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黑莓1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因RuACO 1a和RuACO 1b的克隆及功能鉴定

植物资源与环境学报 2024年第3期33卷 14-26页

作者：李洁董金彦闾连飞吴文龙李维林张春红江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014 南京林业大学林草学院、水土保持学院林木遗传育种全国重点实验室江苏南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4... 详细信息

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4和3个外显子。系统进化分析结果显示RuACO1a和RuACO1b与月季(Rosa chinensis Jacq.)、蕨麻〔Argentina anserina(Linn.)Rydb.〕和野草莓(Fragaria vesca Linn.)ACO1蛋白的亲缘关系均较近,且分别属于蔷薇科(Rosaceae)植物中2类ACO1蛋白。RuACO 1a在果实着色后28 d响应乙烯利诱导,其相对表达量急剧升高,而RuACO 1b在果实着色后21 d响应乙烯利诱导,早于RuACO 1a。脱落酸处理后,RuACO 1a和RuACO 1b的相对表达量在果实着色后14和28 d较高。RuACO 1a和RuACO 1b具有组织表达特异性,RuACO 1a在幼果、花蕾和花中的相对表达量较高,RuACO 1b在幼果和幼根中的相对表达量较高。与野生型相比,RuACO 1a和RuACO 1b过量表达转基因拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕植株均表现为叶片中叶绿素相对含量和氮含量升高、开花和角果成熟提前、ACO含量升高。综上所述,黑莓RuACO 1a和RuACO 1b基因均促进拟南芥角果提前成熟。

关键词：黑莓 1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO) 果实成熟乙烯脱落酸克隆功能鉴定

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光质对银杏苗木生长及黄酮类化合物积累的影响

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云南农业大学学报（自然科学版） 2024年第3期39卷 163-171页

作者：王改萍章雷赵慧琴曹福亮丁延朋王峥南京林业大学林草学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 江苏农林职业技术学院江苏镇江212400 福建省林业勘察设计院福建福州350001

【目的】探究红、蓝光质对银杏苗木生长及黄酮类化合物积累的影响。【方法】以1年生银杏苗为材料,设置红光、蓝光、红蓝混光3种光质,并以白光作为对照(CK),在处理的第3、6、9、12周分别测定银杏苗的黄酮含量及单株产量、黄酮合成相关酶... 详细信息

【目的】探究红、蓝光质对银杏苗木生长及黄酮类化合物积累的影响。【方法】以1年生银杏苗为材料,设置红光、蓝光、红蓝混光3种光质,并以白光作为对照(CK),在处理的第3、6、9、12周分别测定银杏苗的黄酮含量及单株产量、黄酮合成相关酶活性和黄酮总还原力,并在第12周测定其生长指标。【结果】光质处理下,银杏苗木的总生物量均低于CK,苗高在蓝光处理下显著提高,地径受光质影响较小。黄酮合成相关酶中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)和肉桂酸4-羟化酶(C4H)的活性在混光和蓝光处理下提高,而4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)活性仅在红光处理下提高。光质极显著影响黄酮类化合物(槲皮素、山柰酚、异鼠李素、总黄酮)含量、单株黄酮产量及黄酮提取液总还原力,各处理黄酮产量及总还原力均表现为蓝光和混光强于红光和CK,即蓝光和混光有利于黄酮类化合物的积累及抗氧化能力的提高。随着光质处理时间的延长,黄酮类化合物含量的变化趋势总体表现为前期(第3~6周)高于后期(第9~12周),普遍在第6周达到最大值。【结论】混光和蓝光处理可促进银杏苗木黄酮类化合物的积累及相关酶活性,红光则相反;叶用银杏光质处理时间以6周较为适宜。

关键词：银杏红蓝光质生长生理黄酮成分

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室内饲养松墨天牛幼虫不同肠段细菌的群落结构及功能分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第3期45卷 143-151页

作者：陈宏健郝德君田敏周杨夏小洪赵欣怡乔恒谈家金南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心上海市松江区林业站

【目的】了解室内饲养松墨天牛(Monochamus alternatus)幼虫前、中、后肠段细菌的群落结构,比较不同肠段之间菌群多样性和优势菌群的差异,为揭示肠道细菌在松墨天牛获取营养、克服寄主植物化学防御的机理提供参考。【方法】分别提取室... 详细信息

