科研产出
外源水杨酸诱导香蕉苯丙烷类代谢提高对枯萎病抗性
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：由尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4,TR4)引起的香蕉枯萎病严重阻碍我国香蕉产业的绿色可持续发展.外源水杨酸(SA)处理能诱导香蕉体内SA合成及信号传导途径关键酶基因上调表达,激活香蕉植株内系统获得抗性,增强对各种生物和非生物胁迫的抵抗能力,在此基础上,本研究对香蕉感病品种'巴西蕉'和抗病品种'农科1号'进行SA诱导处理,随后接种TR4,结果显示2个品种的病情指数均降低.为了进一步探究水杨酸信号途径下游的苯丙烷类途径在SA诱导的香蕉植株抗病过程中的作用,本研究运用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR),对SA处理的感病品种'巴西蕉'和抗病品种'农科1号'中苯丙烷类途径关键基因的表达情况进行分析,结果发现分支途径中常规苯丙烷类途径关键酶基因C4H和4CL、木质素合成途径关键酶基因CAD和CCoAOMT、黄酮类物质生物合成途径关键酶基因CHS和CHI,对SA处理和TR4接种均有响应.在仅接种TR4的情况下,'巴西蕉'相关基因主要表现为显著下调表达,而'农科1号'相关基因主要表现为上调表达;仅用SA处理时,2个品种的C4H和4CL被诱导上调表达;SA处理并接种TR4,2个品种C4H和4CL依然保持上调表达的趋势,变化幅度在'农科1号'中偏高;'巴西蕉'CAD经SA诱导上调表达,但在接种TR4后,CAD相对表达量降低,而'农科1号'CAD被SA诱导显著上调表达,SA和TR4共同作用下,表达水平亦显著升高;'巴西蕉'CCoAOMT被TR4诱导显著上调表达,在SA处理并接种TR4的'巴西蕉'植株中也表现为上调表达,'农科1号'CCoAOMT在SA处理或SA、TR4共同作用下表现为强烈上调表达;CHS和CHI在SA处理的2个品种中主要表现为上调表达,SA和TR4双重作用下,依然表现为上调表达.结果表明外源SA处理可诱导感病和耐病香蕉根组织中苯丙烷类途径关键酶基因上调表达,该途径在SA诱导的香蕉抗枯萎病过程中起着重要作用.
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GA3处理对木薯类胡萝卜素生物合成的影响
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：木薯(Manihot esculenta Crantz)属大戟科木薯属热带作物,具有耐干旱贫瘠等特性,木薯叶片富含蛋白质,块根富含淀粉但是缺乏类胡萝卜素,是热带低收入人口的主粮.国家木薯产业技术体系"十三五"期间关于木薯产业问题指出,类胡萝卜素是粮饲化的重要指标,类胡萝卜素也是维生素A的前体物质.本文在前期研究中筛选到与类胡萝卜素生物合成相关转录因子MeGAMYB,MeGAMYB是一种受GA响应的转录因子.为了研究其如何介导GA促进类胡萝卜素生物合成的分子机制,明确其与类胡萝卜素含量及其生物合成途径基因的相关关系,本研究用50 mg/L浓度GA3处理培养40 d的'SC9'茎秆水培苗,在0、3、6、9、12 h取根、茎、叶和叶柄样品检测类胡萝卜生物合成中相关基因的表达情况以及在0、1、2、3、4 d检测类胡萝卜素含量,平行对照用水处理,结果显示:类胡萝卜代谢途径中相关基因以及类胡萝卜素生物合成受GA3诱导,其中叶片在处理4 d时α-胡萝卜素含量最高达到0.19μg/g,是对照的1.2倍;叶片中β-胡萝卜素含量在GA3处理3 d时最高达107.73μg/g,是对照的1.25倍,叶黄素和玉米黄质的含量在处理4 d内都随着GA3处理时间延长含量呈不断增加的趋势.而类胡萝卜素生物合成相关基因如MeLCYB、MeCRTISO、MeZDS、MePDS、MeBCH、MeVDE、MeXAN和MeAAO等和转录因子MeGAMYB的表达量受GA3均上调,其中MeLCYB、MeCRTISO、MePDS、MeBCH、MeAAO和MeXAN等基因的表达趋势与转录因子MeGAMYB的表达趋势一致.本研究可以看出,GA3能促进木薯类胡萝卜素的合成,通过调控类胡萝卜素生物合成相关基因的表达来促进类胡萝卜素的积累,但是具体的调控机制还需要进一步阐释.本结果为研究木薯类胡萝卜素代谢调控机制提供候选功能基因与转录因子,为阐述木薯类胡萝卜素生物合成的机制奠定基础.
