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沉默大豆GmATG5加速叶片衰老并增强大豆抗病性

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生物工程学报 2024年第4期40卷 1065-1075页

作者： Said M.Hashimi 黄敏君陈宇刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院遗传与发育生物学研究所浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

自噬在生物体细胞内物质循环利用及适应各种胁迫方面起着重要作用。然而,对大豆自噬途径的研究鲜有报道。本研究利用大豆豆荚斑驳病毒(bean pod mottle virus,BPMV)介导的基因沉默技术,对大豆自噬相关基因5(autophagy-related gene 5,AT... 详细信息

自噬在生物体细胞内物质循环利用及适应各种胁迫方面起着重要作用。然而,对大豆自噬途径的研究鲜有报道。本研究利用大豆豆荚斑驳病毒(bean pod mottle virus,BPMV)介导的基因沉默技术,对大豆自噬相关基因5(autophagy-related gene 5,ATG5)同源基因进行沉默。结果发现,经暗处理的GmATG5沉默植株叶片上积累过量的ATG8蛋白,说明自噬降解途径受损;与自噬途径受损相一致,暗处理的GmATG5沉默植株叶片出现明显的衰老加速的表型;另外,GmATG5沉默植株叶片中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的积累量以及水杨酸含量显著增加,说明沉默GmATG5激活了免疫反应;抗病性分析表明,GmATG5沉默植株对大豆斑点病菌(Pseudomonas syringae ***,Psg)的抗性较空载体对照植株显著增强,但该抗病性的增强并不依赖于丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途径的激活。

关键词：自噬病毒诱导的基因沉默免疫反应丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)

沉默大豆GmWRKY33B基因导致大豆抗病性降低

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生物工程学报 2024年第1期40卷 163-176页

作者：钟晨丽王文絮廖莉娜刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

WRKY转录因子基因家族是植物特有的转录因子,在防御中起着重要作用。通过生物信息学分析,本研究在古四倍体大豆(Glycine max)基因组中找到一对同源性高达93%的WRKY33同源基因,并将其命名为GmWRKY33B。从GmWRKY33B的两个同源基因保守区... 详细信息

WRKY转录因子基因家族是植物特有的转录因子,在防御中起着重要作用。通过生物信息学分析,本研究在古四倍体大豆(Glycine max)基因组中找到一对同源性高达93%的WRKY33同源基因,并将其命名为GmWRKY33B。从GmWRKY33B的两个同源基因保守区域选取一个315bp片段构建至菜豆豆荚斑驳病毒(bean pod mosaic virus,BPMV)沉默载体(BPMV-VIGS)上,以期同时沉默上述2个GmWRKY33B基因。结果表明,同时沉默2个GmWRKY33B基因并不显著改变沉默植株的表型,但却显著降低了大豆对大豆斑点病菌以及大豆花叶病毒的抗性,说明GmWRKY33B在大豆免疫反应中起正调控作用。激酶分析表明,GmWRKY33B沉默植株中flg22诱导的GmMPK6的磷酸化水平较空载体BPMV-0植株显著降低,说明GmWRKY33B可以通过调控GmMPK6的激酶活性而参与大豆的免疫反应。抗毒素为大豆中主要起防御作用的植保素,而大豆异黄酮类特异性异戊烯基转移酶(prenyltransferase,PT)基因家族是参与大豆抗毒素生物合成的主要基因,许多PT基因启动子区含有与WRKY特异性结合的W-box序列。在丁香假单胞菌pv.甘氨酸(Pseudomonas syringae ***,Psg)侵染条件下,4个PT基因的表达水平在沉默株系中显著降低,说明GmWRKY33B参与PT基因的转录激活。综上所述,GmWRKY33B通过调控GmMPK6的激活以及调控大豆抗毒素生物合成途径中关键酶编码基因的表达而参与免疫反应。

