科研产出
土壤水分胁迫对马铃薯块茎淀粉合成关键酶基因表达及酶活性的影响
《干旱地区农业研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探讨马铃薯块茎淀粉合成对土壤水分胁迫的响应机制,以马铃薯品种'青薯9号'和'闽薯1号'为材料,采用盆栽试验,设置3个水分胁迫处理:正常供水(保持土壤田间持水量的75%)、中度水分胁迫(保持土壤田间持水量的50%)、重度水分胁迫(保持土壤田间持水量的25%),研究了土壤水分胁迫对马铃薯块茎淀粉合成关键酶基因表达及酶活性的影响.结果表明:在块茎形成过程中,土壤水分胁迫显著提高了马铃薯块茎AGPase、GBSSI、SBEⅠ、SBEⅡ、SSⅡ、SSⅢ基因表达量,随土壤水分胁迫程度的提高,马铃薯块茎SBEⅠ、SBEⅡ、SSⅡ基因表达量上调;土壤水分胁迫显著降低了马铃薯块茎AGPase、GBSS、SBE、SSS酶活性,其中GBSS、SBE酶活性下调;而AGPase、GBSSⅠ、SSⅢ基因表达量及AGPase、SSS酶活性在马铃薯青薯9号、闽薯1号品种间表现出相反的上、下调趋势.
关键词： 马铃薯块茎 土壤水分胁迫 淀粉合成关键酶 基因表达 酶活性
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青稞酸性磷酸酶基因HvnACP2克隆和亚细胞定位研究
《西北农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探索青稞酸性磷酸酶基因HvnACP2 的基因和蛋白结构特点,为青稞磷吸收利用机制研究提供基础.以青稞'肚里黄'叶片为材料,根据植物基因组数据库Gramene中的大麦HvACP2基因和启动子区域序列设计引物,通过PCR获得青稞HvnACP2 基因和启动子区域序列.采用生物信息学软件对HvnACP2基因启动子区域元件以及蛋白理化性质、跨膜结构、磷酸化位点、信号肽、二级、三级结构进行分析.结果表明:HvnACP2有2个外显子和1个内含子,启动子区域有与分生组织、光响应、厌氧、茉莉酸和脱落酸相关的顺式作用元件.HvnACP2蛋白由454个氨基酸组成,分子质量为51 285.15 u,总原子数为7 058,亲水系数为-0.4 51,理论等电点为6.17,不稳定指数34.54,脂溶性指数为67.05.具有12个磷酸化位点和信号肽,不具有跨膜结构.HvnACP2 中a螺旋、延长链、p 转角、无规则卷曲所占比例分别为18.72%,53.96%、23.57%、3.74%.HvnACP2 和其他物种的同源蛋白都有紫色酸性磷酸酶N末端结构域和金属酸性磷酸酶结构域,将H vn ACP2 与其他植物的氨基酸序列进行对比并构建进化树,发现青稞HvnACP2与小麦TaACP2亲缘关系最近.亚细胞定位结果显示HvnACP2定位在细胞膜上.
关键词： 青稞 酸性磷酸酶 HvnACP2基因 生物信息学分析
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利用重组自交系(RIL)群体对芥菜型油菜黄籽性状的QTL定位
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究发现以芥菜型褐籽油菜与芥菜型黄籽油菜进行杂交获得的F2后代中黄籽和褐籽后代的籽粒颜色并不是完全一致，黄籽有明亮的淡黄到暗黄的渐变，而褐籽有浅褐到深褐的渐变。因此，为了探究芥菜型油菜种皮颜色的机理，本研究以芥菜型褐籽油菜X398为母本，芥菜型黄籽油菜X402为父本进行杂交构建了重组自交系群体，再对重组自交系群体进行简化基因组测序，构建了芥菜型油菜高密度遗传连锁图谱，结合重组自交系群体的粒色性状表型和基因型进行QTL定位。结果获得4个控制芥菜型油菜黄籽性状的主效QTL，其中A09连锁群上获得1个主效QTL，其贡献率为14.2%，置信区间为47.6～49.6;B08连锁群上获得3个主效QTL，其贡献率分别为19.2%、12.9%和20.5%，置信区间分别为54.8～57.2、61.0～63.4和72.2～73.9。这为芥菜型油菜粒色性状基因的精细定位和分子标记辅助育种提供理论支撑。
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复合菌种发酵对蚕豆蛋白理化性质及其功能特性的影响
《食品与发酵工业 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：该实验将植物乳杆菌(ZR)、嗜热链球菌(SL)和嗜酸乳杆菌(SS)3种菌种两两复配及三菌复合作为发酵剂用于脱脂蚕豆粉的液态发酵,测定发酵前后蚕豆粉蛋白酶活性、肽含量、可溶性蛋白含量、吸水性和吸油性、持水性和持油性、起泡和泡沫稳定性、凝胶特性和蛋白质溶液的黏度等指标,评价每种复合物液体发酵后脱脂蚕豆粉的营养价值和功能特性.实验结果表明,在发酵条件一致的情况下,ZR+SL+SS联合发酵后,发酵液蛋白酶活性最高、多肽含量达到30.94%,脱脂蚕豆粉可溶性蛋白含量比未发酵时提高3.23倍(P<0.05).ZR+SS复合发酵后,脱脂蚕豆粉可溶性蛋白含量达到98.86%、蛋白起泡性达到32.00%、泡沫稳定性达13.33%,均高于其他组(P<0.05).经4种复合菌发酵后蛋白质硬度、弹力、吸水(油)性等明显增加,弹性下降.此外除经过SL+SS复合菌发酵的脱脂蚕豆粉蛋白溶液黏度降低之外,其余组增加,其中经ZR+SS复合发酵后黏度达到55.20 mPa·s.4种复合菌发酵后蛋白营养价值均有了显著提高,表明复合菌种发酵有助于改善蚕豆蛋白的功能特性.
