科研产出
木薯MeVINV1基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体构建及验证
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：液泡转化酶(vacuolar invertase,VINV)是参与植物蔗糖代谢、器官发育的关键酶之一.木薯MeVINV1在块根发育及淀粉积累阶段的表达活跃,对该基因进行编辑敲除,将有助于解析MeVINVl在木薯块根淀粉积累过程中的作用.本研究构建了 MeVINV1的CRISPR/Cas9基因编辑载体,转化木薯脆性胚性愈伤组织以验证载体的编辑效果.结果发现:转化后的样品中,MeVINV1基因靶点位置出现测序多峰,而未转化样品中没有多峰出现,表明本研究构建的基因编辑载体可对MeVINV1基因进行编辑;检测分析潜在脱靶位点的序列,发现未出现脱靶现象.该研究为获得MeVINV1基因的突变体,明确其在木薯块根发育及淀粉积累过程中的功能奠定了基础.
关键词： 木薯(Manihot esculenta Crantz);液泡转化酶;MeVINV1;CRISPR/Cas9;脱靶效应
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3种圭亚那柱花草根系分泌物对杂草幼苗生长的影响
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确3种圭亚那柱花草(Stylosanthes guianensis Sw.)('热研2号'、'热研5号'和热研21号)的根系分泌物对杂草生长的化感效应,采用营养液培法分别收集其根系分泌物,研究其对5种外来入侵杂草幼苗形态特征及生物量分配的影响.结果表明,除对含羞草(Mimosa pudica L.)幼苗无显著影响外,3种圭亚那柱花草对其余4种杂草的总化感综合效应均为抑制作用.'热研5号'柱花草对杂草幼苗生长的化感抑制效应强于其他二者,对蒺藜草(Cenchrus echinatus L.)幼苗的根长、株高、地下生物量、地上生物量、总生物量和根冠比均有显著抑制效应(P<0.05),对羽芒菊(Tridax procumbens L.)幼苗的侧根数、地下生物量和根冠比有显著抑制效应(P<0.05),也显著抑制假臭草(Eupatorium catarium V.)幼苗的生物量向地下分配(P<0.05),仅对鬼针草(Bidens pilosa L.)幼苗的抑制效应相对较弱.灰色关联分析表明,进行圭亚那柱花草的化感效应研究中应重点关注总生物量、地上生物量和株高.由此推测,3种圭亚那柱花草品种中,'热研5号'柱花草具有防控外来入侵杂草的潜力.
关键词： 根系分泌物 外来入侵杂草 形态特征 生物量分配 化感抑制效应
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橡胶树1981'IRRDB野生种质预割诱导次生乳管分化的比较分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：巴西橡胶树树干树皮中的次生乳管是天然橡胶合成和贮存的主要组织,次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关.割胶是天然橡胶生产中的核心环节,是当前获得天然橡胶的唯一途径,而割胶伤害能诱导次生乳管分化.采用碘-溴染色方法和石蜡切片技术,观察预割前后1981'IRRDB野生种质成龄树的树皮结构,对不同种质预割前后黄皮层和水囊皮区域的乳管列进行统计,并分析新分化的次生乳管列.研究结果表明,选取的85份8年生野生种质在自然条件下的乳管分化能力普遍较弱,黄皮层和水囊皮中成列的次生乳管数量均较少,2个部位合计乳管列数普遍低于8列.预割后不同种质水囊皮中次生乳管列数普遍增多,但黄皮层尚无明显变化.根据伤害诱导分化新的次生乳管列数的多少,将预割诱导乳管分化的能力由低到高分为1、2、3级,分别对应于新分化乳管列数为少于2列、2~3列(含2列)、3~4列(含3列).在85份种质中,对应1级57份、2级23份、3级5份的种质,所占比例分别为67.06%、27.06%、5.88%,可见,诱导分化次生乳管能力强的种质占比较低,大部分种质为1、2级乳管分化,3级分化能力的种质极少.被诱导新分化次生乳管的能力与种质在自然条件下的分化能力有关,尤其是高乳管分化能力的种质通常在自然条件下也有较强的分化乳管的能力.通过预割判断乳管分化能力不仅为野生种质鉴定和评价奠定基础,也为橡胶树高产育种以及早熟、晚熟品种的早期预测提供有效指标.
