科研产出
复合菌群对苎麻的生物脱胶性能评价及机理解析
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：该研究为阐明苎麻脱胶复合菌群RDMC(ramie degumming microbial consortium)的微生物群落结构特征及其脱胶效能与作用机理,系统测定其在苎麻生物脱胶过程中关键理化指标,结合多维度分析手段对该菌群的脱胶性能进行了全面评估与机理解析.结果表明,RDMC发酵苎麻 7d,其脱胶率为 64.5%;木聚糖酶活最高可达 28 U,半乳糖苷酶活最高可达 33 U,果胶酶活最高可达 30 U,纤维素酶活最高可达 32 U.电镜观察表明,7 d后RDMC显著脱胶苎麻,纤维分散良好,无明显损伤.RDMC脱胶苎麻 7d,其束纤维断裂强度为 6.505 cN/dtex.经RDMC脱胶处理后,苎麻的红外光谱分析表明在波长 3 288.1、2 926.3、1 615和 1 200 cm-1 处红外吸收峰减弱.RDMC的宏基因组结果表明菌群主要由假单胞菌门Pseudomonadota(97.05%)组成;菌群通过分泌果胶裂解酶、果胶甲酯酶和β-半乳糖苷酶等降解果胶,并通过内切木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和甘露糖苷酶等分解半纤维素.该研究结果为苎麻生物脱胶技术提供了理论基础,同时为脱胶作用机制的系统解析提供了参考价值.
关键词： 苎麻 生物脱胶 微生物菌群 宏基因组 碳水化合物活性酶
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亚硒酸钠和纳米硒对烟草疫霉的抑制作用及黑胫病防治效果
《微生物学通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【背景】烟草黑胫病是由烟草疫霉(Phytophthora nicotiana)引起的土传性卵菌病害，对我国烟草产量和品质产生巨大危害。硒是植物生长的有益元素，具有广谱抗真菌和细菌活性，并且在增强植物抗病性方面发挥着重要作用。【目的】探讨不同形态硒对烟草疫霉的抑制作用，挑选防治黑胫病的新型高效材料。【方法】设置亚硒酸钠和纳米硒2种硒源，研究不同浓度硒对烟草疫霉菌丝生长、细胞膜通透性、可溶性糖和可溶性蛋白含量，以及碘化丙啶(propidium iodide, PI)染色情况。同时，为了探讨不同形态硒对烟草黑胫病的治疗效果，进一步设置了离体叶片侵染和烟株侵染试验。【结果】相较于对照，亚硒酸钠和纳米硒均可抑制烟草疫霉的生长且在硒元素浓度为8 mg/L时抑菌率最强，抑菌率分别为44.28%和51.54%。随硒浓度升高，相对电导率和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量升高，菌丝可溶性糖和可溶性蛋白含量下降，经硒处理后的菌丝表现出明显的死亡现象，并且在2种硒源之间表现出显著性差异，其中纳米硒使菌丝受损程度明显强于亚硒酸钠。同时，离体叶片侵染和烟株侵染结果均表明，2种外源硒处理后可显著抑制病原菌的扩散，对感染烟草疫霉的烟叶有较好的保护作用，能有效缓解黑胫病对烟苗造成的损伤。其中，亚硒酸钠和纳米硒处理组的病斑长度与对照组相比分别下降52.65%和65.53%，即纳米硒的效果优于亚硒酸钠。【结论】硒能有效抑制烟草疫霉的生长，纳米硒有更大的潜力发展成为治疗烟草黑胫病的新型材料。
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宁乡猪PLIN2蛋白通过CIDEa蛋白促进脂滴融合
《农业生物技术学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：宁乡猪(Sus scrofa domesticus)是我国地理性标志农产品,过大的脂滴导致背膘脂肪过厚是其主要的劣势之一.为探究宁乡猪脂滴大小的调控机制和创制出更具市场竞争力的新型宁乡猪种,本研究以脂滴包被蛋白2(perilipin-2,PLIN2)敲除型宁乡猪为实验材料,利用透射电镜观察脂滴大小和融合现象,利用qRT-PCR和Western blot验证下游相关基因的表达情况,通过氟硼二吡咯(boron dipyrromethene,BODIPY)和油红O等相关染色方法观察脂滴大小.经过qRT-PCR筛选和Western blot验证,发现诱导细胞死亡的 DNA 片段化因子-α 样效应因子 a(cell death-inducing DNA fragmentation factor alpha-like effector A,CIDEa)表达量与脂滴大小呈正相关.本研究构建了 CIDEa过表达载体,并将其转染进PLIN2敲除型宁乡猪细胞中,检测了脂滴大小,最后利用相关预测网站预测了 PLIN2和CIDEa的结合位点.结果显示,敲除PLIN2后脂滴融合现象显著减少,CIDEa的表达量显著降低.AlphaFold预测显示PLIN2和CIDEa之间存在多个结合位点.结果表明,PLIN2可能通过CIDEa影响脂滴融合调控脂滴大小,本研究为探究脂滴大小调控机制提供了新的理论支持,并为创制出更具市场竞争力的新型宁乡猪种提供理论依据.