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本氏烟组蛋白H4与番茄斑驳花叶病毒外壳蛋白互作调控病毒侵染
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以番茄斑驳花叶病毒（Tomato mottle mosaic virus, ToMMV）外壳蛋白（Coat protein, CP）为研究对象，通过荧光素酶互补技术（Luciferase complementation imaging assay, LCI）研究ToMMV CP与本氏烟组蛋白H4在植物体内的互作情况。亚细胞共定位结果显示，ToMMV CP定位于细胞核和细胞质中，组蛋白H4定位于细胞核中，两者共定位于细胞核中。双分子荧光互补（BiFC）试验结果表明，ToMMV CP与组蛋白H4的互作位置主要在细胞核中。上述2种试验结果证明，烟草花叶病毒CP与本氏烟组蛋白H4在植物体内存在互作。采用病毒诱导的基因沉默（Virus-induced gene silencing, VIGS）技术沉默本氏烟烟草中的H4基因，对沉默H4基因的植株接种ToMMV,接种后第4 d,通过实时荧光定量PCR检测方法检测系统叶的病毒含量，发现病毒含量显著低于对照组，结果表明H4基因的沉默会影响ToMMV在植株中的复制，组蛋白H4可能是ToMMV侵染植株的本氏烟感病因子。病毒编码的CP可能与寄主组蛋白H4在细胞核内发挥作用，进而使病毒完成系统侵染。
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青稞酒糟来源菌株的抑菌作用及抑草活性研究
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为筛选出对植物病原菌具有拮抗作用且对杂草具有抑制作用的生防资源。【方法】选用经分离纯化得到的9株青稞酒糟细菌和藜麦黑茎病原菌LM-A、茄病镰刀菌LM-C、燕麦内脐蠕孢菌LM-D 3株病原真菌，通过平板对峙试验，筛选出具有拮抗作用的青稞酒糟菌，并通过形态学、生理生化特性与分子生物学对菌株进行鉴定；进一步通过扫描电镜观察和皿内种子发芽试验，对拮抗菌株的抑菌作用及生物活性进行初步研究。【结果】发现有7株青稞酒糟菌对茄病镰刀菌LM-C的生长具有一定的抑制作用，分别为B1、B3、B4、B6、B7、B8、B9，经鉴定7株酒糟菌均为芽孢杆菌属细菌；扫描电镜结果显示，被上述芽孢杆菌抑制的病原菌菌丝明显发生变瘪、凹陷、杂乱等现象，说明7株芽孢杆菌均具有一定的生防效果。发芽试验中，具有高效抑菌活性的菌株B1、B8、B9，其稀释10倍发酵液对供试杂草自生油菜和野燕麦种子的萌发和幼苗生长仍存在不同程度的抑制作用，但对供试作物春小麦安全。其中，对自生油菜抑制效果较好的是菌株B9,B1则对野燕麦抑制效果更好。【结论】青稞酒糟来源菌株B1、B9均具有较好的生防潜力，可进一步开发研究。
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麦秸与毛叶苕子共同调控青海高原土壤温室气体排放的作用机制
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究青海高原麦秸和豆科绿肥混合添加下土壤温室气体排放规律及其碳氮转化机制,为该地区农田系统秸秆和绿肥科学利用提供依据.[方法]采用室内模拟试验,设无添加对照(CK)、单独添加毛叶苕子(VS)、单独添加麦秸(WS)、麦秸与毛叶苕子混合添加(VWS),共4个处理.测定了温室气体排放速率、土壤活性碳氮组分、土壤酶活性、细菌、古菌、真菌、amoA、nirK和narG基因丰度.[结果]VWS处理与VS处理相比,CO2和N2O的累积排放量分别减少24.8%和74.6%,CH4累积吸收量增加9.1%,综合增温潜势(global warming potential, GWP)显著降低76.1% (P<0.05);与WS处理相比,CO2累积排放量增加33.7%,CH4累积吸收量与N2O累积排放量分别降低12.0%和43.1%,GWP降低49.4%.