【目的】了解室内饲养松墨天牛(Monochamus alternatus)幼虫前、中、后肠段细菌的群落结构,比较不同肠段之间菌群多样性和优势菌群的差异,为揭示肠道细菌在松墨天牛获取营养、克服寄主植物化学防御的机理提供参考。【方法】分别提取室内饲养的松墨天牛4龄幼虫前、中、后肠各3组样本(每组5个前肠、5个中肠、5个后肠)的肠道DNA。利用Illumina HiSeq技术对松墨天牛幼虫肠道细菌的16S rDNA V3-V4区序列进行文库构建和高通量测序。原始序列使用Trimmomatic软件和FLASH软件分别进行质控和拼接。利用USEARCH软件对序列进行操作分类单元(OTUs)聚类,统计OTUs数量并绘制Venn图。在门和属分类水平上统计各样本的群落组成及物种丰度情况。通过Alpha多样性和Beta多样性分析反映不同样本的菌群多样性和相似性。采用PICRUSt软件预测松墨天牛幼虫肠道细菌映射到KEGG数据库上的功能,探究不同肠段细菌群落发挥的潜在功能。【结果】共获得643 404条高质量序列,在97%相似度下将其聚类为1 614个操作分类单元(OTUs),共注释到35门、63纲、137目、250科、554属和844种。前肠OTUs最少,后肠OTUs最多,每个肠段的OTUs组成上既有相似性,也存在差异性。变形菌门(Proteobacteria)为3个肠段中最优势门;葡糖杆菌属(Gluconobacter)为前肠中最优势属,沙雷氏菌属(Serratia)为中肠的最优势属,葡糖杆菌属和沙雷氏菌属同为后肠的最优势属。Alpha多样性显示中、后肠群落多样性更丰富;Beta多样性分析表明,3个肠段的细菌群落组成存在差异,但中肠与后肠的群落组成较相近。功能预测表明,整个肠道菌群中代谢功能丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,这些功能集中在中、后肠。【结论】本实验中菌群功能是基于PICRUSt软件预测的结果,松墨天牛幼虫室内种群的前、中、后肠的细菌群落结构及不同肠段细菌的潜在功能存在差异,是由于不同肠段内的理化性质差异及其在消化中发挥的不同功能所致。肠道细菌与松墨天牛幼虫形成一个共生功能体,菌群在协助幼虫代谢物质、获取营养以及克服寄主植物化学防御方面发挥着重要作用。

关键词：松墨天牛肠道细菌 16S rDNA 群落结构功能预测

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CRISPR/Cas技术及其作用机理

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分子植物育种 2022年第7期20卷 2310-2319页

作者：毛金燕翟惠王洁侯静南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心南京210037

CRISPR/Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)系统是一种原核生物的免疫系统,能够抵御外来病毒、质粒等遗传元件的入侵,为自身提供了获得性免疫保护机制。该系统具有操作简单、高效等优点... 详细信息

CRISPR/Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)系统是一种原核生物的免疫系统,能够抵御外来病毒、质粒等遗传元件的入侵,为自身提供了获得性免疫保护机制。该系统具有操作简单、高效等优点,通过改造使其成为了锌指核酸酶(ZFNs)技术和转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)技术之后的第三代定点编辑技术。目前,Cas9、Cas12、Cas13、Cas14等Cas蛋白相继出现,这些CRISPR/Cas系统在RNA的指导下,可对靶向的双链DNA、单链RNA和单链DNA进行编辑,在基因敲除或替换、转录调控、表观遗传调控、荧光成像及分子检测等领域具有广阔的应用前景。本研究将对CRISPR/Cas系统的来源、结构及其作用机理进行介绍,以期为CRISPR/Cas系统的应用研究提供一些有益参考。

关键词： CRISPR/Cas 定点编辑双链DNA 单链RNA 单链DNA

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生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响研究进展

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生态与农村环境学报 2022年第6期38卷 689-701页

