摘要:

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摘要:高通量测序技术是研究环境微生物的有效手段，而以纳米孔测序为代表的第三代测序技术以其测序读长长、测序速度快、测序数据实时监控、仪器方便携带、无GC偏好性、无需经过PCR扩增等显著优势有力推动了环境微生物研究的发展。本文对纳米孔测序技术的技术原理和特点进行了简要概述，重点介绍了纳米孔测序技术在环境微生物扩增子测序、宏基因组测序、全基因组测序等领域的研究应用，并分析了纳米孔测序技术在环境微生物应用中的优势及存在的问题。

摘要:锰是生物所必需的一种微量元素，但工业技术发展以及矿产资源的开发导致大量的Mn(Ⅱ)排放进入环境中对人体健康产生严重威胁。微生物修复技术可快速高效去除环境中的Mn(Ⅱ)，且无二次污染，成为近年研究的热点。本文综述了除Mn(Ⅱ)微生物的种类与分布及其除Mn(Ⅱ)的机制，总结了影响微生物除Mn(Ⅱ)的因素，并展望了除锰微生物的前景，以期为除锰微生物在锰污染水体中的高效应用提供理论参考。

摘要:基于CRISPR/Cas9系统的引导编辑(prime editing, PE)技术作为一种新兴的基因组编辑技术，能在不产生双链断裂的情况下实现所有12种单碱基替换和小片段DNA的缺失或插入。引导编辑技术已经在多种植物中成功应用并将在植物精准育种中发挥重要作用。虽然植物引导编辑(plant prime editing, PPE)技术极大地扩展了植物基因组精准编辑的范围和能力，但是其编辑效率仍需进一步改善才能推动其在植物基础研究及育种中的广泛应用。文中介绍了植物引导编辑的开发历程、组成结构、优点和局限性，并重点介绍了植物引导编辑效率优化的进展，包括T_m值指导的PBS序列设计、RT模板长度、双pegRNA策略、PlantPegDesigner网站的开发和PPE效应蛋白优化策略。最后，对植物引导编辑技术的未来发展和应用提出了展望。

摘要:植物对不利环境的适应依赖于将外部胁迫信号传递到内部信号通路中，在进化过程中形成一系列的胁迫响应机制。其中，油菜素内酯(brassinosteroids, BRs) 是一种类固醇激素，广泛参与植物生长发育和逆境响应过程。BRs被包括受体BRI1和共受体BAK1在内的细胞表面受体感知，继而触发信号级联，导致蛋白激酶BIN2的抑制和转录因子BES1/BZR1的激活，BES1/BZR1可直接调控数千个下游响应基因的表达。在模式植物拟南芥中的研究表明，BR的生物合成和信号转导通路成员，特别是BIN2和其下游的转录因子BES1/BZR1，可以被各种环境因子广泛地调节。本文系统总结了BR相关的最新研究进展，对BR的生物合成和信号转导是如何被复杂的环境因子所调节，以及BR与环境因子如何协同调控作物重要农艺性状、冷胁迫和盐胁迫的响应进行了综述。

摘要:盐胁迫会导致植物受到初级的渗透胁迫和离子毒害以及次级的氧化胁迫和营养胁迫，严重制约了农业生产。植物盐胁迫应答转录因子能够通过调节下游靶基因的表达减轻盐胁迫对植物造成的伤害。文中基于土壤盐渍化及其对植物的危害、转录因子在植物盐胁迫信号转导网络中的中枢调节作用，综述了盐胁迫应答转录因子参与的盐胁迫信号转导途径、通过形成同源或异源二聚体及与调控蛋白形成复合物等方式调控下游基因形成的复杂下游基因网络，以及盐胁迫应答转录因子在提高植物耐盐性中的应用，为解析盐胁迫应答转录因子在盐胁迫应答调控网络中的作用提供理论依据，为植物抗逆分子育种提供参考信息。

摘要:microRNA (miRNA) 是一类广泛存在的非编码小分子RNA，在植物的生长发育和应激反应等过程中起到重要的调控作用。本文从miRNA在植物中的作用机制出发，对近10年来兰科植物各属miRNA的鉴定、几类miRNA的具体功能及miRNA的其他相关技术研究进行综述，以期为兰科植物小分子RNA的功能作用及调控网络解析提供参考。

