科研产出
高山杜鹃转录组测序及MYB转录因子家族分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：MYB转录因子是植物中最大的一类转录因子家族,参与调控植物的生长发育、次生代谢、逆境胁迫等生物学过程。目前,关于高山杜鹃MYB转录因子的研究尚未见报道。本研究利用SMRT高通量测序技术对高山杜鹃品种‘富丽金陵’进行转录组测序,得到了15.37 Gb数据,通过去冗余获得75 002条转录本序列。其中,71 155、33 653、30 359条转录本分别在NR、GO、COG数据库中具有匹配信息。基于高山杜鹃转录组数据,鉴定了64个转录因子家族,其中MYB基因有220个。根据结构特性将MYB基因分为4类:1R-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB和4R-MYB,其氨基酸序列包含20种保守元件。进化树分析结果显示,高山杜鹃MYB基因分为28个亚组。研究采用单分子实时测序技术（single molecule real time, SMRT）对高山杜鹃品种‘富丽金陵’转录组进行测序,将获得的转录本序列进行功能注释和分类,对获得的220个MYB基因进行生物信息学进行分析,相关结果具有一定参考意义。
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海葵毒素Av3对德国小蠊的毒性及其作用机制
《昆虫学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】Ⅲ型海葵毒素（Av3）对昆虫具有显著的选择性毒性,对其作用机制的研究对新型高选择性毒性杀虫剂的设计研究具有重要意义。【方法】反向高效液相色谱及电喷雾质谱用于鉴定化学合成的Av3野生型（Av3 wild type, Av3-WT）及其突变体的纯度和分子量;生物活性测定检测Av3-WT及其突变体对德国小蠊Blattella germanica成虫的毒力;双电极电压钳技术检测Av3-WT及其突变体对德国小蠊钠通道BgNav1-1a失活的抑制作用。构建基于BgNav1-1a与大鼠钠通道rNav1.2a的重组嵌合体,通过双电极电压钳技术确定BgNav1-1a上参与Av3-WT选择性毒性的关键区域。【结果】芳香族氨基酸Y7, W8和Y18分别突变后形成的Av3-WT突变体Y7A, W8A和Y18A对德国小蠊成虫的毒力显著降低,半数击倒剂量(KD50)与Av3-WT相比均增加了超过10倍;与Av3-WT对通道失活62%的抑制率相比,250 nmol/L的毒素突变体Y7A, W8A和Y18A对BgNav1-1a失活的抑制作用也显著降低,通道失活的抑制率分别降低到12%, 23%和8%;以rNav1.2a胞外环DI/SS5-S6替换BgNav1-1a的相应序列获得的重组嵌合体钠通道对Av3-WT毒素的敏感性几乎丧失,仅3.6%的通道在1μmol/L Av3-WT作用下失活被抑制。BgNav1-1a胞外环DI/SS2-S6上的His404突变为Tyr后几乎丧失对毒素的敏感性,仅6%的通道在1μmol/L Av3-WT作用下失活被抑制。【结论】芳香族氨基酸Tyr7, Trp8和Tyr18参与到构成Av3-WT分子的生物活性表面;钠离子通道胞外环DI/SS2-S6是影响Av3-WT毒素发挥选择性的关键结合区域,BgNav1-1a的DI/SS2-S6上的His404则是影响Av3-WT选择性毒性的关键氨基酸。
关键词： 德国小蠊 杀虫剂 海葵毒素 生物活性表面 钠通道 双电极电压钳
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不同氮质量浓度对凤眼蓝生长和生理指标尤其是氮代谢关键酶活性的影响
