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植物科学学报 2024年第5期42卷 654-663页

作者：李晓旭王晨璨丁文静梅曼张玉倩蔺宏霞赵媛媛北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 北京林业大学树木发育与基因编辑研究院北京100083 北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学树木资源高效生产全国重点实验室北京100083

空间代谢组技术是一种整合了质谱成像和代谢组学的新兴研究技术,该项技术可以获得生物组织中大量已知或未知内源性代谢物分子的结构、含量和空间分布信息,精准定位组织中的代谢物分布,对揭示植物代谢物的合成、积累和调控机理至关重要... 详细信息

空间代谢组技术是一种整合了质谱成像和代谢组学的新兴研究技术,该项技术可以获得生物组织中大量已知或未知内源性代谢物分子的结构、含量和空间分布信息,精准定位组织中的代谢物分布,对揭示植物代谢物的合成、积累和调控机理至关重要。本文介绍了空间代谢组技术的研究现状,重点综述了空间代谢组技术在植物组织研究方面的前沿应用,探讨了空间代谢组技术在植物单细胞水平研究领域中的应用与挑战,以期为研究植物生长发育及空间代谢网络的调控提供新的途径,为解决农业生产、植物能源开发等领域的问题提供关键支持。

关键词：空间代谢组技术质谱成像代谢物空间分布植物生长发育

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质膜蛋白动力学的调控及其研究方法

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植物学报 2023年第4期58卷 590-601页

作者：罗鹏云钱虹萍刘艳徐昌文崔亚宁北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木、花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 北京林业大学树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083 微山县自然资源和规划局济宁277600

质膜蛋白是细胞膜的重要组分之一,在细胞的物质转运、离子交换、信号转导以及代谢过程中起着重要作用。质膜蛋白在膜上是运动的,生长发育和环境因素均可改变其运动方式。因此,研究影响质膜蛋白运动的因素及调控机制对于理解植物生长发... 详细信息

质膜蛋白是细胞膜的重要组分之一,在细胞的物质转运、离子交换、信号转导以及代谢过程中起着重要作用。质膜蛋白在膜上是运动的,生长发育和环境因素均可改变其运动方式。因此,研究影响质膜蛋白运动的因素及调控机制对于理解植物生长发育和应对环境改变至关重要。近年来,显微技术发展迅速,使得关于质膜蛋白动力学调控机制的研究逐步深入。该文详细介绍了质膜蛋白动力学及其影响因素,概述了近几年在质膜蛋白动力学研究中常用的显微成像技术,以期为深入研究质膜蛋白的生物学功能提供参考。

关键词：质膜蛋白动力学膜筏单分子成像技术

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多炔彩虹探针在生物学研究中的应用与展望

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中国细胞生物学学报 2022年第12期44卷 2375-2385页

作者：李雨健沈微微殷金环张曦崔亚宁赵媛媛林金星北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学树木与基因编辑研究院北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

多炔彩虹探针(Carbow)是一种基于聚炔支架的超多路复用拉曼探针,通过受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)显微技术可以对振动频率不同的20余种彩虹探针分子进行区分。利用探针分子的特异性修饰,Carbow可以对活细胞内的多种... 详细信息

多炔彩虹探针(Carbow)是一种基于聚炔支架的超多路复用拉曼探针,通过受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)显微技术可以对振动频率不同的20余种彩虹探针分子进行区分。利用探针分子的特异性修饰,Carbow可以对活细胞内的多种细胞器,以及蛋白质和脂质等大分子进行同时成像。多炔分子的高光稳定性与低细胞毒性结合SRS的多通道光学检测将使Carbow在生物学领域具有巨大的应用潜力。该文综述了基于SRS平台的拉曼标记技术和Carbow的设计合成原理与优势,并对Carbow在活细胞中不同细胞器的特异性标记成像以及在细胞与组织免疫染色、细胞分选与高通量分析中的生物学应用进行总结。最后,对拉曼标记技术的提升改进及其在植物学领域中的应用进行了展望。

关键词：多炔彩虹探针受激拉曼散射显微技术超多路复用光学成像拉曼探针标记技术

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非编码RNA在植物生长发育及逆境响应中的研究进展

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植物学报 2024年第5期59卷 709-725页

作者：路笃贤张严妍刘艳李岩竣左新秀林金星崔亚宁北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 微山县自然资源和规划局济宁277600

