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草业学报 2025年第6期34卷 154-167页

作者：温小月赵颖王宝强王贤朱晓林王义真魏小红甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃农业大学农学院

紫花苜蓿是世界上种植最广泛的饲用豆科作物。APETALA2/ethylene-responsive factor(AP2/ERF)转录因子在植物抵御非生物胁迫中起着关键作用。一氧化氮（nitric oxide,NO）作为植物体内的一种信号分子，在植物抗旱中扮演重要角色。本研... 详细信息

紫花苜蓿是世界上种植最广泛的饲用豆科作物。APETALA2/ethylene-responsive factor(AP2/ERF)转录因子在植物抵御非生物胁迫中起着关键作用。一氧化氮（nitric oxide,NO）作为植物体内的一种信号分子，在植物抗旱中扮演重要角色。本研究利用生物信息学方法对紫花苜蓿MsAP2/ERF基因家族成员进行鉴定及其对NO和干旱的响应模式分析，并从MsAP2/ERF基因家族中筛选到强烈响应NO调控的MsERF07基因进行亚细胞定位。结果表明，该家族成员均含有AP2结构域，其蛋白质的氨基酸数目介于176～422；亚细胞定位预测大部分蛋白都定位在细胞核；MsERF01和MsERF11的亲缘关系较近，并且它们具有相似的结构域；61.54%的MsAP2/ERF基因只含有外显子，也具有高度相似的保守基序；蛋白互作显示MsERF01和MsERF11、MsERF05和MsERF07均处于蛋白互作图中的同一节点；13个MsAP2/ERF基因家族成员被不均匀分布在13条染色体上，MsAP2/ERF基因家族成员的启动子序列中有43个与光反应、组织特异性表达、胁迫以及植物激素相关的顺式调控元件。此外，紫花苜蓿的转录组测序数据分析表明大部分MsAP2/ERF基因家族成员在NO的调控下表达量增加，进一步qRT-RCR试验结果显示，外源NO促进了干旱胁迫下MsAP2/ERF基因的表达量。克隆MsERF07基因，亚细胞定位结果显示该蛋白定位在细胞核与细胞膜中，本研究为后续研究紫花苜蓿MsERF07基因响应干旱胁迫的分子机制提供了基础。

关键词：干旱胁迫一氧化氮紫花苜蓿 AP2/ERF

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泛素化调控植物免疫反应研究进展

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植物遗传资源学报 2025年

作者：郭铭司二静王燕绣姚立蓉汪军成张宏李葆春孟亚雄马小乐王化俊甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作... 详细信息

真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作用成为了植物病理学和分子生物学研究的热点领域。泛素化作为一种关键的蛋白质翻译后修饰机制，参与了模式识别受体介导的信号传导路径，影响这些受体的内吞、降解及再循环过程，从而增强植物对病原菌的识别能力。此外，泛素化还与植物激素信号通路相互作用，共同调节植物的抗病性。特别是E3泛素连接酶作为泛素化过程中的核心成分，其多样性和特异性为植物提供了精确调控免疫反应的能力。本文介绍了泛素-蛋白酶体系统的反应过程，并重点围绕蛋白质泛素化修饰在植物免疫应答中的调控作用以及泛素连接酶在植物应对病原菌侵染后的功能研究开展论述，旨在为深入理解植物自身的抗性调节机制以及培育具有更强抗性的作物品种提供新的策略和技术手段，对于泛素化修饰在植物免疫应答领域的深入研究具有重要意义。

关键词：植物免疫泛素化修饰 E3泛素连接酶

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盐生草HgS5基因的克隆与抗旱性鉴定

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草业学报 2025年第2期34卷 184-195页

作者：汪欣瑶彭亚萍姚立蓉汪军成司二静张宏杨轲马小乐孟亚雄王化俊李葆春甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

为应对日益严峻的干旱环境问题,发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果,盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高,故选其为研究对象,对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位;通过... 详细信息

为应对日益严峻的干旱环境问题,发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果,盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高,故选其为研究对象,对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位;通过qRT-PCR检测目的基因在拟南芥植株叶片和根系的相对表达量,并利用农杆菌完成拟南芥异源表达,以验证目的基因的抗旱能力。结果表明,HgS5基因中碱基对的数量为1738,编码370个氨基酸,编码蛋白为酸性亲水性蛋白且没有跨膜区;具有116个启动子顺式作用元件;HgS5基因和巨人柱、苋菜和甜菜相关同源基因拥有相同的A_thal_3526保守结构域;亚细胞定位显示HgS5基因主要在细胞膜上表达;荧光定量结果显示HgS5基因主要在拟南芥根系表达,处理第6天表达量与其他组别差异显著(P<0.05);抗旱鉴定结果显示过表达拟南芥的抗旱性明显增强,具体表现为植株枯萎程度减缓;基因HgS5通过影响酶活性来对抗干旱环境,过表达拟南芥根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在干旱胁迫后期整体高于野生型。综上所述,基因HgS5在抗旱过程中起到了积极的调控作用。研究结果旨在为进一步探索HgS5基因应对干旱胁迫的分子响应机制提供理论依据。

