科研产出
柱花草SgNramp1和SgNramp2基因克隆与表达分析
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了探究植物天然抗性相关巨噬蛋白(Nramp)在金属元素吸收、转运和分配等方面的重要作用,本研究以柱花草(Stylosanthes guianensis)为材料,采用PCR方法克隆了柱花草SgNramp1/2基因,并分析了该基因的表达模式.结果表明:SgNramp1和SgNramp2基因全长分别为1654 bp和1716 bp,且均含有12个跨膜结构域.基因表达分析发现,SgNramp1在柱花草根部的表达高于叶部,而SgNramp2则在叶中特异性表达;金属元素缺乏和过量胁迫对SgNramp1/2基因表达的影响有所差异,缺锰(-Mn)处理抑制了SgNramp1/2基因在根和叶中的表达,而缺铁(-Fe)处理则增强了SgNramp2基因在叶中的表达,但抑制了其在根中的表达,SgNramp1/2基因在根和叶中的表达至少受到一种元素过量胁迫的影响.此外,金属镉(Cd)处理均增强了SgNramp1/2基因在柱花草根中的表达,而铝(Al)和镧(La)处理抑制了SgNramp1基因的表达,但增强了SgNramp2基因的表达.本研究结果表明SgNramp1/2基因可能参金属离子的转运.
关键词： 柱花草 Nramp 基因表达 金属转运蛋白 元素胁迫
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基于模糊控制的车速跟随变量喷雾系统设计与试验
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前大田宽幅机械变量喷雾精准化程度低、农机车速变化对喷雾效果影响考虑不充分的问题，为了提高精准施药、施肥能效，基于3WF-1000型喷杆式喷雾机，设计了一种自适应跟随车速的变量喷雾系统。该系统采用传感器实时采集农机行进速度、出水管流量与压力、药箱液位高度等信息，运用Bisector模糊控制算法优化控制策略，实现了比例阀阀门变化角度的动态控制，达到了对出水管流量精准调控的目标。为验证Bisector模糊控制算法应用于本系统的优越性，利用Matlab构建仿真模型，与PID算法、Centroid算法对比分析，Bisector模糊控制算法在调节时间、超调量、稳态误差方面均表现优越。田间试验过程中，进行了非行走设定车速、恒定车速跟随、动态车速跟随以及单位面积喷雾量试验，结果表明，3种车速运行状态，变量喷雾系统适应扰动达到稳定运行的调节耗时分别为13.4、27.6、17 s,单位面积喷雾量的最大绝对误差比率分别为1.20%、2.27%、2.87%,能够满足大田精准施药的精度要求。
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木薯转录因子MeERF117的克隆及表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)类转录因子是植物应答多种逆境胁迫机制中的关键组分,研究木薯AP2/ERF家族成员将有助于解析该家族在木薯抗逆胁迫中的功能.基于已有木薯基因组序列信息,以木薯块根cDNA为模板,克隆得到一段长度为927 bp的cDNA,命名为MeERF117,该基因编码308个氨基酸.MeERF117蛋白分子量为35.08 kD,且该蛋白仅含一个AP2/ERF结构域,属于ERF转录因子家族.在进化关系上,MeERF1 17蛋白与巴西橡胶树的ERF蛋白最相近.亚细胞定位观察到MeERF117蛋白分布于细胞质和核中.实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR)方法检测MeERF117基因在木薯块根采后生理性变质(Post-harvest physiological deterioration,PPD)过程中的相对表达量,发现PPD的发生可提高MeERF1 17因子的表达水平,在PPD后期(48 h)时MeERF1 17的相对表达量是未发生PPD(0 h)时的2倍,表明木薯块根PPD的发生可诱导MeERF117基因的表达.本研究为后续深入解析MeERF117在木薯PPD过程的具体功能奠定基础,为培育抗采后生理变质的木薯品种提供潜在的基因资源.
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菠萝蜜果实PG基因的克隆与表达分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确PG基因在菠萝蜜果实后熟软化过程中的作用,本研究以'海大2号'菠萝蜜果实为材料,采用0.5 mg/L 1-MCP和1000 mg/L ETH处理,研究了室温(20℃)条件下果实成熟过程中硬度和果胶的动态变化,克隆获得4个PG基因,并对其进行了生物信息学和表达分析.结果表明:随着菠萝蜜果实的成熟,果肉硬度快速下降,可溶性果胶和离子型果胶不断增加,共价态果胶有所下降;ETH处理促进了果实WSP和ISP含量的上升,加速了软化进程,1-MCP处理抑制了贮藏前期果肉硬度的下降,推迟了软化进程,但明显提高了3种果胶的含量.AhePG1~AhePG4基因的开放阅读框(ORF)长度1221~1434 bp,编码406~477个氨基酸.AhePG1蛋白含有4个保守结构域(Ⅰ~Ⅳ),AhePG2和AhePG3只含结构域Ⅰ和Ⅱ,AhePG4缺失结构域Ⅲ;AhePG基因分别与桃(AF095577.1)、菜豆(XM_007162208.1)、葎草(MN971583.1)、菜豆(XM_007151391.1)PG基因编码的氨基酸序列的亲缘关系较近,相似度分别达75.63%、73.11%、79.71%、70.75%.qRT-PCR分析结果显示:AhePG1基因在果实成熟前期表达量低,在后期高表达,而AhePG2/3/4基因的表达量在果实成熟过程中总体较低.ETH处理抑制了AhePG1基因的表达量,而1-MCP处理延缓了4个AhePG基因表达量的增加,但增加了成熟后期AhePG2、AhePG3、AhePG4基因的表达.相关性分析发现,果肉硬度与水溶性果胶含量和AhePG1基因表达呈显著和极显著负相关,而水溶性果胶含量又与AhePG1基因表达呈显著正相关.本研究说明,菠萝蜜果实的软化与果胶降解有关,AhePG1可能是菠萝蜜果实果胶降解和果实软化的关键PG基因之一,控制着果实成熟后期的软化;1-MCP处理能延缓菠萝蜜果实的成熟,但并不影响果实后期成熟时的软化,AhePG1、AhePG2、AhePG3、AhePG4基因可能对其软化均有作用.