摘要:种子品质的优劣对于农牧业生产、经济与遗传资源有效利用、生物多样性保护以及植物群落恢复与重建具有重要的作用。种子老化是其在贮藏过程中普遍存在的一种生理现象，是随着种子贮藏时间延长而发生和发展的自然不可逆过程，不仅关系到后续种、苗生长与产量、品质等问题，还对植物种质资源的保存、利用和开发等均具有重要影响。种子老化的生理机制复杂多样，现有研究往往仅进行常规的生理特征分析，缺乏系统、全面的深入探讨。基于此，文中对国内外关于种子老化的生理学研究进展进行了归纳与总结，从种子老化的方法、老化对种子发芽的影响、种子老化的生理和分子机制几个方面进行了综述。针对种子老化过程中如种子活力、电导率(electrical conductivity, EC)、丙二醛(malondialdehyde, MDA) 含量，种子内贮藏物质、抗氧化酶活性、线粒体结构等一系列生理参数的变化；并从种子的转录组、蛋白质组和老化相关基因功能等层面阐明了种子老化的机制，为种子生物学的研究和种质资源保存与利用等科学问题提供了一定的理论依据。

摘要:蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶2 (sucrose non-fermenting-1-related protein kinase 2, SnRK2)是一类植物特有的Ser/Thr蛋白激酶，其主要通过磷酸化底物来调节下游基因的表达，实现不同组织部位的抗逆调控，使植物适应不利环境。该蛋白激酶家族成员数量较少，分子量约为40 kDa，含有保守的N端激酶结构域和差异明显的C端调节结构域，对酶的表达起到至关重要的作用。文中综述了SnRK2的发现、结构、分类及其响应各种逆境胁迫和调控生长发育的功能等方面的研究成果，并对未来的研究方向进行了展望，以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据。

摘要:褐藻胶是一类多糖聚合物，由于其独特的理化性质和有益健康的作用，已被广泛应用于制药和食品工业。然而，由于褐藻胶的水溶性低、黏度大，进而限制了褐藻胶的开发和应用。褐藻寡糖(alginate oligosaccharide, AOS) 是褐藻胶的降解产物，由于其分子量低、水溶性高、安全无毒等特点，近年来受到广泛关注。AOS独特的生物活性与其结构的多样性密切相关，可通过不同的制备方法获得具有特定结构和不同生物活性的AOS。文中对褐藻胶制备AOS的方法以及AOS的抗肿瘤、免疫调节功能、抗炎、抗氧化、益生元和抗糖尿病等生物活性进行了综述，并对AOS的结构与生物活性之间的关系进行了阐述，以期为AOS的深入研究与应用提供理论基础。

摘要:在动物脂肪沉积过程中，前体脂肪细胞增殖、分化和脂滴甘油三酯水平的变化受到一系列转录因子和信号通路的调节。目前研究者虽对脂肪形成的转录调控机制进行了深入研究，但对转录后mRNA水平修饰的报道相对较少。甲基化转移酶、去甲基化酶和甲基化阅读蛋白共同调控的mRNA m⁶A修饰是动态可逆的且与脂肪沉积密切相关。脂肪含量和肥胖相关蛋白(fat mass and obesity associated, FTO) 作为RNA去甲基化酶，影响被修饰基因的表达，在脂肪沉积中起关键作用。文中系统分析并总结了FTO介导的mRNA m⁶A去甲基化对动物脂肪沉积的作用及分子调控机制的研究进展，提示FTO可能成为有效治疗肥胖症的靶点; 还对近年来研发FTO抑制剂的情况进行了总结，并展望其在治疗肥胖症方面的研究前景。

摘要:为了获得预防牛病毒性腹泻病毒1型(bovine viral diarrhea virus 1，BVDV-1) 感染的病毒样颗粒，扩增C-E^rns-E1-E2编码区段并克隆至pFastBacDaul载体，转化大肠杆菌DH10Bac感受态细胞与Bacmid重组获得Bacmid-BVDV-1，转染至Sf9细胞，获得重组杆状病毒Baculo-BVDV-1。利用免疫荧光试验、免疫印记、电镜观察确定目的蛋白表达和病毒样颗粒的组装。制备病毒样颗粒灭活抗原并辅以Montanide ISA-201佐剂免疫豚鼠，分别用中和抗体滴度测定和淋巴细胞增殖试验分析体液免疫和细胞免疫应答，然后用10⁶ TCID₅₀ BVDV-1型AV69株攻毒，评价病毒样颗粒的免疫保护效果。结果表明，构建的重组杆状病毒Baculo-BVDV-1感染Sf9细胞可高效表达BVDV结构蛋白并形成病毒样颗粒。病毒样颗粒免疫诱导豚鼠产生较高滴度(1︰144) 的中和抗体并激活细胞免疫，降低了BVDV感染豚鼠血液中的病毒RNA水平。文中以昆虫细胞表达系统制备BVDV病毒样颗粒并评价其免疫原性，为进一步研制BVD病毒样颗粒疫苗奠定了基础。

