研究雌蕊发育进程对育种具有重要意义。蛋白质组学技术是强有力的系统生物学研究工具,目前草莓(Fragaria ananassa)雌蕊发育方面的蛋白质组学研究尚未见报道。为筛选适宜草莓雌蕊大规模蛋白质组学分析的方法,本研究采用数据依赖性采集(data-dependent acquisition, DDA)和非数据依赖性采集(data-independent acquisition, DIA)技术对小蕾期、初绽期和盛开期3个发育时期的草莓雌蕊进行非标记定量蛋白质组研究。从蛋白鉴定量、肽段离子峰强变异系数(coefficient of variation, CV)和数据缺失率3个方面评估两种技术的优劣。结果表明,DIA数据的覆盖度、重现性和准确度均高于DDA。DDA共鉴定到3 687个蛋白质,而DIA鉴定到5 341个蛋白质;DDA的3个时期肽段离子峰强平均CV值分别为28.4%、33.3%和28.4%,而DIA仅为10.4%、10.9%和11.9%;DDA的3个时期组内数据缺失率分别为12.4%、13.0%、13.9%,而DIA为2.7%、2.2%、3.4%。对DIA筛选到的差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs)进行基因本体(Gene Ontology, GO)功能注释,小蕾期和初绽期的DEPs主要注释到有丝分裂、甲基化和次生代谢物合成等过程;而初绽期和盛开期的DEPs则注释到能量代谢、光合作用和初级代谢等过程;KEGG富集分析显示,过氧化物酶4 (peroxidase 4, POD4)等多个过氧化物酶参与了木质素合成,其表达量随花的发育进程而上升。对甲基化相关蛋白进一步分析,挖掘到开花调控相关的精氨酸N-甲基转移酶5 (protein arginine methyltransferase 5, PRMT5)、转座子沉默相关的DNA (胞嘧啶5)-甲基转移酶3 (DNA (cytosine 5)-methyltransferase 3, CMT3)和香气物质合成相关的苔黑酚O-甲基转移酶(orcinol O-methyltransferase, OOMT)等多个具有重要生理功能的蛋白质。并且PRMT5、CMT3和POD4等重要蛋白质仅在DIA数据鉴定到,进一步证明了DIA相对DDA的优越性。本研究发现DIA为草莓雌蕊大规模蛋白质组学分析的较优方法,并初步探索了小蕾期、初绽期和盛开期3个发育时期的雌蕊蛋白表达水平变化,可为草莓雌蕊发育进程的机理研究提供基础资料。

精氨酸脱羧酶(arginine decarboxylase, ADC)是多胺合成的关键酶,在植物抵抗逆境胁迫中具有重要作用。前期进行小麦(Triticum aestivum)与叶锈菌(Puccinia triticina)互作的转录组数据库筛选,发现TaADC在亲和组合与不亲和组合中的表达差异比较明显。本研究利用qRT-PCR技术检测发现,在接种叶锈菌后,TaADC在不亲和组合被诱导表达,而在亲和组合中不被诱导。将重组质粒35S::TaADC-GFP瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum),发现TaADC定位于细胞质。分别利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)和RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术沉默TaADC基因,与不沉默TaADC的植株比较,沉默植株单侵染点叶锈菌吸器母细胞(haustorium mother cell, HMC)数量和寄主过敏性反应(hypersentive reaction, HR)面积均增加。研究结果表明,TaADC在小麦抵抗叶锈菌侵染的HR发生中可能具有重要作用。本研究为阐明小麦与叶锈菌互作过程中HR发生的分子机制提供新证据。

1,5二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(1,5 ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase, Rubisco)为绿色植物光合碳同化的关键酶,其结构上的小亚基(Rubisco small subuni, RbcS)影响着Rubisco全酶的功能。本实验以玉米(Zea mays)自交系B73为材料,首先对叶片进行DNA和RNA的提取,扩增ZmRbcS1基因(GenBank No. 542212)的启动子序列并进行结构分析,同时对该基因的ORF进行扩增及载体构建,并进行亚细胞定位;通过PlantCARE数据库对启动子进行分析,发现该启动子序列上除大量保守光调控元件外(如G-box、GATA-motif、I-box、RbcS-CMA7c等),还含有多种应答干旱、激素等逆境因子的保守顺式作用元件(如干旱诱导响应元件(drought-induced response element, MBS)、赤霉素响应元件(gibberellin-responsive element, P-box)、茉莉酸响应元件(jasmonic acid response element, CGTCA-motif, TGACG-motif))。根据ZmRbcS1启动子结构特征及调控元件分布情况,设计3条上游引物及1条下游引物用于不同长度启动子片段扩增,长度分别为2 114、1 021和566 bp;随后对该启动子5'端进行缺失,并构建了3个不同长度片段融合报告基因β-葡萄糖醛酸酶基因(gap-glucuronidase gene, GUS)的缺失表达载体,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的烟草(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达体系进行启动子功能分析。组织化学染色表明,随启动子片段的缩减,启动子活性呈现先上升后下降的情况。本研究验证了ZmRbcS1基因编码的蛋白产物定位于叶绿体,其启动子顺式作用元件的分析和活性的鉴定为今后深入研究ZmRbcS1基因的功能提供了基础。

