科研产出
木姜叶柯查尔酮合酶基因的克隆及在合成生物学的应用
《中国中药杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：木姜叶柯Lithocarpus litseifolius含有丰富的查尔酮类成分根皮苷和三叶苷，其生源合成途径还没有被完整解析。查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是催化植物中类黄酮生物合成途径的第一个关键限速酶。为了探索木姜叶柯中的CHS基因家族在查尔酮生物合成中的功能，该研究从木姜叶柯的转录组数据中筛选到了2条CHS基因(分别命名为LlCHS1、LlCHS2),并对其进行了生物信息学分析及功能表征。生物信息学分析结果显示LlCHS1、LlCHS2均为酸性亲水稳定蛋白，且无跨膜结构域，分别编码395、390个氨基酸，均含有查尔酮合酶基因家族特征氨基酸序列“WGVLFGFGPGL”和高度保守活性位点(Cys-164、Phe-215、His-303、Asn-336)。系统发育树分析表明LlCHS1与土沉香Aquilaria sinensis中的同类基因共聚类于同一分支，LlCHS2与苹果Malus domestica中的同类基因亲缘关系比较近。大肠杆菌Escherichia coli的体内验证结果显示，在外源添加根皮酸(phloretic acid)的情况下，将LlCHS1和LlCHS2与源自Aromatoleum aromaticum中的Aa4CL分别共表达均可以催化根皮酸生成根皮素(phloretin)。该研究为进一步研究植物中查尔酮合酶的功能及通过合成生物学手段生产根皮素提供了新的酶学元件。
关键词： 木姜叶柯 查尔酮合酶 基因克隆 生物信息学分析 原核表达 根皮素
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大葱类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶AfUFGT基因的克隆与表达分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶UFGT是类黄酮合成途径中最后的一个酶，在植物类黄酮的合成中具有重要作用。本研究以大葱为材料，根据大葱转录组序列设计特异性引物，使用RT-PCR从中获得编码大葱3-类黄酮葡萄糖基转移酶的基因，命名为AfUFGT。生物信息学分析及组织表达分析结果表明，AfUFGT编码区全长1 425 bp，编码475个氨基酸，相对分子质量为52.31 kD，对应蛋白为正电荷的亲水性蛋白。进化分析表明Af UFGT与葱属植物洋葱Ac UFGT2亲缘关系最近。亚细胞定位预测结果显示，AfUFGT编码的蛋白质定位于细胞质中。蛋白质序列多重比对结果显示，UFGT在多个物种中保守性较低，但与其他UFGT都具有完整的糖基转移酶的保守结构域。荧光定量PCR结果显示AfUFGT主要在根与叶片中表达。本研究结果为进一步阐明AfUFGT调控大葱类黄酮生物合成机制提供了理论基础。
关键词： 大葱 类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶 表达分析 生物信息学分析
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农业现代化背景下设施蔬菜智能化:挑战与策略探索
《中国蔬菜 》 2024 北大核心
摘要：发展智能化设施蔬菜是实现农业现代化目标的必然选择,对于确保蔬菜供应稳定具有重大意义.通过对设施蔬菜智能化发展进行宏观分析,梳理其发展现状,揭示了其对提高生产效率、提升农产品品质及确保市场供应的重要性,发现尽管设施蔬菜智能化在增加产量和改善品质方面表现突出,但高昂的初始投资和维护成本、技术与人才之间的不匹配以及数据安全与技术不确定性等问题限制其广泛应用.同时提出了增长型、扭转型、防御性、多样化等一系列策略,包括降低进入门槛、推动技术创新、加强技术与人才培养以及强化数据安全和隐私保护等具体措施,旨在为设施蔬菜智能化的可持续发展提供科学指导和实践路径.
