检索结果-内蒙古大学图书馆

生物工程学报 2024年第10期40卷 3588-3602页

作者：陈媛范寒雨刘雨杭梁康迳林文雄贾琪福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002 福建农林大学作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002

多磷酸肌醇-5-磷酸酶(inositol polyphosphate 5-phosphatase,5PTase)是肌醇信号传导途径中的关键酶,能水解肌醇磷酸(inositol phosphate,IP)或磷脂酰肌醇磷酸(phosphatidylinositol phosphates,PIP)的肌醇环5-磷酸。然而,大豆中该类基因研究较少。本研究从野生大豆(Glycine soja S.&Z.)中克隆出耐盐基因Gs5PTase8并对其底物进行探究。Gs5PTase8编码493个氨基酸。经序列比对与系统进化树分析,发现其在植物中具有保守性。利用实时荧光定量PCR对不同大豆组织分析该基因的表达,发现Gs5PTase8主要在大豆根中表达。为了探究其水解底物,分别构建了大肠杆菌表达载体pET28a-Gs5PTase8和pGEX4T1-Gs5PTase8,但只成功诱导表达了GST-Gs5PTase8重组蛋白。使用不同浓度异丙基β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside,IPTG),分别在16、30、37℃条件下进行诱导表达条件优化,发现重组蛋白在16℃、0.2 mmol/LIPTG过夜诱导时表达量最高。SDS-PAGE检测重组蛋白的相对分子量约为75 kDa,经纯化后条带单一,纯度达95%以上,二辛可酸法(bicinchoninic acid assay,BCA)检测出重组蛋白的得率为4.9 mg/L。体外底物酶活检测表明,Gs5PTase8蛋白可以水解IP3[inositol(1,4,5)trisphosphate]、IP_(4)[inositol(1,3,4,5)tetrakisphosphate]、PI(4,5)P_(2)[phosphatidylinositol(4,5)bisphosphate]和PI(3,4,5)P3[phosphatidylinositol(3,4,5)trisphosphate],本研究为进一步探索Gs5PTase8参与耐盐的分子作用机制提供了科学依据。

关键词：大豆 Gs5PTase8 原核表达蛋白纯化

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F-box蛋白家族在植物抗逆响应中的作用机制

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中国生态农业学报 2018年第8期26卷 1125-1136页

作者：贾琪孙松孙天昊林文雄福建农林大学作物科学学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福州350002

SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解是翻译后水平上对生命进程进行调控的一个重要方式。它的关键组分F-box蛋白负责识别被降解的靶底物蛋白。植物F-box基因家族成员众多,极具多样性。F-box蛋白N端常含F-box基序,C端常为蛋白互... 详细信息

SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解是翻译后水平上对生命进程进行调控的一个重要方式。它的关键组分F-box蛋白负责识别被降解的靶底物蛋白。植物F-box基因家族成员众多,极具多样性。F-box蛋白N端常含F-box基序,C端常为蛋白互作保守结构域,该结构具多样性,可识别不同底物,是F-box蛋白分类的依据。研究表明,F-box蛋白参与调控植物的许多生命进程,包括抗逆反应。本文就近年来F-box蛋白在植物抗逆反应中的作用机制进行总结。F-box蛋白大多以SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解目标蛋白的方式调控抗逆反应,也有不依赖形成SCF复合体的方式行使功能,不少F-box蛋白参与了植物激素信号传导,通过调控转录因子活性而改变下游基因的表达,由此影响了植物的抗逆反应。基因表达谱的生物信息学预测表明,大多数F-box基因参与了植物抗逆反应,目前只有其中一小部分已报道了其抗逆调节功能。在此综述了这些F-box蛋白在植物抗逆胁迫中的研究进展。在干旱和盐碱胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素脱落酸、乙烯等植物激素信号传导而调控抗逆。由于干旱和盐碱胁迫具协同性,不少F-box基因同时参与抗旱和抗盐碱胁迫,但调节方式有所不同,一些F-box基因对抗干旱和盐碱的反应具协同性,从总体上调控植物的渗透胁迫和离子毒害反应;而另一些F-box基因对干旱和盐胁迫反应的调节作用相反,它们可能在植物抗逆的精细调节中起作用。在低温胁迫反应中,F-box蛋白可调节植物抗低温的CBF信号途径。在生物胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素茉莉酸和水杨酸途径来调控抗病,病原菌也以攻击植物SCF复合体使植物致病。此外,植物激素信号途径之间相互作用,共同影响抗逆反应。