关键词：盐生草基因家族生物信息学分析基因克隆抗旱性鉴定

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番茄黄化曲叶病毒胁迫下外源NO对番茄抗氧化物酶基因表达的影响

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中国农业科技导报(中英文) 2025年第2期27卷 125-135页

作者：罗金城朱晓林魏小红王贤王宝强杜雪芬甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室兰州730070

为探究番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)胁迫下外源一氧化碳(nitric oxide,NO)对番茄抗氧化物酶基因表达的影响,以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料,在对照(CK)、TYLCV(TY)和NO+TYLCV(NO+TY)3种处理下,通过转录... 详细信息

为探究番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)胁迫下外源一氧化碳(nitric oxide,NO)对番茄抗氧化物酶基因表达的影响,以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料,在对照(CK)、TYLCV(TY)和NO+TYLCV(NO+TY)3种处理下,通过转录组测序、荧光qRT-PCR和生物信息学分析进行研究。结果表明,在番茄基因组中共筛选出55个抗氧化酶相关编码基因,其中存在于不同亚细胞区室中含有外显子数目最多的抗氧化酶基因均显著响应TYLCV胁迫。NO介导的抗氧化酶编码基因数量在不同亚细胞区室的分布表现为叶绿体>细胞膜>细胞质>过氧化物酶体>液泡,其中Chl Cu-Zn SOD、Chl MR2、Chl GR、Per MR、Pla CAT1和Pla CAT7的表达量显著上调;Chl Fe SOD1、Chl Fe SOD2、Cyt GPX、Cyt APX1、Cyt APX2 L-5、Pla CAT3、Pla CAT8和Vac CAT的表达量显著下调。实时荧光qRT-PCR验证发现,Chl GR、Min Mn SOD和Per CAT2响应TYLCV表达,Chl Cu-Zn SOD、Pla CAT7、Pla CAT8和Cyt APX2 L-5响应TYLCV和NO表达。以上结果为研究NO在提高番茄抗病性机制中的作用提供理论依据。

关键词：番茄番茄黄花曲叶病一氧化氮抗氧化酶基因

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大麦PRX基因家族全基因组鉴定及其干旱胁迫下的表达分析

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作物学报 2025年

作者：陆雯佳汪军成姚立蓉张宏司二静杨轲孟亚雄李葆春马小乐王化俊省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

过氧化物酶（Class III peroxidase， PRX）基因家族在调控植物生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要作用。大麦（Hordeum vulgare L.）是典型的C3植物，目前关于HvPRXs基因家族的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对大麦PR... 详细信息

过氧化物酶（Class III peroxidase， PRX）基因家族在调控植物生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要作用。大麦（Hordeum vulgare L.）是典型的C3植物，目前关于HvPRXs基因家族的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对大麦PRX基因家族（HvPRXs）成员进行了分析，探究其在20% PEG-6000胁迫下的表达模式。大麦全基因组中共鉴定出了178个HvPRXs基因家族成员，并根据其在染色体上位置顺序依次命名为HvPRX1～HvPRX178。通过对大麦、水稻和拟南芥的过氧化物酶进行进化树分析将其分为5个亚家族，基因结构和Domain分析表明同一亚家族具有较高的保守性。基因复制分析显示，15个HvPRX基因（8%）存在片段复制，34个HvPRX基因（67%）存在串联复制，串联复制事件在HvPRX基因扩增中起重要作用。大麦与拟南芥的物种间共线性分析显示，大麦与拟南芥有4个PRX直系同源基因对，说明基因从单子叶到双子叶进行了大规模的分子进化事件。转录组分析显示，HvPRXs基因家族成员在大麦根、叶中表达存在差异。启动子顺式作用元件分析显示，99个HvPRXs含有与干旱胁迫响应相关的顺式作用元件。最后基于qRT-PCR分析其干旱胁迫下的表达特征，结果表明，HvPRX1、HvPRX18、HvPRX63、HvPRX160和HvPRX167受20% PEG-6000诱导在3 h时表达量显著升高。本研究结果为全面探索HvPRXs基因的生物学功能、其调控大麦抗旱性的分子机制以及抗逆作物新品种的培育提供参考。

