科研产出
沼液化肥配施对芦笋地土壤肥力及芦笋品质的影响
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对芦笋种植过程中大量化肥长期施用所造成的土壤肥力退化和芦笋品质下降的问题，以沼液有机替代化肥来研究相同氮磷钾养分施用的前提下，沼液不同用量替代化肥施用对芦笋地土壤肥力及芦笋品质的影响。试验设不施肥处理（CK）、常规施肥处理（NPK）、沼液全氮替代化肥施氮质量25%、50%、75%和100%的处理，共6个处理，分析了沼液替代化肥施用条件下，沼液不同用量对土壤理化性质、微生物量、酶活性、重金属含量及芦笋品质的影响。结果表明：与常规施肥（NPK）处理相比，沼液替代化肥用量≥50%的处理显著增加了土壤有机质的质量分数32.7%～41.5%（P＜0.05），但其对土壤全氮、全磷和全钾质量分数无显著影响（P＞0.05）；同时，沼液替代量75%和100%的处理显著提高土壤pH值0.72和1.0，并显著提高土壤速效钾质量分数48.6%和48.8%（P＜0.05），而其对土壤碱解氮和有效磷质量分数没有显著影响（P＞0.05）。与不施肥（CK）处理相比，常规施肥、沼液替代化肥施用各处理均能增加土壤蔗糖酶的活性，但沼液替代化肥用量≥50%的处理均显著降低了土壤酸性磷酸酶的活性（P＜0.05），而对土壤脲酶和过氧化氢酶活性影响均不显著。与NPK处理相比，沼液替代化肥施用显著提高了土壤微生物生物量碳和氮的含量20.2%～61.2%和28.8%～162.0%（P＜0.05），但沼液替代量≥50%处理的土壤微生物碳/氮比值与NPK处理相比都显著降低了31.4%～38.6%（P＜0.05）。常规施肥、沼液替代化肥施用对芦笋地表层土壤重金属Cu、Cr、Cd、Ni、Pb和Zn的含量均无显著影响。与NPK处理相比，75%和100%沼液替代化肥处理芦笋嫩茎中显著增加了可溶性蛋白含量111.1%和155.6%，并显著提高微量元素Zn的含量27.8%和30.0%（P＜0.05）。可见，沼液替代化肥施用能够显著提高芦笋地土壤有机质和速效养分的含量，促进芦笋地土壤肥力水平的提高，以及芦笋可溶性蛋白和Zn含量的提高，优化芦笋品质，其中以沼液替代量≥75%效果较好。可见，沼液化肥配施能够提升土壤肥力水平，促进芦笋品质的提高。
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基于土壤质量和稻米安全的稻田重金属钝化效果评估
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：随着污染耕地重金属钝化技术的推广应用,重金属污染稻田的治理修复效果急需全面的综合评价技术.在浙江省诸暨市(ZJ)和绍兴市越城区(YC)典型污染地块,对比浙江省常用的钝化剂施用模式:石灰4500 kg/hm2(LM)、海泡石 12000 kg/hm2(SEP)、石灰+生物炭 1∶1 混施9000 kg/hm2(F1)、石灰+生物炭+钙镁磷肥1∶1∶0.5混施9000 kg/hm2(F2)、石灰+生物炭+海泡石1∶1∶1混施9000 kg/hm2(F3)5个处理的实施效果.重点关注钝化剂对污染指标的治理效果及土壤质量两方面的变化.结果表明:以水稻产量、糙米重金属含量、土壤DTPA提取态重金属含量来评价治理效果;以土壤理化指标(土壤有机质、CEC、速效氮和粘粒含量)和生物学指标(微生物量碳、蔗糖酶活性)评价土壤质量,构建综合评价体系.经评价:F1(YC)和LM(ZJ)土壤DTPA-Cd降低幅度<15%,F1(ZJ)和LM(ZJ)土壤有机质、速效氮降低幅度>10%,F1(YC)蔗糖酶降低43.4%,F1和LM综合评价结论为"差";SEP(ZJ)土壤有机质降低20%,微生物量碳降低25.7%,综合评价结论为"差";F2和F3产量降低幅度<8%,糙米重金属含量符合GB2762规定,土壤DTPA提取态Cd、Cr和Pb分别降低15%、30%和25%以上,土壤理化和生物学指标降低幅度均<10%,综合评价结论为"优".利用构建的综合评价体系,F2和F3处理修复重金属污染稻田效果最佳.