作者：王翰琨吴永波刘俊萍薛建辉南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏南京210014

生物炭是生物质材料在部分或完全无氧条件下,经热裂解形成的高度芳香化的难溶固体。施用生物炭可改变土壤理化性质,强烈影响土壤微生物的栖息环境,影响土壤固氮微生物、硝化微生物和反硝化微生物的群落结构及活性,进而影响土壤氮循环的... 详细信息

生物炭是生物质材料在部分或完全无氧条件下,经热裂解形成的高度芳香化的难溶固体。施用生物炭可改变土壤理化性质,强烈影响土壤微生物的栖息环境,影响土壤固氮微生物、硝化微生物和反硝化微生物的群落结构及活性,进而影响土壤氮循环的主要过程(固氮、硝化、反硝化等)。该研究综述了施用生物炭对土壤氮循环主要过程及微生物功能基因的影响,结果表明,施用生物炭改善了土壤的透气性,提高了土壤pH值,增加了土壤碳和养分的有效性,可使土壤固氮量提高15%~227%,土壤硝化速率提高28%~200%,但土壤氨挥发累积量减少20%~73%,土壤N_(2)O排放累积量减少11%~78%。此外,生物炭的施用提高了nifH、amoA的基因丰度,进而促进土壤的固氮作用和硝化作用。生物炭的施用还提高了土壤nosZ等基因的丰度以及N_(2)O还原酶的活性,有利于土壤反硝化作用(N_(2)O最终转化为N_(2)),抑制N_(2)O的排放,且这种效应随着生物炭施用量的增加而增强。此外,生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响取决于生物炭原料和试验条件,不同调控基因对土壤氮循环过程的贡献不一。生物炭介导下,土壤pH值增大,养分有效性增强,氨氧化细菌(AOB)对土壤硝化作用的贡献可能比氨氧化古菌(AOA)更大。且与其他调控基因(narG、nirS、nirK)相比,nosZ基因对于土壤反硝化作用似乎更为重要。因此,仍需深入研究施用生物炭对土壤微生物氮循环功能基因的影响,尤其是不同功能基因对氮循环过程的贡献大小及其影响因素,进而深化对土壤微生物氮循环功能基因的认识。

关键词：生物炭土壤氮循环土壤微生物功能基因

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欧洲鹅耳枥水培营养液适用效果比较研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第2期45卷 17-24页

作者：火艳张慧会祝遵凌南京林业大学风景园林学院南方现代林业协同创新中心南京林业大学艺术设计学院

【目的】探究常用水培营养液的种类、浓度、pH,以及专用营养液对欧洲鹅耳枥水培苗生长的影响,筛选适合欧洲鹅耳枥水培苗生长的最佳营养液,为欧洲鹅耳枥的水培繁殖、生产应用及进一步生理生化研究提供理论依据。【方法】以欧洲鹅耳枥水... 详细信息

【目的】探究常用水培营养液的种类、浓度、pH,以及专用营养液对欧洲鹅耳枥水培苗生长的影响,筛选适合欧洲鹅耳枥水培苗生长的最佳营养液,为欧洲鹅耳枥的水培繁殖、生产应用及进一步生理生化研究提供理论依据。【方法】以欧洲鹅耳枥水培苗为试材,以存活率、叶片数、平均根数、平均二级根数和根鲜质量为形态指标,以可溶性糖、淀粉含量、可溶性蛋白含量、POD活性和根系活力为生理指标,采用3因素3水平正交试验研究了常用营养液种类及其浓度、pH对水培苗生长的影响。在筛选出最佳常用营养液的基础上,采用单因素试验研究了最佳常用营养液与自制专用营养液对欧洲鹅耳枥水培苗生长的影响。【结果】营养液正交试验表明,理论上适合欧洲鹅耳枥水培苗生长的常用营养液为1/4浓度的Hewitt通用配方(A3B3),在pH 6.5的该营养液中欧洲鹅耳枥水培苗存活率为85.71%,叶片数为1.60,平均根数为4.40,平均二级根数为25.90,根鲜质量为0.40 g,水培苗的可溶性糖含量、淀粉含量、可溶性蛋白含量和根系活力显著较其他处理高,POD活性显著较其他处理低。最佳常用营养液与专用营养液的对比试验表明,最适合欧洲鹅耳枥水培苗生长的营养液为作者自行配制的专用配方1,在该营养液中欧洲鹅耳枥水培苗存活率为93.33%,可溶性糖含量0.13 mg/g,淀粉含量2.55 mg/g,可溶性蛋白含量33.33 mg/g,根系活力49.75μg/(g·h)。【结论】最适合欧洲鹅耳枥水培苗生长的营养液为作者自行配制的专用配方1。

