Background Cotton is an industrial crop renowned for its multifaceted applications in the textiles,pharmaceuticals,and biofuel industries.Plant regeneration through somatic embryogenesis(SE)plays a crucial role in the...Background Cotton is an industrial crop renowned for its multifaceted applications in the textiles,pharmaceuticals,and biofuel industries.Plant regeneration through somatic embryogenesis(SE)plays a crucial role in the genetic improvement of cotton.There is a strong correlation between SE and zygotic embryogenesis(ZE)in plants.Furthermore,the strategy of ectopic expression of cotton genes into the model plant Arabidopsis has been a widely accepted approach for functional study.Result Based on previous spatial transcriptomics of cotton somatic embryos,two genes,Gh HAT5 and Gh CRK29,were identified.They are highly expressed in cotyledon and epidermal cells of cotton cotyledonary embryos,respectively.In this study,Gh HAT5 and Gh CRK29 were ectopically expressed in Arabidopsis to investigate their functions.The result showed that in Arabidopsis zygotic embryos,the overexpression of Gh HAT5 promoted the development of apical embryonic upper-tier cells and embryonic cotyledon,while the overexpression of Gh CRK29 promoted the development of apical embryonic lower-tier cells and embryonic radicle.Given the similarities between somatic and zygotic embryogenesis,these findings suggest that Gh HAT5 and Gh CRK29 are involved in cotton SE.We also speculate that these genes may promote the expression of the Arabidopsis endogenous gene At SCR,which is crucial for embryonic development.Conclusion These results revealed that Gh HAT5 and Gh CRK29 regulate embryonic development and are essential in advancing our understanding of cotton SE and facilitating targeted genetic manipulation strategies to improve industrial crop traits and agricultural sustainability.展开更多
生物质和化石燃料经不完全燃烧产生的固相富碳残留物统称为黑炭.溶解性炭黑(dissolved black carbon,DBC)是黑炭的水溶性组分(其粒径尺度小于0.45μm),被视为全球溶解有机碳库的重要组成部分.尽管针对它的结构与功能、行为与归宿已有研...生物质和化石燃料经不完全燃烧产生的固相富碳残留物统称为黑炭.溶解性炭黑(dissolved black carbon,DBC)是黑炭的水溶性组分(其粒径尺度小于0.45μm),被视为全球溶解有机碳库的重要组成部分.尽管针对它的结构与功能、行为与归宿已有研究,但DBC在环境中的产生、迁移、转化等过程对有机污染物环境行为的影响关注仍显不足.因此,综述了DBC的分布特征,从元素组成、碳质结构、基团性质和技术检测上深度认识DBC的分子结构与性质变化;归纳了DBC与环境新污染物的相互作用,梳理了DBC与新污染物的作用机制和转化效果;概述了DBC的环境过程对有机污染物行为的影响(如结合、去除、转化等).着重就DBC通过氢键、π-π电子供受体、疏水分配、静电作用等与有机污染物发生结合过程、在阳离子条件下DBC通过压缩双电层机制发生团聚并吸附去除污染物过程、以及DBC介导有机污染物光降解过程进行了系统地阐述.未来研究重点应结合跨学科的技术手段认识DBC分子结构的复杂性,深入理解DBC在环境过程中对新污染物行为的影响机制.这为准确评估DBC环境行为与效应,有效构建DBC与新污染物的命运关系起到重要作用.展开更多
糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦Ta...糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦TaSWEET和TaSUT家族成员进行了全基因组鉴定,并对其系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性进行了分析。结果表明,小麦中包含101个TaSWEET基因和16个TaSUT基因,二者均分为4个亚家族。基因结构显示,TaSWEET和TaSUT家族成员的外显子和内含子数量存在差异,数量为4~18个。保守基序分析显示,TaSWEET家族和TaSUT家族成员中存在20个基序,各亚家族内的基序结构相似。染色体分布模式和同源性分析表明,TaSWEET家族和TaSUT家族成员在3个亚基因组上数量分布均匀,全基因组片段重复和串联重复促进了小麦TaSWEET扩增。亚细胞定位预测显示,多数TaSWEET家族成员和全部TaSUT家族成员定位于质膜上,TaSWEET家族成员含4~7个跨膜螺旋结构,TaSUT家族成员含8~12个跨膜螺旋结构。启动子元件分析表明,TaSWEET和TaSUT家族成员的启动子区富含大量生长发育类、激素响应类和非生物胁迫类顺式作用元件。小麦基因表达模式分析显示,大部分TaSWEET和TaSUT家族成员在小麦叶片中表达量较低,在叶、芽、根、穗和籽粒中分别有28、25、33、39、21个成员高表达。通过qRT-PCR检测发现,经外源糖处理后,TaSWEET和TaSUT家族基因在根中表达量全部下调,在叶中有3个基因在果糖处理下表达量上调,1个基因在3种外源糖处理表达量均上调。上述结果为深入研究TaSWEET和TaSUT基因在调控小麦生长发育与在外源糖处理下的响应提供了理论依据。展开更多
目前,高价铁物种(high-valent iron species,HVIS)在基于铁基催化材料诱导的高级氧化工艺(advanced oxidation processes,AOPs)处理各种污染水体方面展现出较好的应用前景.然而,已有的研究对AOPs中HVIS的产生、控制、识别的刻画还不够...目前,高价铁物种(high-valent iron species,HVIS)在基于铁基催化材料诱导的高级氧化工艺(advanced oxidation processes,AOPs)处理各种污染水体方面展现出较好的应用前景.然而,已有的研究对AOPs中HVIS的产生、控制、识别的刻画还不够精细、明确,且HVIS对消除污染物的贡献程度和反应机制也缺乏条理性分析和综合性总结,这对依靠高活性HVIS的AOPs在实际应用中保持高性能长效修复效果会产生一定影响和限制.因此,重点讨论了基于铁基催化材料下HVIS的产生、控制,获取其主控影响因素、HVIS的识别手段及其与典型污染物反应机制,以期为基于HVIS的AOPs在未来发展应用中提供理论支撑与参考.展开更多
基金supported by the National Key Research and Development Program of China(No.2022YFD1200300)。
文摘Background Cotton is an industrial crop renowned for its multifaceted applications in the textiles,pharmaceuticals,and biofuel industries.Plant regeneration through somatic embryogenesis(SE)plays a crucial role in the genetic improvement of cotton.There is a strong correlation between SE and zygotic embryogenesis(ZE)in plants.Furthermore,the strategy of ectopic expression of cotton genes into the model plant Arabidopsis has been a widely accepted approach for functional study.Result Based on previous spatial transcriptomics of cotton somatic embryos,two genes,Gh HAT5 and Gh CRK29,were identified.They are highly expressed in cotyledon and epidermal cells of cotton cotyledonary embryos,respectively.In this study,Gh HAT5 and Gh CRK29 were ectopically expressed in Arabidopsis to investigate their functions.The result showed that in Arabidopsis zygotic embryos,the overexpression of Gh HAT5 promoted the development of apical embryonic upper-tier cells and embryonic cotyledon,while the overexpression of Gh CRK29 promoted the development of apical embryonic lower-tier cells and embryonic radicle.Given the similarities between somatic and zygotic embryogenesis,these findings suggest that Gh HAT5 and Gh CRK29 are involved in cotton SE.We also speculate that these genes may promote the expression of the Arabidopsis endogenous gene At SCR,which is crucial for embryonic development.Conclusion These results revealed that Gh HAT5 and Gh CRK29 regulate embryonic development and are essential in advancing our understanding of cotton SE and facilitating targeted genetic manipulation strategies to improve industrial crop traits and agricultural sustainability.