马铃薯(Solanum tuberosum)种质资源是马铃薯遗传育种的重要组成部分。本研究利用SSR标记和表型性状分析65个马铃薯品种(系)的遗传多样性。29对SSR引物在65个品种(系)中,扩增出100个多态性条带,引物平均多态条带比率(percentage of polymorphic bands, PPB)为65.77%。SSR分析显示,65个马铃薯品种(系)的平均Nei's遗传多样性(Nei's genetic diversity, H)和平均Shannon指数(Shannon index, I)分别为0.35和0.52,遗传相似系数在0.62~0.91之间,在遗传相似系数0.67处可将供试品种(系)分为3个类群。群体结构分析可将65个马铃薯品种(系)划分为3个类群,两种分类结果基本吻合。利用5对SSR引物构建了65个品种(系)的DNA指纹图谱。32个表型性状的分析表明,23个性状变异系数高于30%,供试群体I和H分别为0.94和0.55,65个品种(系)遗传相似系数在0.29~0.75之间,多个表型性状之间表现出显著的相关性,其中皮色和茎色、肉色与芽眼深浅呈显著正相关(P<0.01)。主成分分析(principal component analysis, PCA)发现,12个主成分(principal component, PC)解释了65个品种(系)74.54%的表型变异。对分子标记和表型性状调查的结果进行QR编码,可便捷的查看和鉴定65个品种(系)的遗传特征。本研究构建了65个品种(系)的指纹图谱,分子标记结合表型性状的结果显示,65个马铃薯品种(系)的遗传多样性处于中等水平,有待进一步引进和利用新的种质资源。本研究将为马铃薯种质资源的利用、品种鉴定和品种知识产权保护提供依据。

转基因技术快速发展的同时,转基因渗入野生近缘杂草的生态安全问题也备受关注。为评估抗除草剂转基因油菜(Brassica napus)的抗性基因能否成功渗入不同种群野芥菜(wild Brassica juncea)中,本研究测定了抗草甘膦转基因油菜与句容市、南通市、西宁市和西安市4个种群野芥菜的抗草甘膦正向回交2代BC2mF₁和反向回交2代BC2pF₁ (m表示以野芥菜为母本的回交2代, p表示以野芥菜为父本的回交2代)的适合度。通过测定供试回交2代在温室条件下和田间条件下的营养生长和生殖生长的适合度指标,计算总适合度,并比较供试回交2代的总适合度与野芥菜的差异,评价各回交2代在不同种植条件下的适合度。结果表明,4个种群野芥菜的抗性回交2代的总适合度在温室条件下均与野芥菜相当。在田间条件下,句容市、西宁市和西安市种群的抗性正向回交2代和南通市、西安市种群的抗性反向回交2代的总适合度均与野芥菜无显著差异,句容市、西宁市种群的抗性反向回交2代和南通市种群的抗性正向回交2代的总适合度均显著高于野芥菜(P<0.05)。综上所述,4个种群抗草甘膦回交2代均具有在野外生存定植的能力,在大面积种植转基因油菜时,务必要防范转基因油菜向不同种群野芥菜的首次基因漂移和通过回交导致的基因渗入。本研究将为抗草甘膦转基因油菜的抗性基因渗入不同种群野芥菜可能导致的生态后果提供数据支持。