关键词：大麦 PRX基因家族生信分析干旱胁迫

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番茄钙调蛋白结合转录因子CAMTA家族基因的鉴定及其低温胁迫下表达模式的分析

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农业生物技术学报 2021年第5期29卷 871-884页

作者：王宝强朱晓林魏小红金宝霞王贤王旺田甘肃农业大学生命科学技术学院/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室/甘肃省干旱生境作物学重点实验室

钙调素结合蛋白转录因子(calmodulin-binding transcription factor, CAMTA)在植物激素信号转导、发育调控和低温胁迫中发挥重要作用。本研究从番茄(Solanum lycopersicum)的全基因组水平鉴定CAMTA基因家族,利用生物信息学技术全面分析... 详细信息

钙调素结合蛋白转录因子(calmodulin-binding transcription factor, CAMTA)在植物激素信号转导、发育调控和低温胁迫中发挥重要作用。本研究从番茄(Solanum lycopersicum)的全基因组水平鉴定CAMTA基因家族,利用生物信息学技术全面分析该家族成员的相关信息,并通过qRT-PCR检测CAMTA在低温胁迫下的表达。结果显示,番茄基因组中共鉴定出18个成员,分布在9条染色体上且存在1个片段复制基因对;系统进化分析显示,番茄CAMTA成员被聚为6类;SlCAMTA启动子区含有49个与植物激素、胁迫、光反应以及组织特异表达相关的顺式元件;蛋白质相互作用网络发现,部分番茄CAMTA蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)已知蛋白联系紧密;该家族大多数基因在各个组织中均有表达,一半以上的CAMTA基因具有分子功能且构成细胞基本组分,SlCAMTA10参与11种生物学过程;在低温胁迫下,14个SlCAMTAs显著上调表达,其中SlCAMTA02的相对表达量在12 h达到了最高(396.53),为对照的396倍。本研究为CAMTA家族基因功能的深入挖掘和番茄耐低温响应机制研究方面提供一定的参考依据。

关键词：番茄钙调蛋白转录因子(CAMTA) 生物信息学低温胁迫表达分析

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盐碱胁迫对藜麦幼苗叶片光合特性及抗氧化系统的影响

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草地学报 2021年第8期29卷 1689-1696页

作者：王宝强赵颖朱晓林王旺田魏小红甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃兰州730070

为探究混合盐碱胁迫下碱性盐比例及胁迫时间对藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗光合作用及抗氧化能力的影响,本研究以藜麦种子为材料,用150 mmol·L^(-1)盐碱混合溶液处理藜麦幼苗,分析其光合特征、丙二醛含量及抗氧化酶活性的变化。... 详细信息

为探究混合盐碱胁迫下碱性盐比例及胁迫时间对藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗光合作用及抗氧化能力的影响,本研究以藜麦种子为材料,用150 mmol·L^(-1)盐碱混合溶液处理藜麦幼苗,分析其光合特征、丙二醛含量及抗氧化酶活性的变化。结果表明:随碱性盐比例及胁迫时间的增加,各盐碱胁迫处理组藜麦叶片叶绿素含量先升后降;各盐碱胁迫处理净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度均显著低于对照,气孔限制值显著高于对照;叶中丙二醛含量在高比例碱性盐处理下达到最高;随胁迫时间的增加,叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及抗坏血酸过氧化物酶活性逐渐下降,茎中先升后降,叶中过氧化物酶活性逐渐下降,茎中先降后升。说明碱性盐比例及胁迫时间对藜麦幼苗叶片光合系统及抗氧化系统有不利影响。但均衡离子比例的协同效应可以改善藜麦幼苗的盐碱耐受性。本研究可为盐碱区域藜麦引种、栽培及盐碱地的生物改良提供科学依据。

关键词：藜麦盐碱胁迫光合作用抗氧化酶活性

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一氧化氮对干旱胁迫下紫花苜蓿氮代谢的影响

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草业学报 2021年第9期30卷 86-96页

作者：赵颖辛夏青魏小红甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃兰州730070

为揭示NO对渗透胁迫下紫花苜蓿含氮化合物及氮代谢过程的调控机制,以紫花苜蓿为材料,通过外源施加NO供体硝普钠(SNP)和NO清除剂(c-PTIO)对紫花苜蓿种子及幼苗进行处理,研究NO在PEG模拟的渗透胁迫下紫花苜蓿氮类化合物含量及氮代谢关键... 详细信息

