科研产出
蚕豆VfNHX1基因克隆及初步功能验证
《福建农业学报 》 2024 CSCD
摘要：【目的】探究蚕豆（Vicia faba L.）VfNHX1基因在响应盐胁迫过程中的作用。【方法】通过3′和5′RACE方法，从蚕豆中克隆了1个Na+/H+逆向转运蛋白编码基因VfNHX1，并对其进行了生物信息学分析、亚细胞定位、盐胁迫下的表达分析和初步功能验证。【结果】（1）该基因全长2 255 bp,CDS编码区长1 629 bp，编码542个氨基酸；（2）生物信息学分析显示，该蛋白有10个跨膜区，不具有信号肽，是一个结构稳定的膜蛋白，且包含1个NHX蛋白家族特有的Na-H Exchanger结构域；亚细胞定位分析显示VfNHX1定位在液泡膜上；（3）实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析显示，在NaCl处理后，叶片中VfNHX1表达量呈现先降低后升高，随即又下降的变化趋势，且在12 h时达最高值；根中VfNHX1表达量先降低后升高，在48 h时表达量显著升高（P<0.01）;(4)酵母生长试验结果表明，VfNHX1可以提高盐敏感酵母突变体AXT4K对高盐的耐受能力。【结论】VfNHX1基因能够响应盐胁迫，是蚕豆潜在抗盐功能基因。
关键词： 蚕豆 Na+/H+逆向转运蛋白 基因克隆 盐胁迫 功能验证
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一株嗜碱盐单胞菌ZB109的生长特性及四氢嘧啶发酵条件的优化
《微生物学通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【背景】西藏扎布耶盐碱湖水体富含高浓度CO32-、HCO3-和Na+，可能栖息具有潜在应用价值的盐单胞菌（Halomonas sp.）菌株。【目的】筛选积聚相容溶质四氢嘧啶的盐单胞菌菌株，并分析四氢嘧啶积聚的影响因素和最优发酵条件。【方法】采用Horikoshi-I培养基分离扎布耶盐碱湖水样中嗜碱盐且能高效积聚四氢嘧啶的盐单胞菌株，并明确生理生化特性和分类学地位。基于单因素条件、Plackett-Burman、Box-Behnken试验和HPLC检测，分析菌株胞内四氢嘧啶积聚量的关键影响因素并优化其发酵条件。【结果】筛选获得扎布耶盐碱湖盐单胞菌共计10株（分属5个种），优势种是嗜碱盐单胞菌（H. alkaliphila,4株，占40%）。H. alkaliphila ZB109的最佳生长盐度范围为0.5-2.5mol/L，最适生长pH值8.0-10.0，四氢嘧啶的初始积聚量为303.62mg/L。菌株ZB109的菌落圆形，边缘光滑，呈黄色，革兰氏染色阴性，显微形态呈短杆状、周身纤毛。NaCl、Mg2+和底物L-谷氨酸钠浓度是菌株ZB109积聚四氢嘧啶的关键影响因素。采用响应面法优化培养条件，菌株ZB109单批次摇瓶发酵48 h的四氢嘧啶积聚量可达696.313 mg/L。【结论】菌株ZB109兼具耐盐和耐碱的生长特性，相较于其他分离盐单胞菌分离株，四氢嘧啶的积聚潜力更大，可为后续四氢嘧啶的大规模发酵生产提供良好的菌种种质资源。
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一株扎布耶盐碱湖伪盐生杜氏藻的分离鉴定及生长影响因素分析
《微生物学通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【背景】杜氏藻（Dunaliella）具有独特的生理特性和丰富的胞内次级代谢物，在医药、食品、养殖业、化工、轻工等领域具有广泛的应用价值。【目的】分析影响杜氏藻生物量的生长因素和最优培养条件，以期提高杜氏藻的生物量；明确最佳培养条件下杜氏藻胞内次级代谢物的种类。【方法】采用纯培养法分离伪盐生杜氏藻（Dunaliella pseudosalina） ZBY-1,18S rRNA基因测序明确其分类学地位；采用单因素试验探究其生长最佳条件以及营养盐种类及浓度；采用正交试验优化分离藻株的培养条件；利用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）检测藻株ZBY-1在最佳培养条件下的次级代谢产物。