RNA结合蛋白在植物抗病中的研究进展

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作者 吕悦 张杰伟 王勃 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期12-26,共15页

植物在生长发育过程中持续面临复杂的环境胁迫,严重制约其生长发育、农艺性状和生产力。为应对病原菌侵染等生物胁迫,植物进化出多层次的精密调控网络。近年来,转录后调控作为植物免疫研究的新兴热点领域,其通过动态调控信使RNA(mRNA)... 植物在生长发育过程中持续面临复杂的环境胁迫,严重制约其生长发育、农艺性状和生产力。为应对病原菌侵染等生物胁迫,植物进化出多层次的精密调控网络。近年来,转录后调控作为植物免疫研究的新兴热点领域,其通过动态调控信使RNA(mRNA)代谢过程,在植物抗病反应中展现出独特的优势。RNA结合蛋白(RNA binding proteins,RBPs)作为植物抗病调控网络的核心执行者,通过识别特定RNA基序调控pre-mRNA选择性剪接、mRNA稳定性、选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)、翻译进程及RNA修饰等关键环节,在植物-病原菌互作中发挥“分子开关”的作用。本文系统阐述了RBP介导的转录后调控机制及其在植物响应病原菌感染过程中的功能,如在病原识别阶段,RBP通过调控免疫受体mRNA的稳定性实现防御信号的快速启动;抗病应答阶段中,RBP介导抗病基因的选择性剪接,产生具有不同亚细胞定位或功能活性的转录本变体。此外,近年研究发现m6A等RNA表观修饰通过调控RBP的招募效率,在植物免疫中形成新的路径。本文深入探讨了植物通过RBP构建的多层次防御体系及其分子调控机制,并对RBP抗病机制研究方向、结合多组学改造RBP调控元件、构建作物抗病育种新策略等进行了展望。深入解析植物抗病过程中的RNA调控密码,为创制广谱抗病种质提供理论支撑,为开发创新绿色防控策略提供重要依据。 展开更多

关键词 RNA结合蛋白 选择性剪接 翻译 MRNA稳定性 选择性多聚腺苷酸化

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玉米转录因子ZmEREB180调控根系生长发育及耐逆的功能研究 被引量：4

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作者 刘宸铭 赵克勇 +3 位作者 悦曼芳 赵延明 吴忠义 张春 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1920-1933,共14页

AP2/ERF(APETALA2/ethylene-responsive factor)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫、调节激素信号转导和物质代谢等多种生物学过程中发挥着重要作用。目前AP2/ERF超家族基因在许多植物物种中的... AP2/ERF(APETALA2/ethylene-responsive factor)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫、调节激素信号转导和物质代谢等多种生物学过程中发挥着重要作用。目前AP2/ERF超家族基因在许多植物物种中的生物学功能已经得到验证,但对玉米(Zea mays L.)中AP2/ERF基因的结构和功能的研究报道较少。前期工作中我们发现,ZmEREB180(ethylene-responsive element binding)转录因子,在鉴定的玉米六叶期(V6)、十二叶期(V12)和抽雄期(VT)等关键发育时期,根系中的表达量均存在显著差异;通过组织表达分析发现该基因主要在玉米根系中表达,且在幼根中的表达量显著高于成熟根,推测该基因可能参与玉米根系生长发育调控。本研究克隆了ZmEREB180(Gene ID:100192457)基因,结合生物信息学分析、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、亚细胞定位和转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)株系的耐逆表型鉴定等生物学手段,初步分析了该基因的表达模式和生物学功能。该基因包含2个外显子,编码序列全长1023 bp,编码340个氨基酸,具有AP2/ERF家族所特有的保守结构域;该基因在玉米根系中表达量最高,且在高盐、干旱、高氮和低氮等胁迫处理条件下的玉米根部皆有不同程度的诱导表达,其中,低氮处理较高氮处理具有更高的表达量和更快的响应速率;在含0.10、0.15 mol L^(-1)NaCl以及0.15、0.20和0.30 mol L^(-1)甘露醇(mannitol)的1/2 MS固体培养基上,转ZmEREB180基因拟南芥的主根长度均显著长于野生型;土壤环境中,高盐和干旱胁迫条件下的转基因植株比野生型拟南芥具有更健康的生长状态、更高的绿叶率、更低的丙二醛含量和更高的过氧化物酶活性。转录因子ZmEREB180可能在调控玉米根系生长发育方面具有积极的促进作用,并且能增强玉米植株对高盐、干旱、渗透、低氮等逆境胁迫的耐受性。本研究为下一步鉴定转录因子ZmEREB180在玉米中的生物学功能和分子机制奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 玉米 ZmEREB180 转录因子 根系 非生物胁迫 氮利用效率

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玉米ZmGRAS13基因的克隆及功能研究 被引量：2

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作者 折萌 郑登俞 +3 位作者 柯照 吴忠义 邹华文 张中保 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1420-1434,共15页