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基于专利分析法剖析国内外节水灌溉技术装备发展趋势
《农业工程 》 2024
摘要：我国既是全球13个人均水资源最贫乏国家之一，又是农业大国。农业用水是全国水资源总体利用的重要组成。农业节约用水直接关系国民经济的发展。概述了目前我国节水灌溉的现状，并从专利的视角，使用智慧芽专利数据库作为数据来源，分析2014—2023年全球专利申请量、申请专利类型、申请人区域专利数量排名、“五局”流向、重要技术分支地域分布、申请（专利权）人专利数量排名、创新词云及领域地图等情况。结果表明，近10年我国专利申请量总体呈上升趋势，居世界第1位。在“五局”流向分布中，我国是占比最大的技术来源国和技术应用国，但在国外市场的开拓方面远不如美国。我国专利研发机构以科研院所、大学为主，虽然活跃度不断提升，但是相较于欧美国家的专利公司还有一定差距。基于上述分析，建议未来增强企业专利研发实力，促进节水灌溉技术成果的转化落地；注重专利海外布局，将市场扩大到世界范畴；引入物联网、传感器等技术，推动节水灌溉向智能化、精准化方向发展。
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果胶提取方法、结构和改善慢性疾病研究进展
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：果胶是在果蔬中广泛存在的大分子水溶性膳食纤维，具有多种生理功能，在食品、医药健康领域有巨大的开发潜力。通过查阅国内外近20年相关文献，系统总结常见果胶的结构及提取方式，发现目前果胶的结构研究多集中于同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖-Ⅰ和鼠李半乳糖醛酸聚糖-Ⅱ。提取方法中，酸法和水法提取技术最成熟，亚临界水法提取具有极强的应用及推广潜力。此外，果胶可通过调控肠道微生态和其他分子通路改善慢性代谢性疾病。因此，本文综述了近年来国内外在果胶结构、提取方法、慢性病改善等方面的研究进展，总结了果胶改善慢病的作用机制及果胶结构与慢病的构象关系，以期为果胶的深入开发和产业应用提供理论参考。
关键词： 果胶 提取 结构 肥胖 Ⅱ型糖尿病 非酒精性脂肪肝
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硫酸锌处理对西兰花芽苗关键活性成分影响及硫苷变化分子机制初步探讨
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究喷施不同浓度硫酸锌对西兰花芽苗活性成分积累和抗氧化活性的影响，并从分子水平探讨硫酸锌对西兰花芽苗中硫苷的调控机制，本文以7 d西兰花芽苗为试验材料，采用不同浓度（0、1、2、4、8 mmol/L）硫酸锌（Zinc sulphate,ZnSO4）处理西兰花芽苗，测定西兰花芽苗叶绿素、抗坏血酸、总黄酮、总酚、硫苷含量、黑芥子酶活以及DPPH自由基清除能力，研究不同浓度ZnSO4处理组对西兰花芽苗活性成分的影响，并且利用荧光定量PCR技术分析硫苷合成关键基因表达量的变化。结果表明，各处理组叶绿素含量均低于对照；抗坏血酸含量随硫酸锌浓度的增大呈上升趋势，各处理组均高于对照组。总酚含量在ZnSO4浓度为8 mmol/L时含量最高且显著高于对照组（P<0.05）；总黄酮、总硫苷和RAA含量、黑芥子酶活性及DPPH自由基清除率在ZnSO4浓度为2 mmol/L时达最大值。在ZnSO4浓度为2 mmol/L时CYP83A1、CYP79F1与FMO-GSOX2基因表达量显著提高（P<0.05）;FMO-GSOX2与总硫苷、RAA、脂肪族硫苷、黑芥子酶呈极显著正相关（P<0.01）;CYP79F1、CYP83A1与总硫苷、RAA、脂肪族硫苷呈显著性正相关（P<0.05）。说明FMO-GSOX2、CYP79F1和CYP83A1表达量的上调促进了总硫苷、脂肪族硫苷和RAA的合成。本研究结果表明，外源喷施适量硫酸锌能促进硫苷合成相关基因的表达，其中2 mmol/L ZnSO4可有效增加西兰花芽苗中活性物质含量及抗氧化活性。
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谷子苗期对不同干旱胁迫的生理响应
《山西农业科学 》 2024
摘要：采用聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)溶液模拟干旱环境,对谷子种质资源进行室内萌发期抗旱性鉴定评价,旨在筛选出具有抗旱特性的优质品种.以冀谷37和冀谷38抗逆谷子品种为试验材料,并以华北夏谷区域广适性品种豫谷18作为对照,采用不同浓度PEG对其进行干旱胁迫处理,并对处理7 d后幼叶的丙二醛、甜菜碱、游离脯氨酸、叶绿素含量以及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性进行检测.结果表明,与对照品种豫谷18相比,冀谷37和冀谷38在中度和重度干旱胁迫(12%PEG、18%PEG)下丙二醛含量显著降低;冀谷38在中度和重度干旱胁迫下渗透调节物质游离脯氨酸含量显著增加,冀谷37和冀谷38甜菜碱含量均显著增加;冀谷38 SOD活性显著增强,但冀谷37仅在轻度和重度干旱胁迫(6%PEG、18%PEG)SOD活性高于豫谷18;冀谷37和冀谷38的POD活性在重度干旱胁迫下显著降低;冀谷38叶绿素含量均显著增加,但冀谷37仅在轻度和中度胁迫(6%PEG、12%PEG)下叶绿素含量显著增加.综上,冀谷37和冀谷38在幼苗期具有较强的耐旱能力,耐旱性优于对照品种豫谷18,且冀谷38抗旱能力强于冀谷37.