关键词： 宁乡猪 脂滴 脂滴包被蛋白2(PLIN2) 脂滴融合
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利用三明显性核不育水稻创制耐热香稻新种质ZY532
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为满足人口增长和环境变化带来的粮食需求增长，需要不断培育高产、优质和多抗的品种。高效创制具有丰富遗传背景和遗传多样性的新种质，为培育兼顾多个优良性状的新品种提供参考。【方法】利用三明显性核不育材料简化杂交程序，选择多个地缘关系较远的优异亲本与之杂交，聚合多个优良性状。针对遗传基础窄、分子标记应用难度大等问题，通过S221先后与09598、鄂中5号、源丰占、云香软等材料连续杂交，在最后一次杂交后代中选择可育株，用系谱法结合耐热分析、米质分析及抗稻瘟病筛选等培育新品种。提取F10系列株系中的60个中选单株及4个亲本DNA，设计目标位点引物，通过PCR捕获目标DNA片段，并进行测序，最后进行目标位点的基因型分析。运用SLYm1R高密度水稻全基因组SNP芯片进行功能基因分析。【结果】基因型分析以碱基替代率的大小来分析其亲缘关系的远近或相似度。亲本材料鄂中5号、云香软与其他亲本的关系较远，09598与源丰占的关系较近；创新获得的3个株系群之间的碱基替代率分别为0.0099545（170531-170532）、0.0338213（170531-170533）和0.0371913（170532-170533），而在各个株系内部，碱基替代率均为0，表明3个株系群之间有差异，但各株系内的遗传没有差异，通过加代扩繁分别形成新的种质，分别命名为ZY531、ZY532和ZY533。功能基因分析结果显示，ZY532系列种质的功能基因分别来源于4个亲本，聚合了多个亲本的优异基因，如Os-MOT1;1来源于云香软，可减少钼积累等非生物胁迫；Bph3来源于09598和鄂中5号，可增强褐飞虱的抗性；Os GSK2来源于09598、源丰占和云香软，可使中胚轴长度增长适宜直播；Badh2来源于云香软，使稻米具有香味；多个抗稻瘟病基因来源于不同亲本，也可以聚合到创新资源中，使其获得较好的稻瘟病抗性。ZY532米质优、稻瘟病抗性好，耐热性强，配制的杂交组合耐热性达到3级。【结论】利用三明显性核不育材料可有效聚合多个优良基因，但同时造成的遗传背景复杂，会延长育种周期，结合高通量SNP标记检测，可快速筛选出稳定的株系和更多的类型，既拓宽了遗传基础又提高了育种效率，可高效创制兼顾多个优良性状的新种质。
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不同年代籼稻品种主要农艺性状和耐热性差异
《植物遗传资源学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：我国籼稻生产正面临着病虫害、热害等生物及非生物灾害的严峻挑战，发掘能够适应气候变化的优异籼稻种质资源是当前及未来籼稻育种和种业发展的迫切需求。以661份来源于我国南方各省不同年代的籼稻品种为试验材料，在广西南宁、贵州贵阳、湖北荆州、浙江杭州共4个异地环境下进行主要农艺性状的鉴定评价，并在人工培养箱进行苗期耐热性鉴定评价。结果表明，在异地环境下籼稻主要农艺性状有明显的表型差异，纬度较高的荆州和杭州鉴定点的籼稻单株产量高于纬度相对低的贵阳和南宁鉴定点；贵阳鉴定点的海拔明显高于其他鉴定点、夏季温度低于其他鉴定点，因此与其他鉴定点相比，抽穗天数、结实率、千粒重和谷粒宽有所增加，但株高、穗长、穗数和单株产量下降。