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七叶一枝花根际与非根际土壤细菌群落多样性
郑梅霞, 陈宏, 朱育菁, 苏海兰
, doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.12.012
摘要:
  目的  研究七叶一枝花野生环境和人工栽培中根际与非根际土壤细菌群落结构的差异,为揭示野生七叶一枝花和移栽七叶一枝花土壤的细菌群落结构,明确不同栽培模式下土壤细菌群落的变化,探究野生七叶一枝花土壤细菌的多样性的优势。  方法  本研究提取七叶一枝花土壤宏基因组DNA,采用illumina miseq 2×300 bp进行高通量测序;对两种栽培模式土壤的细菌多样性进行分析;在不同水平上分析两种栽培模式下的显著性差异,并通过LDA EffectSize组间群落差异分析两种栽培模式中起关键作用的门和属。  结果  研究结果表明七叶一枝花土壤中细菌多样性丰富,包括21个门、33个纲、52个目、89个科和160个属。七叶一枝花非根际土壤细菌多样性指数Chao、Ace、Shannon和Simpson指数显示非根际土壤细菌群落具有更高的丰富性和多样性。在门水平和科水平没有显著差异。在纲水平,具有显著差异的是绿菌纲Chlorobia,其在七叶一枝花根际土壤中的含量低于非根际土壤;在目水平,具有显著差异的是绿菌目Chlorobiales和粘球菌目Myxococcales,其在七叶一枝花根际土壤中的含量低于非根际土壤;在属水平,具有显著差异的是不动杆菌属AcinetobacterRudaea,其在七叶一枝花根际土壤中的含量低于非根际土壤;在种水平,具有显著差异的是MucilaginibacterximonensisunculturedNannocystineaebacteriumunculturedSingulisphaerasp.unculturedSolibacteraceaebacteriumunculturedXanthomonadaceaebacterium,其在七叶一枝花根际土壤中的含量均低于非根际。  结论  本研究表明七叶一枝花非根际土壤细菌群落具有更高的丰富性和多样性,为进一步探索七叶一枝花的土壤微生物环境奠定基础。
炭疽菌侵染后刺葡萄果皮酵母双杂交cDNA文库构建
雷龑, 谢倩, 陈婷, 刘鑫铭, 陈清西
摘要:
  目的  炭疽病是南方葡萄的重要病害,刺葡萄是高抗炭疽病的重要野生葡萄资源,目前尚未见到关于葡萄炭疽菌侵染后的葡萄果皮酵母cDNA文库的报道。本文构建了葡萄炭疽菌侵染后刺葡萄果皮的酵母cDNA文库,为葡萄抗炭疽病分子机理研究提供材料基础。  方法  提取葡萄炭疽菌侵染后1、3、7 d的刺葡萄‘福安’果皮总RNA,采用SMART的方法将总RNA反转录合成cDNA,使用试剂盒将cDNA纯化,随后将纯化产物(双链cDNA)酶切处理及短片段去除,获得质量良好的cDNA。将其克隆到 pGADT7三框质粒载体,经纯化精制,获得初级cDNA文库。对初级cDNA文库扩增后,提取文库质粒转化到Y187酵母菌中,制作扩增的酵母文库,并对酵母文库进行鉴定。  结果  经检测所构建的初级cDNA文库库容约为5.2×106 cfu,重组率约为97.92%,插入的片段长度主要分布在400—2000 bp,具有良好的多态性。进一步获得的Y187酵母文库滴度约为6.0×107 cfu·mL−1  结论  构建的葡萄炭疽菌诱导的刺葡萄果皮酵母cDNA文库质量符合酵母双杂交筛选要求,为筛选葡萄炭疽病侵染过程中的互作蛋白奠定基础。
利用BSA-Seq方法鉴定谷丰B抗稻瘟病基因
陈子强, 陈松彪, 郭新睿, 颜静宛, 田大刚, 李刚, 王锋
摘要:
  目的  挖掘和鉴定谷丰B稻瘟病抗性基因,了解谷丰B稻瘟病抗性遗传模式。  方法  以谷丰B和日本晴杂交获得F1和F2代遗传群体,接种稻瘟菌501-3并分析抗病遗传模式;在F2群体中挑选极端抗/感单株构建DNA混合池,利用群体分离分析法(BSA)定位关联区域。  结果  谷丰B对KJ201、RB22、CHNOS、RB6、2Y838-1、501-3和IR16-1等菌株均表现高抗性,表明谷丰B基因组可能携带了广谱高抗稻瘟病基因。谷丰B和日本晴杂交,F1群体表现抗501-3和IR16-1,F2群体的抗病/感病分离比不符合3:1,推测谷丰B基因组存在多个位点影响稻瘟病抗性。对F2群体的极端抗病、感病混合池及亲本DNA进行全基因组测序,鉴定了1,756,964个单核苷酸多态性(SNPs)标记。分析子代△SNP-index,定位到2个与抗病性显著关联区间,分别为Chr.6: 10,082-11,397Kb和Chr.11: 120-266Mb。其中,6号染色体的关联区间与Pi2/9抗病位点等位,区间内含有4006个SNPs和623个插入缺失(InDels)标记;11号染色体的关联区间含有752个SNPs和195个InDels标记。  结论  谷丰B对强致病力501-3菌株抗性可能是由第6号和11号染色体上的基因共同控制。研究结果为谷丰B抗性基因的精细定位及基因克隆奠定了基础,并为水稻抗稻瘟病分子标记辅助选择提供标记资源。
怀玉山三叶青2个栽培种块根的转录组分析
洪森荣, 黄丹丹, 黄诗慧, 黄夏梦, 蒋椰, 李万平, 蔡红, 陈荣华
摘要:
  目的  怀玉山三叶青2个栽培种‘怀玉1号’(HY1组)和‘怀玉2号’(HY2组)与黄酮类化合物合成相关差异表达基因的筛选。  方法  以怀玉山三叶青‘怀玉1号’(HY1组)和‘怀玉2号’(HY2组)的块根为试验材料进行转录组分析。  结果  HY1组和HY2组的Clean reads分别为42311662和41411202。2组样品Q30碱基百分比均不小于95.75%。HY1组和HY2组的转录因子家族多为MYB-superfamily、bHLH、AP2/ERF、NAC、C2C2、WRKY等。HY1组和HY2组表达量FPKM的对数值在0-2。HY1组和HY2组表达量密度在0-0.7。HY1组和HY2组表达的共有基因数为22367,HY1组单独表达的基因数为18196,HY2组单独表达的基因数为8137。HY1组和HY2组表达量的相关系数为0.913,样本间相关性好。HY1组和HY2组共产生差异表达基因12199 个。与HY1组比较,HY2组上调基因数为3551,下调基因数为8648。GO富集分析显示,差异基因主要注释到光合作用光系统I光捕获、光合作用捕获、叶绿素代谢过程、蛋白质发色团连锁、前体代谢产物和能量的产生、叶绿素生物合成过程、氧化应激反应、α-氨基酸代谢过程、光合作用、质体小叶、光系统I、光系统II、质体类核仁、光系统、叶绿素结合、单加氧酶活性、铁离子结合、血红素结合、裂解酶活性功能。KEGG富集分析显示,差异基因主要注释到光合作用-天线蛋白、核糖体、乙醛酸和二元酸代谢、苯丙酸生物合成、二苯乙烯类、二芳基庚烷类和姜辣素的生物合成、类黄酮生物合成、光合作用、光合生物的固碳作用、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢、丙酮酸代谢、苯丙氨酸代谢、植物昼夜节律、黄酮和黄酮醇的生物合成、半胱氨酸与蛋氨酸代谢、氰胺酸代谢、类胡萝卜素生物合成、α-亚麻酸代谢、卟啉与叶绿素代谢等代谢途径。  