GRAS家族是植物特有的一类转录因子,在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等方面发挥着重要作用。探究玉米(Zea mays L.)GRAS家族基因功能将为玉米新种质创制提供重要的基因资源。本研究克隆获得了ZmGRAS13基因(Zm00001eb401210),利用生物... GRAS家族是植物特有的一类转录因子,在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等方面发挥着重要作用。探究玉米(Zea mays L.)GRAS家族基因功能将为玉米新种质创制提供重要的基因资源。本研究克隆获得了ZmGRAS13基因(Zm00001eb401210),利用生物信息学分析、实时荧光定量PCR(qPCR)等技术对该基因的基本特性、组织表达特性及逆境胁迫下表达模式等进行分析。生物信息学分析结果显示,该基因编码序列全长为1638 bp,编码545个氨基酸;ZmGRAS13蛋白不具有跨膜结构,分子量为60.79 kD,理论等电点为5.86,具有GRAS家族所特有的保守结构域。对基因启动子上游2 kb序列进行分析,发现该序列含有与逆境胁迫、激素响应及光响应等相关的顺式作用元件。qPCR分析表明,ZmGRAS13基因在玉米不同组织中均有表达,且茎中的表达量最高;同时该基因在不同非生物胁迫处理条件下均有不同程度的诱导表达。玉米原生质体瞬时表达实验表明,ZmGRAS13蛋白定位于细胞核。在分别含有不同浓度梯度的NaCl、甘露醇(mannitol)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和水杨酸(salicylic acid,SA)的1/2 MS固体培养基上,转ZmGRAS13基因拟南芥株系的根长均显著长于野生型拟南芥;在土壤中,高盐和干旱处理下转基因拟南芥株系较野生型拟南芥生长状态更好,且绿叶率高于野生型。转ZmGRAS13基因拟南芥与野生型相比,抗逆生理指标MDA含量降低、叶绿素含量增加、POD和CAT活性增强,且差异均显著。由此推测,ZmGRAS13基因可能参与玉米生长发育调控和对逆境胁迫应答及激素信号转导途径。本研究为进一步解析ZmGRAS13在玉米中的生物学功能提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 玉米 ZmGRAS13 转录因子 渗透胁迫 盐胁迫 异源表达

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不同谷子品种富硒能力及外源硒协同增效作用的研究 被引量：2

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作者 黄子鹏 魏丹 +6 位作者 迟凤琴 姚磊 丁建莉 李艳 金梁 何义利 李沛 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期206-213,共8页

为了实现缺硒带谷子高效富硒生产的目标,研究京郊谷子在缺硒土壤(褐土,硒含量0.266 mg/kg)吸收土壤硒的能力和喷施外源硒及增效制剂对硒的吸收效率。以“京谷2号”“京谷3号”“京谷4号”谷子为试验材料,设置4个硒水平(0、11.25、15.00... 为了实现缺硒带谷子高效富硒生产的目标,研究京郊谷子在缺硒土壤(褐土,硒含量0.266 mg/kg)吸收土壤硒的能力和喷施外源硒及增效制剂对硒的吸收效率。以“京谷2号”“京谷3号”“京谷4号”谷子为试验材料,设置4个硒水平(0、11.25、15.00、22.50 g/hm^(2))和2个增效剂(18.75 L/hm^(2)腐植酸和0.19 L/hm^(2)有机硅),采用田间随机区组试验,研究施用外源硒(Na_(2)SeO_(3))条件下,谷子品种与富硒的交互作用和增效制剂对富硒能力的提升。通过测定谷子籽粒硒含量、籽粒硒利用效率和强化指数,比较不同增效剂与硒协同作用对谷子富硒能力提升效率的影响,为生产中优化高附加值富硒农产品生产提供参考。结果表明:CK处理中,“京谷2号”籽粒硒含量、籽粒硒生物富集指数最高,筛选“京谷2号”为土壤硒富集能力强品种,Se处理中,“京谷4号”籽粒硒含量、硒利用效率、强化指数均最高,筛选“京谷4号”为外源硒富集能力强品种;腐植酸和有机硅增效剂与硒协同作用比较,喷施腐植酸增效剂显著提高谷子籽粒硒含量、硒利用效率和强化指数,其提高谷子富硒效率效果明显;喷施腐植酸增效剂条件下,“京谷4号”籽粒硒含量比Se2处理增加30.37%,“京谷2号”“京谷3号”籽粒硒含量比Se3处理增加41.50%、16.81%。缺硒土壤生产富硒谷子,品种选择“京谷4号”,选择腐植酸增效剂及15.00 g/hm^(2)Na_(2)SeO_(3),其中“京谷2号”“京谷3号”,喷施腐植酸增效剂可减少1/3亚硒酸钠用量,达到增加籽粒硒含量的目的。 展开更多