有机物料添加可调节土壤pH,增加土壤碳氮含量.VWS处理的土壤pH显著高于CK和VS处理;土壤水溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(SMBC)含量较VS处理分别增加了21.6%和4.9%,无机氮(Nmin)、土壤水溶性有机氮(DON)和微生物量氮(SMBN)含量分别降低了77.3%、59.5%和6.3%;土壤Nmin、DOC、DON、SMBC和SMBN含量较WS处理分别增加64.0%、22.5%、56.5%、23.2%和27.8%.VWS处理较其他处理,α-葡萄糖苷酶(AG)和β-葡萄糖苷酶(BG)活性显著提高,亚硝酸还原酶(NIR)活性显著降低.VWS处理的真菌和古菌群落丰度较WS处理分别提高83.8%和69.8%,较VS处理分别降低62.6%和20.3%;VWS处理细菌群落丰度较VS处理降低33.4%.VWS处理下,AOB amoA、nirK和narG基因丰度较VS处理分别降低56.6%、41.4%和16.3%,较WS处理分别降低30.3%、25.9%和12.0%.相关分析结果表明,CO2和CH4排放与土壤有机碳、全氮、DOC、SMBC和SMBN含量,AG、NAG和NR活性,真菌、细菌、nirK和narG基因丰度呈显著正相关;N2O排放与土壤全氮、DON、SMBC和SMBN含量、真菌、AOB amoA和nirK基因丰度呈显著正相关,与土壤pH和BG活性呈显著负相关.偏最小二乘路径模型分析(PLS-PM)表明,AOB amoA是调控土壤N2O排放的主要功能菌群.[结论]麦秸、毛叶苕子单独添加以及二者混合添加均可促进土壤CO2排放,减少CH4吸收.相较于二者单独添加,混合添加可通过降低土壤AOB群落丰度等途径,实现N2O减排和综合增温潜势下降,可作为青海高原旱地土壤温室气体减排的一项有效措施.
关键词： 绿肥 温室气体排放 碳氮循环 胞外酶活性 微生物丰度
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青稞和豌豆根系形态和养分效率对种植模式和施肥水平的响应
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]禾豆混作可显著改变作物根系形态,影响作物对养分的吸收利用量,提高系统产量.我们研究了不同施肥水平下单作和混作体系中青稞和豌豆的根系形态与养分利用之间的关系.[方法]两因素三水平盆栽试验和田间试验在青海大学试验基地进行.种植模式因素包括:青稞单作(Q)、豌豆单作(W)、青稞豌豆混作(Q×W)3 种模式;施肥因素包括:不施肥(N0P0)、低氮磷(N1P1)、高氮磷(N2P2)3 个水平.分析了青稞和豌豆在单、混作模式下的根系形态、生物量、氮磷吸收量,并计算了氮磷竞争比率.[结果]与单作青稞相比,混作青稞地上和地下部干重分别增加了 32.1%和 15.3%,根冠比降低了 13.1%,根长、根表面积、根体积和根尖数分别增加了 21.7%、43.7%、79.6%和 44.8%,根系吸氮量和总吸氮量分别增加了 75.8%和 72.7%,根系吸磷量和总吸磷量分别显著增加了 56.3%和 60.0%(P<0.05).与单作豌豆相比,混作豌豆地上和地下部分干重和根冠比分别显著降低了 19.3%、27.9%和 9.7%,地上部、根系吸氮量和总吸氮量分别显著降低了 24.7%、32.5%和 28.0%.混作青稞在分蘖期、拔节期和灌浆期地上部氮吸收累积量较单作分别显著增加了 9.8%、34.6%和 39.6%,磷吸收累积量分别显著增加了 11.6%、18.7%和 16.5%.混作豌豆在分枝期、开花期和结荚期地上部氮吸收累积量较单作分别显著降低了 13.8%、18.0%和 17.5%,地上部磷吸收累积量分别显著降低了26.1%、15.8%和 19.9%(P<0.05).多元线性回归分析结果表明,根表面积和平均根直径对青稞和豌豆氮素吸收量有显著影响,根体积对青稞和豌豆磷素吸收量有显著影响.N1P1 水平下,混作青稞根长和根表面积均高于N0P0 和N2P2 水平下,促进了对氮、磷养分的吸收,而混作豌豆根系变化与青稞相反.[结论]青稞和豌豆氮、磷吸收量均与其根表面积呈显著正相关.在养分供应不充足条件下,青稞和豌豆混作改变了根系形态,青稞的根表面积、根体积等形态指标相对于单作显著提高,而豌豆的根系主要形态指标显著降低,青稞为"受益者",豌豆为"贡献者".低肥条件下,混作体系获得了高氮、磷养分竞争率和土地当量比,混作优势明显.而高肥条件下,混作在改变根系形态、养分吸收竞争的优势相对于单作不显著.