《植物资源与环境学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以NH4Cl为氮源,设置0.0、0.5、2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 mg·L-17个氮质量浓度水平,对培养21 d后各处理组凤眼蓝[Eichhornia crassipes（Mart.） Solms]的生长和生理指标尤其是氮代谢关键酶（包括谷氨酸脱氢酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶）活性进行比较,对这些指标与氮质量浓度进行Pearson相关性分析,并对与氮质量浓度显著相关的指标和全氮含量进行Z分综合评价。结果表明:总体上看,随着氮质量浓度提高,株高、硝酸还原酶活性、亚硝酸还原酶活性、全氮含量和氮增加量先升高后降低,单株鲜质量、单株干质量、全磷含量和磷增加量先升高后趋于稳定,叶绿素相对含量、蛋白质含量和谷氨酰胺合成酶活性逐渐升高,根长逐渐下降,而谷氨酸脱氢酶活性和谷氨酸合成酶活性则波动变化。根长与氮质量浓度呈极显著（p<0.01）负相关,硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性与氮质量浓度呈显著（p<0.05）负相关,蛋白质含量与氮质量浓度呈极显著正相关,单株干质量、叶绿素相对含量和谷氨酰胺合成酶活性与氮质量浓度呈显著正相关。氮质量浓度5.0～40.0 mg·L-1处理组相关指标综合评价值的总和（∑Zi）均为正值,其中,氮质量浓度40.0 mg·L-1处理组的∑Zi值最高（4.91）,氮质量浓度5.0和10.0 mg·L-1处理组的∑Zi值较高（分别为2.55和1.29）。综合所有结果,适合凤眼蓝生长发育的氮质量浓度为5.0～40.0 mg·L-1,尤其是5.0～10.0 mg·L-1,既能保证植株正常生长,又能充分发挥植株的氮吸收能力。
关键词： 凤眼蓝 氮质量浓度 氮代谢关键酶活性 相关性分析 Z分综合评价
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不同氮素条件下黄淮麦区小麦株高全基因组关联分析
《农业生物技术学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：株高(plant height,PH)是小麦(Triticum aestivum)的重要农艺性状,与小麦高产、稳产密切相关.氮素是植物生长发育的必需元素,其水平高低是影响小麦株高和产量形成的重要因素之一.品种间对氮素水平的响应存在显著差异,为了挖掘新矮源和株高耐低氮胁迫的遗传位点,为矮化及氮高效品种的选育提供优异基因资源,本研究利用黄淮北片冬麦区近30年育成的132份小麦品种(系)为材料,对其在8个不同环境和氮肥条件下株高及株高耐低氮胁迫系数(tolerant index,TI)进行了表型鉴定,并利用小麦Affymetrix Wheat 55K SNP芯片对目标性状进行了全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS).本研究共检测到位于小麦1B、1D、2A、2B、2D、3B、4D、5A、6B和7D染色体上的13个SNP位点在3个及以上环境中与株高显著相关,可解释9.6%~26.6%的表型变异.其中位于1B(2)、3B及7D上的4个显著关联区段在高、低氮环境中均稳定存在,位于小麦7D染色体上的SNP AX-108824683在7个环境中均与株高显著关联,可解释16.8%~26.6%的表型变异,该位点在前人研究中未见报道,推测是一个新的矮秆基因位点;株高耐低氮胁迫关联分析共检测到7个与其显著相关的SNP位点,其中位于4B染色体上的AX-111004994在2个环境中稳定存在,表型贡献率为12.4%~13.1%,具有重要的利用价值.本研究对小麦矮化及氮高效分子育种具有一定的参考意义.