关键词 谷子 叶面施硒 增效剂 籽粒硒含量 籽粒品质

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玉米N-乙酰转移酶ZmNAT1基因响应非生物胁迫的功能分析

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作者 郭思语 赵克勇 +3 位作者 代正罡 邹华文 吴忠义 张春 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2001-2013,共13页

GNAT(Gcn5-related N-acetyltransferase)家族蛋白在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中发挥着重要作用。目前GNAT家族基因在多个物种中的生物学功能已有报道,但在玉米(Zea mays L.)中的功能验证研究却很少。探究玉米GNAT家族基因... GNAT(Gcn5-related N-acetyltransferase)家族蛋白在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中发挥着重要作用。目前GNAT家族基因在多个物种中的生物学功能已有报道,但在玉米(Zea mays L.)中的功能验证研究却很少。探究玉米GNAT家族基因的功能,不仅能丰富我国的玉米育种基因资源,同时也可为玉米的新种质资源创制提供重要依据。本研究克隆了ZmNAT1基因(Gene ID:541936,GRMZM2G123159),通过生物信息学分析发现,该基因CDS全长为519 bp,编码172个氨基酸,具有GNAT家族特有的保守结构域。通过对ZmNAT1基因在玉米不同时期不同组织中的表达量和不同逆境胁迫下表达模式分析发现:ZmNAT1在成熟根中的表达量最高,在不同非生物逆境胁迫处理下,ZmNAT1基因均有不同程度的诱导表达。通过异源表达获得了3株独立的表达量较高的转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)纯合株系,对其进行了不同逆境胁迫处理下表型鉴定实验,结果表明,转基因拟南芥相对于野生型拟南芥有更好的表型,在盐胁迫、渗透胁迫和干旱条件下的转基因株系的根显著长于野生型,且植株较野生型植株的绿叶率和叶绿素含量均升高、丙二醛含量降低,差异均达到显著水平。由此推测,ZmNAT1基因可能参与玉米对干旱、盐等非生物逆境胁迫的应答。本研究为进一步解析ZmNAT1在玉米中的生物学功能提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 玉米 ZmNAT1 根系 生长发育 逆境胁迫

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植物超分子纤维素合酶复合体的结构与组装研究进展

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作者 任世坦 郑林 +2 位作者 姜廷波 周博如 王宏芝 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期2402-2415,共14页

纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,也是自然界最丰富的可再生资源。植物纤维素由β-1,4-葡聚糖链组成,其合成是由位于质膜上的纤维素合酶复合体(cellulose synthase complex, CSC)催化完成。文章从生物化学、遗传学和进化角度分析了植... 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,也是自然界最丰富的可再生资源。植物纤维素由β-1,4-葡聚糖链组成,其合成是由位于质膜上的纤维素合酶复合体(cellulose synthase complex, CSC)催化完成。文章从生物化学、遗传学和进化角度分析了植物CSC结构及组装方面的最新研究成果,包括纤维素合酶(cellulose synthase, CesA)亚基的蛋白结构特征和生物学功能、CesA组装成玫瑰花环CSC核心复合体的机制,以及CSC结构与纤维素特性的关系。进一步探讨了细胞骨架等辅助蛋白和蛋白翻译后修饰在超分子CSC组装与纤维素合成调控中的作用。最后,文章展望了利用单碱基编辑技术突变植物保守结构域(plant-conserved region, PCR)、N端结构域(N-terminal domain, NTD)或跨膜结构域(transmembrane domain, TM)等结构域的关键氨基酸位点,改变纤维素合酶复合体稳定性和功能,为培育生物量增加、抗逆性增强、适合特定工业应用的新型植物提供理论基础,为植物纤维素基因工程遗传改良提供了新策略。 展开更多

关键词 纤维素合酶(CesA) 纤维素合酶复合体(CSC) CSC结构 CSC组装 纤维素

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林业废弃物的食用菌基质化利用研究进展

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作者 武月园 刘宇 +5 位作者 孙晓红 高琪 郑凯 王守现 宋庆港 宋爽 《上海农业学报》 2024年第6期146-152,共7页

我国林业资源丰富,森林维护和林木加工过程中产生了大量的林业废弃物。食用菌强大的碳水化合物降解酶系可将林业废弃物中的营养转化为对人体健康有益的菌物蛋白、活性多糖、膳食纤维等。林业废弃物的食用菌基质化利用不仅可以消耗大量... 我国林业资源丰富,森林维护和林木加工过程中产生了大量的林业废弃物。食用菌强大的碳水化合物降解酶系可将林业废弃物中的营养转化为对人体健康有益的菌物蛋白、活性多糖、膳食纤维等。林业废弃物的食用菌基质化利用不仅可以消耗大量林业废弃物,同时还可以解决食用菌栽培原料短缺的问题。本文从林业废弃物资源化利用现状及其食用菌基质化利用等方面,论述了林业废弃物作为食用菌栽培基质的可行性和存在的问题,并探讨了从宏观政策引导、基础应用研究加强以及基质化生产链条建立等角度推进林业和菌业结合的发展潜力,以期为林业废弃物生产食用菌提供参考。 展开更多