关键词： 青稞 豌豆 混作模式 根系形态 氮磷吸收利用 产量 混作优势
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有机物料腐解过程中养分的释放特征及其影响因素
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究主要作物秸秆养分在土壤中的释放特征,为其合理利用提供科学依据.[方法]在青海农业大学试验站开展有机物料土壤埋袋试验.供试有机物料为马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子,每种物料称取 40.0 g于尼龙网袋中,于 2021 年 3 月 30 日埋入 20 cm深土壤中自然腐解.埋入土壤后的第 7、14、28、42、72、117、162 天采样,测定尼龙袋内有机物料干重、碳、氮、磷含量和纤维素、半纤维素、木质素含量,计算物料养分残留率和释放率.[结果]至腐解结束(埋后 162 天),马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子的碳残留率分别为 35.5%、42.2%、53.4%、14.7%.腐解过程中,马铃薯秆、小麦秆和毛叶苕子在埋后 0~7 天的碳矿化率最大,油菜秆在埋后 7~14 天的碳矿化率最大.以双库指数积温模型拟合碳残留量随腐解时间的变化,R2 均在 0.90 以上.马铃薯秆、油菜秆、小麦秆、毛叶苕子的年腐殖化系数分别为 41%、34%、58%、24%.在整个腐解过程中,小麦秆和毛叶苕子氮素、磷素表现为直接释放,马铃薯秆和油菜秆表现为淋溶—浓缩—释放.腐解至 162 天,马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子氮素释放率分别为 28.0%、10.2%、31.8%、88.3%,磷素释放率分别为 45.1%、33.9%、62.4%、71.4%;马铃薯秆、油菜秆和小麦秆磷释放率大于氮释放率,而毛叶苕子的氮释放率大于磷释放率.通过多元逐步回归,有机物料初始碳含量、氮含量、C/P值可以解释氮、磷养分释放的 82.5%~98.5%.[结论]有机物料初始碳、氮含量和碳/磷值显著影响着秸秆中氮素和磷素的总释放量.马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子的年腐殖化系数分别达 41%、34%、58%、24%.毛叶苕子的氮、磷释放速率快,总释放量高且在腐解过程中持续释放,因而可以替代部分化肥.马铃薯和油菜秆氮、磷释放速率较低,且其释放在腐解过程中表现为淋溶—浓缩—释放过程,在腐解 14~72 天对养分的富集会与微生物竞争外界氮磷养分,因此,还田时需补充一定量的化肥来满足秸秆腐解对磷氮的需求.小麦秆还田后腐殖化系数最高,氮、磷表现为直接释放,因而培肥土壤的效果最佳.
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大蒜NAC基因家族的鉴定与低温表达分析
《中国农业科技导报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为挖掘大蒜NAC转录因子家族成员,研究其在低温胁迫下的表达特性,基于大蒜转录组的测序结果,对低温胁迫下大蒜NAC转录因子家族的响应进行分析.结果表明,共鉴定出49个大蒜NAC基因,根据系统发育特征将其分为10个亚族.大蒜NAC蛋白的序列长度为81~619 aa,分子量9293.66~70229.04 Da,且均为亲水蛋白.保守结构域分析发现,大部分NAC蛋白在N端具有保守性,其中18个NAC蛋白在N端均有motif 3、motif 4、motif 1、motif 2、motif 5 保守域.从中随机挑选 6 个蛋白(AsNAC001、AsNAC010、AsNAC013、AsNAC014、AsNAC017、AsNAC047)对其进行蛋白二级及三级结构的预测,发现无规则卷曲是构成大蒜NAC蛋白的重要组成部分,其次是α-螺旋和延长链,且这6个NAC蛋白具有高度的相似性.实时荧光定量分析发现,检测的6个NAC基因中有4个(AsNAC001、AsNAC010、AsNAC013、AsNAC014)在低温胁迫12和24 h时显著上调表达;2个(AsNAC017、AsNAC047)在低温胁迫4 h时显著下调表达,其中AsNAC010基因的表达量显著高于其他基因,说明NAC转录因子在大蒜响应低温胁迫的过程中起重要调控作用,为大蒜NAC蛋白的生理调控功能的分析奠定了理论基础.
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