲜重、侧根长度、根系表面积、根系体积均明显减少,根系生长受到抑制。无硝态氮(0 mmol·L^(-1))供应下,缺钙与EGTA施用对小麦根系侧根长度、侧根总数、次生根数、平均侧根长度均无明显影响。在硝态氮供应条件下,缺钙与EGTA施用后小麦根系伸长受抑,初生根长度、侧根长度、根系总长度均显著变短;一、二级侧根数及侧根总数和根系表面积均明显减少;直径>0.45 mm的根系所占比例增加,根系变粗。缺钙和添加EGTA对小麦根系生长发育影响表现一致。综合分析,硝态氮供应水平对小麦根系生长发育具有重要调控作用,外源钙可能参与了硝态氮的这一生物学功能。

关键词：硝态氮钙 EGTA 小麦根系

钝化剂对污染土壤汞钝化效果及辣椒吸收汞的影响

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土壤通报 2022年第6期53卷 1461-1470页

作者：刘静秦樊鑫罗谦呼艳姣贵州师范大学生命科学学院贵州贵阳550025 贵州师范大学贵州省植物生理与发育调控重点实验室贵州贵阳550025

【目的】探究三种钝化剂(碳酸钙、氧化钙和硅酸钙)对污染土壤汞(Hg)的钝化效果及辣椒吸收汞的影响。【方法】以贵州万山汞矿区汞污染耕地土壤为研究对象,以碳酸钙、氧化钙和硅酸钙为钝化材料,采用盆栽试验方法,研究三种钝化剂对土壤pH... 详细信息

【目的】探究三种钝化剂(碳酸钙、氧化钙和硅酸钙)对污染土壤汞(Hg)的钝化效果及辣椒吸收汞的影响。【方法】以贵州万山汞矿区汞污染耕地土壤为研究对象,以碳酸钙、氧化钙和硅酸钙为钝化材料,采用盆栽试验方法,研究三种钝化剂对土壤pH、汞化学形态和有效汞变化的影响,同时考查在外源钝化剂的驱动下,辣椒植株汞含量和汞转运系数的变化特征。【结果】碳酸钙、氧化钙和硅酸钙的施用分别使土壤pH提高0.74~2.28、2.11~5.24和1.79~2.62个单位,土壤活性态汞含量显著降低,残渣态汞含量显著升高,有效汞含量显著降低,且施加0.1%的氧化钙对土壤有效汞降低效果最佳。三种钝化剂均可使辣椒根、茎和果实汞含量降低,且随着钝化剂施加量的增加而降低,其中氧化钙对辣椒根部汞含量降低效果最好。三种钝化剂对辣椒植株各组织汞转运的影响存在差异,施用三种钝化剂均可促进辣椒根中汞向茎和叶中转运,但抑制辣椒根中汞向果实转运。【结论】三种钝化剂均可作为汞污染土壤的钝化修复材料,且均显著抑制辣椒吸收汞,其中,0.1%的氧化钙对土壤汞的钝化修复效果更好,值得推广应用。

关键词：土壤汞钝化辣椒吸收转运系数

基于宏基因组学的茅台酒酒曲细菌的多样性分析

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贵州农业科学 2014年第11期42卷 180-183,2页

作者：唐婧苏迪徐小蓉乙引贵州师范大学贵州省植物生理与发育重点实验室贵州贵阳550001

为了解茅台酒酒曲微生物的菌群组成结构,为其制曲工艺的稳定及质量评估提供理论依据,利用宏基因组学方法分别提取2011—2013年的茅台酒酒曲微生物总基因组DNA,经PCR扩增16SrDNA V4区构建文库并测序,进行茅台酒酒曲细菌群落多样性的研究... 详细信息

为了解茅台酒酒曲微生物的菌群组成结构,为其制曲工艺的稳定及质量评估提供理论依据,利用宏基因组学方法分别提取2011—2013年的茅台酒酒曲微生物总基因组DNA,经PCR扩增16SrDNA V4区构建文库并测序,进行茅台酒酒曲细菌群落多样性的研究。结果表明:茅台酒酒曲微生物群落构成较稳定,主要分布于γ-变形菌纲(50%以上)和芽孢杆菌纲(30%以上),分属于魏斯氏菌属、片球菌属、明串球菌属、糖多孢菌属、欧文氏菌属、真丝菌属、短状杆菌属、鞘氨醇杆菌属、醋酸杆菌属、糖单孢菌属、盐单胞菌属和德库菌属;各年茅台酒酒曲细菌群落结构差异不大。