关键词： GmWRKY33 利用病毒诱导基因沉默免疫反应 GmMPK3/6 异戊烯基转移酶大豆抗毒素

部分敲除NtPDK1a/1b/1c/1d增强烟草抗病性

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生物工程学报 2024年

作者：任茜薇兰胡娇刘天瑶赵焕停赵雅婷张蕊刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室

真核细胞AGC蛋白激酶家族(protein kinase A/protein kinase G/protein kinase C-family，AGC kinase family)参与调控多种生物学过程。3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1)是一种保守的丝氨酸/苏氨酸激酶。为了研究PDK1同源基因在四倍体烟草免疫中的作用，对前期获得的同时敲除4个NtPDK1同源基因中5-7个等位基因的CRISPR/Cas9转基因株系进行了细胞死亡及抗病性分析。结果发现部分敲除NtPDK1a/1b/1c/1d虽然可延迟瞬时过表达激活态Pto (active Pto， PtoY207D)及大豆GmMEKK1诱导的超敏反应(hypersensitive response，HR)细胞死亡，但可显著增强烟草对假单胞杆菌(Pseudomonas syrangae pv. tomato DC3000， Pst DC3000)以及烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus， TMV)的抗性，而该抗性的增强与Ntpdk1a/1b/1c/1d部分敲除株系中NtMPK6、NtMPK3和NtMPK4激活程度的显著增强相关联。综上所述，本研究结果表明NtPDK1a/1b/1c/1d正向调控细胞死亡，但却可能通过抑制MAPK途径的激活而负向调控烟草免疫反应。

关键词： AGC激酶 NtPDK1 CRISPR/Cas9技术植物免疫烟草

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潮间带大型藻类响应季节变化的脂质重塑特征

生态学杂志 2024年

作者：杨淼张之琪谢玺雷恒萍徐欣悦牛钰姝王庆志宫正辽宁师范大学生命科学学院辽宁省植物生物技术重点实验室辽宁省海洋水产科学研究院大连市海产贝类种质资源创新利用重点实验室

脂肪酸对环境变化非常敏感，常作为生物适应多变环境的生态指示因子。查明常年性大型海藻脂质重构的季节特征，对于理解潮间带大型海藻如何应对环境压力至关重要。本文考察了大连黑石礁岩相潮间带周年常见的3种海藻，包括红藻门的日本... 详细信息

脂肪酸对环境变化非常敏感，常作为生物适应多变环境的生态指示因子。查明常年性大型海藻脂质重构的季节特征，对于理解潮间带大型海藻如何应对环境压力至关重要。本文考察了大连黑石礁岩相潮间带周年常见的3种海藻，包括红藻门的日本马泽藻（Mazzaella japonica）和新松节藻（Neorhodomela munita）以及绿藻门的孔石莼（Ulva lactuca），在2022年2月（冬）、7月（夏）、10月（秋）和2023年2月（冬）的脂肪酸组成和含量变化，对比分析了3种海藻脂肪酸不饱和度与ω-3/ω-6脂肪酸含量特征，并发掘了大型海藻响应季节变异的脂肪酸标志物。结果表明：2022年2月—2023年2月，三种大型海藻的脂肪酸总量及其季节波动强度均为日本马泽藻科学依据。

关键词：潮间带大型海藻脂肪酸脂质重构季节变化

基于光合突变池的雨生红球藻优异性状藻株挖掘

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 691-699页

作者：高歌姜思方鲲鹏卞瑶王宏伟辽宁师范大学生命科学学院辽宁大连116081 辽宁省植物生物技术重点实验室辽宁大连116081 中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物燃料重点实验室山东青岛266101