关键词：欧洲鹅耳枥水培营养液根生长可溶性糖含量

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不同硬度黑莓品种花及果实品质性状评价分析

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中国南方果树 2023年第5期52卷 188-195页

作者：李洁王佳鸾吴文龙李维林张春红江苏省中国科学院植物研究所/南京中山植物园/江苏省植物资源研究与利用重点实验室南京210014 南京林业大学南方现代林业协同创新中心/南京林业大学林学院南京210037

为了直观有效地评价黑莓果实硬度性状,本研究对17份黑莓品种开展了果实硬度、花性状和果实外观品质性状的调查,继而选用高、低硬度品种进行不同着色期果实形态性状、营养品质性状、抗氧化物质含量变化评价比较,将各性状与成熟果实硬度... 详细信息

为了直观有效地评价黑莓果实硬度性状,本研究对17份黑莓品种开展了果实硬度、花性状和果实外观品质性状的调查,继而选用高、低硬度品种进行不同着色期果实形态性状、营养品质性状、抗氧化物质含量变化评价比较,将各性状与成熟果实硬度进行相关性分析。结果发现,“10-5n-2”果实硬度值最高,“早黑”品种果实硬度值最低。低硬度黑莓品种花瓣以白色为主且均为单瓣型,高硬度品种包含多种花色且有重瓣类型,花瓣数目和每花序花数量与果实硬度呈极显著正相关。外型较小的果实较硬,较大的果实较软,果实种子百粒质量与硬度呈极显著正相关。高硬度品种可溶性糖含量从转色期到成熟期的上升幅度及成熟期时可溶性固形物含量和固酸比均高于低硬度品种,可滴定酸含量在不同硬度品种中均以红果期含量较高。除可滴定酸外,各营养物质含量均与成熟果实硬度呈正相关。此外,高硬度黑莓品种在转色期总多酚含量、各时期总黄酮含量、成熟期花色苷含量整体高于低硬度黑莓品种,而低硬度品种成熟期抗坏血酸含量整体上高于高硬度品种,整体上花色苷含量与果实硬度呈显著正相关。不同黑莓花和果实性状与果实硬度的相关性分析结果可为果实硬度评价和高硬度品种筛选培育提供参考依据。

关键词：黑莓果实硬度外观品质营养品质相关性分析

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土壤剖面养分特征与小麦产量对生物质炭施用的响应

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土壤 2025年第2期 275-281页

作者：刘佳乐陈梓蕊吴思孙海军南京林业大学林草学院/南方现代林业协同创新中心

本研究通过盆栽试验考察200 kg/hm2施氮时以0.5%和1.5%(0～20 cm耕层干土重百分比)用量施用生物质炭对土壤剖面肥力指标、小麦产量和氮素利用率的影响。结果表明：生物质炭施用可提高0～40 cm土壤有机碳含量(其中0～10、20～30 cm剖面... 详细信息

本研究通过盆栽试验考察200 kg/hm2施氮时以0.5%和1.5%(0～20 cm耕层干土重百分比)用量施用生物质炭对土壤剖面肥力指标、小麦产量和氮素利用率的影响。结果表明：生物质炭施用可提高0～40 cm土壤有机碳含量(其中0～10、20～30 cm剖面增幅达21.1%～44.2%、12.6%～18.4%)，且该效应与生物质炭用量呈正相关。相较仅施氮处理，添加生物质炭处理的0～10 cm土壤NH4+-N、NO3–-N、全氮和速效钾含量提高了3.7%～49.0%、20.1%～23.7%、3.4%～16.7%和3.6%～14.8%，且30～40 cm剖面速效钾含量也显著提高10.2%～19.7%。除NH4+-N外，各养分含量的增幅在高用量(1.5%)添加生物质炭处理中更大。但30～40 cm土壤NH4+-N和20～30 cm土壤速效钾含量均因生物质炭添加而降低，降幅分别为27.4%～32.8%和10.8%～12.6%，且在生物质炭低用量(0.5%)时降幅更显著。生物质炭对小麦氮素利用率和产量无显著影响，但存在降低小麦产量的趋势(风险)。综上，土壤剖面养分特征对生物质炭添加的响应因其用量和土层深度不同而具有显著差异。

