科研产出
CRISPR基因编辑技术在担子菌中的研究进展与应用
《食药用菌 》 2023
摘要：担子菌丰富的遗传多样性为其在食品、药品开发生产提供了基础条件，蕴含着巨大的开发、研究价值。基因编辑技术的发展与进步，极大地拓展了其在分子层面的操作空间，帮助我们更加深入地探究其代谢途径，更高效地进行分子育种、生产特性改良等。CRISPR/Cas系统作为新一代基因编辑技术已发展多年，在大量物种上都有过尝试，日趋成熟。回顾基因编辑技术近年来在担子菌中的应用与发展，并着重关注介绍前人研究中的优化改进思路，为进一步优化应用提供参考。
关键词： 担子菌 基因编辑 CRISPR/Cas9 Cas酶
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施氮量对水稻非结构性碳水化合物积累分配与颖花形成的影响
《扬州大学学报(农业与生命科学版) 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以大穗型杂交粳稻浙粳优1758和常规粳稻苏香粳100为材料,设置3种施氮水平(105、210、315 kg·hm-2,分别记为N1、N2、N3处理)进行大田生产试验,探讨施氮量处理对水稻非结构性碳水化合物(non-structural carbohy-drates,NSC)积累分配与颖花形成的影响.结果表明:施氮量影响2个不同穗型品种穗分化期茎鞘、叶片和幼穗NSC浓度和积累量,抽穗期茎鞘中NSC浓度和含量显著高于幼穗和叶片,中等施氮量N2处理有利于增加花前茎鞘NSC积累,促进花后NSC向籽粒转运,为获得高产奠定物质基础.施氮量影响枝梗与颖花的形成,并因稻穗不同部位而异,与N1和N3处理相比,N2处理总枝梗数、颖花分化数和现存数最高,而退化数和退化率最低;施氮量对一次枝梗和颖花以及上部二次枝梗和颖花的影响均不显著,但N2处理显著增加中、下部二次颖花的分化数并减少退化数,促进中、下部枝梗与颖花的形成,2个品种趋势一致.抽穗前20、10 d茎鞘中较高的NSC贮藏不利于2个粳稻品种幼穗枝梗和颖花的分化,相反会增加退化,而抽穗前15、5 d幼穗NSC积累量与枝梗和颖花的分化数与现存数呈显著或极显著正相关,与退化数呈显著或极显著负相关,是决定穗粒数形成的关键时期.
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具杀虫功能的蛋白类生物材料研究进展
《农药学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：害虫是威胁农作物生长发育及产品品质的主要风险因素,对其有效防治是保障农作物稳定生产的重要环节.传统依赖化学农药对害虫防治效果显著,但化学农药本身对非靶标生物以及生态环境所造成的持久性危害风险也同样突出.害虫绿色防治是农业可持续发展的必然要求,其中具杀虫功能的蛋白类生物材料因兼具安全性高、可量产药剂及可在转基因抗虫作物应用的多重优势,是害虫绿色防治创新研发和应用的热点.如具备杀虫功能的Bt毒素、凝集素、动物毒素、防御素、蛋白酶抑制剂等蛋白类生物材料在害虫防治上已有深入研究和广泛应用;此外,近年来包括杀虫抗体在内的一些新型杀虫蛋白和相应创新技术也不断涌现,发展极为迅猛.基于此,本文在系统梳理当前成熟的具杀虫功能的蛋白类生物材料研发和应用现状的基础上,结合作者团队在杀虫抗体靶向设计上取得的原创性研究成果和经验,对蛋白类生物杀虫材料潜在的创新研发与应用进行展望,旨在为农业害虫绿色防治研究提供最新文献资料和技术参考.