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生... 详细信息

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生红球藻NIES-144为出发藻株,通过甲基磺酸乙酯(ethyl methylsufone,EMS)诱变和高光处理获得光合突变池。以叶绿素荧光参数为检测指标能够快速筛选出生长速率和虾青素积累能力发生变化的突变藻株。结果显示,从该光合突变池中随机选取11株藻株的增殖能力和虾青素积累能力均与原始对照株存在不同程度的差异,45%的突变株在增殖能力和虾青素积累能力方面显著优于对照株。该结果表明雨生红球藻的光化学活性与增殖和其虾青素积累能力之间存在着紧密的联系,证实基于光合突变池挖掘优异性状雨生红球藻的策略具有可行性,为微藻优良藻株的获取提供新思路。

关键词：雨生红球藻虾青素突变株筛选高光胁迫叶绿素荧光参数

拮抗番茄灰霉病的贝莱斯芽孢杆菌XDY66基因组分析

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园艺学报 2024年第6期51卷 1413-1425页

作者：张文静徐大勇吴倩琳杨佛信丙越曾昕李峰淮北师范大学生命科学学院资源植物生物学安徽省重点实验室安徽淮北235000

从番茄根际土壤中分离筛选到1株对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)有强抑制作用的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)XDY66。离体测定及活体试验表明XDY66对灰葡萄孢、辣椒疫霉、番茄枯萎病菌均有较强的拮抗作用;测序结果表明XDY66基因组... 详细信息

从番茄根际土壤中分离筛选到1株对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)有强抑制作用的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)XDY66。离体测定及活体试验表明XDY66对灰葡萄孢、辣椒疫霉、番茄枯萎病菌均有较强的拮抗作用;测序结果表明XDY66基因组全长3.964 552 Mb,包含1个环状染色体(大小3.956 418 Mb,GC含量46.53%,NCBI登录号CP130608)和1个质粒(大小8 134 bp,GC含量40.31%,NCBI登录号CP130609);比较基因组分析表明,XDY66含有176个特有基因,与Bacillus velezensis SQR9具有更近的亲缘关系,其次为Bacillus velezensis FZB42;AntiSMASH分析结果显示,XDY66基因组含有13个次生代谢产物合成基因簇,其中包括合成脂肽类(surfactin、fengycin)、铁载体类(bacillibactin)、聚酮类(bacillaene、macrolactin、difficidin)和二肽化合物(bacilysin)等多种化合物的基因簇。本研究的结果表明,Bacillus velezensis XDY66具有防治番茄灰霉病等作物病原真菌的生防潜力。

关键词：番茄灰葡萄孢贝莱斯芽孢杆菌全基因组测序比较基因组分析

佛手和山金柑果形相关基因CRC的TRV-VIGS体系的构建研究

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园艺学报 2024年第4期51卷 715-726页

作者：尉俊海吴中原王小青梅煜琳陈文荣廖芳蕾郭卫东浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江金华321004

以芸香科的佛手(Citrus medica *** Swingle)和山金柑(Fortunella hindsii Swingle)花期叶片为材料,以果实发育相关的CRC基因为对象,利用烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)研究构建病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术体系,为基因功能研究提供有效简便的方法。待沉默的佛手植株剪枝、抹除花芽后,将CRC基因的沉默载体两次注射于佛手和山金柑的顶部叶片,注射间隔15~30 d。在注射后25~115 d内,佛手新生叶、新生花、果中的CmsCRC表达量均显著下调,且沉默植株的果形聚拢,果实指状结构数增加。CRC基因在佛手中的沉默有效时间是侵染后25~115 d,而在山金柑中沉默有效时间是25~105 d。

关键词： VIGS 佛手山金柑 CRC 果形

三种蓝莓根际细菌的分离及其对蓝莓苗生长发育的影响

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微生物学报 2024年第2期64卷 565-580页

作者：陈树莓俞正杰时潇琼李里覃月映朱逸晨张春媚邢珂秦盛江苏师范大学生命科学学院江苏省药用植物生物技术重点实验室江苏徐州221116 江苏闰中农业科技有限公司江苏新沂221423