环境温度变化能显著影响桂花(Osmanthus fragrans)的花芽分化和开放,为了明确SPL (SQUAMOSA promoter-binding protein-like)基因和miR156 (microRNA156)响应环境温度变化对桂花花芽分化的调控,本研究以桂花品种'堰虹桂' (O. fragrans 'Yanhonggui')为材料,克隆得到了10个OfSPL基因(OfSPL1A: MT756841; OfSPL1B: MT756842; OfSPL5: MT756843; OfSPL6: MT756844; OfSPL7: MT756845; OfSPL8: MT756849; OfSPL10: MT756846; OfSPL11: MT756847; OfSPL12: MT756848; OfSPL13: MT756850),运用qRT-PCR对OfSPLs和miR156在不同花芽分化阶段的表达特异性进行分析。通过序列分析发现克隆得到OfSPLs cDNA序列长为1 004~3 824 bp,编码232~1 006 个氨基酸,OfSPLs均含有保守的SBP结构域;系统进化分析表明桂花OfSPLs基因与木犀科油橄榄(Olea europaea) OlSPLs基因具有较近的亲缘关系。另外,通过生物信息学分析发现,10个OfSPL基因均定位于细胞核内;miR156通过抑制翻译或降解来调节SPL基因表达发挥作用,对OfSPL基因的miRNA结合位点分析发现,OfSPL6、OfSPL10、OfSPL11、OfSPL12具有与miR156作用的位点。在桂花花芽分化的不同时期,与常温25 ℃相比,只有OfSPL1A、OfSPL5、OfSPL6、OfSPL10和OfSPL13在环境低温19 ℃下表达量显著增加,另外也发现miR156-1和miR156-2在19 ℃的表达显著低于25 ℃,说明环境低温可能抑制了miR156的表达,进而促进了OfSPL6和OfSPL10的上调使花芽分化进程加快;OfSPL1A、OfSPL5和OfSPL13也同时参与了环境低温下桂花的生长发育,但是并不受到miR156的调控。本研究可为进一步探讨环境温度调控桂花花芽分化和花期提供参考依据。

硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin interacting protein, Txnip)是硫氧还蛋白氧化还原系统的组成成分,通过抑制硫氧还蛋白的活性,调节细胞氧化还原平衡,影响细胞多种生理过程,然而在猪(Sus scrofa)脂肪细胞分化营养调控中的作用尚不明确。本研究合成猪Txnip基因cDNA序列,构建Txnip过表达慢病毒(lentivirus, LV)载体LV5-Txnip,转染原代培养猪前体脂肪细胞,其转染率约90%,Txnip mRNA表达水平显著上调约80倍。转染LV5-Txnip的猪前体脂肪细胞用成脂分化培养液诱导后,分别以5和15 mmol/L葡萄糖处理,每隔1 d检测细胞成脂分化及相关基因表达。结果表明,在检测的各时间点,其分化比转染阴性对照慢病毒和未转染细胞显著减弱(P<0.05),过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferator-activated receptor γ, PPARγ)和脂肪酸合酶(fatty acid synthase, FAS)基因mRNA表达水平显著降低(P<0.05)。与低糖培养相比,高浓度葡萄糖显著诱导对照细胞分化(P<0.05)及PPARγ、碳水化合物反应元件结合蛋白基因(carbohydrate response element binding protein, ChREBP)和葡萄糖转运子4基因(glucose transporter 4, Glut4)表达(P<0.01),但是葡萄糖对细胞分化和基因表达的诱导作用被Txnip过表达显著降低(P<0.05)。本研究提示,Txnip过表达通过降低PPARγ表达抑制猪前体脂肪细胞分化,Txnip可能是其分化的抑制因子;Txnip通过降低Glut4的表达减少细胞对葡萄糖的摄取,下调ChREBP及PPARγ表达水平,从而削弱葡萄糖对分化的影响。本研究结果将为深入探讨猪脂肪形成的营养调控机制提供参考依据。

神经系统特异性转录因子NHLH2 (nescient helix-loop-helix 2)不仅调控脂肪组织中神经纤维的数量,而且对维持动物能量平衡具有重要作用。寻找与生长性状相关的DNA标记,可为肉牛(Bos taurus)遗传资源的保护、开发与利用提供科学依据。本研究利用PCR-单链构象多态性分析(PCR-single strand conformation polymorphism, PCR-SSCP)、DNA序列分析和生物信息学技术,探究郏县红牛(B. taurus) NHLH2基因5'UTR的遗传变异与其生长性状的相关性。结果显示,郏县红牛NHLH2基因5'UTR存在2个SNPs,即25G>C和179G>A,形成A和B 2个等位基因,等位基因频率分别为0.239和0.761;检测出AA、BB和AB 3种基因型,BB基因型为优势基因型。相关性分析表明,该基因3种不同基因型对郏县红牛的体重、体长和胸围有显著影响(P<0.05),且BB型个体的体重、体长和胸围均显著大于AA型(P<0.05)。上述实验结果证实,NHLH2基因5'UTR遗传突变与郏县红牛的生长性状相关,该位点可作为郏县红牛生长性状的分子标记。