关键词： 小麦 株高 氮素利用效率 全基因组关联分析(GWAS)
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基于MMR缺陷的高频突变食源性沙门氏菌环丙沙星耐药机制
《食品科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：目的:通过研究甲基导向错配修复系统（methyl-directed mismatch repair,MMR）主要调控基因缺陷对食源性沙门氏菌高频突变子突变频率和环丙沙星药敏性的影响,揭示其调控机制。方法:采用萘啶酮酸和利福平平板测定90株食源性沙门氏菌高频突变子的突变频率;聚合酶链式反应结合DNA测序法检测耐药基因突变;琼脂稀释法测定环丙沙星对沙门氏菌高频突变子的最小抑菌浓度（minimal inhibitory concentration,MIC）,确定MMR缺陷与沙门氏菌高频突变子突变频率、MIC及耐药基因间的关系;通过电转化法将野生mutS、mutH、mutL和uvrD基因分别转入高频突变子103D2,采用实时聚合酶链式反应法测定野生型基因转入前后103D2耐药相关基因表达差异,分析MMR基因缺陷对沙门氏菌高频突变子环丙沙星耐药性的影响及调控机制。结果:90株沙门氏菌高频突变子中共有89株对环丙沙星耐药,49株MutS编码基因发生突变（MutS-）,且相较于MutS非突变株,在MutS突变株中GyrA（67.3%）及ParC（87.8%）蛋白突变检出率更高。103D2转入野生型mutS、mutH、mutL?及uvrD基因质粒后,103D2:P-mutS突变频率显著下降,103D2:P-mutL和103D2:P-uvrD突变频率极显著下降。4株互补菌株中marA基因显著下调,marR、tolC（除103D2:P-uvrD外）基因上调,降低103D2对环丙沙星耐药性。结论:MMR缺陷可通过影响外排泵和膜编码基因marA、marR和tolC的表达改变对沙门氏菌高频突变子的耐药性及突变频率产生影响。
关键词： 沙门氏菌 高频突变子 耐药基因 实时聚合酶链式反应 甲基导向错配修复系统
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不同条件下豆天蛾卵的发育情况研究
《植物保护 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探究豆天蛾卵在不同条件下的发育情况,分别对不同湿度、不同温度以及不同产卵月份所产的豆天蛾卵的孵化率以及卵期进行了比较。结果表明,温度为20℃,湿度为50%时,豆天蛾卵孵化率为92.33%,显著高于湿度为25%和75%的孵化率（P<0.05）;平均卵期为9.08 d,显著短于其他湿度条件下的平均卵期（P<0.05）。湿度一定时（50%）,温度为30℃时孵化率最高,达97.00%;其次为25℃,孵化率达91.00%。豆天蛾卵在此两种温度下孵化率显著高于除20℃外的其他温度（P<0.05）。35℃下平均卵期最短,为5.32 d;其次为30℃和25℃,分别为5.45 d和5.70 d。此3种温度下的卵期无显著差异,但均显著短于15℃和20℃下的卵期（P<0.05）。湿度、温度一定时,产自4、5、6、7、8月的豆天蛾卵中,6月的卵孵化率最高,达96.67%,显著高于其他4个月份豆天蛾卵的孵化率（P<0.05）。4-8月产的卵平均卵期分别为10.07、7.08、6.80、6.07 d和5.34 d。本研究明确了各因子对豆天蛾卵孵化效果的影响,完善了人工养殖豆天蛾技术体系,为大规模、工厂化养殖提供了理论基础和技术保障。
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冷冻干燥联合膨化干燥工艺优化提高银杏脆粒酥脆质地