【目的】从3种蓝莓根际土壤中分离细菌,探究蓝莓根际土壤细菌多样性,并筛选具有产酸、促生长、抑菌性能的菌株,为蓝莓专用微生物肥料的研究提供优质菌株资源和理论基础。【方法】选用5种培养基分离3种蓝莓根际土壤细菌,并进行16S rRNA... 详细信息

【目的】从3种蓝莓根际土壤中分离细菌,探究蓝莓根际土壤细菌多样性,并筛选具有产酸、促生长、抑菌性能的菌株,为蓝莓专用微生物肥料的研究提供优质菌株资源和理论基础。【方法】选用5种培养基分离3种蓝莓根际土壤细菌,并进行16S rRNA基因测序和系统发育分析。筛选产酸、产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)和铁载体、固氮、溶磷和抑制灰葡萄孢生长的菌株,挑选最适菌株制备菌剂进行蓝莓苗盆栽实验验证促生能力,并检测菌剂对蓝莓元素吸收和根际土壤肥力的影响。【结果】从3种蓝莓根际土壤分离得到124株细菌,挑选70株代表性菌株进行16S rRNA基因测序,分布于3个门21个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、链霉菌属(Streptomyces)和红球菌属(Rhodococcus)为优势分离菌群。代表性菌株中,21.4%的菌株能产酸,21.4%的菌株产吲哚-3-乙酸,47.1%的菌株具有固氮潜力,65.7%的菌株具有解磷能力,14.3%的菌株能产铁载体。少量菌株同时具有产酸、产IAA、固氮、解磷和抑菌等能力。选取具有产酸和多种促生特征的菌株绿针假单胞菌CSM-70和双鱼假单胞菌CSM-129进行盆栽蓝莓苗处理,发现2株菌均能显著促进蓝莓苗的生长发育并调控根际土壤pH,其中菌株CSM-70处理还显著促进了蓝莓叶片氮、磷元素的吸收,提升了土壤速效钾、碱解氮的含量。【结论】蓝莓根际细菌多样性高且蕴藏着丰富的促生长菌株,绿针假单胞菌CSM-70和双鱼假单胞菌CSM-129能够促进蓝莓苗生长、调控根际土壤pH和肥力,并促进植株养分吸收,具有蓝莓专用微生物菌剂研制与应用的潜力。

关键词：蓝莓根际促生菌多样性微生物菌剂

超临界CO介导下米曲霉脂肪酶催化裂殖壶藻油乙酯化反应

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中国粮油学报 2024年

作者：王芳张灵群梅书豪周雪华严晓阳邓刚浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江师范大学生命科学学院浙江师范大学行知学院理学院

乙酯化反应是藻油精深加工中的关键步骤，但作为典型的非水介质催化反应，该反应体系易分相，底物混溶性差，催化效率很低。本研究在米曲霉（Aspergillus oryzae， AO）脂肪酶催化裂殖壶藻（Schizochytrium sp.）油乙酯化反应中加入绿... 详细信息

乙酯化反应是藻油精深加工中的关键步骤，但作为典型的非水介质催化反应，该反应体系易分相，底物混溶性差，催化效率很低。本研究在米曲霉（Aspergillus oryzae， AO）脂肪酶催化裂殖壶藻（Schizochytrium sp.）油乙酯化反应中加入绿色助溶剂超临界CO2(SC-CO2)，在10 MPa、45 ℃、水质量分数10%的条件下，乙酯化的初始反应速率从常规条件下的9.3mg/h显著增加至17.7 mg/h，反应平衡时间从20 h缩短至12 h，脂肪酸乙酯得率从60.8%明显增加至77.5%，表明SC-CO2在提高底物混溶、加速传质等方面作用显著，并且添加的水分有助于维持脂肪酶活性的稳定，进而提高了催化速率。此外SC-CO2作为有机助溶剂的环保替代品，不仅避免了溶剂残留问题，而且其隔氧的特性使得终产物具备更优越的抗氧化性能，有效提升了产品品质。

关键词：超临界CO AO脂肪酶裂殖壶藻油乙酯化反应