文摘生物质和化石燃料经不完全燃烧产生的固相富碳残留物统称为黑炭.溶解性炭黑(dissolved black carbon,DBC)是黑炭的水溶性组分(其粒径尺度小于0.45μm),被视为全球溶解有机碳库的重要组成部分.尽管针对它的结构与功能、行为与归宿已有研究,但DBC在环境中的产生、迁移、转化等过程对有机污染物环境行为的影响关注仍显不足.因此,综述了DBC的分布特征,从元素组成、碳质结构、基团性质和技术检测上深度认识DBC的分子结构与性质变化;归纳了DBC与环境新污染物的相互作用,梳理了DBC与新污染物的作用机制和转化效果;概述了DBC的环境过程对有机污染物行为的影响(如结合、去除、转化等).着重就DBC通过氢键、π-π电子供受体、疏水分配、静电作用等与有机污染物发生结合过程、在阳离子条件下DBC通过压缩双电层机制发生团聚并吸附去除污染物过程、以及DBC介导有机污染物光降解过程进行了系统地阐述.未来研究重点应结合跨学科的技术手段认识DBC分子结构的复杂性,深入理解DBC在环境过程中对新污染物行为的影响机制.这为准确评估DBC环境行为与效应,有效构建DBC与新污染物的命运关系起到重要作用.
文摘糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporter,SWEET)和蔗糖转运蛋白(sucrose transporter,SUT)是植物的2种糖转运蛋白。为分析TaSWEET和TaSUT基因在小麦基因组中的进化特征、功能及其对外源糖的响应,本研究对小麦TaSWEET和TaSUT家族成员进行了全基因组鉴定,并对其系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件和表达特性进行了分析。结果表明,小麦中包含101个TaSWEET基因和16个TaSUT基因,二者均分为4个亚家族。基因结构显示,TaSWEET和TaSUT家族成员的外显子和内含子数量存在差异,数量为4~18个。保守基序分析显示,TaSWEET家族和TaSUT家族成员中存在20个基序,各亚家族内的基序结构相似。染色体分布模式和同源性分析表明,TaSWEET家族和TaSUT家族成员在3个亚基因组上数量分布均匀,全基因组片段重复和串联重复促进了小麦TaSWEET扩增。亚细胞定位预测显示,多数TaSWEET家族成员和全部TaSUT家族成员定位于质膜上,TaSWEET家族成员含4~7个跨膜螺旋结构,TaSUT家族成员含8~12个跨膜螺旋结构。启动子元件分析表明,TaSWEET和TaSUT家族成员的启动子区富含大量生长发育类、激素响应类和非生物胁迫类顺式作用元件。小麦基因表达模式分析显示,大部分TaSWEET和TaSUT家族成员在小麦叶片中表达量较低,在叶、芽、根、穗和籽粒中分别有28、25、33、39、21个成员高表达。通过qRT-PCR检测发现,经外源糖处理后,TaSWEET和TaSUT家族基因在根中表达量全部下调,在叶中有3个基因在果糖处理下表达量上调,1个基因在3种外源糖处理表达量均上调。上述结果为深入研究TaSWEET和TaSUT基因在调控小麦生长发育与在外源糖处理下的响应提供了理论依据。
文摘目前,高价铁物种(high-valent iron species,HVIS)在基于铁基催化材料诱导的高级氧化工艺(advanced oxidation processes,AOPs)处理各种污染水体方面展现出较好的应用前景.然而,已有的研究对AOPs中HVIS的产生、控制、识别的刻画还不够精细、明确,且HVIS对消除污染物的贡献程度和反应机制也缺乏条理性分析和综合性总结,这对依靠高活性HVIS的AOPs在实际应用中保持高性能长效修复效果会产生一定影响和限制.因此,重点讨论了基于铁基催化材料下HVIS的产生、控制,获取其主控影响因素、HVIS的识别手段及其与典型污染物反应机制,以期为基于HVIS的AOPs在未来发展应用中提供理论支撑与参考.