摘要:本研究旨在体外组装小尾寒羊OLA Ⅰ蛋白与绵羊痘病毒多肽复合物，筛选绵羊痘病毒CTL表位肽。首先克隆小尾寒羊OLA Ⅰ重链基因胞外区OLA Ⅰ α-BSP和轻链基因OLA Ⅰ-β₂m，将获得的轻、重链基因分别插入原核表达载体pET-28a(+)并转化至BL21(DE3) 细胞进行诱导表达，收集菌体超声破碎，过镍柱纯化获得一定纯度的OLA Ⅰ重链和轻链β₂m包涵体蛋白，稀释复性法将获得的轻、重链包涵体蛋白与绵羊痘病毒多肽PV4按摩尔比为1︰1︰1的比例进行共复性，分子筛层析验证复性情况，ELISPOT试验评价OLA Ⅰ分子限制性多肽引起的T细胞免疫应答。结果表明，克隆获得的重、轻链基因正确表达，大小分别为36.3 kDa和16.7 kDa，分子筛和SDS-PAGE结果表明，绵羊痘病毒多肽PV4与OLA Ⅰ分子稳定结合，ELISPOT试验确定该多肽可刺激引起T细胞免疫应答。本研究建立了小尾寒羊OLA Ⅰ分子轻、重链的原核表达体系，实现该轻、重链与绵羊痘病毒多肽PV4的复性，确定了1个绵羊痘病毒CTL表位肽，为下一步解析该复合物的结构及对羊痘CTL表位筛选提供思路。

摘要:乳房链球菌Streptococcus uberis的GapC蛋白是一种位于该菌表面的具有甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性的蛋白，其参与细胞活动，表现出多种生物学活性，此外还具有良好的抗原性。文中旨在对乳房链球菌GapC蛋白可能的B细胞抗原表位进行预测，分析和验证候选表位肽的免疫原性。利用S. uberis分离株RF5-1克隆gapC基因，构建重组表达质粒pET-28a-GapC，诱导表达GapC重组蛋白，并以纯化蛋白免疫家兔，获得抗GapC多抗。利用生物信息学软件预测并分析GapCB细胞抗原表位的三维结构和空间位置及对GapC蛋白及表位的同源性比较。结果表明，表达纯化了44 kDa的GapC蛋白具有良好的反应性。利用表位预测软件筛选并合成针对S. uberis GapC蛋白的6个线性和3个构象优势B细胞表位多肽，三维结构的分析显示，筛选的多肽具有良好的抗原表位形成条件。以纯化的S. uberis GapC蛋白免疫家兔制备多抗，通过间接ELISA对抗原表位进行鉴定。ELISA检测结果显示，9条抗原表位肽均可不同程度地与抗GapC多抗反应，其中表位²⁶⁶AANDSYGYTEDPIVSSD²⁸²与多抗反应水平显著高于其他表位。研究结果为深入了解S. uberis GapC蛋白的免疫学特性和利用其有效抗原表位奠定了基础。

摘要:流感病毒血凝素蛋白(hemagglutinin, HA) 的茎部区相对保守，是广谱疫苗、抗体与病毒检测制剂的重要靶点。前期研究获得了一株与H7N9亚型禽流感病毒HA蛋白茎部多肽(aa 428–452) 反应的单克隆抗体(5D3-1B5)。为系统评价其生物学特性，本研究测定了5D3-1B5的抗体效价(IgG、血凝抑制与病毒中和滴度)，鉴定了抗体识别的抗原表位与编码基因的序列及结构，并评价了抗体与不同亚型流感病毒的交叉反应性。结果显示，5D3-1B5不具有针对H7N9病毒的血凝抑制与病毒中和活性，但是与HA蛋白的反应性较强; 基于多肽的酶联免疫吸附试验与噬菌体表面展示随机多肽文库筛选的方法，鉴定了5D3-1B5识别的表位是位于HA茎部C螺旋区的⁴³¹W-⁴³³Y-⁴³⁷L基序，且含有该表位突变的重组H7N9病毒失去了与抗体的反应性; 测定了抗体可变区的基因序列并定位了轻链与重链可变区的互补决定区; 抗体可变区的结构模拟与分子对接则验证了抗体与HA蛋白茎部C螺旋区的结合; 值得注意的是，5D3-1B5与group 1和2不同亚型的流感病毒具有广谱反应性。因此，5D3-1B5具有作为流感病毒广谱检测与抗体治疗制剂的应用潜力，研究结果也为认识H7N9亚型禽流感病毒HA蛋白的抗原表位特征提供了新的信息。