关键词： 橡胶树;野生种质;预割;次生乳管分化
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玉米泛素连接酶U-box基因家族的全基因组鉴定及表达分析
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]U-box基因家族广泛存在于植物基因组中,能够编码泛素蛋白酶体系中特异性识别底物的泛素E3连接酶,调控蛋白的修饰和降解,对玉米的生长发育及逆境胁迫应答调控中起着重要作用,因此鉴定玉米U-box基因家族成员及进行基因功能研究具有重要意义.[方法]通过玉米全基因组数据库,利用一系列生物信息学工具对玉米U-box基因家族成员进行鉴定和功能分析.[结果]玉米U-box基因家族共鉴定筛选出76个成员,在玉米全基因组1~10号染色体上均有分布,氨基酸数目大小为94~1353 aa,蛋白等电点数值差距较大,从4.86到8.29不等.基因结构分析结果显示各成员间含有内含子数目不等,其中玉米U-box家族76个成员中共有28个基因无内含子,仅含有1个外显子,占玉米U-box基因总数的36.8%,表明这些基因进化可能源于转座子机制.系统进化分析结果显示水稻、拟南芥、玉米U-box基因分布在亚家族Ⅰ~Ⅸ中,其中亚家族Ⅳ中不含水稻、拟南芥U-box成员,仅含有2个玉米基因ZmPUB41和ZmPUB53,暗示了玉米在历史进化过程中在发生了多次家族基因扩增的同时也经过片段快速变异过程.启动子功能预测分析发现玉米U-box基因在玉米光合作用、植物激素应答以及逆境胁迫等方面发挥相应作用.基因组织表达分析显示玉米U-box基因表达特异性明显,主要在种子的组成型器官中表达,暗示了 目标基因可能参与了种子的形成或萌发过程.部分基因如ZmPUB12、ZmPUB18、ZmPUB30、ZmPUB40、ZmPUB75仅在花粉中检测出有表达量,说明其可能参与了玉米花粉粒的形成或受精过程.[结论]玉米U-box基因在玉米的光合作用、生长发育以及逆境胁迫应答等生理活动中发挥了重要作用,为后续对玉米U-box基因功能、蛋白代谢和信号转导等重要调控网络研究提供了理论基础.
关键词： 玉米;泛素U-box基因家族;生物信息学;启动子功能分析;基因表达
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UPLC-Q-TOF-MS/MS分析海南竹叶蒲桃的化学成分（英文）
《Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences 》 2022 CSCD
摘要：竹叶蒲桃是海南岛特有的植物资源,目前关于它化学成分的研究报道很少。本研究采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱联用技术(UPLC-Q-TOF-MS/MS)鉴定竹叶蒲桃叶片中的主要化学成分。通过高分辨质谱数据分析、参考文献数据及对照品确认,对竹叶蒲桃的化学成分进行快速的定性分析,鉴定并推断出包括有机酸、酚酸、黄酮和香豆素在内的20种化合物,并对其裂解规律进行分析。其中4个有机酸、8个酚酸、7个黄酮和1个香豆素类化合物首次在竹叶蒲桃叶片中报道。本研究建立的方法能快速、准确地对竹叶蒲桃叶片中部分成分进行鉴定解析,为竹叶蒲桃植物资源的成分研究和开发利用提供了实验依据。
关键词： 竹叶蒲桃 UPLC-Q-TOF-MS/MS 鉴定
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橡胶树硫氧还蛋白基因HbCXXS1的克隆及表达分析
《生物技术通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：硫氧还蛋白通过调控细胞内的氧化还原状态在植物生长发育及非生物胁迫应答等过程中发挥重要作用.研究硫氧还蛋白基因HbCXXS1在橡胶树各组织以及激素和非生物胁迫处理下的表达,为解析其生物学功能奠定基础.采用RT-PCR克隆HbCXXS1,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR分析该基因在橡胶树不同组织及不同激素和非生物胁迫条件下的表达模式.结果表明,HbCXXS1开放阅读框为372 bp,编码123个氨基酸.HbCXXS1蛋白为亲水性蛋白,具有硫氧还蛋白保守结构域,活性中心为CXXS,属于h型硫氧还蛋白的第III组.HbCXXS1在橡胶树胶乳中的表达显著高于其他组织,且在死皮植株胶乳中的表达显著低于健康植株.脱落酸、茉莉酸甲酯、干旱和盐胁迫处理抑制了HbCXXS1的表达,乙烯利和低温处理上调了HbCXXS1的表达,而水杨酸和过氧化氢处理的不同时间点,HbCXXS1的表达既有上调也有下调.HbCXXS1可能在橡胶树产排胶和非生物胁迫应答中发挥重要调控作用.
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中国种植业碳中和技术路径探讨与对策建议
《农业现代化研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：碳达峰、碳中和(简称"双碳")是中国推进高质量发展的重要战略之一,农业是"双碳"战略实施中不可忽视、不可或缺的重要领域.种植业是中国农业的主体,研究探索中国种植业碳中和实现路径具有重要意义.本文对相关关键问题进行理论认识梳理,分析国内外种植业固碳与温室气体排放相关研究进展,探讨了中国种植业实现碳中和的技术路径,并提出了提升中国种植业碳中和科技创新能力的建议.研究表明,目前关于种植业是"碳源"还是"碳汇"存在不同认识,急需建立标准化的农田碳核算方法体系.中国种植业实现碳中和需要基于系统观视角,从农用物质投入、农田生产过程管理、种植末端的废弃物处理等全过程统筹,从作物品种及种植模式、土壤水肥管理、农机耕作等全环节兼顾,通过农资合理减量、提升养分效率、物质循环利用、作物技术创新"四大"路径实现种植业减排增汇,形成系统性技术解决方案.因此,中国种植业要实现碳中和,急需强化种植业碳中和科技创新能力,重点需要强化农田生态系统碳中和科技创新、加强全国农业双碳平台基地建设、成立全国农业"双碳"研究联盟、谋划牵头农业碳中和国际科学研究合作项目.