在异地环境条件下，穗数、穗长、千粒重、谷粒长和谷粒宽的表型值相对较稳定，其次为抽穗天数、株高、结实率和单株产量，而穗粒数的稳定性较差；不同年代籼稻品种抽穗天数、株高、结实率和单株产量的稳定性系数总体随育种年代的推进而减小，即随着育种年代的递进，选育品种的生态适应能力逐渐提高。不同年代籼稻品种的表型比较表明，随着育种年代推进，穗粒数、单株产量、谷粒长、谷粒长宽比和幼苗存活率显著升高，穗数、千粒重、谷粒宽、幼苗赤枯度和叶绿素降低率显著降低，说明籼稻品种的表型性状总体向着大穗、多粒、长粒、高产和耐热方向发展。聚类分析表明，年代Ⅱ（1980年前育成的品种）和年代Ⅲ（1980-1999年期间育成的品种）的亲缘关系最近，其次年代Ⅰ（地方品种）与年代Ⅱ和年代Ⅲ的亲缘关系较近，年代Ⅳ（2000年后育成的品种）与其他3个年代品种间亲缘关系都较远。本研究还筛选出对异地环境下抽穗期和产量稳定性较好的桂华占、上村早、华南15、赣早籼45号等30份优异籼稻品种，这些品种对异地环境有较强的适应性，可作为亲本材料利用于未来的水稻育种中。
关键词： 籼稻 种质资源 农艺性状 苗期耐热性 稳定性 亲缘关系
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山羊环状RNA circ_0008219 SNPs位点与生产性能的关联分析
《中国畜牧杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：实验旨在分析山羊环状RNA circ_0008219 序列中单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)位点与产羔、生长性状之间的关联性,为山羊分子育种提供新的遗传标记.选取波尔山羊、黑头羊和麻城黑山羊作为实验对象,利用SNaPshot分型技术分析候选SNPs位点的遗传多样性,并对circ_0008219 的SNPs位点与 3 个品种山羊的产羔性状和黑头羊的周岁生长性状进行关联分析.结果表明山羊circ_0008219 中存在 3 个SNPs位点均具有多态性.卡方适应性检测结果表明,g.1082G>T、g.1310A>G在 3 个山羊群体中均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),g.651G>A在波尔山羊和麻城黑山羊群体均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05).黑头羊群体中,g.651G>A位点与山羊周岁体高存在相关;g.1082G>T与周岁体重、周岁体斜长、周岁胸围和管围性状存在相关.关联分析结果显示,g.651G>A位点与黑头羊总体产羔数显著关联,g.1082G>T位点与波尔山羊头胎产羔数极显著关联.连锁不平衡分析表明,在波尔山羊群体中,g.1082G>T和g.1310A>G位点之间处于强连锁平衡状态(D'=1,r2=1);在黑头羊群体中,g.651G>A和g.1310A>G位点之间处于强连锁平衡状态(D'=1,r2=1);在麻城黑山羊群体中,g.651G>A和g.1310A>G位点之间处于强连锁平衡状态(D'=0.917,r2=1).本研究筛选出 3 个SNPs位点即g.651G>A、g.1082G>T和g.1310A>G,可以作为山羊育种的潜在遗传标记,该研究结果为山羊品种培育提供了理论依据.