摘要:天然抗菌肽具有较强的杀菌能力，但高生物相容性抗菌肽的构建一直阻碍着该领域的发展。为了提高抗菌肽的选择特异性，通过分子动力学分析探讨了抗菌肽的结构特性，并检测其生物学活性。首先以(RXKY)₂(YRY)₂ (X代表Ile，Y代表Leu) 为模板设计新型抗菌肽分子RIKL。通过圆二色谱(circular dichroism, CD) 检测RIKL的二级结构，并通过分子动力学分析模拟了RIKL在水溶液和POPC/POPG膜环境下的结构，同时通过检测抑菌活性、溶血活性、细胞毒性及盐离子稳定性等指标进一步研究其生物学活性。CD结果表明，RIKL在细菌膜模拟环境下呈现α-螺旋结构，分子动力学模拟预测了RIKL可以在水溶液和POPG环境下保留部分二级结构，而在POPC环境下分子的二级结构含量有所降低。抑菌试验表明RIKL具有较高的抑菌活性，其最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC) 的几何平均值为3.1 μmol/L; 溶血和细胞毒性试验表明，RIKL在检测范围内无溶血活性、细胞毒性较低; 稳定性试验发现，RIKL在不同pH值、不同浓度血清和盐离子存在的环境下仍保持抑菌活性。综合以上结果，RIKL具有较高的细胞选择性，有成为高效抗菌药物的发展潜力。

摘要:艰难梭菌是一种重要的人兽共患肠道病原菌，广泛存在于人和多种动物体内。ST11型艰难梭菌是国际上流行最广泛、危害最大的亚型之一。我国作为养猪业大国，猪源艰难梭菌的检测方法欠缺，给猪场艰难梭菌的防控留下隐患。本研究旨在建立一种特异、敏感的双抗体夹心ELISA，为猪源ST11型艰难梭菌流行病学调查提供血清学检测方法。首先采用原核表达并纯化出97 kDa的受体结合域(receptor binding domain, RBD) 蛋白，并利用杂交瘤技术成功筛选出能稳定分泌针对RBD蛋白的单克隆抗体杂交瘤细胞AE2D3，经检测其抗体亚型为IgG2b (κ)。其次以针对RBD蛋白的单克隆抗体为检测抗体、兔多克隆抗体为捕获抗体，运用棋盘法确定了捕获抗体和检测抗体的配对浓度、抗原包被条件、封闭条件、检测抗体和待检样品的孵育条件、羊抗小鼠IgG/HRP和TMB显色液反应条件。经测定，此方法的临界值OD₄₅₀为0.152，与13株非ST11型的艰难梭菌无交叉反应，对RBD蛋白的最低检测浓度为8.83 ng/mL。这一特异、敏感、可用于兽医临床检测猪源ST11型艰难梭菌的双抗体夹心ELISA，为养猪业ST11型艰难梭菌流行病学调查提供了可靠的血清学检测方法。

摘要:必需脂肪酸为人体健康和生命所必需，但机体自身不能合成，研究表明ω-3族脂肪酸对人体的生理功能有更加积极的影响。哺乳动物体内缺乏ω-3去饱和酶的基因，来自线虫Caenorhabditis elegans的Δ15-脂肪酸去饱和酶(Δ15 Des) 可以将体内ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs) 转化为ω-3 PUFAs。利用PiggyBac转座子(PB) 系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠可以在较短时间内繁育出稳定遗传的纯合子转基因小鼠，整合率高达35.1%。饲料中添加6% ω-6 PUFAs饲喂小鼠，通过气相色谱(gas chromatography, GC) 检测小鼠体内脂肪酸的变化，荧光定量PCR (quantitative PCR, qPCR) 和蛋白免疫印迹(Western blotting, WB) 来检测Δ15 Des在小鼠体内的表达水平。从qPCR和GC结果分析，阳性小鼠的基因活性率为61.53%，与传统方法相比，Δ15 Des的转入效率及活性都显著提高，且纯合子比杂合子表达更高的活性，进一步验证了PiggyBac转座子系统高效的转导效率和安全稳定性。

摘要:随着森林木材资源的减少，废纸回收利用越来越受到人们的重视。然而，废纸回收利用过程中产生的胶黏物会对再生纸的生产造成严重影响。生物法控制胶黏物主要是通过酶断裂胶黏物组分之间的酯键，防止胶黏物的絮凝，具有高效、专一、无污染等优势。角质酶是一种丝氨酸酯酶，可降解胶黏物中的部分成分。相关研究表明，锚定肽tachystatin A2 (TA2) 具有结合聚氨酯的能力。本研究选取特异性腐质霉Humicola insolens来源的角质酶HiC，通过大引物全质粒扩增法成功构建了融合蛋白HiC-TA2，并研究了酶学性质以及对胶黏物模式底物聚丙烯酸乙酯(PEA) 的降解效率。结果表明，HiC-TA2对PEA的降解效率是HiC的1.5倍，其PEA粒径减小值是HiC的6.8倍，产物乙醇的生成量是HiC的1.4倍。证明TA2有助于提高HiC对PEA的降解效率。本研究可为生物法控制再生纸生产过程中产生的胶黏物提供有益的参考。