关键词：酒曲宏基因组细菌多样性 16SrDNA 茅台酒

土壤宏基因组文库中3个新β-葡萄糖苷酶基因的克隆及其酶学特性

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贵州农业科学 2013年第4期41卷 14-18页

作者：唐婧苏迪袁帅杨七乙引贵州师范大学贵州省植物生理与发育重点实验室贵州贵阳550001

为从喀斯特土壤宏基因组DNA中筛选获得新型β-葡萄糖苷酶基因,采用β-葡萄糖苷酶活性筛选策略,从宏基因组文库中筛选β-葡萄糖苷酶基因,并对其进行初步酶学性质分析。结果表明:构建宏基因组文库中外源DNA总量约为5.4×107bp,平均插入片... 详细信息

为从喀斯特土壤宏基因组DNA中筛选获得新型β-葡萄糖苷酶基因,采用β-葡萄糖苷酶活性筛选策略,从宏基因组文库中筛选β-葡萄糖苷酶基因,并对其进行初步酶学性质分析。结果表明:构建宏基因组文库中外源DNA总量约为5.4×107bp,平均插入片段约为2.7kb。筛选获得3个编号为pGLU-001、pGLU-002和pGLU-003的表达β-葡萄糖苷酶活性的克隆。其外源片段分别包含有1 383bp、1 437bp和1 227bp的ORF,分别编码460、478和408氨基酸组成的蛋白质,PI分别为5.12、4.78和8.78,蛋白质分子量分别为52.3KD、52.6KD和47.7KD。BLAST软件分析结果,pGLU-001和pGLU-002分别与来自Di-ctyoglomus thermophilum和Bacillus subtilis TU-B-10的β-葡萄糖苷酶的氨基酸组成上有78.3%和66.7%的相似性,而pGLU-003经BLAST比对后未发现与目前报道的β-葡萄糖苷酶基因的核酸及氨基酸水平上有相似性,从而推测pGLU-003蛋白是来源于未培养微生物的新型β-葡萄糖苷酶。进一步酶学性质研究表明,3个β-葡萄糖苷酶最适温度分别约为30℃、40℃及50℃,最适pH分别约为6.0、9.0及10.0。Mg2+对3个酶有较强的促进作用,同时Zn2+对pGLU-001也有较强的促进作用,而EDTA和Fe3+对于3个酶都有不同程度的抑制作用。

关键词：宏基因组β-葡萄糖苷酶喀斯特土壤纤维素酶

镉胁迫下锌硒交互作用对水稻镉毒害的缓解机制

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生物技术通报 2022年第4期38卷 143-152页

作者：呼艳姣陈美凤强瑀李海燕刘静秦樊鑫贵州师范大学生命科学学院贵阳550025 贵州师范大学贵州省植物生理与发育调控重点实验室贵阳550025

研究镉、锌、硒及不同组合复合添加对水稻种子萌发、植株生长发育和不同部位镉含量的影响,揭示锌、硒、锌硒交互作用对水稻镉毒害的缓解机制。以水稻品种南粳9108为研究对象,采用萌发试验和水培试验,测定其萌发、生长、生理指标及不同... 详细信息

研究镉、锌、硒及不同组合复合添加对水稻种子萌发、植株生长发育和不同部位镉含量的影响,揭示锌、硒、锌硒交互作用对水稻镉毒害的缓解机制。以水稻品种南粳9108为研究对象,采用萌发试验和水培试验,测定其萌发、生长、生理指标及不同部位镉含量。结果表明:不同镉浓度水平胁迫下,种子萌发表现为低促高抑,添加锌后可以缓解镉对种子生理指标的抑制作用,减少镉含量的积累,添加硒则不能缓解种子生理指标的抑制作用,且高硒会加重毒害使种子生理指标值降低,锌硒联用可以促进种子萌发,但不能促进幼根幼芽生长;在5 mg/L镉胁迫下,添加不同浓度硒、锌均能显著增加水稻幼苗的根长、株高、叶片相对含水量、SPAD值,缓解镉对水稻生长发育的毒害,显著降低水稻根系镉含量;但锌硒联用会使水稻株高、SPAD值显著降低,而对水稻根长、叶片相对含水量的影响不显著。可见,镉胁迫下添加适宜浓度的锌、硒可以有效降低镉在水稻中的积累,缓解镉对水稻生长发育的毒害作用。

关键词：锌硒镉胁迫水稻

蒺藜苜蓿TCP转录因子家族的全基因组鉴定和分析

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分子植物育种 2018年第20期16卷 6639-6645页

作者：李菲何小红张宇斌乙引贵州师范大学生命科学学院植物生理与发育调控贵州省重点实验室贵阳550025

作为植物特有的转录因子家族,TCP基因处于植物多种信号传导途径的中心节点位置。对蒺藜苜蓿全基因组进行检索,共获得21个TCP基因序列。蒺藜苜蓿TCP成员间在蛋白质大小、等电点等方面具有明显的差异。对蒺藜苜蓿TCP基因进行基因结构、染... 详细信息

