科研产出
海岛棉病程相关蛋白GbPR10基因的克隆及其在干旱胁迫下的功能分析
《农业生物技术学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：病程相关蛋白10 (pathogensis related protein 10, PR10)基因在植物抵御生物胁迫和非生物胁迫过程中起到重要作用。基于本课题组前期干旱胁迫转录组数据,本研究从海岛棉(Gossypium barbadense)'比马90-53'('Pima90-53')中克隆得到1个干旱胁迫相关PR10基因,命名为GbPR10 (GenBank No.MT612460);利用qPCR揭示GbPR10基因的组织表达特异性和外源激素诱导、不同逆境诱导条件下的表达特征;同时克隆并分析GbPR10基因启动子序列特征;构建GbPR10基因的过表达载体PCAMBIA1301-GbPR10转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),分析过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫条件下的耐受能力。结果显示GbPR10基因开放阅读框为486 bp,编码161个氨基酸,包含1个Bet_v1-like结构域,具有Ploop保守结构域,属于病程相关蛋白Bet_v1家族;组织特异性表达结果表明,GbPR10基因在海岛棉苗期和花铃期的根中优势表达,并受外源脱落酸(abscisic acid, ABA)、乙烯(ethylene, ET)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和水杨酸(salicylic acid, SA)激素的响应上调表达,在20%聚乙二醇6000 (polyethylene glycol 6000, PEG6000)和200 mmol/L NaCl非生物胁迫下上调表达;通过启动子序列分析克隆并获得了2 176 bp的启动子片段,该序列存在ET和ABA等激素响应元件及多个干旱相关调控元件;过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫下根长显著高于野生型(P<0.05),并且抽薹后植株在自然干旱处理下转GbPR10基因植株的耐旱性显著高于野生型(P<0.05)。由此可见,海岛棉GbPR10基因在棉花应答干旱过程中具有重要作用。本研究为深入研究棉花抗干旱基因的功能机制提供了理论参考。
关键词： 棉花 病程相关蛋白 海岛棉病程相关蛋白10 (GbPR10)基因 干旱胁迫
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小麦TaPR1基因启动子的克隆及启动活性分析
《河北农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：PR1是植物病程相关(Pathogenesis related,PR)蛋白家族成员之一,参与植物抗病防御反应.研究前期明确了小麦TaPR1基因受叶锈菌及信号分子水杨酸(Salicylic acid,SA)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)的诱导表达.本研究基于中国春小麦数据库,克隆获得了小麦TaPR1基因上游2200 bp启动子序列,对启动子区域所包含的顺式作用元件进行分析预测,利用β-葡萄糖苷酸酶(β-Glucuronidase,GUS)组织化学染色、绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)观察对不同长度启动子区段进行启动活性验证,结果表明TaPR1基因启动子-2200~-290 bp区段具有启动活性,为进一步解析TaPR1基因转录调控机制提供了理论依据.
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小麦Ta4CL1基因的克隆及其在促进转基因拟南芥生长和木质素沉积中的功能
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL;EC 6.2.1.12)位于苯丙烷途径分支点的上游,是苯丙烷代谢途径的核心酶,可产生木质素、黄酮类等化合物,这些化合物对植物的生长发育及环境适应性均具有重要作用.在双子叶植物中,有关4CL的研究较多,而在单子叶植物尤其是作物中的研究相对较少.本研究利用RACE技术从普通小麦中克隆了一个4CL基因Ta4CL1.系统发育分析表明,Ta4CL1与水稻、玉米和高粱等植物中在木质素合成中具有重要作用的4CLs聚成一类;利用Ta4CL1过表达、拟南芥4CLs突变体at4cl1、at4cl3和at4cl14cl3及其功能回复株系进行的分析表明,Ta4CL1与At4CL1功能相似,在植物木质素合成中具有重要作用,但未参与黄酮类化合物生物合成的调控过程;Ta4CL1是转基因拟南芥中4CL酶活性的主要贡献者.过表达Ta4CL1的转基因拟南芥叶片增大、茎更粗;Ta4CL1的表达还受茉莉酸甲酯(Methyl jasmonic acid,MeJA)、赤霉素(Gibberellin,GA)和生长素(Indoleacetic acid,IAA)等激素处理的影响.本研究为利用基因工程将Ta4CL1应用于改善小麦秸秆的利用效率提供了理论依据.