摘要:随着全球经济的发展，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 塑料的生产量大幅提高，其废弃总量也逐年递增。废弃PET处理方法主要包括填埋、焚烧及生物降解等。填埋和焚烧均会造成二次污染，而生物降解因其环境友好特性逐渐成为研究热点。相关研究表明，碳水化合物结合模块(carbohydrate binding module, CBM) 可以有效增强PET降解酶对PET的吸附，从而增加降解速率。通过大引物PCR (megaprimer PCR of whole plasmids, MEGAWHOP) 技术，将炭疽杆菌(Bacillus anthraci) 来源的CBM与嗜热子囊菌(Thermobifida fusca) 角质酶(Tfuc) 构建融合蛋白BaCBM2-Tfuc并表征其PET降解性能。在60 ℃条件下，BaCBM2-Tfuc降解PET膜的效率是Tfuc的2.8倍。本研究可为构建高效降解PET的融合蛋白提供技术支持。

摘要:细胞色素c是一类在生物体内广泛存在的血红素蛋白，由亚铁血红素和细胞色素c前体组成，在生物电子学、生物医药以及污染物降解等领域具有很大的潜在应用价值。然而，细胞色素c很难通过异源表达而大量获取。对于未培养厌氧甲烷氧化古菌来源的细胞色素c (CytC4)，目前尚无成功表达和功能研究。本研究首先通过在CytC4的N端分别引入组氨酸标签和凝血酶位点，同时过量表达可帮助细胞色素c分子成熟的CcmABCDEFGH，成功在大肠杆菌中异源表达了CytC4。接下来又以含有细胞色素c分子成熟系统的奥奈达希瓦氏菌为表达宿主，提高了CytC4的表达量。未培养厌氧甲烷氧化古菌CytC4的异源表达，为其生理功能的探索及生物工程的应用奠定了基础。

摘要:热激转录因子(Hsf) 是植物中最重要的转录因子家族之一，在植物遭遇热、干旱和重金属等多种非生物胁迫中具有重要的作用。为明确紫鸭跖草Hsf基因家族的结构及功能，从紫鸭跖草全长转录组数据库筛选鉴定出20个SpbHsf基因，并运用生物信息学工具和qRT-PCR进行分析。结果显示：SpbHsf蛋白均为亲水性蛋白，定位于细胞核的SpbHsf蛋白有12个，所有SpbHsf蛋白二级结构的α螺旋和无规卷曲的含量较高。SpbHsf基因分为3个亚族，各亚族都包含独特的保守基序。全部SpbHsf蛋白含有DBD和HR-A/B结构域。系统进化分析显示，与SpbHsf蛋白同源性最高的是水稻OsHsf蛋白。20个SpbHsf基因在紫鸭跖草根组织中均有表达。相比于对照组，根组织在Cu²⁺胁迫下，8个SpbHsf基因的表达量显著上调，8个SpbHsf基因的表达量显著下调。研究结果为紫鸭跖草Hsf基因家族的功能验证及表达模式提供了一定的理论参考。

摘要:培育耐盐碱水稻品种是应对全球人口日益增长的重要途径之一。文中以21份耐盐碱性不同的水稻品种(系) 为材料，在芽期和苗期设置6个不同盐碱浓度处理，测定了发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、芽鲜重和苗鲜总重等指标，以各指标盐害率的平均值作为耐盐碱性的综合评价标准。结果表明随着盐碱浓度的提升，对种子萌发和生长的抑制越明显。在1% NaCl加0.25% NaHCO₃溶液处理下，发芽率盐害率变异最大，为0%–89.80%。在所有浓度处理下，各性状指标的盐害率都具有相似的变化趋势。筛选到4份综合耐盐碱能力强(大酒谷、日本晴、魔王谷和02428) 和7份弱的种质资源。比较了4份耐盐碱强和3份耐盐碱弱的资源耐盐基因序列：OsHAL3和OsRR22基因在7份材料中没有差异，SKC1和DST基因在耐盐碱强和耐盐碱弱的品种之间有明显的变异。研究结果为进一步挖掘水稻耐盐碱基因和培育耐盐碱水稻新品种提供了种质资源和理论基础。