关键词： F-box蛋白家族 SCF复合体植物环境胁迫抗逆反应

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不同稻草还田技术对烟-稻轮作系统土壤养分、有机碳及微生物多样性的影响

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中国水稻科学 2023年第4期37卷 415-426页

作者：黄锦文李日坤陈志诚张汴泓雷涵潘睿欣杨铭榆潘美清唐莉娜福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福州350002 福建省烟草专卖局烟草科学研究所福州350003

【目的】探讨不同稻草还田技术措施对土壤特性的影响及根际微生物修复和改良土壤的内在机制,探索适合福建烟-稻轮作区的稻草高效还田技术,以期为烟-稻轮作区作物优质高效栽培提供依据。【方法】以烤烟“云烟87”和晚稻“甬优1540”为材... 详细信息

【目的】探讨不同稻草还田技术措施对土壤特性的影响及根际微生物修复和改良土壤的内在机制,探索适合福建烟-稻轮作区的稻草高效还田技术,以期为烟-稻轮作区作物优质高效栽培提供依据。【方法】以烤烟“云烟87”和晚稻“甬优1540”为材料,通过不同的稻草还田配施技术处理,进行了2年的田间定位试验,分析比较了烟-稻轮作系统耕层土壤养分、根际微生物和作物产量的变化规律以及根际微生物与土壤环境因子间的内在关系。【结果】产量分析表明,连续2年稻草还田后,各处理产量均比对照显著增加,其中配施石灰和尿素的T_(2)处理最显著,其烟草和水稻产量分别比对照提高25.67%、11.49%;其次是配施腐秆灵和尿素的T_(3)处理,纯稻草T_(1)还田处理效果最差;T_(1)处理第1年稻草还田后烟草产量与对照差异不显著,第2年烟草和水稻产量分别比对照提高3.77%和5.90%。耕层土壤养分特性分析表明,经连续2年的稻草还田处理后,耕层土壤养分与有机碳含量均显著增加,其中T_(2)处理效果最好,其次是T_(3)处理。T_(2)处理碱解氮、有效磷、速效钾、有机碳和可溶性有机碳含量分别比对照提高了7.09%、5.97%、3.01%、11.32%和5.47%。根际微生物群落分析表明,与对照相比,T_(2)、T_(3)处理下碳源代谢相关的HSB_OF53-F07、自毒物质降解有关的节杆菌属(Arthrobacter)和纤维素分解有关的假散囊菌属(Pseudeurotium)丰度均显著上升,而与发病相关的腐质霉属(Humicola)和青霉菌属(Penicillium)相对丰度则显著下降。相关分析表明,根际有益菌丰度与土壤养分因子多为正相关,而致病菌的丰度则与土壤养分因子负相关。【结论】稻草还田配施石灰或腐秆灵和适量速效氮肥,有利于提高耕层养分含量,促进固氮等有益微生物生长,抑制病原菌,为烟-稻轮作提供良好的土壤环境,进而提高作物产量。

关键词：稻草还田烟-稻轮作土壤养分根际微生物群落多样性

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烟-稻轮作下减氮配施生物炭对水稻茎鞘同化物转运和产量形成的影响

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中国水稻科学 2024年第5期38卷 555-566页

作者：杨铭榆陈志诚潘美清张汴泓潘睿欣尤林东陈晓艳唐莉娜黄锦文作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/福建农林大学农学院福州350002 作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福州350002 福建省烟草专卖局烟草科学研究所福州350003

【目的】在烟-稻复种连作系统中,探讨烟后作水稻茎鞘物质转运及其产量对减氮配施生物炭处理的响应,以期为复种连作土壤改良提供科学依据。【方法】以杂交水稻甬优1540为材料,常规施氮栽培为对照(T0),在烤烟收获后全土层施用30t/hm2生物... 详细信息