非编码RNA(ncRNA)是一类不具备蛋白质编码能力但有多种生物学功能的RNA分子,广泛存在于各种生物体内。随着高通量测序技术的不断完善,大量的非编码RNA被鉴定出来,其功能和作用机制也逐渐被阐释。大量研究表明,非编码RNA在植物生长发育... 详细信息

非编码RNA(ncRNA)是一类不具备蛋白质编码能力但有多种生物学功能的RNA分子,广泛存在于各种生物体内。随着高通量测序技术的不断完善,大量的非编码RNA被鉴定出来,其功能和作用机制也逐渐被阐释。大量研究表明,非编码RNA在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。尽管对某一类非编码RNA调控植物生长发育及逆境响应的总结有很多,但缺少对非编码RNA系统而全面的总结。因此,该文首先简要介绍非编码RNA的分类及特征,随后重点介绍非编码RNA在植物生长发育,如种子休眠和萌发、根和叶的生长发育、花和果实的发育以及果实成熟方面的作用,最后对非编码RNA在逆境胁迫响应中的功能及作用机制进行总结,旨在全面论述非编码RNA在植物生长发育和胁迫响应中的分子调控机理,以期为改良品种、提高农林业生产的产量和品质提供参考。

关键词：微小RNA 环状RNA 长链非编码RNA 生长发育胁迫应答

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光谱成像技术及其在植物中的应用研究进展

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电子显微学报 2024年第3期43卷 390-404页

作者：李若凡葛颜锐陈盈盈吴丁洁崔亚宁李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京林业大学生物科学与技术学院林木、花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

光谱成像技术能够同时获取样品的空间与化学信息,是研究复杂生物样品的有力工具。近年来,由于具备非入侵、无损测量等优势,光谱成像技术在食品与农产品检测、生物医学与环境监测等方面引起了越来越多的关注。同时,随着成像技术的发展,... 详细信息

光谱成像技术能够同时获取样品的空间与化学信息,是研究复杂生物样品的有力工具。近年来,由于具备非入侵、无损测量等优势,光谱成像技术在食品与农产品检测、生物医学与环境监测等方面引起了越来越多的关注。同时,随着成像技术的发展,光谱成像技术在成像速度、波段数量、光谱分辨率、空间分辨率等方面的性能都得到了极大的提升,空间分辨率甚至可以打破衍射极限达到超分辨级别。本综述总结了拉曼光谱、红外光谱和近红外光谱等几种主要光谱成像技术的基本原理与性能,重点介绍了这类技术在植物细胞壁与木材研究、细胞结构与成分可视化、生物与非生物胁迫检测以及种子的无损测量等领域中的应用进展,并对这一类技术的发展潜力进行了探讨与总结,为今后光谱成像技术在植物研究领域的进一步发展与应用提供理论参考。

关键词：成像拉曼光谱红外光谱近红外光谱细胞壁细胞结构

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大百合鳞茎中王百合苷分布特性与网络药理学分析

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广西林业科学 2024年第5期53卷 554-566页

作者：王子洋李荣琛黄晓露廖健明赵志珩北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 广西壮族自治区林业科学研究院广西特色经济林培育与利用重点实验室广西南宁530002

大百合(Cardiocrinum giganteum)为百合科(Liliaceae)大百合属多年生草本植物,其鳞茎富含王百合苷等次生代谢产物,具有较高的药用价值。为探究大百合鳞茎中王百合苷分布情况及其药理作用机制,以2年生(c2y)、3年生(c3y)、4年生(c4y)和5年... 详细信息

大百合(Cardiocrinum giganteum)为百合科(Liliaceae)大百合属多年生草本植物,其鳞茎富含王百合苷等次生代谢产物,具有较高的药用价值。为探究大百合鳞茎中王百合苷分布情况及其药理作用机制,以2年生(c2y)、3年生(c3y)、4年生(c4y)和5年生(c5y)大百合鳞茎为材料,借助代谢组、MADLI-MSI成像技术和HPLC-MS/MS技术测定大百合内、中和外层鳞片中王百合苷类化合物的含量,并利用分子对接技术对王百合苷类活性成分的功效进行分析。结果表明,在大百合鳞茎中鉴定到9种王百合苷类化合物,这9种化合物均在3年生大百合鳞茎中表达量最高。王百合苷B和王百合苷F均在中层鳞片中分布最广泛。外、中和内层鳞片中的王百合苷B含量均高于王百合苷A和王百合苷F。大百合鳞茎中的王百合苷类活性成分与抗炎核心靶点GAPDH、TNF和PTGS2具有强结合能力,进一步表明王百合苷类活性代谢产物具有抗炎功效。3年生大百合中层鳞片为提取王百合苷类活性成分的最合适材料。