摘要:为研究桃果实漆酶(PpLAC) 基因家族成员的功能，利用生物信息分析方法对桃果实LAC基因成员进行鉴定，分析不同品种桃果实低温贮藏和外源γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA) 处理下的表达模式及其与冷害褐变的关系，为桃果实抗冷害褐变机制提供理论依据。研究从桃果实基因组筛选了26个漆酶基因，这些漆酶基因分布于6条染色体上，含有5–7个外显子，基因结构和保守基序较为相似。根据聚类分析结果将桃果实PpLAC基因家族成员分为7个亚族。通过良方水蜜桃、湖景水蜜桃以及外源GABA处理组的转录组测序结果分析，发现PpLAC7、PpLAC9在低温贮藏下表达量呈上升模式，且与褐变指数呈现相同的趋势。GABA处理组减轻桃果实褐变程度，且PpLAC7、PpLAC9的表达也被抑制，推测PpLAC7、PpLAC9可能与桃果实冷害褐变有关。

摘要:为探究花色苷合成相关转录因子MYB10在不同颜色穗醋栗果实着色差异的分子机理，通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE) 法从果实花青素含量有较大差异的黑穗醋栗(Ribes nigrum L.)、红穗醋栗(Ribes rubrum L.) 和白穗醋栗(Ribes album L.) 中分别克隆出MYB10基因，分别命名为RnMYB10 (KY786107)、RrMYB10 (KY786108)和RaMYB10 (MW660848)。系统发育分析表明，RnMYB10和RrMYB10在进化上具有同源性。实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, RT-qPCR) 结果表明：黑穗醋栗各时期果实中MYB10表达量均高于红穗醋栗且远远高于白穗醋栗。随着果实直径加大颜色加深，RnMYB10和RrMYB10表达量呈现先上升后下降的趋势(在果实转色程度75%时达到最大值)，RaMYB10表达量极低，几乎无表达。过表达RnMYB10和RrMYB10的拟南芥呈现紫色叶柄和叶片，过表达RaMYB10的拟南芥无明显变化。说明MYB10基因在穗醋栗果实呈色中发挥重要作用。

摘要:作为一种非必需元素，重金属镉(cadmium, Cd) 的污染对植物、环境乃至人类健康具有严重影响。利用绿化苗木移栽修复Cd污染土壤具有广阔的应用前景。为了明确丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)对红叶石楠(Photinifraseri frase) Cd吸收的促进作用，本研究利用盆栽试验比较了接种扭形伞房球囊霉(Sieverdingia tortuosa) 和摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae) 后红叶石楠的生长和Cd吸收差异，并利用转录组和微生物组测序技术分析了接种对红叶石楠根系基因表达水平和根围微生物群落结构的影响。结果表明，接种摩西斗管囊霉后，红叶石楠根、茎、叶中Cd浓度相比对照分别增加了57.2%、44.1%和71.1%，全株Cd含量达到182 μg/株。东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG) 代谢通路分析结果表明，接种摩西斗管囊霉影响了植物蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK) 信号通路、植物激素信号转导、糖酵解/糖异生和次生代谢产物的生物合成等相关基因的表达。微生物群落结构分析表明，接种扭形伞房球囊霉增加了酸杆菌门(Acidobacteria) 的相对丰度，而接种摩西斗管囊霉则增加了土壤中绿弯菌门(Chloroflexi) 和髌骨细菌门(Patescibacteria) 的相对丰度。接种AMF后球囊霉目(Glomerales) 丰度显著增加，由对照的23%上升至70%以上。相关性分析结果显示，乙烯反应转录因子、α-氨基己二酸半醛合酶、异淀粉酶和胍丁胺脱氨酶等基因表达与球囊霉目丰度显著负相关，半胱氨酸氧化、热休克蛋白、肉桂酰辅酶A还原酶和脱落酸受体等相关基因表达与髌骨细菌门丰度呈显著正相关。结果表明，摩西斗管囊霉的接种不仅直接影响了红叶石楠的基因表达水平，促进了红叶石楠对Cd的吸收，而且通过改变红叶石楠根围细菌群落结构，进一步提高了红叶石楠在Cd胁迫条件下的适应性。研究结果为进一步认识植物根系转录组和根围微生物组的相互关系提供了理论依据，并为Cd污染土壤修复提供了一种新的策略。

