科研产出
棉花FLA基因家族的全基因组鉴定及Gh FLA05在棉纤维发育中的功能分析
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【背景】伴随着棉纺织工艺水平的提升和人们对高品质纺织品的追求，提升棉花纤维品质日益重要。类成束阿拉伯半乳糖蛋白（fasciclin-like arabinogalactan proteins,FLAs）在棉纤维起始发育、次生壁合成等过程中可能具有重要作用。【目的】通过对棉花FLA基因家族进行全面鉴定与分析，研究该家族成员的共性特征及特异性表达模式，为FLA在棉纤维发育中的功能研究提供参考。【方法】根据棉花全基因组数据，使用HMMER 3.0对棉花FLA基因家族成员进行鉴定，并通过Pfam、Smart等软件进一步确认。使用ExPASy、TMHMM分析蛋白理化性质及跨膜结构域，应用MEGA、MCScanX、GSDS、MEME、TBtools、Jalview等工具进行进化树构建、染色体定位、共线性分析和蛋白保守结构域序列比对等。通过转录组数据分析陆地棉FLA基因在不同组织中的表达情况。利用实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR）检测GhFLAs在不同纤维品质材料的胚珠及不同发育时期纤维中的表达差异。利用病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing,VIGS）技术验证GhFLA05的功能。【结果】在陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉全基因组中分别鉴定出41、40、20和21个FLA家族成员，系统进化树显示，棉花FLA蛋白可以分为4个群组。进一步对陆地棉FLA家族蛋白进行分析，41个成员均具有1—2个AGP-like糖基化区域和1—2个类成束蛋白结构域（fasciclin-like domain,FAS），其中，37个含有信号肽（signal peptide,SP）,25个含有糖基化磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidy linositol anchored protein,GPI）锚定信号，基因结构和基序组成在各组中相对保守。亚细胞定位显示，GhFLA05＿D可能定位在细胞质的内质网，呈聚集状颗粒，GhFLA18＿A和GhFLA22在细胞膜/壁、细胞质和细胞核中均有表达。转录组测序结果表明，Group A和Group B中的FLA蛋白主要在纤维中高表达，可能参与了棉纤维发育伸长和次生壁加厚等过程。在纤维品质差异显著的2个材料中，Group A和Group B成员具有相似的表达模式，并主要在纤维次生壁发育阶段、尤其是20—25 DPA时期优势表达；其中，GhFLA05在次生壁增厚期表现出特异性表达，两材料间存在显著差异，在高比强的RIL229的次生壁阶段更早达到最大值，推测GhFLA05可能在调控纤维比强度差异形成中发挥作用。利用VIGS技术沉默GhFLA05后，使棉纤维断裂比强度降低。【结论】在陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉中鉴定出122个FLA家族成员，可分为4个群组，不同群组成员间具有较高的结构和功能相似性，并从中鉴定了Group A和Group B成员，可能是主要与棉纤维发育相关的基因。明确家族中GhFLA05是次生壁合成阶段优势表达基因，并与陆地棉不同材料纤维比强度差异形成密切相关。
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陆地棉种质资源遗传多样性分析及初级核心种质构建
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：旨在评价陆地棉种质资源的遗传多样性和筛选代表性种质,为科学评价和高效利用陆地棉种质资源提供理论依据.基于367 份陆地棉种质的SNP标记及其中353 份种质的表型数据分别分析其遗传多样性、构建系统进化树及初级核心种质,并对初级核心种质的构建效果进行评价.结果显示,原始陆地棉群体SNP位点多态性信息含量为0.24,各表型性状的遗传多样性指数均接近或大于2.00,与前人研究结果相近.基于SNP标记可以将供试群体划分为3 个类群,构建了73 份基因型初级核心种质,初级核心种质的Nei's遗传多样性指数、多态性信息含量等指标数值大于原始种质.基于表型数据可将供试群体划分为3 个类群,各性状均值呈第Ⅰ类群最小、第Ⅱ类群居中、第Ⅲ类群最大的趋势.构建了含70 份材料的表型初级核心种质,各性状均值较原始种质的差异均不显著,极差、遗传多样性指数与原始种质相近,变异系数均高于原始种质.基于SNP标记构建的初级核心种质和基于表型数据构建的初级核心种质有15 份重合,这些种质多为基因型第Ⅱ类群和表型第Ⅱ类群.以上结果表明,陆地棉种质资源基因型遗传多样性较低,但表型变异丰富、遗传多样性较高.本研究构建的基因型和表型初级核心种质遗传多样性代表性较好,可作为典型种质进行保存和利用.