关键词：生物质炭氮素利用率有机碳土壤肥力作物产量

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基于地面激光强度校正数据的单木枝叶分离

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中国激光 2021年第1期48卷 50-60页

作者：孙圆林秀云熊金鑫任国婧南京林业大学林学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京六合平山林场发展有限公司江苏南京211500

由于受到角度、距离等因素影响,同种地物反射的激光强度数据存在较大的偏差,需要建立校正模型使强度数据能准确反映地物信息,并快速提取。从激光雷达测距方程出发,设计校正实验,运用多项式模型拟合强度数据校正方程,通过定义其标准值,... 详细信息

由于受到角度、距离等因素影响,同种地物反射的激光强度数据存在较大的偏差,需要建立校正模型使强度数据能准确反映地物信息,并快速提取。从激光雷达测距方程出发,设计校正实验,运用多项式模型拟合强度数据校正方程,通过定义其标准值,改正距离和高度影响下的反射强度。采用阈值法和随机森林法进行立木枝叶分离。利用二次多项式对七类材质分别进行校正,校正后各材质强度数据级差均小于0.1,不受距离、高度影响,可以区分主干和叶片;活立木强度数据经过校正可以得到枝叶分离的阈值;随机森林法的最终分类效果较好,两树种叶模型校正分类精度分别为91.5%和84.3%。本研究建立的校正模型方法,对自然漫反射目标物的激光强度数据能够进行较为精确的校正,选用的自然立木验证实验校正成功,为进一步进行立木的枝叶分离提供了可能性。

关键词：测量激光反射率强度改正模型地面三维激光扫描单站扫描枝叶分离

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城市道路绿地三维绿量与大气污染物浓度的耦合关系

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中南林业科技大学学报 2022年第11期42卷 173-181页

作者：戴安琪刘聪哲圣倩倩祝遵凌南京林业大学风景园林学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学艺术设计学院江苏南京210037

【目的】通过研究城市道路绿地三维绿量与大气污染物浓度的耦合关系,为城市绿地建设提供理论依据。【方法】以南京市诚信大道道路绿地为研究对象,根据无人机影像、实地采集样本数据选择监测区并计算三维绿量,将其分为三维绿量较低区域(... 详细信息

【目的】通过研究城市道路绿地三维绿量与大气污染物浓度的耦合关系,为城市绿地建设提供理论依据。【方法】以南京市诚信大道道路绿地为研究对象,根据无人机影像、实地采集样本数据选择监测区并计算三维绿量,将其分为三维绿量较低区域(监测区1,279.31 m^(3))、无三维绿量区域(监测区2,0 m^(3))、三维绿量较高区域(监测区3,567.71 m^(3))。在此基础上,使用大气质量检测仪和氮氧化物分析仪测定不同监测区大气污染物浓度,并分析三维绿量与大气污染物浓度之间的联系。【结果】大气污染物周平均浓度顺序为监测区1>监测区2>监测区3,监测期间PM_(2.5)污染程度较严重。大气PM_(1)、PM_(2.5)、PM_(10)周变化趋势相对一致,相互间具有显著相关性(P <0.01)。NO、NO_(2)、NO_(x)浓度变化缺乏一致性,NO与NO_(x)、NO_(2)与NO_(x)间具有显著相关性(P <0.01)。耦合协调关系分析得到监测区耦合协调度排序,及大气污染物与三维绿量的联系紧密性与相互作用排序:监测区2(0.221~0.248)<监测区1(0.623~0.711)<监测区3(0.582~0.808)。【结论】大气污染物彼此联系紧密,三维绿量较高的道路绿地对大气污染物浓度更能产生良性影响。

关键词：三维绿量大气污染物耦合关系相关性

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