摘要:乌龙茶是一种高香型半发酵茶，因其具有的花果香和鲜醇浓厚口感而广受消费者青睐。在乌龙茶加工过程中，萎凋是促进乌龙茶风味品质形成的第一道工序。然而，乌龙茶萎凋过程中影响风味品质形成的分子机制尚不明确。利用转录组测序对乌龙茶鲜叶、室内萎凋叶和日光萎凋叶进行分析。结果表明，从3个样品中共鉴定出10 793个差异表达基因。KEGG富集分析显示，差异表达基因主要富集在类黄酮合成、萜类化合物合成、植物激素信号转导和剪接体通路。从这4个富集通路中筛选出12个差异表达基因和4个差异剪接基因进行荧光定量PCR分析，结果表明，检测基因在萎凋处理过程中的表达模式与转录组数据集中的结果一致。对上述富集通路进行深入分析后发现，日光萎凋处理后类黄酮合成基因的转录抑制、萜类化合物合成基因的转录增强、茉莉酸信号转导和可变剪接机制共同参与调控了日光萎凋叶中高花果香和低苦涩味的风味品质形成。研究结果有助于进一步了解日光萎凋处理在乌龙茶风味品质形成中的重要性。

摘要:长爪栘[木衣] (Docynia longiunguis Q. Luo & J. L. Liu) 是我国特有的栘[木衣]属植物，具有较高的食药用价值。对其叶绿体基因组进行分析，有助于阐明栘[木衣]属内的系统发育关系，为长爪栘[木衣]资源的开发利用及进一步研究奠定基础。结合其近缘种云南栘[木衣]叶绿体基因组数据，在进行全序列比对后，对其系统发育、密码子偏好性等进行分析。长爪栘[木衣]叶绿体基因组序列总长为158 914 bp (GenBank登录号为MW367027)，总GC含量为36.7%，其中大的单拷贝区(large single-copy, LSC) 长度为87 020 bp，小的单拷贝区(small single-copy, SSC) 长度为19 156 bp，反向重复区(inverted repeats, IRs) 长度为26 369 bp。共注释了102个功能性基因，包括72个蛋白编码基因、26个编码tRNA基因和4个编码rRNA基因。构建系统发育树的最佳模型为TVM+F+R2。系统发育分析结果表明，长爪栘[木衣]与栘[木衣] (Docynia indica (Wall.) Dcne.) 聚为一支，栘[木衣]属物种与苹果属(Malus) 聚为一支。对长爪栘[木衣]及近缘种叶绿体基因组序列进行比对分析，trnY (GUA)-psbD、ndhC-trnV (UAC)、accD-psaI、psbZ-trnFM (CAU) 和ndhF-trnL等区域的变异较大，核酸多样性分析则表明有11处Pi值> 0.01的高变区域，且都位于LSC区及SSC区。除长爪栘[木衣]外，其他序列中均有trnH基因位于IRs/LSC区交界处且都没有越过边界。密码子偏好分析显示，长爪栘[木衣]叶绿体基因中异亮氨酸的密码子编码数量最多，达到了1 205个。长爪栘[木衣]与山荆子(Malus baccata (L.) Borkh.)、三叶海棠(Malus sieboldii (Regel) Rehd.)、湖北海棠(Malus hupehensis (Pamp.) Rehd.) 及木瓜(Chaenomeles sinensis (Thouin) Koehne) 的亲缘关系最近；其叶绿体基因密码子更偏好于使用A/T结尾；长爪栘[木衣]叶绿体基因组与其他蔷薇科植物叶绿体基因组在4个边界区域基因分布显示出较大差异，与同属的云南栘[木衣]及栘[木衣]叶绿体基因组差异相对较小。长爪栘[木衣]叶绿体基因组的组装注释、系统发育分析及序列比对分析，为该物种的资源鉴定、开发和利用提供了理论依据。

摘要:TALE (three-amino acid loop extension) 转录因子在植物生长发育及细胞分化过程中起重要作用。在多种植物中均已鉴定出TALE转录因子的家族成员，但是萝卜TALE转录因子家族的研究鲜有报道。文中通过生物信息学手段在象牙白萝卜全基因组中鉴定出了分布于9条染色体上的33个TALE家族基因。研究结果显示，该家族中除与拟南芥KNATM同源的基因Rsa10037940外，其余基因均含有编码HOX保守结构域的序列。这些基因含有4–6个外显子。萝卜的33个TALE基因与拟南芥中的17个同源基因存在共线性关系。33个TALE基因启动子区的顺式元件中包含大量逆境响应元件。表达特性分析显示，该基因家族BELL亚家族内有4个基因在根内表达量较高，KNOX亚家族内有2个基因在薹和愈伤中表达量较高。该家族不同亚型成员之间的蛋白3D结构高度相似。编码蛋白均为弱酸、有亲水性。萝卜TALE基因家族在进化上较为保守，分化上与拟南芥存在一致性，与水稻差异较大。本研究为开展萝卜中TALE转录因子的生物学功能研究提供了重要参考。