关键词： 种植业 固碳减排 碳中和 技术路径 对策建议 中国
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香蕉中农药多残留分析及短期膳食摄入风险评估
《农药学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为掌握我国香蕉中农药残留情况及其短期膳食摄入风险,测定了采自香蕉主产省份生产基地及市场的196份香蕉样品中的农药残留,评估了所检出农药对我国成人和1~~6岁儿童的短期膳食摄入风险.结果表明:香蕉全果中咪鲜胺(42.86%)、吡唑醚菌酯(40.82%)、吡虫啉(34.69%)及多菌灵(27.55%)的检出率较高;就农药类别而言则新烟碱类(45.92%)和甲氧基丙烯酸酯类(45.41%)农药的检出率较高.根据我国香蕉上相关农药的最大残留限量(MRL)标准,样品中吡虫啉共超出限量21次,腈苯唑和噻虫嗪各超出限量2次.香蕉全果中同时检出2种及2种以上农药残留的样品占56.63%;二元和三元农药组合占比最高,常见的二元和三元农药组合有吡唑醚菌酯/咪鲜胺、吡唑醚菌酯/吡虫啉和吡唑醚菌酯/吡虫啉/咪鲜胺、吡唑醚菌酯/多菌灵/咪鲜胺.香蕉果肉中吡虫啉(31.03%)的检出率最高,农药类别则新烟碱类(32.18%)的检出率最高,检出率较高的农药组合是腈苯唑/吡虫啉(3.45%)和戊唑醇/吡虫啉(2.30%).香蕉果肉中所检出农药的短期膳食摄入风险商(%ARfD)均远小于100%,说明通过香蕉摄入的农药残留对人体不会产生不可接受的短期膳食风险.
关键词： 香蕉;农药多残留;最大残留限量;短期膳食摄入风险;新烟碱类农药;甲氧基丙烯酸酯类农药
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槟榔DUR3基因鉴定及组织表达特异性分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了探究DUR3家族基因在槟榔尿素转运过程中的作用,本研究利用拟南芥DUR3同源蛋白为探针序列,从槟榔基因组数据库中鉴定DUR3家族基因,利用生物信息学方法对其基因结构、进化关系、保守结构域、跨膜结构域和表达模式进行分析.结果表明,从槟榔基因组中共鉴定出2个DUR3基因,与其他植物的DUR3同源蛋白类似,具有15个跨膜结构域,其保守结构域和基序位置也高度相似.不同物种的DUR3氨基酸序列构建的进化树显示,双子叶植物和禾本科单子叶植物各聚为一支,而棕榈科单子叶的植物单独聚为一支,且与双子叶植物亲缘关系更近.DUR3直系同源基因的Ka/K,比值小于1,这表明这些物种的DUR3基因在物种进化中受到纯化选择压力.本研究为深入研究槟榔的DUR3基因的功能提供了理论依据.
关键词： 槟榔(Areca cat) DUR3 生物信息学
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有机无机肥配施对香蕉田土壤细菌群落数量和结构的影响
《福建农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的] 探明化肥减量配施有机肥对香蕉土壤细菌群落结构特征的影响.[方法] 设计5个不同施肥处理:不施肥处理(CK,T1);25%化肥配施有机肥(T2);50%化肥配施有机肥(T3);100%化肥(100% CF,T4)和50%化肥(50% CF,T5).采用Illumina MiSeq高通量测序平台,对土壤细菌16S rRNA基因保守区进行测序,并对不同施肥处理下土壤细菌群落数量、结构和多样性的差异进行生物信息学分析.[结果] T1、T2、T3、T4和T5处理的OTUs数分别是30、33、31、34、31个.不同处理中,优势菌群所占的比例各不相同.T3处理提高了土壤中有益菌变形杆菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度.各处理土壤细菌的Shannon指数大小顺序为:T3>T5>T2>T1>T4.和单施50% CF(T5)化肥相比,50% CF配施有机肥处理(T3)提高了土壤细菌多样性.与T5处理相比,T2处理的多样性降低,说明化肥用量过低不利于土壤多样性的提高.T4处理的微生物多样性最低,表明过量的化肥施入降低了土壤微生物多样性.主坐标分析和热图分析结果表明,不同处理细菌群落结构、相对丰度和优势菌群发生了明显的变化.[结论] 与单施化肥相比,合理的有机无机配施能够提高土壤细菌多样性、改善土壤细菌群落结构.减氮50%配施有机肥(T3)处理不仅减少了氮肥施用量,而且增加了土壤有益细菌的相对丰度和土壤细菌多样性,有利于土壤生物肥力的提高.
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