科研产出
菠萝黑心病发生过程中AcAPXs的表达分析及克隆
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：菠萝黑心病（internal browning, IB）严重制约菠萝产业发展，该病害的发生主要是过量活性氧（reactive oxygen species, ROS）引起膜损伤，打破质体多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）与液泡内酚类底物原有的区室化划分，使其接触氧化后聚合成醌类物质。抗氧化清除系统能够清除过量ROS，维持机体内ROS的动态平衡。本课题组前期用抗氧化剂抗坏血酸（ascorbic acid, AsA）处理采后‘巴厘’菠萝，能有效延缓黑心病的恶化，然而其作用机理尚不明确。抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase, APX, EC1.1.11.1）是I类血红素过氧化物酶，以抗坏血酸作为特定的电子供体，催化过氧化氢转化为水，参与植物的多种发育生理过程和胁迫反应。本研究筛选出6个AcAPX基因，对其黑心病发生过程以及AsA处理后的转录水平进行分析，发现AcAPX1基因在贮藏后期极显著响应AsA处理，9 d和12 d时显著上调表达；相关性分析发现，AsA处理后的菠萝黑心病指数与AcAPX1基因表达水平呈显著正相关。结果表明：AcAPX1显著响应AsA处理，可能在AsA延缓菠萝黑心病中发挥重要作用。为了进一步探究其作用机制，从菠萝果肉中克隆到AcAPX1基因，通过生物信息学分析方法对其理化性质、蛋白结构域等进行分析。结果表明：其开放阅读框长度为753 bp，编码250个氨基酸，蛋白分子量预测为27.410 87 kDa，理论等电点为5.52，无跨膜螺旋区，属于稳定亲水性蛋白；氨基酸序列比对分析表明，菠萝AcAPX1与番木瓜、香蕉、椰子、油棕的序列相似性达85%以上，对AcAPX1基因进行功能结构域分析表明其具有血红素结合位点、K+结合位点及底物结合位点（超家族：cl00196），属于植物过氧化物酶超家族的成员。AcAPX1基因的克隆对于研究其在菠萝中抗氧化能力中的分子机制及黑心病的防治具有重要意义。研究结果为进一步探究菠萝AcAPX1基因参与AsA清除ROS，延缓黑心病恶化的分子机制奠定基础。
关键词： 菠萝 黑心病,抗坏血酸过氧化物酶 qPCR 克隆
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"土壤退化"和"双碳目标"下如何从植物吸收碳元素途径思考农业发展
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：当前面临着两大世界级问题"土壤退化"和"双碳目标",而这两大问题均有一个共通点——碳!那植物吸收碳元素途径有哪些呢?人类能否通过农作物及农事操作助力实现"双碳"目标?为深入了解这其中的关联性,为农业可持续发展和助力实现双碳目标,本文从上述2个问题出发,从碳元素生态系统循环切入思考.通过阅读大量文献,跟踪学术前沿,综述植物吸收碳源途径和富碳有机肥料的应用研究.结果发现植物吸收和利用碳元素代表性成果如下:(1)植物的营养物质包括有机质和矿物质.(2)完善了生态系统的碳循环途径:增加植物通过根系直接吸收利用小分子碳水化合物的途径,即生态系统碳循环中碳可以从土壤到植物.(3)富含碳元素的肥料主要包括腐植质、有机肥、微生物有机肥、有机碳肥等.依据植物吸收碳元素途径中植物可以通过根系吸收小分子有机碳,农民可以通过农事操作增加耕地土壤中有机质,改良土壤促进农作物生长的同时助力实现"碳达峰、碳中和"目标.
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四株野生毛木耳的生物学特性分析及驯化栽培
《菌物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：优质菌种是食用菌产业持续健康发展的基础.毛木耳野生种质资源丰富,可作为新种质创制和品种选育的重要来源.为丰富毛木耳的育种材料,本研究以采自中国、俄罗斯和赞比亚3个国家的4株野生木耳菌株为材料,进行了基于内转录间隔区序列(ITS)的分子系统发育鉴定、生物学特性分析及出菇品比试验.结果表明:4株野生木耳菌株均为毛木耳;菌丝体最适碳源各不相同,最适氮源为酵母粉或氯化铵,最适pH为7-9,最适温度为25-30℃;所有菌株均可驯化出菇,其中赞比亚菌株Ⅲ的发菌速度最快,且第一茬鲜重高于国内栽培菌株(Ⅴ和Ⅵ),俄罗斯菌株Ⅰ最先产生原基.本研究获得的4株野生毛木耳菌株,在营养需求、出菇形态、产量和生育期等农艺性状上均存在差异,为毛木耳育种工作提供了新的资源.