关键词 林业废弃物 食用菌 基质化利用

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H9亚型禽流感病毒mRNA疫苗的构建与效力评价 被引量：2

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作者 黄程 杨志远 +7 位作者 林健 程慧敏 王米 毛惠琳 王国良 刘贵明 赵际成 刘月焕 《畜牧兽医学报》 北大核心 2025年第4期1843-1853,共11页

H9亚型禽流感(avian influenza, AI)对养鸡业尤其肉鸡产业危害巨大,灭活疫苗不能有效阻止病毒在鸡上呼吸道感染复制,有必要研究H9亚型禽流感病毒(avian influenza virus, AIV)血凝素(hemagglutinin, HA)基因的mRNA疫苗。参考GenBank 202... H9亚型禽流感(avian influenza, AI)对养鸡业尤其肉鸡产业危害巨大,灭活疫苗不能有效阻止病毒在鸡上呼吸道感染复制,有必要研究H9亚型禽流感病毒(avian influenza virus, AIV)血凝素(hemagglutinin, HA)基因的mRNA疫苗。参考GenBank 2022年公开的HA基因序列,优化HA全长(HA)和HA胞外区(HAe)序列,连接至pUC57载体构建体外转录模板,经体外转录、加帽、纯化,采用脂质纳米颗粒(Lipid nanoparticles, LNP)包封mRNA,并转染人胚肾细胞(293T)、仓鼠肾细胞(BHK-21)和鸡胚成纤维细胞(DF-1),Western blot检测HA表达。20只3周龄SPF鸡,随机分成4组,每组5只,分别经腿部肌肉接种0.3 mL PBS、25μg HA mRNA LNP、25μg HAe mRNA LNP和0.3 mL H9亚型AI灭活疫苗。免疫后4周采集血清,检测血凝抑制(hemagglutination inhibition, HI)抗体,每只鸡滴鼻点眼H9N2亚型AIV 0.2 mL(含10^(6.0)EID_(50)),攻毒后5日采集咽喉拭子和外周血单个核细胞,分别检测病毒分离情况及IFN-γ、IL-4的表达水平,观察气管组织病理学变化。Western blot结果显示两种mRNA HA蛋白均成功表达,经LNP包封后可有效在细胞内完成翻译。HA mRNA LNP和HAe mRNA LNP免疫SPF鸡后HI抗体效价(log2)平均值分别为5.6和3。H9亚型AI灭活疫苗免疫后HI抗体效价(log2)平均值为9.8,极显著高于2个mRNA LNP组(P<0.01)。非免疫对照、HA mRNA LNP、HAe mRNA LNP和H9亚型AI灭活疫苗组病毒分离结果分别为5/5、1/5、4/5和2/5。HA mRNA LNP组IFN-γ表达水平显著高于其他组(P<0.05),HAe mRNA LNP组IL-4表达水平显著低于其他组(P<0.05)。气管组织病理学变化结果表明HA mRNA LNP和H9亚型AI灭活疫苗免疫可有效减轻H9亚型AIV对SPF鸡气管上皮细胞的损伤。构建的H9亚型AIV HA全长mRNA疫苗免疫鸡能提供有效保护,而HA胞外区mRNA疫苗不能提供有效的免疫保护。 展开更多

关键词 H9亚型 禽流感病毒 mRNA疫苗 LNP 免疫保护

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谷子生长调节因子互作因子基因家族生物信息学分析 被引量：2

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作者 张立全 张浩林 +2 位作者 李丛丛 魏建华 张杰伟 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期878-883,共6页

【目的】生长调节因子互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育和逆境胁迫中起重要作用。通过系统分析谷子GIF基因家族的组成、各成员的结构以及进化关系,为GIF基因调节机制研究提供参考。【... 【目的】生长调节因子互作因子(GRF-interacting factor,GIF)是植物体内一类转录共激活因子,在植物生长发育和逆境胁迫中起重要作用。通过系统分析谷子GIF基因家族的组成、各成员的结构以及进化关系,为GIF基因调节机制研究提供参考。【方法】利用谷子基因组数据库,采用生物信息学的方法,鉴定谷子GIF基因家族的基因结构、染色体定位,编码蛋白相似性、二级结构、跨膜区和磷酸化位点预测,通过序列比对进行进化和分类分析。【结果】谷子含有3个GIF基因,均含有4个外显子,分布于第3、8和9号染色体上。编码SiGIF1蛋白和SiGIF2蛋白相似性最高,为72.04%,SiGIF1蛋白和SiGIF3蛋白相似性最低,为37.08%。二级结构分析显示,谷子GIF蛋白无规则卷曲占比最高(41.56%~56.60%),其次为α-螺旋(34.43%~35.50%),再次为β-转角(5.19%~11.69%),β-折叠最低(3.23%~11.26%)。TMHMM跨膜区进行分析显示,谷子GIF蛋白均不含有跨膜区。MEME保守基序分析显示,谷子GIF蛋白均含有保守的SSXT(PF05030)结构域。磷酸化位点预测分析表明谷子GIF蛋白均含有潜在磷酸化位点。【结论】谷子GIF基因家族的基因结构、磷酸化位点预测等生物信息学分析结果将为揭示谷子GIF基因家族在谷子生长发育过程中的功能提供重要的线索。 展开更多