关键词： 木薯;类胡萝卜素;生物合成;赤霉素
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橡胶树热激蛋白HbHSP90.8-1基因的克隆与功能分析
《植物研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：白粉病是橡胶树生长发育过程中主要叶部病害之一。热激蛋白90（HSP90）分子伴侣在植物逆境胁迫抗性中起着重要作用。为研究HSP90家族成员结构及其在橡胶树抗白粉病中的功能，利用PCR技术从橡胶树品种热研73397叶片中克隆HbHSP90.8-1并采用生物信息学等技术对其结构和功能进行分析。结果表明，HbHSP90.8-1 cDNA序列全长2 844 bp，开放阅读框（ORF）2 454 bp，编码817个氨基酸。HbHSP90.8-1编码一个有信号肽、无跨膜结构且定位预测在内质网上的稳定亲水蛋白，存在HSP90 superfamily和HATPase superfamily结构域。系统进化分析结果表明橡胶树HbHSP90.8-1与木薯MeHSP90的亲缘关系最近，与麻风树JcHSP90聚为一类。通过qRT-PCR分析结果表明HbHSP90.8-1在橡胶树不同组织中均有表达，其在胶乳中的表达量最高；HbHSP90.8-1基因在白粉菌侵染、H2O2、ABA和ETH处理叶片中，表达量均呈现显著上调趋势；在MeJA和SA激素处理下，HbHSP90.8-1表达量呈现下调的趋势。说明HbHSP90.8-1参与橡胶树对白粉菌响应过程以及植物抗病相关激素信号转导途径。
关键词： 橡胶树 白粉病 HbHSP90.8-1 生物信息学 表达分析
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挤压式澳洲坚果去皮机脱皮装置的设计与试验
《农机化研究 》 2022 北大核心
摘要：针对现有澳洲坚果去皮机局限于先分级后去皮,以及存在的多是半自动、果径一致性要求苛刻、效率低、去皮率及去皮破损率高等缺点,研制了一种基于双螺旋自适应挤压式新型去皮机,并对其脱皮装置进行了深入研究。通过前期的力学试验获得实际的澳洲坚果带皮果物理参数,并从匀速阶段的澳洲坚果、脱皮辊、压送器三者之间的受力分析中得出澳洲坚果在脱皮装置内的受力情况。根据试验获取得的果径三维尺寸、果实圆度计算出澳洲坚果的受力范围,从而推出脱皮装置的主要参数,最终设计两辊参数为长度1200mm、直径76mm、转速400r/min、间隙12mm。试验结果表明:去皮机作业平稳,脱皮合格率达98.2%,脱皮破损率1.3%,壳皮分离且不混杂,平均作业效率500kg/h,作业能耗2.2kW/h,各项技术指标均满足设计要求。
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儋州鸡体尺性状全基因组关联分析
《中国畜牧兽医 》 2022 北大核心
摘要：【目的】挖掘影响地方鸡体尺性状的有效SNP位点及功能基因,给儋州鸡育种工作提供有效的数据基础和理论支撑。【方法】共采集200只儋州鸡血样并提取基因组DNA,利用10×全基因组重测序技术获得全基因组SNP标记并对试验个体基因型进行分型。使用EMMAX软件基于混合线性模型对70日龄的儋州鸡体尺性状(胫长、胫围、体斜长、胸宽、髋骨宽、胸深、龙骨长)进行全基因组关联分析。【结果】共发现与胫长性状和胫围性状基因组水平显著相关的SNPs位点有12和8个,与胫长性状相关SNPs分别定位于1、2、4和8号染色体上;与胫围性状相关的SNPs定位于2、4、8和13号染色体上。预测与胫长相关的候选基因为KCNA1、TPK1、EZH2、FSTL5和AMY2A基因,与胫围相关的候选基因为TPK1、FSTL5、AMY2A、TGFBI、LECT2和IL-9。通过KEGG通路分析和GO注释发现,8个基因参与钾离子跨膜转运、硫胺素新陈代谢、细胞增殖、钙离子结合、骨骼肌卫星细胞维持与骨骼肌再生、细胞受体相互作用、生长因子活性等生物学进程。【结论】本研究发现了20个与儋州鸡体尺性状关联的SNPs位点,并筛选到8个目标性状候选基因,为儋州鸡育种提供候选的分子标记,为地方鸡标记辅助选择提供新的思路。