关键词： 陆地棉 遗传多样性性 核心种质 SNP标记 表型性状
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30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂的研制及其对马铃薯黄萎病和疮痂病的防治效果
《农药学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：黄萎病和疮痂病是马铃薯生产上的重要土传病害,严重影响马铃薯的产量与品质,但缺乏有效的防治药剂.本研究以枯草芽胞杆菌HMB26553和解淀粉芽胞杆菌PHODG36为有效成分,通过对润湿剂、分散剂及紫外保护剂的筛选,确定了30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂的配方(质量分数):HMB26553菌株母药10%、PHODG36菌株母药10%、润湿剂LT-5691%、分散剂MF 2%、紫外保护剂抗坏血酸1%和滑石粉76%.该制剂芽胞数量37.6亿CFU/g,杂菌率2.8%,pH 7.8,细度98.2%,干燥减量1.6%,润湿时间95.7 s,悬浮率80.7%.温室盆栽试验结果表明:该可湿性粉剂15~45 kg/hm2拌种处理对马铃薯出苗安全,对生长无不良影响,对马铃薯黄萎病的防治效果为45.1%~47.4%.田间小区试验结果表明:该可湿性粉剂15~45 kg/hm2拌种处理能显著减轻马铃薯疮痂病的发生,其中30 kg/hm2拌种处理防治效果高达72.0%,增产率达15.5%.不同地区的田间示范试验应用结果表明:该可湿性粉剂30 kg/hm2拌种处理对马铃薯黄萎病的防治效果为50.8%~62.1%,疮痂病为63.9%~65.7%,增产率为14.3%~29.4%.本研究结果表明,30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂能有效防治马铃薯土传病害且增产作用明显,为该制剂在马铃薯生产上应用提供了科学依据.
关键词： 芽胞杆菌 可湿性粉剂 马铃薯黄萎病 马铃薯疮痂病 防治效果
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基于BSA-seq技术对番茄封顶花序节位基因的精细定位
《农业生物技术学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：主茎花序数的多少影响着自封顶类型番茄（Solanum lycopersicum）的产量，精细定位其封顶花序节位基因，可为进一步基因克隆以及功能分析、调控机理解析提供依据。本研究以低节位自封顶番茄品系AXF和高节位自封顶番茄品系GXF为亲本构建F2分离群体，应用混合群组分离分析测序（bulked segregant analysis sequencing, BSA-seq）和分子标记方法进行了连锁分析及基因定位。结果表明，关联区间位于2号染色体47.56～47.59 Mb，大小约为25 497 bp，含有3个候选基因（硫代硫酸硫转移酶18（thiosulfatesul furtransferase 18, TST18）（GenBank No. XM＿004232452.4）, MLO类家族蛋白4（MLO-like protein 4, MLO4）（GenBank No. XM＿019212390.2）和26S蛋白酶体非ATP酶调节亚基4（26S proteasome non-ATPase regulatory subunit 4, PSMD4）（GenBank No. XM＿010318126.3））。进一步开发118对InDel（insertion-deletion）/CAPS（cleaved amplified polymorphism sequences）/dCAPS（derived CAPS）引物进行精细定位，筛选获得1对多态性高的dCAPS14分子标记，该标记与PSMD4紧密连锁。qRT-PCR分析表明该候选基因在两个亲本不同组织中的表达量存在显著性差异。PSMD4功能为参与泛素-蛋白酶体系统介导的蛋白降解，可能对番茄封顶花序节位起着重要调控作用。本研究对分子辅助选育易于栽培操作的理想型自封顶番茄品种具有重要意义。
关键词： 自封顶番茄 混合群组分离分析测序（BSA-seq） 分子标记 基因定位
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不同复合安梨膏品质及抗氧化性能的比较研究
《中国食品添加剂 》 2023 北大核心