关键词 谷子 生长调节因子互作因子 基因家族 进化分析

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食用菌菌渣理化性质及利用途径研究进展 被引量：12

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作者 贺国强 魏金康 +1 位作者 胡晓艳 孙晓红 《蔬菜》 2023年第5期30-40,共11页

为了促进食用菌菌渣的高效利用,在介绍食用菌菌渣理化性质的基础上,从食用菌栽培再利用及用作饲料、肥料、生态环境的修复材料等方面综述了食用菌菌渣利用途径的研究进展,指出菌渣利用中存在的理化性质研究薄弱、研究应用缺乏协作、应... 为了促进食用菌菌渣的高效利用,在介绍食用菌菌渣理化性质的基础上,从食用菌栽培再利用及用作饲料、肥料、生态环境的修复材料等方面综述了食用菌菌渣利用途径的研究进展,指出菌渣利用中存在的理化性质研究薄弱、研究应用缺乏协作、应用性研究不足等问题,并提出发展建议,如加深基础研究;加强学科间的融合和行业间的合作;加强菌渣利用的应用研究等。综合来看,食用菌菌渣的高效应用前景广阔。 展开更多

关键词 食用菌 菌渣 资源化 综合利用

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大麦HSF基因家族成员的鉴定与表达分析

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作者 石明玉 冯浩 李柱刚 《麦类作物学报》 北大核心 2025年第7期922-931,共10页

热激转录因子(heat shock transcription factor,HSF)家族与植物生长发育、胁迫响应密切相关。为了解大麦HSF家族成员的功能,本研究利用生物信息学方法在大麦全基因组水平进行HSF家族成员鉴定,并对其理化性质、亚细胞定位、进化关系和... 热激转录因子(heat shock transcription factor,HSF)家族与植物生长发育、胁迫响应密切相关。为了解大麦HSF家族成员的功能,本研究利用生物信息学方法在大麦全基因组水平进行HSF家族成员鉴定,并对其理化性质、亚细胞定位、进化关系和共线性关系及基因结构、启动子顺式作用元件、蛋白互作网络进行了分析。结果发现,在大麦中共鉴定到的29个HSF基因,HvHSF蛋白的分子量介于10.24~56.59 kDa之间,属于稳定性较差的亲水蛋白,均预测定位于细胞核。进化树将大麦HvHSF基因分为A、B、C三类;共线性分析显示,HvHSF5d和HvHSF7b为共线基因对。结构域和基因结构分析发现,亲缘关系较近的HvHSF具有相似的结构域和基因结构。启动子顺式作用元件分析发现,HvHSF启动子含有多种与生长发育以及抗逆相关的顺式作用元件。蛋白互作网络预测表明,HvHSF可能参与植物胁迫响应调节和H_(2)O_(2)的清除。通过大麦地下部盐、碱胁迫转录组测序结合qRT-PCR验证发现,HvHSF在盐、碱胁迫下表达存在差异。盐、碱胁迫下,HvHSF1a、HvHSF1b、HvHSF2a、HvHSF3c、HvHSF5b表达量均有所增加;HvHSF6在盐胁迫下表达量增加,碱胁迫下降低。综上,HSF家族成员可能参与大麦耐盐、碱调控。 展开更多

关键词 大麦 热激转录因子(HSF) 生物信息学 基因表达 系统进化发育

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玉米转录因子ZmbHLH91对非生物逆境胁迫的应答 被引量：9

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作者 悦曼芳 张春 +2 位作者 郑登俞 邹华文 吴忠义 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3004-3017,共14页