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热带典型有机物料对砖红壤理化性质及微生物群落结构的影响
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了明确热带典型有机物料对砖红壤理化性质及微生物群落结构的影响，本研究选取菠萝茎叶、椰糠、香蕉茎叶、有机肥为供试材料，开展为期90 d的混土培养试验，以砖红壤为对照，分析有机物料对土壤pH、有效磷，团聚体、微生物群落结构变化及酶活性的影响。结果表明，香蕉茎叶和有机肥能够提高土壤pH和有效磷含量，菠萝茎叶短期内加剧土壤酸化。菠萝茎叶和香蕉茎叶均有助于促进直径＞0.25 mm团聚体的形成。菠萝茎叶、香蕉茎叶和有机肥均能提高土壤木糖苷酶、纤维素酶和亮氨酸氨基肽酶活性，以及土壤G+菌、G–菌、真核生物和真菌的数量，其中香蕉茎叶和菠萝茎叶培养的土壤中G+菌平均占比为27.8%，高于CK中G+菌（21.4%）。与CK相比，香蕉茎叶、菠萝茎叶、椰糠、有机肥中的真菌比例分别提高300.2%、232.1%,165.0%和51.9%。施用有机肥明显提高AM真菌的比例，菠萝茎叶和香蕉茎叶均有助于增加土壤中的真核生物数量。投入有机物料中的半纤维素含量和土壤pH分别解释了70.8%和8.5%的微生物群落结构变异。
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番木瓜赖氨酸基序类受体激酶LysM-RLK基因家族鉴定及生物信息学分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究采用生物信息学方法在番木瓜全基因组范围系统鉴定了7个LysM-RLK家族基因,并解析了其染色体分布特征、基因结构特征、蛋白理化性质和亚细胞定位信息.基因家族进化分析表明番木瓜的7个LysM-RLK基因可划分为3个亚组(Lym-Ⅱ,Lym-Ⅲ,Lym-IV),并分布于4条染色体上.基因复制是番木瓜LysM-RLK家族进化的主要驱动力,基因复制分析鉴定得到7对复制基因.启动子序列调控元件分析发现其包含多个光响应元件及参与低温应答和逆境相关激素信号应答的元件.大规模比较转录组分析系统地解析了LysM-RLK在番木瓜生物胁迫、非生物胁迫条件下及不同组织中的基因表达模式,揭示其特异性的表达模式及潜在的生物学功能.复制基因对的表达分化、结构域组成差异和蛋白质三级结构的变化,暗示其在进化过程中的亚功能化现象.生物和非生物胁迫条件下的核心共表达网络分析鉴定了27个与LysM-RLK3强关联的核心基因,揭示了LysM-RLK3潜在的转录调控模式.相关结果为番木瓜LysM-RLK家族起源演化、功能分化及其在逆境响应和生长发育过程中的角色提供重要依据.
关键词： 番木瓜 LysM-RLK家族 生物信息分析 基因表达 蛋白三维结构
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海南首次发现一种新的三叶草斑潜蝇寄生蜂-斑潜蝇亮蝇茧蜂
《中国生物防治学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：三叶草斑潜蝇是我国重大入侵害虫之一，主要分布在热带和亚热带地区，可造成巨大的经济损失。寄生蜂作为膜翅目昆虫的一大类群，在害虫生物防治过程中发挥重要作用。据此，笔者于2021年10—12月在海南省各市县开展三叶草斑潜蝇寄生蜂资源普查时发现一种新的三叶草斑潜蝇幼虫寄生蜂。通过形态学鉴定确定该蜂为膜翅目Hyrmenoptera茧蜂科Braconidae蝇茧蜂亚科Opiina亮蝇茧蜂属Phaedrotoma的一个在中国尚未报道的新种，并命名为斑潜蝇亮蝇茧蜂Phaedrotoma sp.2。基于线粒体COI基因的分子进化树结果显示其与亮蝇茧蜂属寄生蜂聚为一类。本研究为后期三叶草斑潜蝇寄生蜂的人工扩繁打下基础，并有助于推动该蜂在田间害虫生物防治中的应用。
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化肥配施不同有机物料对热带砖红壤氮素转化过程的影响
《土壤通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究化肥配施不同类型有机物料连续施用对热带砖红壤性质、氮素转化过程速率及相关土壤酶活性的影响，以期为提高砖红壤生产力及发展农田氮素管理高效模式提供理论依据。【方法】基于田间原位试验，采集了连续种植6年不同施肥管理的砖红壤土样，测定单施化肥（N）、化肥配施秸秆（N+straw）和化肥配施羊粪（N+manure）处理的土壤理化性质、氮素转化速率和相关酶活性。【结果】化肥配施有机物料较单施化肥处理增加了土壤有机碳、土壤全氮及p H值，增幅范围分别为7.43%～40.28%,28.57%～42.86%和1.60%～52.05%；降低了土壤C/N值，降幅范围为1.44%～15.35%，其中化肥配施羊粪影响较大。有机物料连续施用土壤氮素矿化速率、氨氧化潜力、净硝化速率和反硝化潜力分别增加了3.00倍，11.48倍，0.28倍和4.07倍。化肥配施有机物料显著增加了土壤脲酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和β-1,4-葡萄糖苷酶，但显著降低了土壤亚硝酸氧化酶和多酚氧化酶活性，其中化肥配施羊粪较化肥配施秸秆作用更强。氮素转化速率（除净硝化速率）与土壤有机碳、全氮和pH呈显著正相关，与脲酶、亚硝酸还原酶、硝酸还原酶活性均呈显著正相关，而与多酚氧化酶活性呈显著负相关。【结论】化肥配施有机物料能够改善砖红壤性状，加速土壤氮素周转，其中化肥配施羊粪较化肥配施秸秆效果更加明显，因此化肥配施羊粪是改善热带砖红壤性状和提升氮素可利用性的有效措施。