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铁皮石斛尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)基因家族鉴定与表达分析
《中国中药杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：尿苷二磷酸糖基转移酶（UGT）是一个在植物中高度保守的蛋白，通常在次生代谢途径中起作用。该文利用隐马可列夫模型（HMM）在铁皮石斛Dendrobium officinale全基因组中进行UGT基因家族成员筛选，共得到44个UGT家族成员。利用生物信息学对铁皮石斛基因的结构、系统进化以及启动子区域原件进行分析，结果表明，UGT基因家族可分为4个亚家族，各亚家族中UGT基因具有相对保守的基因结构，拥有9个保守的结构域。UGT基因上游启动子区含有多种植物激素及环境因子相关的顺式作用元件，表明UGT基因的表达可能会受到植物激素和外界环境因素的诱导，比较铁皮石斛不同组织中UGT基因的表达，发现UGT基因在铁皮石斛各个部位中均有表达，可以推测UGT基因在铁皮石斛多个组织的中发挥着重要作用。通过对铁皮石斛菌根共生低温胁迫、缺磷胁迫的转录组分析，该研究发现仅有一个基因在菌根共生和低温、缺磷胁迫下均上调表达。该研究结果有助于了解兰科植物UGT基因家族的功能，为深入研究铁皮石斛多糖代谢途径的分子调控机制提供理论基础。
关键词： 铁皮石斛 尿苷二磷酸糖基转移酶（UGT） 基因表达 系统进化分析
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浙贝母ACO基因克隆、表达及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆出浙贝母1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶（1-aminocyclo-propane-1-carboxylateoxidase, ACO）基因全长，对该基因进行生物信息学分析，并以‘浙贝3号’浙贝母花败期根、茎、叶及幼苗期至成熟期鳞茎为材料，采用RT-qPCR测定ACO基因在浙贝母中的时空表达。成功克隆得到的序列全长1 185 bp，开放阅读框为951 bp，编码317个氨基酸；浙贝母ACO氨基酸序列与同属百合科的麝香百合相似性最高，为95.21%。浙贝母不同部位ACO基因表达量依次为茎＞根＞叶＞鳞茎，在鳞茎发育过程中ACO基因表达量逐渐增高，并在成熟期达到最高，比幼苗期提高了193.2%。
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秋茄低温胁迫转录组分析及脱落酸信号途径基因挖掘
《林业科学研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的 ]深入了解秋茄响应低温胁迫的分子机制以及培育秋茄的抗寒新品种。[方法 ]以耐寒红树植物‘龙港’秋茄1年生容器苗为实验材料，15℃处理12 h为对照组（CK），-5℃处理12 h为低温组（LT），采用Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序，挖掘脱落酸信号途径相关基因。[结果 ]转录组测序共鉴定到148个转录因子，分属于25个转录因子家族，其中，ERF、NAC、WRKY、bHLH、MYB、bZIP、HB-other和MYB-related等家族所包含的基因数量较多，分别为17、14、12、12、10、9、6和6；差异组共筛选到1 330个差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs），其中，698（52.48%）个上调表达，632（47.52%）个下调表达; KEGG通路富集分析发现，DEGs显著富集在植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、光合作用-天线蛋白和α-亚麻酸代谢等通路中;脱落酸信号途径相关基因KoPYL1、KoABF1和KoABF2上调表达，KoPP2C1和KoABF3下调表达，且这些基因表达情况与qRT-PCR验证结果一致。[结论 ]ERF、NAC、WRKY、b HLH、MYB、bZIP、HB-other和MYB-related等家族转录因子对秋茄响应低温胁迫起重要调控作用。植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、光合作用-天线蛋白和α-亚麻酸代谢等是秋茄响应低温胁迫的重要KEGG通路。脱落酸信号途径中的KoPYL1、 KoPP2C1、KoABF1、KoABF2和KoABF3基因可作为后期研究秋茄响应低温胁迫的重要候选基因。