bHLH(basichelix-loop-helix)是植物中一个重要的转录因子家族,在调控植物生长发育、逆境胁迫及信号转导过程中发挥着重要作用。目前,动物中大部分bHLH转录因子功能已明确,但是在植物中,尤其是玉米中的研究报道较少。在前期工作中,我们... bHLH(basichelix-loop-helix)是植物中一个重要的转录因子家族,在调控植物生长发育、逆境胁迫及信号转导过程中发挥着重要作用。目前,动物中大部分bHLH转录因子功能已明确,但是在植物中,尤其是玉米中的研究报道较少。在前期工作中,我们对玉米生长发育过程中的4个关键时期进行了根系表型鉴定和转录组测序分析,发现转录因子ZmbHLH91在六叶期(V6)、十二叶期(V12)和抽雄期(VT)的相邻时期间的表达均差异显著,且ZmbHLH91在V6,V12和VT这些根系生长发育活跃期的表达量较高,推测该基因可能调控玉米根系的生长发育。为探究ZmbHLH91基因在根系生长和抵抗逆境胁迫方面的作用,本研究克隆了ZmbHLH91(AC:NC_AQL05369)基因,该基因全长2112bp,具有bHLH转录因子家族特有的保守结构域。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,ZmbHLH91在玉米根中的表达量最高,其在三叶期幼根中的表达量高于抽雄期成熟根。在高盐、渗透、低温以及脱水胁迫处理下,玉米幼苗中ZmbHLH91的表达均上调。在无胁迫处理的1/2 MS培养基上,ZmbHLH91异源表达拟南芥与野生型拟南芥的根长无明显差别,而在梯度浓度NaCl和甘露醇处理的培养基上,ZmbHLH91异源表达拟南芥的根均长于野生型,且差异显著;在土壤中进行干旱和高盐处理后,转基因拟南芥比野生型拟南芥表现出更好的生长状态、更高的过氧化物酶(POD)活性和更高的绿叶率。推测ZmbHLH91基因可能参与响应高盐、干旱以及渗透胁迫等逆境条件。ZmbHLH91基因在茉莉酸(jasmonic acid,JA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)等激素处理下均上调表达,推测ZmbHLH91基因可能参与响应JA和ABA激素信号。在梯度浓度JA处理的培养基上,转基因拟南芥的根长均长于野生型,且差异显著。酵母双杂交实验表明ZmbHLH91与ZmMYC2相互作用,ZmMYC2是JA信号通路中重要的蛋白,由此推测ZmbHLH91蛋白可能参与JA信号通路。综上所述,ZmbHLH91可能参与高盐、干旱和渗透胁迫应答及JA信号转导途径。本研究为进一步解析ZmbHLH91在玉米中的生物学功能提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 玉米 ZmbHLH91 盐胁迫 渗透胁迫 酵母双杂 信号转导

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植物转录因子AP2/ERF家族蛋白结构和功能的研究进展 被引量：28

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作者 悦曼芳 张春 吴忠义 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期11-26,共16页

AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)转录因子家族均含有1-2个由60个左右的氨基酸所构成的AP2/ERF结构域。按照AP2/ERF结构域的个数以及是否含有其他结构域,将其分为AP2(APETALA2)、乙烯响应因子(ERF)、脱水响应元件结合蛋白(... AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)转录因子家族均含有1-2个由60个左右的氨基酸所构成的AP2/ERF结构域。按照AP2/ERF结构域的个数以及是否含有其他结构域,将其分为AP2(APETALA2)、乙烯响应因子(ERF)、脱水响应元件结合蛋白(DREB)、RAV和Soloist五个亚家族。该家族在植物生长发育以及响应生物胁迫和非生物胁迫等方面起重要作用。概括了AP2/ERF转录因子的结构功能特点,以及近年来AP2/ERF家族蛋白参与植物生长发育以及对逆境响应等方面的进展,为该类转录因子今后的研究提供帮助。 展开更多

关键词 AP2/ERF 转录因子 激素 生长发育 逆境胁迫

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玉米转录因子ZmEREB211对非生物逆境胁迫的应答 被引量：3

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作者 艾蓉 张春 +2 位作者 悦曼芳 邹华文 吴忠义 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2433-2445,共13页

AP2/ERF (APETALA2/ethylene-responsive factor)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等方面起重要作用。探究玉米(Zea mays L.) AP2/ERF家族基因功能将为玉米新种质创制提供重要的基因资源。本... AP2/ERF (APETALA2/ethylene-responsive factor)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育和响应逆境胁迫等方面起重要作用。探究玉米(Zea mays L.) AP2/ERF家族基因功能将为玉米新种质创制提供重要的基因资源。本研究克隆获得了ZmEREB211(GeneID:103647485)基因,利用生物信息学分析、实时荧光定量PCR等技术对该基因的基本特性、组织表达特性及响应逆境胁迫表达模式等进行了分析;对转基因拟南芥株系进行了相应逆境胁迫处理和表型鉴定。结果显示:该基因只包含1个外显子,cDNA全长为792bp,编码263个氨基酸;ZmEREB211蛋白分子量为27.9kD,理论等电点为6.01,具有AP2家族所特有的保守结构域;ZmEREB211基因在玉米根系中的表达量最高,且在幼根中的表达量高于成熟根中的表达量;同时该基因在脱水、高盐、干旱和低温等处理条件下均有不同程度的诱导表达。在分别含有不同浓度梯度的NaCl、甘露醇(mannitol)和茉莉酸(jasmonicacid,JA)的1/2MS培养基上,转ZmEREB211基因拟南芥株系的根长显著长于野生型。在干旱和高盐处理下,盆栽转基因拟南芥株系较野生型株系表现出更强的耐受性,且苗期的绿叶数显著多于野生型,过氧化物酶(POD)活性和叶绿素含量均显著高于野生型。研究表明ZmEREB211可能参与调控玉米根系生长发育,对高盐、干旱、渗透等逆境胁迫及JA激素处理均能起到正向的调控作用。本研究为进一步解析ZmEREB211在玉米中的生物学功能提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 玉米 ZmEREB211 转录因子 异源表达 根系 逆境胁迫