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关于加快甘蔗源头创新、保障国家食糖安全的建议
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：甘蔗是最重要的糖料作物之一，而食糖是关乎国计民生的重要农产品。为加快蔗糖产业的高质量发展，通过分析当前甘蔗产业发展的现状，从品种选育、土壤改良、高效栽培和产业政策等方面提出了4项建议。（1）加强甘蔗种质资源收集、评价和利用，选育高产、高糖、抗病、宿根年限长和适宜机收的突破性品种；（2）加强蔗区深度宜机化改造、提高蔗区耕地质量；（3）加强甘蔗产业提质增效整装技术的研发、集成创新与示范推广；（4）加强蔗糖产业的保护、扶持及相关政策支持。本研究将为促进糖料产业生产发展的高质量发展、保障国家食糖安全提供参考。
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油莎豆5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因CeEPSPS的克隆与分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：起源于非洲和地中海沿岸的油莎豆以适应性广、产油量高而成为我国的新型油料作物。为促进该物种的开发与利用，研究基于基因组和转录组数据对油莎豆及代表性单子叶植物的EPSPS基因进行系统鉴定。结果表明：与大多数植物类似，油莎豆仅含有1个EPSPS基因，其包含7个内含子，命名为CeEPSPS;RT-PCR分离到的CeEPSPS编码区序列为1584 bp，预测编码514个氨基酸，其N端的前70个残基为叶绿体信号肽，77～508位残基为高度保守的EPSP合酶结构域（PF00275）；与EPSP合酶结构域相比，信号肽在不同植物中变异较大；CeEPSPS成熟蛋白的理论分子量为47.32 kDa，等电点为5.49，总平均疏水指数为0.069，脂肪族指数为93.76，不稳定系数为31.73，与其他物种相近，均属于稳定的疏水型酸性蛋白；进化分析支持油莎豆划归为禾本目莎草科。序列比对和基因组测序分析结果显示，56份油莎豆种质不存在已报道的草甘膦抗性变异。qRT-PCR分析结果显示，CeEPSPS主要在成熟叶片和块茎中表达，其表达水平显著高于芽、幼嫩叶片、衰老叶片和芽茎。此外，本研究还构建了CeEPSPS的植物过表达载体，这为下一步的草甘膦抗性育种奠定了坚实的基础。
关键词： 油莎豆 莎草科 油料作物 5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶 草甘膦
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深海曲霉属真菌Aspergillus insulicola的化学成分研究
《中国海洋药物 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：目的 对深海沉积物来源真菌Aspergillus insulicola中的化学成分进行研究。方法 采用正、反相硅胶柱色谱、高效液相色谱等方法对A. insulicola大米发酵产物进行分离提纯；通过质谱、核磁共振等波谱学方法并结合文献数据鉴定其结构。结果 从海洋真菌A. insulicola大米发酵产物的乙酸乙酯提取物中共分离鉴定了9个化合物，其结构分别为aspermicrone C（1）、aspermicrone B（2）、epicolactone（3）、F14945-C（4）、6,7-dihydroxy-5-methoxy-4-methylisobenzofuran-1（3H）-one（5）、5,6-dihydroxy-7-methoxy-4-methylisobenzofuran-1（3H）-one（6）、3-methoxyepicoccone（7）、3,4-dihydroxyphenylacetic acid methyl ester（8）和glycerol-1-monooleate（9）。结论化合物5为新的天然产物，其余化合物均为已知化合物。生物活性测试结果显示化合物1和2对火龙果黑斑病菌有一定的抑制作用。
关键词： 海洋真菌 Aspergillus insulicola 次级代谢产物 抑菌活性
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