关键词： circ_0008219 SNPs 山羊 繁殖性能 关联分析
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半纤维素分解菌群HMC的微生物群落结构及功能
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能；该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标，并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微生物群落结构及功能注释进行了宏基因组学分析。结果表明，HMC在7 d内能高效降解木聚糖和玉米芯，降解率达80%，木聚糖降解产生的高值产物包括还原糖、甲酸、乳酸及乙酸，最高浓度分别为1.30、0.50、1.19与1.23 mg/mL,HMC降解玉米芯时可累积挥发性脂肪酸浓度高达3.54 mg/mL。HMC是由厚壁菌门Firmicutes的多个属的微生物组成的复合微生物菌群，宏基因组分析揭示了HMC在木聚糖降解过程中的关键碳水化合物活性酶系；HMC的半纤维素降解酶系完整，包括19个木聚糖分解及下游产物代谢相关的酶；同时涵盖了乙酸、乳酸等半纤维素关键分解产物代谢相关的通路。HMC蕴含半纤维素及玉米芯高值生物转化的潜力，该研究为深入探究半纤维素在生物降解应用中的分子机制提供了重要线索，有助于推动天然半纤维素生物降解技术的发展。
关键词： 半纤维素 微生物群 降解 微生物群落结构 宏基因组学 还原糖 挥发性脂肪酸
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硒都黑猪NT5C1A基因核心启动子区鉴定及转录因子预测
《中国畜牧杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：本研究旨在探究猪胞质5'核苷酸酶1A基因（Cytosolic 5'-Nucleotidase1A,NT5C1A）启动子区序列的结构特性，确定其核心启动子区并分析其关键转录因子结合位点，为探究其表达调控机制提供理论依据。对NT5C1A互作蛋白进行预测，在线生物信息学分析软件预测猪NT5C1A基因核心启动子区，根据预测结果设计7对启动子缺失片段引物，以硒都黑猪血液基因组DNA为模板，通过PCR扩增和Sanger测序方法获得NT5C1A基因5'端7个启动子缺失片段并克隆至pGL3-Basic载体，以双荧光素酶报告基因检测试验对缺失片段进行荧光素酶活性检测，并通过转录因子在线预测软件预测核心启动子区潜在的转录因子。结果表明，NT5C1A基因核心启动子位于转录起始位点-290～+109bp的位置（ATG作为+1），该区域含有MYOD1、MYOG、MYF5和SP1等肌肉发育相关的转录因子结合位点。本试验为研究NT5C1A基因调控猪肌肉发育的分子机制提供了理论依据。
关键词： 硒都黑猪 NT5C1A 核心启动子区 转录因子 生物信息学
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普通小麦Arableu#1白粉病成株抗性遗传解析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】中国是世界上最重要的小麦生产国和消费国之一，确保小麦产量稳定对我国粮食安全具有重要意义。小麦白粉病是限制小麦产量的重要因素之一。选育抗病品种是控制该病害最经济、有效环保的途径，挖掘新成株抗性基因/位点为选育持久抗病小麦品种提供依据。【方法】由国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）培育的普通小麦品系Arableu#1在苗期对白粉病表现为感病，而成株期呈现高水平抗性。为深入解析其抗病遗传机制，利用Arableu#1与高感品系Apav#1杂交，构建一个含有142个家系的F5重组自交系群体，采用基因分型测序（genotyping-by-sequencing,GBS）平台测序，获得4 298个在亲本间具有多态性的分子标记，并进行群体检测，所获基因型用于构建整个群体的遗传连锁图。【结果】结合白粉病连续2年田间表型和基因型数据，使用IciMapping 4.1对田间病害严重度、病程曲线下面积（AUDPC）和病害多年平均严重度（MFDS）等性状进行QTL定位分析，在该群体中定位了4个来自Arableu#1的白粉病成株抗性位点，分别位于染色体1BL、5BL、6BS和7BL上，以及2个来自Apav#1的抗性位点，分别位于染色体2DS和4BL上，可解释白粉病表型变异介于3.1%—28.5%。6个位点聚合时的群体平均病害严重度达到各位点组合中的最低水平，QPm.hzau-1BL、QPm.hzau-4BL、QPm.hzau-5BL和QPm.hzau-7BL 4个位点聚合后的效应仅次于6个位点同时存在。【结论】将2个新位点QPm.hzau-5BL和QPm.hzau-7BL的两翼分子标记开发成KASP标记，经对570份世界各地育成品种或地方品种检测，2个位点单独存在或聚合在一起时均表现出不同程度的白粉病抗性，且这两个位点在我国小麦材料中的分布频率较CIMMYT的小麦种质中低。获得1个可能同时聚合6个白粉病抗性位点家系，其田间白粉病抗性可达近免疫水平。
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鄂东大别山区野生豆科牧草资源调查与评价
《草业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为开发利用野生豆科牧草资源，2017-2021年对分布于鄂东大别山区的野生豆科牧草资源现状、属种、植物区系、生活型及饲用价值进行了调查统计与分析。结果表明：鄂东大别山区豆科牧草资源分属于34属77种，以少种属和单种属为主体，占资源总数的91%。资源中包括6个中国特有种，2个中国珍稀濒危种，23个栽培牧草野生种及野生近缘种。区系地理成分以温带和热带为主要分布型，分别占总属种的47%和38%。生活型以多年生草本和灌木为主，占资源总数的70%。资源中饲用品质优良的占79%，其余均在中等以上。
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