关键词： 杀虫蛋白 Bt毒素 凝集素 动物毒素 防御素 蛋白酶抑制剂
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杜鹃花品种大鸳鸯锦花瓣条纹形成的色素基础和差异表达基因的挖掘
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为解析杜鹃品种大鸳鸯锦花瓣粉色条纹形成的分子机制,挖掘与粉色条纹形成相关的关键基因,选取大鸳鸯锦盛花期花瓣,对花瓣白色区域与粉色条纹区域的色素分别进行测定,同时,利用 Illumina HiSeqTM测序平台对它们的转录组进行测序分析,并采用实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)技术对测序结果进行验证.结果表明,大鸳鸯锦花瓣粉色条纹的形成是由花色苷积累引起的.花瓣粉色条纹区域与白色区域共鉴定出 7 086 个差异表达基因(DEGs),其中上调表达基因 3 802 个,下调表达基因 3 284 个.与花色苷形成相关的花青素生物合成、苯丙素生物合成和类黄酮生物合成途径在花瓣粉色条纹区域中更为活跃.根据 DEGs 的 GO 和 KEGG 富集分析结果,从与花色苷生物合成代谢相关及其调控途径共筛选出 31 个 DEGs,其中 26 个为花青素合成代谢结构基因,5 个为转录调控基因(3 个 MYB和 2 个 bHLH);26 个花青素合成代谢结构基因共编码 9 种酶,其中 20 个基因在花瓣粉色条纹组织中的表达水平明显高于白色花瓣组织;通过 NCBI同源搜索发现 2 个R2R3-MYB和 1 个bHLH与已知调控果实或叶片中花青素合成有关的同源基因相似,它们在花瓣粉色条纹区域中的表达水平也均明显高于白色区域.选取 10 个与花青素生物合成相关的差异表达基因,经 qRT-PCR 验证,发现基因表达趋势与转录组测序结果一致.
关键词： 杜鹃 花瓣条纹 花色苷 转录组分析 差异表达基因 转录因子
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高温预处理联合生物炭对猪粪堆肥中抗生素消减和重金属钝化的促进作用
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：堆肥过程中抗生素和重金属等有毒有害物质的阻控是有机肥品质提升和安全利用的重要前提。本研究采用高温预处理联合生物炭堆肥技术，系统分析了猪粪堆肥腐熟效果、抗生素消减规律和重金属钝化作用。结果发现，高温预处理联合生物炭堆肥明显加速了猪粪腐熟进程，腐熟时间最多可缩短13.6 d；腐殖化程度显著提升，腐植酸含量提高13.5%，胡富比提高了0.96倍；高温预处理联合生物炭堆肥可实现抗生素的高效降解，在堆肥14 d后四环素类抗生素去除率达100.0%,28 d后喹诺酮类抗生素去除率达100.0%，磺胺类抗生素去除率达99.0%，比其他处理缩短了14～28 d；高温预处理联合生物炭堆肥可有效钝化猪粪中的重金属，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Ni的钝化率最高分别为53.8%、51.6%、48.3%、35.8%、55.0%、53.8%和58.9%，比其他处理提高0.9～19.4个百分点。研究表明，高温预处理（90℃，4 h）联合生物炭（10%）堆肥可明显加快猪粪的腐熟，有效降低其中典型抗生素含量，并提高重金属的钝化率。
关键词： 高温预处理 生物炭 猪粪 堆肥 抗生素消减 重金属钝化
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水稻高温热害模型研究及其在福建省的应用
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过研究高温对水稻产量形成的影响,构建水稻高温热害模型,旨在提高水稻高温热害的防御和灾损评估水平.[方法]选用福建省种植的4个代表性品种,分别于早稻开花期和灌浆期、中稻减数分裂期和开花期,设置不同温度水平T1(35℃)、T2(41℃)和高温胁迫持续天数D1(3 d)、D2(7 d),以适宜环境条件为对照(CK),分析不同处理下水稻产量及其构成因素的变化,并据此构建高温热害对水稻产量影响的综合模型.根据近20年气象资料,利用模型对福建省四个水稻种植样点的产量进行灾损评估.[结果]早稻在开花期T2D2高温处理时,单株产量降幅最大,为60.8%;两个品种的结实率降幅在T2D2处理下可达60%.灌浆期高温对早稻单株产量影响较小,T2D2处理下为17.8%,两个品种结实率和千粒重降幅最大值分别为11.6%和9.0%.中稻两个品种受减数分裂期高温影响后,在T2D2处理下的单株产量降幅最大可达43.6%,每穗粒数下降为17.4%,结实率所受影响明显大于千粒重,降幅分别为30.8%和9.8%.中稻开花期T2D2高温处理对产量影响最大,单株产量降幅可达42.1%,结实率和千粒重受高温影响后降幅最大分别为37.0%和5.7%.根据项目组研发的水稻发育期模型和本研究结果确定了4个供试品种的遗传参数,构建了水稻关键发育期的高温累积度时和高温处理后灾损率之间的定量关系,进而分别构建了早稻和中稻的高温热害模型.对4个水稻种植样点进行灾损模拟,发现各地损失率和气象产量的时间变化规律正好相反,且中稻较早稻遭受高温危害更为严重.[结论]早稻开花期高温热害对水稻产量的影响大于灌浆期,中稻减数分裂期高温热害的影响比开花期严重.通过本研究确定的4个供试品种的遗传参数在代表性样点对生育期的模拟效果较好.构建的早稻和中稻高温热害模型对四个代表性样点的灾损模拟效果较理想.