【结果】藻株ZBY-1的最适生长盐度为10%，最适生长pH值为8.5，最适生长温度为25℃。单因素分析显示最适碳源、氮源、磷源的种类和浓度分别为NaHCO3 1.26、CO（NH2）2 0.84、NaH2PO4 0.06 g/L。优化生长条件后，藻株ZBY-1的细胞密度可达（2.57±0.12）×10～7个/mL，较优化前提高了1.25倍。LC-MS分析表明胞内次级代谢物的种类主要是萜类、生物碱类、苯丙素类、氨基酸相关化合物等；显著富集的代谢物通路是辅助因子生物合成、植物类次级代谢物合成和ABC转运等途径。【结论】扎布耶盐碱湖的地理位置特殊，藻类资源未被深入挖掘。分离藻株ZBY-1可适应高盐碱环境，为后续胞内次级代谢物的应用开发提供一定的参考依据。
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红果枸杞和黄果枸杞广泛靶向代谢组学分析
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了深入分析红果枸杞和黄果枸杞之间的差异代谢物及代谢途径，本研究采用超高效液相色谱-串联高分辨质谱联用广泛靶向代谢组学，分析两种枸杞的差异代谢物及主要代谢途径。通过主成分分析、正交偏最小二乘判别分析、聚类分析等多元统计学方法，在差异倍数≥2或≤0.5、变量重要投影值≥1、P<0.05的条件下，正离子模式下检测出红果枸杞和黄果枸杞中差异代谢物共202种（上调148、下调54），负离子模式下检测出240种差异代谢物（上调183、下调57）。进一步通过KEGG富集，发现差异代谢物主要集中在次生代谢物、色氨酸、硫代葡萄糖苷、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸以及黄酮类生物合成等途径。结果显示，黄果枸杞与红果枸杞相比，差异代谢物主要是黄酮、生物碱、酚酸类、氨基酸及其衍生物，且以上调为主，这可能与色氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和黄酮类生物合成途径相关，这些代谢物与黄果枸杞的生长发育、抗病性及营养价值方面都具有相关性。本研究通过红果枸杞和黄果枸杞广泛靶向代谢组学分析，旨在为两种枸杞的营养价值提供参考，为后续枸杞相关产品加工提供理论基础。
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长期秸秆还田对青藏高原东部农田栗钙土团聚体稳定性及磷素分布的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了研究长期秸秆还田对青藏高原东部小麦地不同土层团聚体分布、稳定性及磷素分布的影响,以长期秸秆还田定位试验为研究对象,设置氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷肥加半量秸秆还田(NPS1)、氮磷肥加全量秸秆还田(NPS2)、氮磷钾肥加半量秸秆还田(NPKS1)、施氮磷钾肥加全量秸秆还田(NPKS2)6 个处理.于小麦收获后,取 0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,采用干湿筛结合的方法测定各土层水稳性团聚体组成,量化全土中的全磷、有效磷含量及各团聚体组分中的有效磷贡献率.结果表明,与单施化肥处理(NP和NPK)相比,秸秆还田处理(NPS1、NPS2、NPKS1、NPKS2)显著提高了 0~10 和 10~20 cm土层全土的有效磷含量(P<0.05),分别提高了 9.1%~27.4%和 5.1%~38.4%,且全量秸秆还田的有效磷含量最高.所以秸秆还田处理均表现为>2 mm大团聚体质量百分比随着土壤深度的增加而显著降低,<0.25 mm团聚体质量百分比随着土壤深度的增加显著提高.秸秆还田处理还提高了团聚体平均重量直径和几何平均直径,降低了不稳定团粒指数,增强了团聚体稳定性,尤其是全量秸秆还田的团聚体.秸秆还田处理还显著提高了各土层、各粒径团聚体有效磷含量(P<0.05),3 个土层的增幅分别为 0.2%~47.2%、1.5%~63.2%和 4.0%~91.1%,且>0.25 mm团聚体是有效磷贡献率的主要载体.全量秸秆还田更有利于促进大团聚体的形成,提高团聚体稳定性,调节团聚体中磷素分布,提高磷素活性.