作为植物特有的转录因子家族,TCP基因处于植物多种信号传导途径的中心节点位置。对蒺藜苜蓿全基因组进行检索,共获得21个TCP基因序列。蒺藜苜蓿TCP成员间在蛋白质大小、等电点等方面具有明显的差异。对蒺藜苜蓿TCP基因进行基因结构、染色体定位和系统进化分析,发现蒺藜苜蓿TCP基因结构较为简单,一般不含有内含子,仅一个外显子。21个基因中仅有5个基因有内含子。系统进化关系上其中4个基因亲缘关系非常近。这4个基因位于1号、4号、7号染色体上TCP基因聚集存在的位置。蒺藜苜蓿TCP基因在各个器官间特异性的表达。TCP基因参与蒺藜苜蓿根瘤发育的过程,也响应外界盐胁迫和病菌侵染刺激。本研究发现的蒺藜苜蓿TCP基因家族信息,可为蒺藜苜蓿乃至豆科植物育种提供有价值的信息。

关键词：蒺藜苜蓿 TCPs基因家族进化表达模式

马铃薯CDPKs家族基因的全基因组鉴定和分析

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分子植物育种 2017年第11期15卷 4343-4350页

作者：龚记熠何小红乙引李菲贵州师范大学生命科学学院贵州省植物生理与发育调控重点实验室贵阳550025

钙离子是真核生物信号转导中重要的第二信使。在植物中,细胞内Ca2+的水平受到多种因素的影响,包括激素水平、光信号、物理损伤、非生物胁迫和病原菌侵染。在植物中,CDPKs代表具有蛋白激酶和钙调蛋白两种结构域的一类新型的Ca2+传感器。C... 详细信息

钙离子是真核生物信号转导中重要的第二信使。在植物中,细胞内Ca2+的水平受到多种因素的影响,包括激素水平、光信号、物理损伤、非生物胁迫和病原菌侵染。在植物中,CDPKs代表具有蛋白激酶和钙调蛋白两种结构域的一类新型的Ca2+传感器。CDPKs可以直接与钙离子结合,它们的激酶活性不依赖于钙调素蛋白。对马铃薯CDPKs家族进行全基因组分析,发现马铃薯基因组中共有21个CDPKs基因,这些基因都有CDPKs关键的结构域。马铃薯CDPKs基因不均等地分布在各个染色体上,其中一号和十号染色体最多。而且一号和十号染色体上的基因亲缘关系非常近,可能来源于基因扩增。我们的研究有助于积累马铃薯的基因资源,推动马铃薯育种进程。

关键词：马铃薯 CDPKs家族全基因组鉴定

苜蓿14-3-3基因家族的鉴定与进化和特征分析

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基因组学与应用生物学 2017年第12期36卷 5238-5243页

作者：李菲何小红张习敏龚记熠乙引贵州师范大学生命科学学院植物生理与发育调控贵州省重点实验室贵阳550025

蛋白质磷酸化是所有真核生物中都存在的重要信号传导机制,在生命过程的多个基础性环节,包括细胞分裂、分化、凋亡等,都起着中心的调控作用。14-3-3蛋白是在所有真核生物中都存在的,识别和调控磷酸化蛋白质活性,在磷酸化信号传导网络中... 详细信息

蛋白质磷酸化是所有真核生物中都存在的重要信号传导机制,在生命过程的多个基础性环节,包括细胞分裂、分化、凋亡等,都起着中心的调控作用。14-3-3蛋白是在所有真核生物中都存在的,识别和调控磷酸化蛋白质活性,在磷酸化信号传导网络中是一个基础性的中心蛋白。我们筛选鉴定了蒺藜苜蓿全基因组中和天蓝苜蓿叶片转录组中的14-3-3基因,并对这些基因的结构、染色体定位、进化和在蒺藜苜蓿各个器官及不同胁迫处理下的表达情况进行分析,推测各个基因可能的功能。从蒺藜苜蓿的基因组,鉴定出11个14-3-3基因,这些基因在大豆中均存在直系同源基因。其中10个基因有基因芯片的表达证据。从天蓝苜蓿的叶片转录组中,筛选鉴定出6个14-3-3基因。蒺藜苜蓿14-3-3基因在各个组织和器官中特异性的表达,并可响应外界生物和非生物胁迫。本研究为进一步阐明蒺藜苜蓿中14-3-3基因铺平了道路,指明了方向。

关键词：蒺藜苜蓿 14-3-3 系统进化抗逆