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基于CRISPR/Cas9技术创制木薯MeSTP7和MeSTP15双基因突变体
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：木薯(Manihot esculenta Crantz)是一种热带、亚热带重要的粮食与能源作物,提高木薯的产量对木薯产业发展至关重要.木薯块根的发育直接影响其产量情况,而不同逆境胁迫会影响木薯块根的发育情况.因此解析木薯块根的发育机制有助于通过分子育种手段实现木薯高产,以及获得具备一定抗逆品质的优良种质,增强木薯的适应性,从而扩大木薯种植的推广面积.己糖转运蛋白(STPs)是一类MSTs亚家族蛋白,通过转运糖类物质调节植物生长发育及非生物胁迫.本实验室前期鉴定出MeSTP7和MeSTP15基因在块根发育时期的糖分累积、应对非生物胁迫过程中起到重要作用,因此获得木薯MeSTP7和MeSTP15双突变体将有助于解析木薯块根发育机制及创制抗逆新种质.为了得到MeSTP7和MeSTP15木薯双突变体,利用在线软件CRISPR-P v2.0同时设计靶标基因MeSTP7和MeSTP15的sgRNA,成功构建了MeSTP7和MeSTP15的CRISPR/Cas9双基因编辑载体.将编辑载体转化农杆菌LBA4404后,侵染'华南8号'(SC8)木薯脆性胚性愈伤组织,经过Sanger测序分析MeSTP7和MeSTP15成功发生编辑,而潜在的脱靶位点未发生编辑,说明双编辑载体可对MeSTP7和MeSTP15基因进行编辑,且不造成脱靶现象,然后将侵染后的脆性胚性愈伤组织诱导出子叶,经过15 mmol/L的潮霉素B筛选出生根植株,生根植株再经过分子检测,成功获得带有双编辑载体表达框的转基因阳性植株.以阳性植株的基因组作为模板,分别用PCR扩增2个基因的靶位点前后各100 bp核苷酸序列,经过Hi-TOM测序后,结果显示有26个株系发生突变,其中MeSTP7/15双基因突变体有23个,MeSTP7单基因突变体2个,MeSTP15单基因突变体1个,编辑类型多为单碱基缺失或插入,大片段碱基的缺失所占比率小.初步在组培瓶中观察突变体的变型,发现单突变体和双突变体的根系生长均受抑制,植株矮小,且MeSTP7和MeSTP15双突变体受损更严重.该研究结果不仅为进一步解析木薯块根发育机制奠定基础,还为获得木薯抗病、抗逆新种质提供材料.
关键词： 木薯;己糖转运蛋白;CRISPR/Cas9;双基因编辑
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初榨椰子油品质特征及健康功效的研究进展
《中国油脂 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：初榨椰子油（VCO）是近年来备受关注的功能性油脂。随着VCO市场的增长，对VCO功效的报道也越来越多，然而近年来对椰子油的功效有一定的争议。为了正确认识椰子油，促进VCO在大健康领域的推广应用，介绍了VCO的加工工艺、感官特征、质量指标、脂肪酸组成及微量活性成分，并对VCO的抗氧化、抗菌、抗病毒、抗炎等健康功效及其在心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病、肥胖、肿瘤等疾病防治方面的研究进展进行了综述。VCO是一种具有一定健康功效的功能性油脂。
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近自然管理方式对橡胶林根际土壤真菌群落结构和多样性的影响
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究近自然管理后橡胶林土壤、根际和根表中真菌物种组成和多样性变化,为橡胶林生物多样性恢复和天然橡胶的可持续发展提供理论基础.[方法]在试验场内建立1 ha橡胶林固定样地进行近自然管理,同时建立常规处理和除草剂处理的样地进行对比,基于高通量测序的方法分析土壤、根际及根表中真菌群落结构、多样性和群落功能.[结果]橡胶林进行近自然管理和除草剂处理后,其土壤有机质和全磷含量降低,近自然管理后pH和含水率升高.常规林、近自然管理林和除草剂处理林土壤、根际和根表的主要优势真菌类群是子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota);近自然管理后橡胶林土壤中子囊菌门减少,根际和根表中子囊菌门增加.在OTU水平上进行PCoA分析,土壤和根表中物种组成存在显著差异(P<0.05).3种橡胶林土壤、根际和根表中真菌的α多样性无显著差异(P>0.05);在OTU水平上的γ多样性分析,根表中近自然管理林的真菌物种总量高于常规林和除草剂处理林;RDA分析结果表明土壤、根际和根表中主要环境影响因子分别为pH、全氮和有机质.通过FUNGuild功能预测,3种橡胶林土壤、根际及根表真菌群落的营养型以腐生营养型为主,土壤中腐生营养型真菌含量高于根际和根表,近自然管理后橡胶林土壤中腐生营养型真菌减少.[结论]近自然管理方式后橡胶林土壤理化性质和养分发生改变,在一定程度上影响真菌的群落结构和多样性,同时增加了土壤中真菌在根表上的富集.