摘要:类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase, CCD) 家族成员能催化类胡萝卜素裂解生成挥发性芳香物质并参与植物激素的合成。为探究茶树CsCCD基因家族成员生物学功能及基因表达模式，采用生物信息学手段进行了茶树全基因组CsCCD基因家族成员的鉴定，预测分析了其基因结构、保守基序、染色体定位、蛋白的理化性质、进化特性、互作网络、启动子顺式作用元件，并通过RT-qPCR测定了茶树不同叶位、乌龙茶加工过程中光照处理下CsCCD的相对表达量。共鉴定出11个茶树CsCCD基因家族成员，含有1–11个外显子、0–10个内含子不等；平均氨基酸个数为519 aa，平均分子质量为57 643.35 Da；聚类分析显示，CCD1、CCD4、CCD7、CCD8和NCED5个亚族各自聚成一类。茶树CsCCD基因家族主要含有胁迫响应元件、激素响应元件、光响应元件与多因素响应元件，且以光响应元件最多(142个)。进一步对茶树CsCCD基因在茶树不同叶位及乌龙茶加工过程中LED补光晾青过程的表达模式分析发现，CsCCD1、CsCCD4在成熟叶中表达量高于嫩叶及嫩茎，且随做青次数的增加，表达量呈下降趋势，但LED补光可在做青前期显著促进其基因表达；NCED亚家族成员整体呈现嫩叶表达量高于成熟叶及嫩茎趋势，但在做青过程中表达趋势不一，NCED3的表达水平先升后降，最高可达鲜叶的15倍以上，且在做青后期LED补光可极显著促进其基因表达。茶树CsCCD基因家族成员表达情况受机械力及光照调控，可进一步为优化茶叶加工工艺并提升茶叶品质奠定基础。

摘要:苯丙氨酸解氨酶(phenylalaninammo-nialyase，PAL) 是植物香气化合物中苯甲酸甲酯合成途径的关键酶。为探究云锦杜鹃Rhododendron fortunei RhPAL基因的功能，利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends，RACE) 技术克隆RhPAL基因全长cDNA序列，并应用高效液相色谱-质谱(liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS) 联用技术分析云锦杜鹃不同发育阶段的不同组织中RhPAL基因表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明，从云锦杜鹃花cDNA中克隆得到RhPAL基因，含有完整的cDNA开放阅读框(open reading frame，ORF) 序列长2 145 bp，编码715个氨基酸，与其他物种的PAL蛋白质氨基酸序列具有较高的同源性；qRT-PCR分析表明，在不同花期的花瓣中，RhPAL表达量呈上升趋势，在衰败期表达量最高，雌蕊的表达量远远高于雄蕊，同时，新叶高于老叶，叶片的表达量高于花瓣和花蕊。通过酶联检疫法检测分析云锦杜鹃不同花期的花瓣中PAL酶活性，在花苞期酶活性最高，衰败期最低，总体呈下降趋势。通过LC-MS技术，检测分析云锦杜鹃中苯丙氨酸(phenylalanine，L-Phe) 和肉桂酸(cinnamic acid，Ca) 的含量，发现在云锦杜鹃不同组织中苯丙氨酸和肉桂酸的含量变化趋势与RhPAL基因表达水平相一致，且均与RhPAL基因表达量呈高度相关。推测RhPAL在云锦杜鹃花香物质合成中发挥关键作用，本研究结果可为研究杜鹃花香气物质分子调控机制提供理论依据。

摘要:角质酶可降解脂肪族或芳香族聚酯，对聚对苯二甲酸乙二醇酯也具有较好的降解作用，但目前市面上角质酶产品非常稀缺，因此寻求一种高效表达的角质酶用于工程酶的开发非常有必要。本研究从核盘菌中克隆得到8个角质酶基因，利用PCR结合RT-PCR技术筛选出主效基因SsCut-52，利用大肠杆菌Escherichia coli BL21将SsCut-52进行异源表达并通过镍柱亲和层析的方法分离纯化，研究重组酶的特性及其致病性。SsCut-52全长为768 bp，N端有17个信号肽，进化树分析显示其氨基酸序列和葡萄孢属(Botrytis) 角质酶同源性最高，和蜡盘菌属(Rutstroemia) 角质酶亲缘关系也较近。SsCut-52在核盘菌侵染植物的过程中高效表达，在菌丝形成菌核的过程中表达量也高于其他角质酶基因。异源表达检测结果显示，角质酶以包涵体的形式存在，复性的SsCut-52在pH 6.0时活性最高，比活力达到3.45 U/mg，在pH为4.0–10.0时活性均较高。最适温度为20–30 ℃，当温度高于50 ℃时该酶的残余活性低于60%。植物叶片侵染结果表明，SsCut-52对核盘菌侵染板蓝根叶片具有一定的促进作用。