关键词：网络药理学王百合苷大百合鳞茎分子对接

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基于超分辨成像增强对拟南芥内质网动态变化的研究

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生物技术通报 2024年第4期40卷 67-76页

作者：张以恒刘家正王雪晨孙政哲薛雅郡汪沛韩华郑宏伟李晓娟北京林业大学理学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木、花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100049 脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台北京101499 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830001

【目的】为了解决在植物细胞内质网的研究中,成像速度与成像分辨率难以同时满足准确识别精细结构和动态变化的瓶颈问题。【方法】使用结构光照明显微成像技术,对拟南芥活体材料中的内质网进行超分辨实时成像,并优化了自监督去噪框架(Bli... 详细信息

【目的】为了解决在植物细胞内质网的研究中,成像速度与成像分辨率难以同时满足准确识别精细结构和动态变化的瓶颈问题。【方法】使用结构光照明显微成像技术,对拟南芥活体材料中的内质网进行超分辨实时成像,并优化了自监督去噪框架(Blind2Unblind),以进一步提升快速显微成像的信噪比。【结果】建立了对时间序列成像中内质网结构进行定量分析的方法,并通过对环境胁迫下内质网结构动态变化的追踪进一步验证了方法的有效性。此外,各类参数的相关性分析显示管状内质网的面积和长度与生长端和三叉点的数量显著正相关,而内质网池和整体流的面积与管的面积和长度显著负相关。【结论】优化的自监督去噪框架提升了植物活细胞中结构光照明显微图像的信噪比,实现了管状内质网、内质网池、整体流、生长端和节点等复杂结构和动态的量化,各结构间存在复杂相关性。

关键词：拟南芥内质网动态超分辨率成像成像增强量化分析

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湿加松个体老化模式与平茬复幼的机理

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中国科学：生命科学 2023年第8期53卷 1146-1165页

作者：杨舜垚张贵芳张曦林昌明黄婷邓乐平张智霖李福明钟岁英盘晓莺何其邹洪张莹莹鄂一岚沈微微王广超李洋赵媛媛李晓娟黄少伟沈应柏钮世辉林金星北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木、花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 北京林业大学树木发育与基因编辑研究院北京100083 广东省台山市红岭种子园台山529200 中国林木种子集团有限公司北京100036 华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 广东省森林植物种质创新与利用重点实验室广州510642

松树是我国重要的针叶树造林树种.在早期的生产实践中,通过树木复幼等技术,可以有效提升多种针叶树树种的无性繁育,但缺乏从分子水平上对其进行评价和测算.本研究以实生湿加松和平茬复幼的湿加松(Pinus elliottii×***)为研究对象,... 详细信息

松树是我国重要的针叶树造林树种.在早期的生产实践中,通过树木复幼等技术,可以有效提升多种针叶树树种的无性繁育,但缺乏从分子水平上对其进行评价和测算.本研究以实生湿加松和平茬复幼的湿加松(Pinus elliottii×***)为研究对象,结合转录组测序、加权基因共表达网络分析、荧光实时定量PCR等多种技术,鉴定到Pt6G14330,Pt6G55590,Pt9G03170,Pt3G66280(AP2L3),PtJG21230,Pt4G16540,Pt2G41770(DAL10),Pt1G04760(MADS28)等年龄标记基因,同时借助这些基因阐明了湿加松个体发育老化的空间模式,并揭示了平茬复幼的分子机制.本研究还发现,平茬后湿加松嫩枝中茉莉素、水杨酸、生长素等含量显著上升,脱落酸含量显著下降,暗示树木的平茬复幼与激素变化密切相关.这一研究不仅从分子水平厘清了针叶树的组织年龄变化规律,也为树木高效规模化繁育过程中复合生长调节剂的研发提供了理论指导.

关键词：湿加松个体发育老化平茬复幼分子证据规模化繁育

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