关键词： 橡胶林 真菌 多样性 物种组成 群落结构 近自然管理
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中国海南省木生大型真菌多样性研究（英文）
《菌物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究于2010至2021年对海南省各自然保护区、森林公园和植物园内的木生大型真菌进行了调查，共采集标本2212份，经形态和分子系统研究，发现木生大型真菌702个种，根据最新分类系统隶属于19个目、68个科、256个属。其中多孔菌科、锈革菌科、炭角菌科、炭团菌科和丝齿菌科等16个科为优势科，共529个种，约占总数的75%；炭角菌属、锈革菌属、木层孔菌属、环纹炭团菌属、褐孔菌属、多年卧孔菌属、栓菌属和灵芝菌属等32个属为优势属，共357个种，约占总数的51%。此外，共有3个新属和92个新种是本研究根据采自海南省的模式标本发现发表的。这些物种中22种为食用菌，71种是药用菌，6种是有毒菌类。
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妃子笑荔枝LcSAI启动子的克隆及其生物信息学分析
《广东农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】酸性转化酶在荔枝糖代谢中具有重要作用，克隆和分析荔枝酸性转化酶基因（LcSAI）启动子，以期为LcSAI调控荔枝糖代谢的功能研究提供理论依据。【方法】以妃子笑荔枝果肉为材料，根据荔枝基因组序列信息，克隆LcSAI上游约1 500 bp的启动子序列，并利用生物信息学工具对启动子序列中的转录起始位点、顺式作用元件及CpG岛进行预测分析。【结果】克隆得到1 514 bp的LcSAI启动子序列，启动子顺式作用元件除了存在大量的启动子核心元件如TATA-box和增强元件CAAT-box外，还存在光响应顺式元件、激素应答元件、厌氧诱导响应元件、MYB结合位点、MYC结合位点及一些未知功能的顺式作用元件。LcSAI启动子序列可能存在3处核心启动子区域，LcSAI启动子区没有预测到符合限定条件的CpG岛。【结论】LcSAI基因启动子与逆境胁迫有关，推测酸性转化酶在荔枝抵御逆境胁迫的生理过程中具有重要作用。
关键词： 妃子笑荔枝 酸性转化酶基因 启动子 克隆 生物信息学
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巴西橡胶树HbRPW8基因克隆与表达分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：RPW8(resistance to powdery mildew locus 8)是对植物多种病害,尤其白粉病具有抗性的广谱抗病基因位点,通过对橡胶树RPW8基因进行克隆及表达分析,为橡胶树抗白粉病机制解析和分子育种等方面打下基础.以橡胶树'热研73397'为材料,采用RT-PCR克隆HbRPW8基因编码区(CDS)序列;对其进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR方法,测定7种激素和白粉菌侵染不同时间、不同病害等级处理后RPW8基因表达量.该基因cDNA全长570 bp,编码189个氨基酸,该蛋白的分子量为21.73 kDa,等电点为9.23,脂肪系数为86.30,总平均亲水性指数为-0.404,为亲水性蛋白,共有8个磷酸化位点,无跨膜域和信号肽,定位于细胞核,具有RPW8的保守结构域,α-螺旋和无规则卷曲是HbRPW8蛋白二级结构的主要元件,分别占氨基酸序列的70.90%和22.22%.亲缘关系显示,HbRPW8基因与木薯RPW8基因相似性最高.过氧化氢(H2O2)、水杨酸(SA)、乙烯利(ETH)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)能迅速诱导HbRPW8转录本的表达,并在处理后0.5 h达到最高水平,分别约为对照的14倍、6倍、75倍、2.5倍和4倍;茉莉酸甲酯(MeJA)处理后6 h达到最高水平,是对照的10倍左右;生长素处理后HbRPW8转录本显著下调;随着白粉菌侵染时间和病害等级的增加,HbRPW8的表达量均呈现先上升后下降的趋势.研究结果初步表明,HbRPW8可能参与橡胶树的抗病反应机制,为橡胶树抗病育种的研究提供参考.
关键词： 巴西橡胶树 HbRPW8基因 qRT-PCR 生物信息学 RPW8
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