【目的】在烟-稻复种连作系统中,探讨烟后作水稻茎鞘物质转运及其产量对减氮配施生物炭处理的响应,以期为复种连作土壤改良提供科学依据。【方法】以杂交水稻甬优1540为材料,常规施氮栽培为对照(T0),在烤烟收获后全土层施用30t/hm2生物炭的前提下,设置纯氮不减施(T1)、纯氮减施10%(T2)、纯氮减施20%(T3)和纯氮减施30%(T4)处理,分析了水稻产量变化与茎鞘同化物积累、转运的关系及其调控机制。【结果】结果表明,2年田间试验各处理产量均表现为T1>T2>T3>T0>T4,其中减氮10%~20%处理(T2和T3)与未减氮处理(T1)之间差异不显著,但均显著高于T0和T4,T2与T3处理2年平均实际产量分别比对照提高了13.94%和13.46%。收获指数方面,T2和T3处理均显著高于其他处理,各处理谷草比表现为T3>T2>T4>T1>T0。生物炭处理并适当减氮下抽穗期叶片净光合速率及SPAD值均显著高于对照。T1处理分蘖数峰值最高,但其分蘖成穗率却显著低于T2和T3处理。在茎鞘物质输出率和茎鞘物质转化率上,T3与T2处理差异不显著,但均显著高于其他处理;茎鞘非结构性碳水化合物(Non-StructuralCarbohydrate,NSC)转运量、转运率及籽粒贡献率与茎鞘物质输出率和茎鞘物质转化率表现一致。茎鞘蔗糖相关酶活性分析表明,T3和T2处理水稻灌浆早中期α-淀粉酶、β-淀粉酶、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性均最高,但抽穗后20d这些酶活性则以T1处理最高。【结论】生物炭可改善水稻灌浆期叶片光合性能,减施10%~20%氮肥有利于提高水稻抽穗期茎鞘蔗糖合成与转运酶活性,促进茎鞘物质的积累与转运,提高水稻收获指数,实现“减氮保产”的栽培目标。

关键词：烟-稻轮作生物炭水稻减氮 NSC

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头季稻氮肥运筹对再生稻根际机能及产量的影响

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中国水稻科学 2021年第4期35卷 383-395页

作者：黄锦文吴珈谊陈鸿飞张志兴方长旬邵彩虹林伟伟翁佩莹林文雄作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/福建农林大学农学院/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福州350002 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所南昌330200

【目的】再生稻是头季稻生长的延续。本研究尝试从根际微生态系统的变化来阐明机械化栽培下头季稻氮肥管理对头季-再生季水稻产量形成的影响,为再生稻高产高效栽培提供参考。【方法】以“甬优1540”为材料,通过2年的田间试验,在头季总... 详细信息

【目的】再生稻是头季稻生长的延续。本研究尝试从根际微生态系统的变化来阐明机械化栽培下头季稻氮肥管理对头季-再生季水稻产量形成的影响,为再生稻高产高效栽培提供参考。【方法】以“甬优1540”为材料,通过2年的田间试验,在头季总施氮量(225.00kg/hm^(2))不变的前提下,设置头季不同氮肥运筹处理,分析了机械化栽培下再生稻产量、根系伤流强度、根际土壤酶活性及其微生物多样性的变化特点。【结果】头季前氮后移施肥处理(N1、N2)有助于根系保持较高活力,尤其在头季生长中后期N1处理(基肥∶一次分蘖肥∶二次分蘖肥∶孕穗肥=3∶1∶2∶4)根系伤流强度比对照(N0)和当地常规施肥处理(N4)显著提高;N1处理两季总产量最高,2年平均达17351.23 kg/hm^(2),比当地常规施肥处理(N4)提高了23.00%。土壤酶活性分析表明,蔗糖酶活性在头季齐穗期表现为N2>N1>N3>N4>N0,之后则表现为N1>N2>N3>N4>N0;过氧化氢酶与硝酸还原酶活性在头季生长期均表现为N1>N2>N3>N4>N0;脲酶活性从头季齐穗期至再生季齐穗始终表现为N1>N2>N3>N4>N0;各生育时期土壤酶活性与根系伤流强度间均呈显著或极显著正相关。细菌16S rDNA测序表明,施肥与不施肥处理细菌群落结构多样性差异显著,N1处理细菌Chao1指数和香农指数显著高于其他处理。菌群结构分析表明,施肥处理增加了与土壤碳氮循环、有机质含量及抗逆性密切相关的细菌数量,尤其是N1、N2处理硝化螺旋菌属相对丰度较高,有利土壤氮素循环。【结论】机械化栽培下,头季氮肥适当后移有利于再生稻根际微生态系统的改善,从而提高根系活力,促进水稻生长,获得两季水稻的高产。