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噬菌体编码的抗生素抗性基因研究进展 被引量：6

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作者 张越 胡雪莹 王旭明 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2315-2320,共6页

噬菌体作为地球上丰度最高的生物体,对于全球生态系统的微生物群落组成与动态,生物地球化学循环和细菌进化等都具有重要作用,但噬菌体对抗生素抗性的贡献还所知甚少.通过宏基因组测序和定量PCR等技术,发现了海洋,河流,土壤,动物肠道等... 噬菌体作为地球上丰度最高的生物体,对于全球生态系统的微生物群落组成与动态,生物地球化学循环和细菌进化等都具有重要作用,但噬菌体对抗生素抗性的贡献还所知甚少.通过宏基因组测序和定量PCR等技术,发现了海洋,河流,土壤,动物肠道等环境的噬菌体基因组中存在多种耐药基因(antibiotic resistance genes,ARGs).因此,噬菌体及其介导的转导作用可能对ARGs的富集扩散发挥着重要作用.本文综述了不同环境介质的噬菌体基因组中ARGs的分布特征以及噬菌体介导的ARGs水平转移的研究进展,同时展望了为阐明噬菌体对抗生素抗性贡献需要解决的科学问题.本文将为了解噬菌体在ARGs传播扩散中的作用以及扩展对可移动抗性组的认知奠定基础. 展开更多

关键词 噬菌体 耐药基因 可移动抗性组 基因水平转移

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浅析我国农业科研基地发展的现状问题和建议 被引量：2

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作者 李向龙 赵克勇 张彰 《农业与技术》 2024年第10期171-173,共3页

农业科研基地有助于推动农业科技创新,是农业科研试验和成果展示的主要场所,在提升我国农业科研水平中发挥了重要作用。本文分析了发展我国农业科研基地的重要性及现状,提出基地在发展过程中存在的共性不足,并就管理机制、人才培养、经... 农业科研基地有助于推动农业科技创新,是农业科研试验和成果展示的主要场所,在提升我国农业科研水平中发挥了重要作用。本文分析了发展我国农业科研基地的重要性及现状,提出基地在发展过程中存在的共性不足,并就管理机制、人才培养、经费保障、设施规划等问题提出建议,以期为农业科研基地的长期稳定发展提供参考。 展开更多

关键词 农业 科研基地 发展现状 存在问题 建议

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连环湖大银鱼稳产水域中的浮游植物群落特征及水质状况

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作者 李喆 唐富江 +3 位作者 刘欣 陈昕 王永康 李旭阳 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期242-251,共10页

于2018年6月—2019年4月对连环湖大银鱼稳产水域阿木塔和牙门气湖区浮游植物群落特征及水质状况进行了调查研究。结果显示,浮游植物8门120种,密度和生物量的平均值分别为372.83×10^(4) ind·L^(-1)和2.8043 mg·L^(-1)。... 于2018年6月—2019年4月对连环湖大银鱼稳产水域阿木塔和牙门气湖区浮游植物群落特征及水质状况进行了调查研究。结果显示,浮游植物8门120种,密度和生物量的平均值分别为372.83×10^(4) ind·L^(-1)和2.8043 mg·L^(-1)。大银鱼生长(明水期)和繁殖孵化时期(冰封期)浮游植物群落特征不同,综合分析呈现以绿藻为优势的群落特征。综合3个多样性指数的结果表明,在明水期,浮游植物的多样性较高;在冰封期,其分布更为均匀。根据3个多样性指数和评价标准,显示大银鱼高产稳产水域水质在寡污型至α-中污型之间。 展开更多

关键词 大银鱼 高产稳产 浮游植物 水质

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畜禽粪污好氧发酵多参数监测系统设计与试验

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作者 赵文文 仇天雷 +3 位作者 朱君 王海峰 贾楠 李斌 《中国猪业》 2024年第3期34-46,共13页