《江苏农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了研究冷冻干燥联合膨化干燥工艺提高银杏脆粒酥脆质地及微观孔隙结构、力学特性对质地形成的影响,采用单因素和响应面试验分析了冷冻-气流干燥、气流-冷冻干燥、冷冻-微波干燥、微波-冷冻干燥4种冷冻干燥联合膨化干燥对银杏脆粒质地的影响及优化冷冻-气流干燥工艺,并研究了冷冻-气流干燥过程中银杏微观结构、孔隙结构及力学特性的变化规律。结果表明:冷冻-气流干燥促使银杏脆粒获得更高的质构特性值,响应面优化获得最佳的干燥工艺为转换点水分35%,膨化温度98℃,膨化压力0.2 MPa,获得的质构特性值为2.25;与蒸煮银杏样品相比,冷冻干燥促使银杏组织形成均匀孔隙结构,孔隙率增加,弹性模量和黏性指数无显著变化(P>0.05),冷冻干燥的银杏样品表现出组织绵软,结构强度不足;进一步的气流膨化干燥瞬间膨化力冲击促使银杏组织出现较大的空洞及水分迁移通道,细胞组织破坏严重,孔隙率继续增加,弹性模量下降,黏性指数增加,这是由于冷冻干燥形成较好的多孔结构,有利于气流膨化干燥时内部水分更易对物料各个部位的膨化动力冲击,促使冷冻-气流干燥银杏脆粒酥脆质地的形成。
关键词： 银杏 冷冻干燥联合膨化干燥 酥脆质地 微观孔隙结构 力学特性
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配方施肥对水稻生产和经济、环境效益的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：苏州市吴中区是农业面源污染防控的重点区域,推行配方施肥模式是该区实现种植业肥料减量的主要手段.但是,测土配方施肥模式的制定以作物产量的提升和保障为侧重,缺少对经济、环保等多方综合性需求的回应.针对该区已沿用4a的水稻配方施肥模式,本研究设置包含配方施肥模式和常规施肥模式的缺素试验,测定水稻养分利用、农田氮磷排放、农户经费收支等指标,分析配方施肥模式的经济、环境效益.研究结果显示,现有配方施肥模式在减少养分投入的条件下仍能够保障水稻产量,且提高磷钾肥利用效率6.35~28.59个百分点,降低氮流失量36%,减少用于肥料购置的经济投入35%,增加农户净利润2558元?hm-2,实现生产、经济和环境多方效益的兼顾.基于养分利用效率,现有配方施肥模式仍有进一步减少肥料投入的余地.为保障土壤生产力的可持续性,建议增加一定比例的有机肥投入,且以4~5a为周期,对配方肥养分配比和配方施肥模式进行调整,构筑生产中的动态物质平衡,为农业绿色发展提供技术支撑.
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不同雨强和植被盖度对稻田径流及氮素流失的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：阐明径流及养分流失特征对制定农田径流削减策略、降低面源污染发生风险具有重要意义.为明确稻田径流和氮素流失对雨强的响应,分别在水稻生育前期(低植被盖度)和后期(高植被盖度)选择3个降雨强度[低雨强(SI),30 mm·h-1;中雨强(MI),60 mm·h-1;高雨强(LI),90 mm·h-1]进行了田间降雨模拟试验.结果表明:稻田径流率均呈先上升后下降的趋势,且径流率峰值随雨强增大而增加.不同降雨强度下径流率峰值分别为72.58(SI)、126.45(MI)、234.90(LI)m3·hm-2·h-1(低植被盖度)和41.94(SI)、70.02(MI)、83.30(LI)m3·hm-2·h-1(高植被盖度).径流氮素浓度在初始产流期较高,不同植被盖度和雨强下径流氮素浓度随径流时间的变化均可以用对数函数方程进行描述[Y=a-b×ln(X+c),P<0.01].与浓度表现不同,受径流率影响,径流发生后的前40 min内的氮素流失风险较高,特别是在径流发生后的20~30 min(流失率峰值时间).低植被盖度下氮素流失率更易受降雨强度影响,两种植被盖度下氮素流失率峰值分别为0.07(SI)、0.10(MI)、0.27(LI)kg·hm-2·h-1(低植被盖度)和0.05(SI)、0.04(MI)、0.06(LI)kg·hm-2·h-1(高植被盖度).因此,不同雨强下氮素流失负荷在低植被盖度条件下差异显著,且高降雨强度的氮素流失量(10.02 mg·m-2)显著高于中、低降雨强度,铵态氮(NH+4-N)是稻田径流氮素流失的主要形态(占比约41%~52%).氮素流失负荷与径流发生前期(0~20 min)和中期(20~40 min)的径流率及氮素浓度密切相关.结果表明,初始产流期是稻田氮素流失的高浓度风险期,而径流发生后的20~30 min内氮素流失最快,低植被盖度下径流发生更易受雨强影响.
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