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储蓄植物系统田间应用关键参数对七星瓢虫种群定殖及控害的影响
《环境昆虫学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：储蓄植物系统(Banker plant system)是近年来新兴的用于提升天敌昆虫高效可持续防控害虫的保护型生物防治的技术,然而在田间应用中效果不稳定,这主要是由于储蓄植物系统的田间应用关键参数并不明确.七星瓢虫Coccinella septempunctata作为我们熟知的优势天敌昆虫,田间应用时因为定殖率低,严重限制了其可持续控害效率.本试验对已构建的七星瓢虫储蓄植物系统进行田间试验验证,探究了不同替代猎物的初始密度等关键参数对天敌昆虫七星瓢虫的种群变化及对靶标害虫桃蚜Myzus persicae的控害效果.试验结果表明,当储蓄植物系统接种替代猎物豌豆修尾蚜Megoura crassicauda不同初始密度时,对七星瓢虫个体数量及桃蚜密度均有显著差异,初始接种密度为300的Y300、N300处理组在21~28 d时桃蚜的虫口数量显著低于其他处理组,同时七星瓢虫定殖率在7~14 d时显著高于其他处理组.与对照相比,初始设置1d笼罩去除在7~14d内有效帮助七星瓢虫个体数量维持,而且有助于卵、幼虫种群的建立.在距离储蓄植物系统9m处,七星瓢虫成虫定殖率高于其他处理组,由此证明七星瓢虫储蓄植物系统作用距离可达9m处,有助于七星瓢虫种群维持发挥可持续控害作用.本研究为科学地田间应用提供理论支撑,有助于完善优化储蓄植物系统可持续控害生态策略.
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不同作物对典型黑土水蚀区水分入渗的影响
《生态学杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为揭示作物与土壤水蚀的关系,本研究以东北水蚀区黑龙江省克山县为试验地,选取高粱"克杂18号"(SO)和玉米"克玉19号"(MA)作为研究对象,通过对作物根系、土壤物理性质及入渗速率的分析,探讨两种作物对土壤水分入渗特性的影响.结果表明:SO处理0~20 cm 土层容重比MA处理显著增加6.15%,总孔隙度及非毛管孔隙度分别显著下降5.93%和15.63%,饱和含水量和田间持水量分别显著减少6.38%和6.11%;SO处理和MA处理均以0.25~2 mm粒径团聚体为主,SO处理较MA处理土壤平均重量直径与几何平均直径分别显著减少29.57%和4.60%.在0~20、20~40、40~60、60~80 cm 4个土层中,MA处理根重密度分别为SO处理的1.67、2.46、4.52和2.27倍.SO处理初始入渗率、稳定入渗率、饱和导水率和平均入渗率分别比MA处理显著降低19.11%、15.50%、15.63%和14.86%.采用Kostiakov模型、Horton模型和Philip模型进行土壤入渗过程模拟,其中Horton模型R2最大,对土壤入渗过程的拟合效果最佳.相关性分析表明,入渗速率与容重呈显著负相关,与其他各指标均呈正相关.本研究表明,该地区矮杆高粱根系较玉米根系浅,容重大,入渗速率缓慢,易形成地表径流,增加水蚀风险,研究结果可为该地区防治水土流失提供数据参考.
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