摘要：为丰富梨膏种类和提升产品品质，以安梨汁为材料，采用常压加热浓缩方法制备安梨膏，探究7种不同药食同源药材浸提液添加对其理化指标、感官品质和抗氧化能力的影响。结果表明：相比于对照组（以安梨汁单独熬制），添加不同浸提液后，感官评分发生显著变化，色度均显著变暗（P<0.05），其中金银花组感官品质最高；8组安梨膏均不含蔗糖，但含有果糖、山梨醇和葡萄糖，各组之间存在显著差异（P<0.05），其中金银花组葡萄糖和山梨醇含量最高，罗汉果组果糖含量最高；总酚、总黄酮含量及DPPH自由基清除率均显著增加（P<0.05）；电子鼻和电子舌检测表明，各梨膏气味和滋味之间存在差别，可进行有效区分。综上，药食同源类药材浸提液添加可显著提升梨膏总酚、总黄酮含量和抗氧化活性，赋予梨膏特殊滋味和气味。
关键词： 复合型安梨膏 药食同源药材浸提液 浓缩 品质 抗氧化
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铺设反光膜促进设施葡萄着色的机理初探
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探明设施内铺设反光膜对果实品质的影响和促进着色的机理,以京艳为试材,行间铺设反光膜,监测覆膜后葡萄果实的外观与花色苷含量的变化,利用高通量测序和Illumina Novaseq 6000 测序平台对着色差异的果皮进行转录组测序及差异表达基因分析.结果表明,12 个样本得到了41 151 986~46 673 908 条Clean reads,且Q30 都在94%以上、Q20 在98%以上.Clean reads与葡萄参考基因组比对总数为92.69%~94.22%.差异表达的基因统计结果显示,CK 0 d~CK 7 d差异表达基因数目是3 768 个,上调基因1 488 个,下调2 280 个;覆膜后RF0d~RF7 d差异表达基因数目是5 129 个,其中上调表达2 048 个,下调表达3 081 个,可见覆膜能够促进基因的差异表达.覆膜7d后,与对照相比,获得934 个差异表达基因,上调表达441 个,下调表达493 个.KEGG富集分析表明,934 个DEGs中,共有179 个被注释到64 条信号通路上,主要富集在代谢、细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理和生物系统五大类代谢途径.其中,苯丙烷生物合成、内质网蛋白加工、植物病菌互作、植物激素信号传导途径多个基因表达出现差异.PAL、F3'H、3GT的多个转录本均上调表达,多个生长素相应蛋白基因下调表达.转录因子WRKY基因以上调表达为主,bHLH、C2H2、NAC、MIKC-MADS、Dof 等多是下调表达.综上所述,铺设反光膜可能通过提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性,提高相关基因(F3'H、3GT等)的表达,从而促进花色苷合成.转录因子WRKY、bHLH、C2H2、MYB、NAC、MIKC-MADS、Dof也可能发挥重要的调控作用.
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有机物料投入对中国农田土壤有机碳含量影响的整合分析
《中国土壤与肥料 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：土壤有机碳含量是土壤肥力的重要标志,有机物料添加对于提升土壤有机碳含量具有重要作用.但是不同自然条件和农艺措施下有机物料添加对土壤有机碳含量的系统性影响尚不明确.研究搜集了国内外公开发表的相关文献数据,并建立了有机物料投入下农田土壤有机碳变化的数据库.运用整合(Meta)分析方法定量分析有机物料投入对表层土壤有机碳含量影响的综合效应,进而量化分析自然因素和人为因素对表层土壤有机碳含量的影响.研究结果表明,与不施肥相比,施用有机物料可以显著增加表层土壤有机碳 41.9%.不同区域、土壤质地、土壤pH、初始有机碳含量、碳投入量、有机物料类型、施用有机物料时间和种植制度条件下,施用有机物料对表层土壤有机碳含量的影响均存在显著差异.在华北地区有机碳的增加率最大(58.3%),且显著高于东北地区(31.5%)和西北地区(32.1%);黏土(48.2%)和壤土(41.7%)有机碳增加率均显著高于砂土(25.0%);碱性土壤(50.9%)有机碳增加率显著高于酸性土壤(29.4%);土壤初始有机碳含量<6 g/kg的土壤有机碳增加率(90.3%)显著高于土壤初始有机碳含量 6~12 和>12 g/kg的土壤有机碳增加率(37.5%和 38.2%);累计碳投入量>100 Mg/hm2 时土壤有机碳增加率(87.8%)显著大于累计碳投入量<50 和 50~100 Mg/hm2(15.6%和36.7%);施用粪肥土壤有机碳增加率(46.5%)显著高于施用秸秆(33.6%);施用有机物料时间<10 年的土壤有机碳增加率(16.6%)显著低于施用有机物料 10~20 和>20 年(47.0%和 52.2%);种植制度为一年两熟时施用有机物料土壤有机碳增加率(47.8%)显著高于种植制度为一年一熟(32.4%).综上,施用有机物料对提升土壤有机碳含量具有重要意义.提升土壤有机碳含量需要考虑不同区域特点,加大单季有机物料用量,坚持长期施用有机物料以及秸秆还田和施用粪肥相结合是提升土壤有机碳的最重要措施.