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水稻调控淀粉合成基因的研究进展
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：水稻是全球重要的粮食作物之一，近年来随着人们生活质量提升，对稻米的品质逐渐重视。胚乳是稻米的主要组成成分，为种子萌发和种胚发育提供能量，其中淀粉含量约占水稻种子干物质积累的80%，研究淀粉生物合成的分子机制对水稻品质改良具有重要理论意义与应用价值。虽然淀粉的基本合成途径已比较清晰，但是大田条件下淀粉的合成是一个受遗传和环境条件共同决定的复杂生物学过程。由于表型鉴定相对困难，很难通过QTL等方法对稻米品质的影响因子进行图位克隆。通过物理化学诱变获得的淀粉合成缺陷突变体多为单基因控制，这些突变体由于淀粉颗粒形态改变或填充不紧密，通常表现为胚乳粉质的表型，加代纯合后构建群体可对突变基因进行图位克隆。近年来，利用突变体克隆的新调控因子逐渐增多，参与合成的路径多样化，充实完善了淀粉合成的调控网络。本研究通过对近年来的此类突变体进行概括综述，探讨影响淀粉合成的不同调控因子类型及代谢通路，以期对水稻品质改良提供参考。
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枇杷EjWRKY27基因克隆及低温响应表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：WRKY是植物中所特有的转录因子家族，参与植物形态建成及非生物胁迫响应等多种生物学过程。本研究对枇杷EjWRKY27基因进行克隆、生物信息学分析，并对其在枇杷5个发育组织及低温胁迫下的表达模式进行探究。研究结果显示，该基因位于枇杷基因组14号染色体上，编码区长度2 157 bp，编码719个氨基酸，氨基酸序列包含WRKY结构域，属于IIb亚家族成员。系统进化结果进一步显示该序列与同是蔷薇科植物包括苹果、梨、桃、樱桃、梅、杏的同源性较高。生物信息学分析结果表明，EjWRKY27蛋白不是分泌蛋白，也不含信号肽和跨膜区；该蛋白为亲水性蛋白，其分子量、等电点、脂溶指数、不稳定性指数、平均亲水性值依次为73.12 kD,6.90,54.85,56.63,-0.752;EjWRKY27有128个磷酸化位点，其中丝氨酸92个、苏氨酸30个和酪氨酸6个。Ej WRKY27蛋白的二级结构以无规卷曲为主，比例为67.45%，其次为α螺旋，比例为21.5%，而延伸链、β转角的比例仅为8.84%和2.21%。该蛋白的三级结构域主要由RVSVIVR、WRKYGQK、RAYYRC、RKQVQR、ILVTTYE共5个β-折叠组成。RT-qPCR分析表明，该基因在根和果实中特异高表达，并受低温胁迫诱导，在处理0.5 h时显著应激上调表达。亚细胞定位预测表明EjWRKY27定位在细胞核内，而烟草瞬时表达系统的验证结果也证实如此。本研究结果为进一步研究EjWRKY27在逆境胁迫下的响应机制提供了一定的理论基础。
关键词： 枇杷 EjWRKY27 基因克隆 表达分析 蛋白特征分析 亚细胞定位
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植物蔗糖合酶生理生化功能研究进展
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖作为光合作用的主要产物之一,在植物体内有着多种多样的生理功能.而蔗糖合酶作为糖基转移酶家族的一类,在蔗糖代谢过程中起着重要的作用.在植物体内,蔗糖合酶可逆的催化蔗糖与二磷酸核苷(NDP)分解生成二磷酸核苷葡萄糖(NDPG)和果糖,该反应是糖代谢过程中最重要的限速步骤.蔗糖合酶在植物体内以基因家族的形式存在,系统发育显示,蔗糖合酶存在3 个亚族,且不同亚族存在不同的表达模式.近些年来的研究表明,蔗糖合酶在植物体内主要有几大生理功能,如参与大分子糖类的合成、逆境响应、参与生殖生长、调控果实品质等.综述了蔗糖合酶近些年来的研究进展,并对未来研究方向进行展望以期为后面的研究做出参考.