关键词： 儋州鸡 全基因组关联分析(GWAS) SNP 体尺性状
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植物AGMOUS-like6基因的进化及功能研究进展
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：AGMOUS-like 6(AGL6)亚家族是MADS-box转录因子中一个古老的分支,AGL6基因主要参与植物开花时间、花器官发育、花色形成以及果实发育等方面的调控.明确AGL6基因的起源时间,关注不同物种中AGL6亚家族成员的功能研究,将有助于进一步的了解花的发育及开花机理,同时为今后解读或破译MADS-box基因的形成顺序、进化和功能提供重要依据.本研究将着重论述AGL6亚家族基因的结构与生物进化、生物学功能,并阐述AGL6基因与上下游基因之间的调控关系.为进一步利用生物技术手段调控开花时间,提高植物的观赏价值及果实品质等提供理论依据.
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不同钾素处理下菠萝蜜幼苗生长及养分吸收特征
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探究氯化钾肥在菠萝蜜苗期的适宜施用量,本试验以'马来西亚1号'菠萝蜜嫁接苗为试验材料,比较不同钾素处理对菠萝蜜幼苗生长、光合作用及养分吸收积累的影响.结果表明,随着施钾量增加,菠萝蜜叶片净光合速率、根系参数以及各器官生物量和氮磷钾积累大致呈先增加后降低的趋势,根冠比呈增加趋势.施钾量为K1(1 g/kg)时促生效果较优,较K0处理显著增加,株高、茎粗、叶干重、茎干重、根干重、总干重、根冠比的比例分别为25.41%、16.77%、13.73%、56.64%、230.24%、60.15%、157.89%,当钾肥用量过多时,地上部和地下部生长均受到不同程度的抑制.K1、K2处理较K0叶片净光合速率分别提高25.29%和35.00%.随着钾肥用量增加,叶片光合作用受到抑制,且为K4处理时,限制叶片光合效率的主要因素为气孔限制.K1处理对根系促生作用显著,根系总长度、表面积、平均直径、根系体积、根尖数较K0分别提高10.65%、84.34%、71.92%、215.25%和46.84%,钾素处理过高对根系有不同程度的抑制作用.根、叶氮磷钾素累积量随着施钾量增加大致呈先增加后降低的趋势,茎钾累积量变化趋势相似.其中K1处理的各器官钾累积量最高,较K0处理分别增加203.84%、100.77%和64.32%.除根系总长度外,其他根系指标与根干重和根钾累积量均呈显著正相关关系.净光合速率与根系平均直径、根系体积、根尖数、根干重和根钾累积量呈显著正相关关系.茎、叶钾累积量与茎、叶干重和根系平均直径呈显著正相关关系.综上,根系构型与根系钾素吸收累积量密切相关,对根系生物量的积累和地上部的光合作用具有重要作用.适宜浓度的钾肥可通过改善根系参数和叶片光合作用,促进作物养分吸收和生物量积累.在本试验条件下,菠萝蜜幼苗适宜的施钾量为1 g/kg,可作为菠萝蜜苗期施肥的参考值.