为解决畜禽粪污好氧发酵监测系统的参数单一、缺少罐体强度与监测数据有效性分析等问题,研究设计了畜禽粪污好氧发酵多参数监测系统,并开展测试与试验。该系统基于多点分布的气体-温度传感器,采集粪污发酵过程中CO_(2)、O_(2)及不同堆... 为解决畜禽粪污好氧发酵监测系统的参数单一、缺少罐体强度与监测数据有效性分析等问题,研究设计了畜禽粪污好氧发酵多参数监测系统,并开展测试与试验。该系统基于多点分布的气体-温度传感器,采集粪污发酵过程中CO_(2)、O_(2)及不同堆层温度的实时数据,利用DWIN DGUS开发平台搭建本地操作系统,实现监测信息的显示、存储等,并采用ANSYS软件对发酵罐体及搅拌机构的结构强度进行分析。结果表明,在机械结构强度仿真分析过程中,发酵罐体及搅拌机构最大等效应力分别为0.837 MPa、0.276 MPa,最大变形量分别为(1.61×10^(-3))mm、(4.44×10^(-4))mm,强度符合设计要求;在预试验过程中,发酵罐内在不同堆层的温度变化一致,其中罐内温度传感器A~E采集温度的平均值分别为28.60℃、28.64℃、27.82℃、28.73℃和28.21℃,均显著高于罐外温度传感器F的平均值25.51℃(P<0.05),罐内CO_(2)、O_(2)浓度最大差值分别为221 ppm、0.5%;在正式试验过程中,粪污好氧发酵过程经历了完整的升温、高温、降温阶段,且粪污发酵高温期持续时间在5 d以上,罐内CO_(2)浓度与O_(2)浓度呈相反的增减趋势变化;借助hampel滤波识别方法分别构建了罐体中、下层的粪污发酵温度与发酵时间的回归模型,相关系数R2分别为0.85和0.79。说明该系统中各传感器采集的数据稳定,发酵过程符合好氧发酵的变化规律,发酵温度与发酵时间具有较好的相关性,可满足规模化好氧发酵过程参数在线监测需求。 展开更多

关键词 畜禽粪污 发酵 堆肥 温度 气体监测 发酵罐 hampel 滤波 仿真分析

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大麦CIPK基因家族鉴定及表达分析

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作者 高姗姗 冯浩 +3 位作者 黄鑫 张鑫月 张泽阳 刘贵河 《现代农业科技》 2024年第4期156-163,共8页

钙调神经磷酸酶B样相互作用蛋白激酶(CIPK)蛋白家族是由Ca^(2+)介导的植物信号通路中的关键蛋白家族,在植物抗逆和生长发育中发挥着关键作用。本文利用生物信息学方法和转录组数据分析法,进行了大麦CIPK基因家族鉴定及表达分析。结果表... 钙调神经磷酸酶B样相互作用蛋白激酶(CIPK)蛋白家族是由Ca^(2+)介导的植物信号通路中的关键蛋白家族,在植物抗逆和生长发育中发挥着关键作用。本文利用生物信息学方法和转录组数据分析法,进行了大麦CIPK基因家族鉴定及表达分析。结果表明,从大麦基因组数据库中鉴定出31个大麦CIPK基因家族成员,命名为HvCIPK1~HvCIPK31,这些成员分为5个亚族。HvCIPKs基因家族成员具有CIPKs典型的N端激酶结构域和C端NAF调节结构域;蛋白质分子量为40302.27~89926.43 kD,为亲水性蛋白;启动子总共包含11种与非生物胁迫、激素调控以及生长发育相关的顺式作用元件;HvCIPKs与Na^(+)和K^(+)转运体、ABA信号通路关键蛋白(SOS1、AKT1和ABL2)存在相互作用关系;HvCIPK1、HvCIPK2、HvCIPK6、HvCIPK9、HvCIPK11与响应盐碱胁迫相关。该研究可为进一步探索大麦HvCIPKs基因家族功能及调控机制提供理论依据。 展开更多

关键词 大麦 CIPK基因家族 生物信息学 转录组表达量

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谷子GRF基因家族鉴定与分析 被引量：5

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作者 张立全 张浩林 +3 位作者 李丛丛 姚磊 魏建华 张杰伟 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期2340-2347,共8页

【目的】系统分析谷子GRF基因家族在谷子中如何发挥作用。【方法】基于谷子基因组数据库和生物信息学方法,鉴定谷子GRF基因家族的基因结构、基本特征、编码蛋白结构和潜在的磷酸化位点,并以序列比对进行系统进化分析。【结果】谷子含有1... 【目的】系统分析谷子GRF基因家族在谷子中如何发挥作用。【方法】基于谷子基因组数据库和生物信息学方法,鉴定谷子GRF基因家族的基因结构、基本特征、编码蛋白结构和潜在的磷酸化位点,并以序列比对进行系统进化分析。【结果】谷子含有10个GRF基因,含有2~4个外显子,分布于谷子第1、2、4、7、8和9号染色体上。MEME保守基序分析显示,谷子GRF蛋白均含有保守的QLQ(PF08880)和WRC(PF08879)结构域。磷酸化位点分析表明谷子GRF蛋白均含有大量的潜在磷酸化位点。【结论】为今后揭示谷子GRF蛋白的功能及其翻译后修饰提供重要参考。 展开更多

关键词 谷子 GRF 基因家族 进化分析 磷酸化

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