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生物炭配施硝化抑制剂降低稻田土壤NH3和N2O排放的微生物机制
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究生物炭和硝化抑制剂对稻田土壤主要活性氮气体（NH3和N2O）排放的影响及机制，以提升施用生物炭与硝化抑制剂的减排效果。【方法】采集浙江典型水稻土进行盆栽试验。试验设置5个处理：不施氮肥（N0）、仅施尿素（Urea）、尿素配施硝化抑制剂（DMPP）、尿素配施生物炭（BC）、尿素配施硝化抑制剂和生物炭（BCDM）。从水稻插秧后开始，利用密闭箱-气相色谱法和Drage-Tube法分别监测土壤N2O及NH3排放，在基肥、分蘖肥和穗肥后，取田面水和渗漏水样，测定无机氮浓度。在水稻收获后，采集鲜土提取土壤微生物DNA，利用qPCR技术分析测定氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌（AOA）的amoA以及氧化亚氮还原酶nosZ的基因拷贝数。【结果】施基肥后，各处理没有显著提升田面水中的NH4+-N浓度；追施分蘖肥和穗肥后，BC和DMPP处理显著提升田面水NH4+-N浓度，最高达35.4 mg/L;BCDM及DMPP处理分别降低田面水NO3--N浓度达80.0%及56.9%。与Urea处理相比，BC和DMPP单施或配施均显著降低田面水累计氮损失量，降幅最大为95.6%（BCDM）。Urea处理20和40 cm深度土层的累积渗漏氮损失量为N 3.67 kg/hm~2,BC、BCDM及DMPP处理分别降低了累积渗漏氮损失量16.5%、27.9%及37.4%。与Urea处理相比，BC、DMPP和BCDM处理分别显著降低N2O累积排放量约31.5%、64.0%和57.6%；施加DMPP使氨累积排放量显著增加了10.5%，而BC与DMPP配施或BC单独施用降低了氨累积排放，降幅分别为25.2%和21.6%。水稻生育期内，BC、BCDM、DMPP、N0和Urea处理由氨排放带来的N2O间接排放对N2O总排放的贡献率分别为83.9%、90.2%、90.5%、52.9%和82.0%。qPCR结果显示，与Urea处理相比，BC、DMPP和BCDM处理土壤AOA的amoA基因拷贝数较Urea处理增加48.0%～73.4%,AOB的基因拷贝数降低了62.7%～195.6%（P＜0.05）。DMPP和BCDM处理nosZ基因拷贝数较Urea处理分别增加了3.7%和14.8%。【结论】生物炭和DMPP与尿素同时基施可显著降低土壤amoA-AOB基因拷贝数，减缓土壤铵离子的硝化过程，从而降低NO3--N浓度，减少稻田田面水、渗漏水中的无机氮浓度；增加N2O还原酶nosZ基因拷贝数，促进N2O还原能力，降低N2O （N2O直接排放和NH3带来的间接排放）总排放量32.2%，是同时有效减少N2O排放和氨挥发的有效措施。
关键词： 稻田 生物炭 硝化抑制剂 NH3排放 N2O排放 amoA基因拷贝数 nosZ基因拷贝数
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代谢组学在食品质量安全领域的应用进展
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：食品质量安全是保障现代经济社会和谐稳定发展的基础与前提，目前，食源性致病微生物、兽药残留、转基因食品及掺假等问题均会造成或可能造成食品安全隐患。代谢组学作为新兴技术不断发展，通过研究生物体受外界干扰前后小分子代谢产物的变化，进而探究机体内代谢机制，适用于食品安全多种微量危害因子的鉴别和监测。此外，危害因子在食品分解过程中产生的代谢物可成为特定的潜在生物标志物，为致病菌作用机制和品质安全控制的研究提供参考。本文阐述靶向代谢组学和非靶向代谢组学，介绍代谢组学技术常用的数据采集和数理统计方法，总结代谢组学技术在食源性致病菌、兽药残留、转基因食品、生鲜食品品质和肉制品掺假等食品品质和安全领域的研究进展，并对多组学联用技术提出展望，以期推动该技术在食品质量安全领域更广泛的应用。
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