关键词： 4-香豆酸辅酶A连接酶;Ta4CL1;木质素沉积;促进生长;小麦;拟南芥
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‘玫瑰香’葡萄果实成熟过程中质地与解剖结构的变化
《中国农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为阐明葡萄果实成熟过程中质地与解剖结构的变化特征及二者之间关系,本研究利用质地多面分析法(TPA)和石蜡切片法,对‘玫瑰香’葡萄果实成熟过程中的质地参数(硬度、内聚性、弹性和咀嚼性)和细胞的显微结构进行了研究,并对果实基本性状进行了分析。结果表明:葡萄果实成熟过程中,果皮(表皮和亚表皮)厚度减少、面积增加,果肉细胞面积、周长和纵径增大,且均在幼果期至转色期变化幅度最大,幼果期到转色期,果实硬度和咀嚼性呈显著下降趋势、内聚性和弹性呈显著上升趋势;进一步相关分析表明,果实硬度和咀嚼性与果皮厚度呈极显著正相关,与果皮细胞面积及果肉细胞面积、周长、纵径、横径和纵横比呈极显著负相关;果实内聚性和弹性与果实解剖形态相关性同硬度和咀嚼性变化规律相反;表皮细胞厚度和果实细胞纵径与果实质地相关系数较高。综上,本研究可为解析葡萄果实成熟过程中质地变化的细胞学基础提供一定参考。
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大球盖菇菌渣对盐碱土区林地土壤的改良研究
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：为研究大球盖菇出菇后剩余栽培基质(菌渣)就地还田对滨海盐碱土区林地土壤的改良效果,选用3种不同含盐量的林地栽培大球盖菇,将出菇后的菌渣就地混翻于0~20 cm土层中,自然降解4个月后,研究其对试验林地土壤理化性质、养分含量及土壤真菌群落结构的影响.结果表明:3种滨海盐碱土区林地土壤的EC值、含盐量及容重均显著降低;土壤孔隙度、水稳性团聚体、有机质、速效磷、碱解氮含量均显著提高;3个处理样地真菌群落的Beta多样性变化明显,强度盐化处理样地(Z2s)土壤真菌群落的Alpha多样性显著提高.环境因子关联分析表明,滨海盐碱土区林地理化性质与土壤真菌群落分布显著相关.综之,施入大球盖菇菌渣能有效降低滨海盐碱土区林地的土壤含盐量,优化土壤理化性质,改善土壤真菌群落结构,改良效果显著.
关键词： 大球盖菇菌渣;盐碱土改良;土壤理化性质;土壤真菌群落
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施用有机肥对咸水灌溉农田耕层土壤有机质及水稳性团聚体的影响
《水土保持学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探索施用有机肥对咸水灌溉农田耕层土壤水稳性团聚体的调控效应,在麦玉两熟制农田咸水灌溉(1,2,4,6 g/L)配施有机肥(OF)和未施有机肥(NOF)长期定位试验的基础上,研究了 2018-2019年不同处理对农田耕层0-20 cm 土壤盐度(EC1∶5)、土壤有机质(SOM)含量和水稳性团聚体稳定性的影响.结果表明:咸水灌溉有增加耕层土壤盐度,降低SOM含量和水稳性团聚体稳定性的趋势,随灌溉水矿化度的升高,SOM含量、>0.25 mm水稳性大团聚体质量分数(WR0.25)、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)逐渐减小,土壤EC1∶5和分形维数(Dm)逐渐增大,其中4,6g/L与1 g/L灌水处理间的差异达显著水平.增施有机肥可降低咸水灌溉农田0-20 cm 土壤EC1∶ 5,当灌溉水矿化度≥2 g/L时,OF处理的耕层土壤EC1∶5较 NOF处理降低4.64%~48.29%;施用有机肥显著提高农田SOM含量、WR0.25、MWD和GMD,各灌水处理的提高幅度分别为80.75%~127.32%,10.36%~90.44%,12.90%~129.11%和11.88%~81.57%.在该研究条件下,≥4 g/L咸水灌溉会显著增加土壤盐度,降低有机质含量,破坏土壤团粒结构,应谨慎使用;施用有机肥能促进耕层土壤盐分淋洗,降低盐分对土壤环境的负面影响,有助于实现咸水资源安全高效利用.