关键词：再生稻氮肥运筹根系活力根际土壤群落多样性

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生物炭用量对烟草青枯病及土壤细菌群落的影响

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核农学报 2024年第6期38卷 1186-1195页

作者：潘美清唐莉娜吴长征杨铭榆张汴泓黄锦文王成己作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室/福建农林大学农学院福建福州350002 福建省烟草专卖局烟草科学研究所福建福州350003 福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所/福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福建福州350013

为探究生物炭用量对烟草青枯病发生及土壤细菌群落结构和功能的影响,以植烟病圃土壤为研究对象,设置5个炭/土比0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%(记为TS0、TS15、TS30、TS45、TS60)的盆栽试验,研究烤烟青枯病发病情况、土壤农化性状、细菌群... 详细信息

为探究生物炭用量对烟草青枯病发生及土壤细菌群落结构和功能的影响,以植烟病圃土壤为研究对象,设置5个炭/土比0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%(记为TS0、TS15、TS30、TS45、TS60)的盆栽试验,研究烤烟青枯病发病情况、土壤农化性状、细菌群落结构与功能。结果表明,生物炭可有效减轻烟草青枯病发病情况,以炭/土比3.0%效果最佳。生物炭处理均可显著增加土壤pH值及有机质含量、改善土壤养分比例。冗余分析(RDA)结果表明,土壤pH值及养分是影响烟草青枯病的重要因子,提升土壤pH值及养分含量可有效减轻青枯病发生程度。进一步分析发现,生物炭可提高土壤细菌Alpha多样性,与对照相比,炭/土比1.5%~6.0%处理Chaol指数提高了8.24%~26.50%,变形菌门丰度分别增加了2.28、9.70、5.40、5.28个百分点,而酸杆菌门丰度分别降低了5.48、7.05、8.09、7.06个百分点。表型预测结果表明,生物炭可通过提高变形菌门丰度及降低酸杆菌门丰度来减少潜在致病菌丰度;与对照相比,炭/土比3.0%处理的芽孢杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、出芽单胞菌属丰度分别增加5.77、0.24、0.36个百分点,罗河杆菌属丰度降低1.70个百分点,且雷尔氏菌属丰度随着施炭量的增加而逐渐减小。此外,生物炭可提高土壤氨基酸代谢、细胞生长与死亡功能类群丰度,且土壤pH值、有机质、速效钾、全素养分含量与氨基酸代谢、细胞生长与死亡功能具有正向效应,而罗河杆菌属与其具有负向效应。综上,生物炭可显著改善土壤养分比例,进而改善土壤细菌群落结构和功能特性、激发细菌群落氨基酸代谢等功能,提升烟株抗病性,减少青枯病的发生程度,以炭/土比3.0%~4.5%防控烟株青枯病效果较好。本研究结果为烟草种植中的病害防控和土壤改良提供了技术参考。

关键词：生物炭烟草青枯病土壤农化性状土壤细菌群落结构功能预测

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生物炭对植烟土壤氮循环微生物及其功能基因的影响

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南方农业学报 2022年第9期53卷 2444-2456页

作者：张汴泓王成己杨铭榆潘睿欣潘美清唐莉娜黄锦文作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/福建农林大学农学院福建福州350002 作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 福建省农业科学院农业生态研究所/农业农村部福州农业环境科学观测实验站福建福州350013 福建省烟草专卖局烟草科学研究所福建福州350003

【目的】探讨土壤氮循环微生物及其功能基因对生物炭改良的响应,阐明土壤理化因子与氮循环微生物之间的互馈机制,为生物炭改良土壤、提高作物氮素利用率及调控土壤氮循环过程提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,通过全... 详细信息