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淀粉样纤维-阿魏酸水凝胶的制备及其性质
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高阿魏酸的负载率和稳定性,将蛋白质在酸性条件下热处理形成淀粉样纤维作为载体,与阿魏酸自组装形成水凝胶,考察不同淀粉样纤维质量浓度、阿魏酸添加量及pH值对阿魏酸负载率的影响,优化水凝胶制备条件.利用红外光谱、内源荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜、流变仪等探究蛋白质结构变化、水凝胶的微观结构、凝胶特性等,考察多酚添加量对水凝胶结构和性质的影响.利用超高效液相色谱测试不同环境中水凝胶中阿魏酸的光热稳定性,采用体外模拟消化系统考察阿魏酸的缓释能力.结果表明,当淀粉样纤维质量浓度70 g/L、阿魏酸添加量0.6%、pH 5条件下水凝胶体系中阿魏酸负载率最佳达6.99%,且水凝胶可有效减少阿魏酸在光热环境下的降解速率,提升其光热稳定性.蛋白纤维化形成淀粉样纤维其二级结构α-螺旋和β-折叠占比显著升高,三级结构形成聚集前体状态,更利于结合多酚形成结构稳定的水凝胶.当阿魏酸添加量为0.6%时,阿魏酸-淀粉样纤维水凝胶凝胶性最佳、分子间结构最紧密、储能模量最高(1 655.5 Pa)、溶胀度最低(160%),此时样品在体外模拟消化系统表现出最佳的缓释性能.
关键词： 淀粉样纤维 阿魏酸 自组装 水凝胶 负载率 稳定性
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巴西橡胶树HbDBB家族基因的鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究从橡胶树基因组中鉴定到9个HbDBB家族基因，并对这些基因的基因结构、启动子调控元件、染色体定位、进化和表达进行分析。结果显示，HbDBB家族成员分布在七条染色体和一个Contig上，编码蛋白的氨基酸数目为171～453个，分子量在18.20～50.13 kD，启动子区域含有多种植物激素和环境胁迫应答相关作用元件。系统进化分析表明DBB可以分成4个亚组，亚组成员在基因结构、保守基序数目和相对位置等方面具有较高相似性。表达分析显示HbDBB具有组织表达特异性，胶乳中HbDBB4和HbDBB6表达水平最高，叶片中HbDBB3和HbDBB4的表达水平最高。增产处理实验表明，HbDBB2、HbDBB4和HbDBB6受乙烯诱导，Hb DBB6受割胶诱导但不明显。叶片发育过程中，HbDBB3、HbDBB4和HbDBB9随着发育进程表达上调。本研究初步揭示了橡胶树DBB家族成员的理化特征和表达特性，为进一步研究该基因在橡胶树中的功能奠定了基础。
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大叶山蚂蝗叶片响应缺磷胁迫的脂质代谢组分析
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为分析大叶山蚂蝗对缺磷胁迫的响应,在水培条件下对其进行正常供磷(+P)和缺磷(-P)处理,并检测干重、磷含量及叶片脂质的变化.结果发现,-P处理10 d后,大叶山蚂蝗的地上部干重和磷含量显著降低.随后,对叶片的脂质组分析共鉴定到240个脂质,其中-P与+P处理间的差异脂质82个(上调43个,下调39个).-P处理上调的脂质均不含磷,包括38个糖脂、3个甘油脂和2个固醇脂.而-P处理下调的脂质均为磷脂,包括14个磷脂酰乙醇胺、8个磷脂酰甘油,6个磷脂酰肌醇,5个磷脂酸,3个磷脂酰丝氨酸,1个磷脂酰胆碱,1个溶血磷脂酰胆碱,1个磷脂酰乙醇.本研究结果揭示了以不含磷的脂质替代磷脂是大叶山蚂蝗叶片适应缺磷胁迫的机制之一.
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