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华北大黑鳃金龟致病球孢白僵菌JCF的鉴定和致病力测定
《昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita是花生等多种农作物、果林及苗圃的重要害虫,长期以来主要以化学防治为主.本研究测定了球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株JCF对华北大黑鳃金龟幼虫和成虫的致病力,为华北大黑鳃金龟的生物防治提供真菌资源.[方法]对罹患病害的华北大黑鳃金龟虫尸上的寄生真菌进行分离及回接试验,分离纯化出致病菌株JCF;利用光学显微镜观察菌株形态学特征,PCR扩增JCF的rDNA-ITS序列并测序,构建JCF系统发育树对菌株进行分子鉴定;采用浸渍法和田间模拟试验测定其对华北大黑鳃金龟成虫和幼虫的致病力.[结果]JCF菌株菌落初期为白色绒状,后期变为黄色或浅黄色絮状,背面无色.产孢细胞呈瓶状簇生于分生孢子梗上,分生孢子梗呈穗状,着生在营养菌丝上;分生孢子单生,透明,近球形,直径(2.0~3.5)μm×(1.5~2.0)μm.rDNA-ITS序列分子鉴定表明菌株JCF为球孢白僵菌.这一球孢白僵菌菌株JCF对华北大黑鳃金龟成虫的致死中浓度(medium lethal concentration,LC50)值为2.124 × 107孢子/mL,用其2 × 108,1 × 108和5 × 107孢子/mL孢悬液处理华北大黑鳃金龟成虫时,致死中时(medium lethal time,LT50)值分别为6.267,6.852和7.455 d;球孢白僵菌JCF菌株对华北大黑鳃金龟1,2和3龄幼虫的LC50值分别为5.47 ×106,1.59 ×108,2.50×108孢子/mL;1 × 108孢子/mL浓度下,球孢白僵菌JCF菌株对华北大黑鳃金龟1和2龄幼虫的LT50值分别为8.6和18.6 d;5 ×108孢子/mL浓度下,球孢白僵菌JCF菌株对华北大黑鳃金龟2和3龄幼虫的LT50值分别为10.3和13.2 d.田间模拟试验2 ×108孢子/mL球孢白僵菌JCF孢悬液对华北大黑鳃金龟成虫和幼虫同样表现出良好的致病效果.[结论]球孢白僵菌菌株JCF对华北大黑鳃金龟成虫和幼虫均有较高致病力,为开发白僵菌制剂防治金龟科害虫提供了新的菌种资源,对生物防治金龟科害虫具有潜在的应用价值.
关键词： 球孢白僵菌 华北大黑鳃金龟 致病力 rDNA-ITS序列分析 分离鉴定
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94份谷子核心种质资源分子身份证构建
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为科学准确的鉴别谷子种质资源,加强对谷子种质资源管理和新品种保护.筛选出33 对SSR标记对94 份谷子种质资源进行了分子身份证的构建.从分布在谷子9 条染色体上的500 多对SSR标记中,筛选出33 对多态性标记扩增国内外94 份谷子种质资源,检测到203 个多态性片段,每对标记的等位基因数为3~10,平均为6.2 个.标记位点的多态信息含量(PIC)变幅为0.429~0.864,平均为0.740.品种间特异指数差异较大,为 63.336~268.523,平均为189.000.结果表明,根据标记的等位基因数确定 10 对分子标记b185、b260、b224、b103、b225、CAAS1044、b186、b253、b105、CAAS3008 组合,即可将94 份核心种质资源完全区分开.
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