关键词： 长期秸秆还田 水稳性团聚体 团聚体稳定性 磷素分布
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枸杞根系中AMF染色方法优化及其侵染率与土壤因子的关系
《山东大学学报(理学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：了解丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染及定殖情况是深入研究调动土著AMF提高植物抗性的基础.以柴达木盆地9个不同地区8年生大田枸杞为研究对象,基于AMF基本的染色镜检法,在前人研究的基础上,对影响AMF观测的主要因素进行优化研究,并比较不同地区枸杞侵染率及土壤理化性质对其的影响.结果表明,柴达木地区8年生大田枸杞根系AMF侵染率观测效果最佳步骤:首先将FAA固定液固定好的根段置于质量分数10%KOH水溶液中,90 ℃水浴90 min,后置于沸腾的碱性双氧水(3mL NaOH+30 mL质量分数10%H2O2溶液+H2O至600 mL)中脱色15~20 min,接着放入质量分数30%H2O2溶液漂白5 min,乳酸酸化5 min,醋酸墨水染色5 min,乳酸甘油90℃下褪色30 min.利用该方法可清晰观察到大田多年生枸杞根系中AMF的泡囊和菌丝结构.通过多元统计分析可知柴达木不同地区枸杞根系AMF平均侵染率为41.32%,冗余分析(redundancy analysis,RD A)显示,枸杞根系中的AMF侵染率主要受到土壤pH、土壤中有效磷和速效钾含量等因子的影响,其中土壤pH与AMF侵染率呈显著正相关关系,而有效磷和速效钾含量与侵染率呈显著负相关关系.
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菊苣肉质根膨大与其生理及基因表达变化初步研究
《西北农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：初步探究菊苣肉质根膨大发育进程的农艺性状、生理指标和基因表达变化，以期进一步探讨肉质根发育的生理和分子调控机理。以盆栽根用菊苣‘Hera’和叶用菊苣‘将军’为材料，获取8个不同发育时期的肉质根样品，对糖和内源激素进行定量分析，并对转录因子基因进行qPCR表达量分析。结果表明，根用菊苣根径、根干质量、根冠比和根库活性均大于叶用菊苣。‘Hera’肉质根果糖、葡萄糖和蔗糖含量分别在S2、S3和S4时期最高，且葡萄糖、果糖含量在各时期均高于‘将军’。‘Hera’肉质根生长素IAA、细胞分裂素CTK和赤霉素GA含量均呈现膨大前期高、中期低、后期较高的态势，转录因子基因 CiMYB73、 CiERF13、 CiNAC017、 CibZIP53均在S2时期(播种后38 d)呈现高表达。根用菊苣与叶用菊苣农艺性状差异显著，糖和激素可能协同作用于肉质根的膨大发育，播种后38 d可能为菊苣肉质根膨大发育的关键时期。研究结果对后续菊苣肉质根的遗传调控研究、基因工程改良等有一定的参考价值。
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对藜高致病活性链格孢菌DT-DYLC的液体发酵培养基优化
《西北农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以链格孢菌(Alternaria alternata)DT-DYLC为研究对象,以生物量和孢子量(OD 600nm)为响应值,采用单因素试验和Plackett-Burman试验及响应面试验对其发酵培养基进行优化.结果表明,察氏固体培养基7 d时的菌落直径为73.1 mm,菌丝质量达0.049 g,均显著高于其他培养基.通过Plackett-Burman试验筛选出无机盐为影响孢子量的主要因素.运用响应面分析确定最优发酵培养基为:蔗糖68.853 g/L,NaNO311.41 g/L、K2 HPO45.523 g/L、KCl 1.405 g/L、MgSO4·7H2 O 1.874 g/L、FeSO40.0375 g/L.在此条件下,孢子量达到3.4*107 CFU/mL,是优化前的2.72倍.优化培养基可用于液体发酵工厂化生产.