为揭示NO对渗透胁迫下紫花苜蓿含氮化合物及氮代谢过程的调控机制,以紫花苜蓿为材料,通过外源施加NO供体硝普钠(SNP)和NO清除剂(c-PTIO)对紫花苜蓿种子及幼苗进行处理,研究NO在PEG模拟的渗透胁迫下紫花苜蓿氮类化合物含量及氮代谢关键酶活性变化规律中的影响。结果表明:与PEG处理相比,外施0.1 mmol·L-1 SNP,紫花苜蓿萌发期及幼苗期可溶性蛋白含量分别平均提高了16.91%和8.87%,游离氨基酸含量平均降低14.92%和0.68%;硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合成酶(GOGAT)活性在萌发期分别提高了23.85%,47.87%,60.06%,在幼苗期分别提高了16.31%,23.56%,72.89%;而萌发期和幼苗期谷氨酸脱氢酶(GDH)活性分别降低了35.89%和33.35%。PEG胁迫下添加c-PTIO加剧了PEG胁迫对紫花苜蓿含氮物质积累的抑制,对NR,GS,GOGAT活性的影响差异不显著,GDH活性在萌发期及幼苗期分别平均升高了18.26%和4.62%。由此说明,外源NO通过调节氮代谢关键酶活性促进PEG胁迫下紫花苜蓿氮素向蛋白质合成的方向转运积累,提高紫花苜蓿抗旱性。

关键词：紫花苜蓿一氧化氮干旱胁迫氮代谢

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PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗内源激素对NO的响应

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草业学报 2021年第4期30卷 160-169页

作者：张小芳魏小红刘放朱雪妹甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃兰州730070

以紫花苜蓿幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)为渗透调节物质模拟干旱胁迫,通过外源喷施NO释放剂硝普钠(SNP)和清除剂(cPTIO),用液相色谱/质谱联用(LC/MS)法分析研究PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片和根系中4种内源激素脱落酸(ABA)、生长素(... 详细信息

以紫花苜蓿幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)为渗透调节物质模拟干旱胁迫,通过外源喷施NO释放剂硝普钠(SNP)和清除剂(cPTIO),用液相色谱/质谱联用(LC/MS)法分析研究PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片和根系中4种内源激素脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、水杨酸(SA)和赤霉素(GA_(3))对NO的响应。结果表明:1)PEG胁迫下施加外源NO能促进紫花苜蓿叶片和根中NO含量的增加,其清除剂明显降低了紫花苜蓿叶片中NO含量;2)随着处理时间的延长,叶片和根中的ABA和SA含量逐渐增加,而根系中ABA和SA含量的增加较叶片晚。在胁迫第8天,叶中外源NO处理的ABA含量比SA含量高6.68倍,而喷施NO清除剂的ABA含量比SA含量高77.22%,并且叶中外源NO处理的ABA含量明显高于根中;3)NO会在短期内诱导叶片和根系中IAA和GA_(3)含量增加,在胁迫的第4天,叶片中外源NO处理的IAA含量高于其清除剂1.65倍,而根中喷施NO清除剂的IAA含量比NO处理高8.70%;叶片和根中NO处理的GA_(3)含量在第2天达到最大值后降低,比喷施NO清除剂的GA_(3)含量分别高54.49%和84.65%。综上所述,NO可通过诱导紫花苜蓿IAA、ABA、GA_(3)和SA四种激素的代谢水平及根中的相互转化调控植物的生长与抗逆性,尤其是ABA和SA在紫花苜蓿中的调节。

关键词：紫花苜蓿 PEG胁迫一氧化氮内源激素

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党参地上部分研究和应用的进展

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中草药 2021年第13期52卷 4055-4063页

作者：杨豆豆陈垣郭凤霞葛鑫张碧全焦旭升周小成周洋王红燕刘兰兰甘肃农业大学农学院甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学与技术学院甘肃兰州730070

党参是大宗药材,传统药用部位为根,地上部分研究较少,而地上部分含有多种化学成分,具有较高的利用价值,但其利用和研究仅处于初级阶段,合理有效的开发利用还未开展,造成了资源的严重浪费。党参地上部分综合开发能促进药用植物资源综合... 详细信息

党参是大宗药材,传统药用部位为根,地上部分研究较少,而地上部分含有多种化学成分,具有较高的利用价值,但其利用和研究仅处于初级阶段,合理有效的开发利用还未开展,造成了资源的严重浪费。党参地上部分综合开发能促进药用植物资源综合利用、延伸党参产业链、提高其经济价值和药农经济收入并推动地方药材支柱产业发展,因此,地上部分的综合利用研究具有重要意义。综述了党参地上部分(茎、叶、花)的现有研究和综合利用现状,对其化学成分、生物活性、在畜牧业和食品中的应用进行了综述,以期为党参地上部分综合利用和党参产业链的延伸提供参考。

关键词：党参茎叶花党参炔苷微量元素氨基酸多糖综合利用

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