【目的】探讨土壤氮循环微生物及其功能基因对生物炭改良的响应,阐明土壤理化因子与氮循环微生物之间的互馈机制,为生物炭改良土壤、提高作物氮素利用率及调控土壤氮循环过程提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,通过全层生物炭改良(T1,30 t/ha)与不施生物炭(T0,对照)的对比,采用宏基因组学与qRT-PCR相结合的方法分析生物炭对烟株氮素积累量及烤烟根际土壤理化性质、氮循环相关微生物相对丰度和功能基因表达量的影响。【结果】与对照T0处理相比,2021和2022年T1处理烤烟氮素积累量显著提高45.75%和29.91%(P<0.05,下同)。土壤碱解氮与硝态氮含量也较T0处理显著提高,而铵态氮含量则显著降低。宏基因组学分析结果表明,在微生物门水平上,T1处理较T0处理显著提高了根际土壤中奇古菌门(Thaumarchaeota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度,其中奇古菌门相对丰度较T0处理提高23.76%;属水平上,与T0处理相比,T1处理亚硝化杆菌属(Candidatus_Nitrosotalea)相对丰度提高20.83%;在氮循环功能亚类上,T1处理较T0处理显著提高土壤氮循环过程中硝化作用nxrA、氨氧化作用amoA及固氮作用nifA的基因相对表达量,分别提高20.08%、250.37%和82.45%,同时反硝化作用的norB基因相对表达量降低39.76%。qRT-PCR验证分析表明施用生物炭对土壤氮循环过程的调控具有一定的持续性。冗余分析结果发现,土壤pH、无机氮含量与容重、孔隙度等理化性质是影响土壤氮循环的重要环境因子。相关分析结果表明,土壤pH、硝态氮含量及容重等理化性质与硝化、氨氧化微生物丰度及基因表达量均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】在烟—稻轮作区采用30 t/ha生物炭进行植烟土壤改良有利于改善土壤理化特性,进而驱动土壤氮循环向氮高效利用途径转化,从而促进烟株氮素吸收。

关键词：生物炭烤烟氮循环宏基因组学 qRT-PCR

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深耕对烤烟产量产值及根际土壤微环境的影响

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南方农业学报 2023年第8期54卷 2195-2206页

作者：张汴泓雷涵李日坤杨铭榆潘睿欣潘美清王成己唐莉娜黄锦文作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/福建农林大学农学院福建福州350002 作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002 赣州市烟草公司石城分公司江西赣州342700 福建省农业科学院农业生态研究所/农业农村部福州农业环境科学观测实验站福建福州350013 福建省烟草专卖局烟草科学研究所福建福州350003

【目的】探讨深耕栽培对烤烟产量产值及根际土壤特性和微生态系统的影响,以期为福建烟区构建合理耕层及建立烤烟优质高效栽培体系提供科学依据。【方法】以福建烟区自然耕深15 cm+中耕培土为对照(CK),设耕深20 cm+中耕培土(D1)、耕深25 ... 详细信息

【目的】探讨深耕栽培对烤烟产量产值及根际土壤特性和微生态系统的影响,以期为福建烟区构建合理耕层及建立烤烟优质高效栽培体系提供科学依据。【方法】以福建烟区自然耕深15 cm+中耕培土为对照(CK),设耕深20 cm+中耕培土(D1)、耕深25 cm+中耕培土(D2)和耕深25 cm+免中耕培土(D3)3个深耕处理,对比分析各处理的烤烟产量产值及土壤理化性质差异,并采用Illumina MiSeq高通量测序技术,系统分析深耕处理下根际细菌结构差异与功能多样性变化,运用Spearman相关系数与随机森林模型评估根际细菌群落与土壤养分及烤烟产量的相关性。【结果】深耕可显著提高烤烟产量产值(P<0.05,下同),以D2处理增产增效效果最好,但与D3处理间差异不显著(P>0.05,下同)。土壤性质方面,各深耕处理均可较CK显著改善土壤总孔隙度和毛管孔隙度;土壤碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随着耕深的加深而提高。适当深耕可显著提高细菌α多样性;深耕处理下绿弯菌门(Chloroflexi)与伯克氏菌属(Burkholderia)相对丰度显著上升,而罗河杆菌属(Rhodanobacter)相对丰度显著下降。Bugbase表型预测结果表明,深耕处理可显著提高根际土壤好氧菌与革兰氏阴性菌丰度,D2和D3处理较CK和D1处理显著提高氧化胁迫耐受菌相对丰度。FAPROTAX功能预测结果显示,各深耕处理均可较CK显著提升固氮作用(Nitrogen fixation)、纤维素分解(Cellulolsis)等养分循环方面功能相对丰度。随机森林模型预测结果显示,固氮作用是影响烤烟产量形成的最主要因素。【结论】在福建烟区耕层普遍变浅现状下,适度深耕(25 cm)对改善烤烟根际微生态环境有积极作用,但适度深耕下烤烟旺长前是否进行中耕培土对烤烟产量产值无显著影响。

关键词：深耕烤烟根际土壤高通量测序随机森林模型

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