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紫外突变型盐单胞菌株的基因突变位点与四氢嘧啶高产的分子变异机制
《微生物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：利用紫外诱变获得的一株高产四氢嘧啶(ectoine)的突变型坎帕尼亚盐单胞菌(Halomonas campaniensis) G9-72，其突变位点、分子变异和高产四氢嘧啶的机制未知。【目的】探讨野生型菌株XH26与突变菌株G9-72的突变位点与分子遗传变异机制，明确四氢嘧啶积聚量暴发的可能原因。【方法】采用PacBio Sequel II平台进行全基因组测序，分析突变菌株的突变基因位点，结合氨基酸代谢通路分析突变基因与四氢嘧啶合成代谢的关联性，并进行RT-PCR验证。【结果】全基因组测序结果显示野生菌株XH26的基因组4.11 Mb，编码基因3 927个。突变菌株G9-72的基因组存在35个突变位点，包括18个单核苷酸多态性突变、14个插入突变和3个缺失突变。代谢通路的关联分析显示：突变基因argF、coaBC和livH分别编码鸟氨酸氨甲酰基转移酶(NCBI数据库蛋白ArgF相似度100.00%)、磷酸泛酰半胱氨酸脱羧酶(蛋白CoaBC相似度99.28%)和支链氨基酸ABC转运体渗透酶(与蛋白LivH相似度96.27%)，分别参与延胡索酸、柠檬酸的合成以及增加支链氨基酸的吸收转运。上游代谢物的流量增加可能是突变菌株四氢嘧啶积聚量暴发的关键原因。RT-PCR验证四氢嘧啶代谢通路相关的20个基因，转录表达水平与预期分析相一致。【结论】突变基因argF、coaBC和livH的过表达增强四氢嘧啶合成的代谢流，与突变菌株四氢嘧啶积聚量的暴发有关，此为后续突变菌株酶分子的反应机制研究和发酵生产提供参考依据。
关键词： 盐单胞菌 紫外诱变 突变基因 比较基因组学 四氢嘧啶
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ICARDA引进小麦种质苗期的抗旱性鉴定及SNP关联分析
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以引进国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)的159份小麦为研究对象,在苗期用20%PEG-6000模拟干旱条件进行处理,以正常营养液作为对照,分析干旱环境对7个苗期相关生理性状(丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、相对电导率、过氧化物酶活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量和叶绿素含量)的影响,进行相关性分析,并结合55K SNP芯片对159份小麦的苗期抗旱相关生理性状进行关联分析。研究结果表明,干旱处理后,其体内脯氨酸含量和可溶性糖含量均呈现上升趋势,其余性状则并未表现出一致的上升或下降。相关性分析表明,在正常处理条件下,丙二醛含量与过氧化物酶活性呈显著正相关,和脯氨酸含量呈极显著负相关;过氧化物酶活性和可溶性糖含量呈极显著负相关。在干旱胁迫处理条件下,可溶性糖含量与丙二醛含量呈极显著正相关,与相对电导率呈显著正相关;叶绿素含量与可溶性糖含量呈极显著正相关,与脯氨酸含量呈显著负相关。关联分析结果显示,利用24,151个SNP标记位点结合苗期相关生理性状在P≤0.001水平下共定位到311个抗旱相关标记,分布于小麦的21条染色体上,贡献率为7.13%～21.11%。2种处理下检测到8个稳定位点,分别位于1B、2B和6A染色体上,贡献率为7.85%～14.58%。检测到1个多效应位点,同时关联了超氧化物歧化酶活性和可溶性糖含量2个性状,位于3D染色体上,贡献率为7.95%～8.69%。检测到4个显著位点与相对电导率、过氧化物酶活性、叶绿素含量的抗旱系数和干旱处理下的相对电导率、过氧化物酶活性、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性等性状相关联,分别位于2D、3A和4A染色体上,贡献率为7.61%～14.74%。
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