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嗜热纤维素降解菌研究进展
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：纤维素是地球上含量丰富的可再生资源,对其进行充分利用可有效缓解日益严峻的能源和环境问题.纤维素酶是纤维素生物转化的关键,其催化效果决定了纤维素能源化利用的商业价值.鉴于常规的中温酶很难适应工业化生产中的极端条件,来源于嗜热微生物的纤维素酶引起了科研人员关注.结合国内外研究现状,综述了嗜热纤维素降解菌的种类、纤维素酶类型以及纤维素降解方式,讨论了嗜热纤维素酶在工业生产中的作用及应用现状.最后提出了嗜热纤维素酶大规模应用的技术瓶颈和今后的研究重点,展望了嗜热纤维素酶的商业化前景.
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采前外源多胺预处理对杏鲍菇内源多胺及乙烯的诱导分析
《江西农业学报 》 2023
摘要：为了深入探索采前外源多胺预处理对采后杏鲍菇子实体内源多胺、乙烯释放量的诱导及其常温贮藏品质的影响,以清水喷施为对照(CK),用0.5、1.0、2.0、4.0 mmol/L外源亚精胺(Spd)、精胺(Spm)对杏鲍菇进行采前喷施处理,测量菇柄及菇伞组织的可溶性糖及可溶性蛋白含量,筛选最适的Spd及Spm处理浓度;并研究了采前喷施最适浓度的Spd及Spm对采后杏鲍菇子实体内源多胺含量、乙烯释放量、S-腺苷蛋氨酸(SAM)活性、S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)活性及细胞膜系统的影响.结果表明:外源Spd及Spm的最佳处理浓度均为1.0 mmol/L,该处理能保持子实体较高的可溶性糖及可溶性蛋白含量,维持菇体较好的贮藏表型;采前喷施外源Spd、Spm可促进子实体内源Spd、Spm的积累,并延缓丙二醛(MDA)及细胞膜相对透性的上升,维持较低的活性氧水平,一定程度抑制乙烯释放,同时降低乙烯释放量和内源多胺的比值(E/Spd和E/Spm),增强SAMDC活性水平,促使SAM更多地转向多胺合成方向,维持子实体较高的贮藏品质;在采后常温贮藏期间轻度的环境胁迫下,杏鲍菇子实体的SAM库容量相对充足,多胺与乙烯之间并不存在明显的拮抗效应.
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收获前断水天数对优良食味水稻稻米品质的影响
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以优良食味水稻品种南粳2728为试验材料，于2019年和2020年通过大田小区试验研究了水稻收获前不同断水天数对稻米品质的影响，设置离收获前27 d （W1）、22 d （W2）、17 d （W3）、12 d （W4）和7 d （W5）断水5个处理。结果表明：提早断水显著降低了水稻收获时稻田土壤、水稻籽粒和植株含水率；提早断水显著降低了水稻产量，其原因是水稻每穗粒数、结实率和千粒质量均明显降低。W4和W5处理水稻产量均较高，且两者差异不大；W4和W5处理同时提高了稻谷整精米率、精米率、糙米率等加工品质。断水天数对米粒大小的影响不大，但适当推迟断水有利于减少稻米垩白。W4处理稻米直链淀粉含量及蛋白质含量均最低，而胶稠度最长，稻米品质较优，稻米RVA谱特征值相关指标以W4处理相对较优，体现稻米食味品质总体特性的综合食味值也以W4处理为最高。综上所述，W4和W5处理水稻产量均较高，但W4处理稻米品质略优于W5处理，因此在水稻收获前应当注意适时断水，不宜过早或过晚。此外，年度间稻米品质的差异不大。
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