结论  与黄酮类化合物相关差异表达基因如芪合酶(stilbene synthase)、无色花色素双加氧酶(leucoanthocyanidin dioxygenase)、查尔酮异构酶蛋白(CHI protein)、查尔酮合酶2(chalcone synthase 2)、黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase)、无色花色素还原酶(1leucoanthocyanidin reductase 1)、类黄酮3'-羟化酶(flavonoid 3'-hydroxylase)基因在‘怀玉2号’(HY2组)块根中上调,而查尔酮合酶(chalcone synthase)、黄酮醇合酶(flavonol synthase)、类黄酮3',5'-甲基转移酶(flavonoid 3', 5'-methyltransferase)基因在‘怀玉2号’(HY2组)块根中下调,导致怀玉山三叶青‘怀玉1号’(HY1组)和‘怀玉2号’(HY2组)块根总黄酮含量的差异。
濒危半红树植物玉蕊对潮汐淹浸逆境的应答特性分析
梁芳, 潘艳菊, 邓旭, 吴玉霜, 梁泽锐, 赵仕花, 檀小辉
摘要:
  目的  分析濒危半红树植物玉蕊对潮汐淹浸逆境的应答特性,为玉蕊在城市内河、滨湖、湿地恢复等景观应用中的适宜淹水时长选择提供科学依据。  方法  以二年生玉蕊实生幼苗为材料,试验模拟半日潮,研究各幼苗在不同淹水时长的潮汐淹浸逆境中的植株形态、生理生化及矿质元素的应答特性。  结果  (1)玉蕊幼苗经过250 d的潮汐淹浸逆境胁迫处理都能存活,其株高、叶片数、叶面积都显著低于对照植株,穿袋株数量、产生气生根及皮孔的数量均显著高于对照组。(2)玉蕊叶片叶绿素a、叶绿素总量(16 h/d除外)整体呈下降趋势;MDA含量整体呈上升趋势(14 h/d除外),并与脯氨酸、可溶性糖含量在淹水10 h/d时达到最大值,且均显著大于CK;(3)淹浸逆境胁迫促进叶片N、P、Fe元素的吸收,但抑制K、Cu元素的吸收。  结论  叶面积、叶片磷元素含量、叶绿素总含量、侧根表面积、CAT活性、POD活性、可溶性蛋白含量是玉蕊应答淹浸胁迫的主要指标;玉蕊对淹水时长≤20 h/d的半日潮淹浸逆境有很强的耐受性和适应性,可配植于城市内河易淹水的岸域、滨湖绿带及淡水湿地等景观环境中。
水产养殖废水脱氮除磷微藻的筛选
贾纬, 聂毅磊, 陈宏, 罗立津, 乐占线, 庄鸿, 郑军荣
摘要:
  目的  筛选对养殖废水具有脱氮除磷效果的微藻藻种。  方法  选取小球藻JY-1(Chlorella sp.JY-1)、小球藻SY-4(Chlorella sp.SY-4)以及链带藻SH-1(Desmodesmus sp. SH-1)等3株微藻为研究对象,研究其对水产养殖废水脱氮除磷的效果。  结果  培养5 d,JY-1、SY-4和SH-1在7±1‰盐浓度养殖废水中的细胞浓度分别为1.56×107个/mL、1.47×107个/mL和6.62×106个/mL;JY-1、SY-4和SH-1对养殖废水中总氮的去除率分别为50.36%、41.51%和49.74%;氨态氮(NH4+-N)的去除率分别为96.29%、84.92%和96.65%;硝态氮(NO3-N)的去除率分别为15.84%、3.69%和12.56%;总磷(PO43-P)的去除率分别为93.51%、82.38%和94.25%;对亚硝态氮的去除效果不明显;3株藻在5‰、10‰、20‰和30‰盐度的培养基中均可以正常生长。JY-1在养殖废水中的生长能力和对水体净化能力均优于小球藻SY-4和链带藻SH-1。  结论  小球藻JY-1对水产养殖废水具有较好的脱氮除磷效果。本研究为应用微藻进行养殖废水脱氮除磷处理提供了参考数据。
HD-ZIP转录因子病菌与非生物胁迫响应研究进展
刘娇, 帅鹏
摘要:
逆境条件通常影响植物生长发育,间接或直接导致作物减产甚至植物死亡。HD-ZIP转录因子则参与植物对不利环境条件的响应。Homeodomain-Leucine Zipper(HD-ZIP)转录因子是植物中特有的一类转录因子,属于同源异形盒(homeobox, HB)蛋白家族,由高度保守的同源异形结构域(Homeodomain)和亮氨酸拉链结构域(ZIP)紧密连接而成。通过LZ结构域介导的蛋白二聚体的形成使HD结构域与靶DNA结合,调控靶基因的表达。HD-ZIP转录因子不仅对植物生长发育发挥重要调控作用,并且对逆境抵抗中起关键作用。本文基于近年来HD-ZIP转录因子的最新研究成果,着重归纳HD-ZIP四个亚家族(Ⅰ-Ⅳ)对不同病菌和非生物胁迫例如干旱、高盐、极端温度、弱光、机械损伤、重金属胁迫做出的响应机制,以期揭示HD-ZIP转录因子如何通过整合激素和环境信号来改良植物生长特性的内在分子机制,从而为提升植物抗逆性奠定基础。
澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1MiSTPP4克隆与生物信息学分析
李季东, 杨祥燕, 蔡元保, 李穆, 曾黎明, 黄思婕, 巫辅民, 林玉虹, 郑文武, 黄锦媛
摘要:
  目的  通过澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1MiSTPP4克隆与生物信息学分析,以期为阐明澳洲坚果蛋白磷酸酶基因的功能及作用机制提供参考依据。  方法  基于澳洲坚果转录组数据和RT-PCR方法克隆澳洲坚果蛋白磷酸酶基因,利用生物信息学分析基因编码蛋白质的同源性、系统进化、理化性质、磷酸化位点、亚细胞定位、跨膜域和信号肽。  结果  获得2个新的澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1MiSTPP4,GenBank登录号分别为MT374548和MT374551。氨基酸同源性分析表明,MiSTPP1和MiSTPP4与其他植物来源的PP1蛋白具有极高的序列相似度,都包含典型结构域MPP_PP1_PPKL。进化树分析表明,MiSTPP1和MiSTPP4与PP1家族蛋白的亲缘关系最近。蛋白基本理化性质分析表明,MiSTPP1是一个不稳定的亲水性蛋白,而MiSTPP4蛋白是一个稳定的亲水性蛋白。磷酸化位点分析表明,MiSTPP1和MiSTPP4都以丝氨酸和苏氨酸磷酸化为主。亚细胞定位、跨膜域和信号肽预测表明,MiSTPP1和MiSTPP4极可能定位于细胞质,且都为非分泌蛋白和非跨膜蛋白。而且,MiSTPP1和MiSTPP4的二级结构和三维结构主要含有α螺旋和无规则卷曲。  结论  MiSTPP1MiSTPP4属于蛋白磷酸酶PP1家族基因,推测在响应逆境胁迫、信号转导等生理生化过程中发挥作用。
内源激素含量变化以及与激素合成相关基因表达量对毕克齐山药块茎膨大的影响
敖兰吉亚, 季祥, 邵盈, 赵令敏, 张艳芳, 霍秀文
摘要:
  目的  通过分析毕克齐山药中内源激素含量与淀粉含量、可溶性总糖含量和还原糖含量的相关性,以及与其相关合成基因表达量的相关性分析,探究毕克齐山药块茎膨大的机理。  方法  以毕克齐山药5个不同生长期块茎为材料,采用酶联免疫吸附法分别测定脱落酸、赤霉素、生长素、茉莉酸、玉米素、异戊稀基腺苷这6种内源激素含量,采用高效液相色谱仪测定方法测定水杨酸含量。  结果  内源激素生长素(IAA)、玉米素(ZR)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量与山药块茎形态指标正相关;内源激素赤霉素(GA3)、异戊稀基腺苷(IPA)含量与形态指标负相关;内源激素IAA含量与山药块茎周长和块茎直径显著正相关;内源激素GA3含量与块茎长度显著负相关;与IAA相关的基因与内源激素IAA含量显著负相关  结论  内源激素IAA、ZR、ABA、JA和SA促进山药块茎膨大;内源激素GA3、IPA抑制山药块茎生长;内源激素IAA促进山药增粗;内源激素GA3抑制其伸长生长;与IAA相关的基因的下调表达对IAA的合成有促进作用,即正调控内源激素IAA含量。