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海陆棉遗传重组技术和应用研究进展
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：海岛棉纤维品质优良，并具有抗逆性强、抗黄萎病等优点。将海岛棉的优异基因用于陆地棉的遗传改良，实现海陆棉遗传重组，一直是棉花种质资源创新和利用研究的重要课题之一。本研究对海陆棉基因组水平上的常规遗传重组杂交技术、外源海岛棉DNA导入的基因枪法和花粉管通道法、利用染色体水平上的置换系技术的方法、特点和应用进行了综述。回顾了在应对种间遗传障碍时，遗传学家及育种家进行的多种遗传重组技术策略上的尝试。通过育种家们建立的携带有海岛棉染色体基因的陆地棉背景的染色体置换系，可望筛选出能被育种家直接利用的、稳定的、综合性状好的、或具有优异特性的种质材料，以期对今后海陆棉优异种质创制和利用研究起到促进作用，进而加快棉花育种进程。
关键词： 海陆棉遗传重组 常规杂交技术 基因枪法 花粉管通道法 染色体置换系
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棉花色素腺体发育相关基因GhERF105-like的克隆与表达分析
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了探析GhERF105-like在棉花色素腺体发育或棉酚代谢中的功能，利用RT-PCR技术克隆了中棉所12的GhERF105-like基因，并进行了生物信息学分析及表达模式分析。结果显示，GhERF105-like编码区为711 bp,编码236个氨基酸。GhERF105-like蛋白分子质量为26.3 ku,理论等电点pI为7.72;二级结构预测存在22.88%的α-螺旋、13.14%的延伸链、3.81%的β-转角和60.17%的无规则卷曲。GhERF105-like在第91—155位氨基酸处存在1个AP2结构域，预测有2个苏氨酸、1个酪氨酸和1个丝氨酸磷酸化位点位于AP2结构域内。系统进化分析表明，GhERF105-like及其同源蛋白基序组成在不同物种中保守程度较高，GhERF105-like与黄褐棉、达尔文氏棉、雷蒙德氏棉、海岛棉中同源蛋白的基序组成一致。GhERF105-like在有腺体棉中棉所12各个组织中的表达均显著或极显著高于无腺体棉中棉所12显性无腺体；GhERF105-like在不同有腺体棉品种/系叶片中的表达量不同，且均显著高于显性或隐性无腺体棉品种/系。GhERF105-like受ABA、BR诱导显著上调表达，但在MeJA、Eth、NaCl和PEG处理下显著或极显著下调表达。综上所述，GhERF105-like与棉花色素腺体发育密切相关，可能通过ABA、BR、Eth和JA通路调控腺体发育或棉酚代谢。
关键词： 棉花 AP2/ERF转录因子 序列分析 表达分析
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溴氰虫酰胺对棉蚜和麦长管蚜生物活性的温度效应
《应用昆虫学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】不同温度下，杀虫剂对昆虫的生物活性因杀虫剂品种及昆虫种类的不同而表现出较大的差异。研究杀虫剂的温度效应及其影响机制，为杀虫剂的田间合理使用提供技术支持。【方法】本研究采用浸渍法测定不同温度下双酰胺类杀虫剂溴氰虫酰胺对棉蚜Aphis gossypii Glover和麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius的生物活性，并进一步研究亚致死剂量溴氰虫酰胺处理后，棉蚜和麦长管蚜体内重要解毒酶羧酸酯酶（Car E）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）、多功能氧化酶（MFO）和UDP-葡萄糖醛酸转移酶（UGT）比活力随温度变化的趋势。【结果】溴氰虫酰胺对棉蚜和麦长管蚜均表现为正温度效应，温度系数最高分别可达+9.44和+8.24。亚致死剂量溴氰虫酰胺作用下，两种蚜虫体内主要解毒酶的比活力测定表明，15℃下，棉蚜体内GST比活力值为211.27 nmol·mg-1·min-1，显著高于对照，30℃下，比活力值为203.29 nmol·mg-1·min-1，显著低于对照。与对照相比，棉蚜GST比活力随温度升高逐渐降低，这一趋势与溴氰虫酰胺对棉蚜的正温度效应的变化一致。同样，麦长管蚜体内GST和UGT比活力较对照的变化趋势也与溴氰虫酰胺对麦长管蚜温度效应的变化相符。【结论】溴氰虫酰胺是对棉蚜和麦长管蚜具有明显的正温度系数药剂，棉蚜体内的GST和麦长管蚜体内的GST和UGT可能参与溴氰虫酰胺对两种蚜虫的温度效应变化过程。
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