德保矮马(Equus caballus)是我国广西的优秀马品种,在体高方面与我国其他品种马匹有显著差异,但对德保矮马体尺发育的调控机制知之甚少。本研究对蒙古马和德保矮马在幼年和成年时期的垂体和长骨骨骺进行组织样本采集和转录组测序,得到不同发育阶段差异表达的长链非编码RNAs (long non-coding RNA, lncRNAs) 847个,其中512个上调表达、335个下调表达;得到不同品种间差异表达的lncRNAs 1 633个,其中882个上调表达、751个下调表达;另外,德保矮马成年和幼年发育时期垂体组织中差异表达的lncRNAs为41个,而长骨组织中为5个;蒙古马成年和幼年发育时期垂体组织中差异表达的lncRNAs为41个,而长骨组织中为7个;在幼年时期蒙古马和德保矮马垂体组织中差异表达的lncRNAs为59个,而长骨组织中为34个;在成年时期蒙古马和德保矮马垂体组织中差异表达的lncRNAs为32个,而长骨组织中为35个。将这些差异表达lncRNAs所对应的靶基因进行KEGG和GO (Gene Ontology)分析,结果主要涉及神经系统和内分泌系统发育等方面。根据差异表达基因相关的基因功能富集、通路富集和前人研究结果,共筛选出20个生长发育相关蛋白的编码基因,其中差异表达的lncRNAs中有13个是通过反式作用分别靶向生长激素(growth hormone, GH)和胰岛素样生长因子1 (insulin-like growth factor-1, IGF-1)基因。本研究结果可为德保矮马体尺发育相关机制研究及靶向矮小性状的家畜育种提供参考依据。

在绒山羊(Capra hircus)绒毛生长发育的过程中,不同基因的表达调控在毛囊代谢中发挥着重要作用。本研究选择无根状同源异型盒-4 (aristaless-like homeobox 4, ALX4)为候选基因,旨在验证ALX4基因与绒山羊绒毛性状的相关性,为绒山羊分子标记辅助选育提供依据。首先提取20只绒细度处于最高和最低绒山羊血液DNA,采用PCR扩增技术对ALX4基因的3'-UTR、5'-UTR、外显子、启动子序列进行扩增并测序。根据Blast比对结果,统计ALX4基因发生突变的SNP位点,再利用竞争性等位基因特异性PCR (Kompetitive Allele-Specific PCR, KASP)基因分型技术对315只绒山羊个体进行检测,应用一般线性模型进行SNPs位点与绒毛性状的相关性分析。结果表明,ALX4基因启动子区存在SNP1 (T-1700C),3'-UTR区存在SNP2 (T-14621C)、SNP3 (T-15433C)、SNP4 (G-16377C)、SNP5 (A-17780G)和SNP6 (A-18044G),每个位点均符合Hardy-Weinberg平衡。相关性分析显示,ALX4基因SNP4位点与毛长性状显著相关(P<0.05),GG基因型个体毛长显著高于CC型和CG型个体(P<0.05);SNP6位点与绒细性状显著相关(P<0.05),AA型个体绒细度显著高于GG型和AG型个体(P<0.05);ALX4基因3'-UTR区5个SNPs的不同单倍型组合与毛长性状显著相关(P<0.05),H1H1个体毛长显著高于HIH7、H1H12、H4H7和H7H7 (P<0.05)。以上结果表明,ALX4基因可以作为绒山羊分子标记辅助选育的关键基因,在绒山羊育种工作中可以选择SNP6位点AG基因型个体进行超细绒山羊选育。

长链非编码RNA (long noncoding RNA, lncRNA)在哺乳动物的基因组中被广泛转录,能够通过相应的micRNA和靶基因发挥其生物学功能,并通过生物信息学预测和实验验证相结合方法,快速、有效地获取并筛选LncRNA靶基因。为探究酉州乌羊(Capra hircus) LncRNA XLOC_15448的组织表达谱及其在黑色素沉积过程的靶基因,本研究以酉州乌羊和酉州本地白山羊为实验对象,检测LncRNA XLOC_15448在各组织中的表达,比较其在乌皮与非乌皮中的表达差异;同时,检测LncRNA XLOC_15448在小鼠(Mus musculus)皮肤黑色素瘤细胞细胞系B16-F10中的表达特性;最后,通过靶micRNA和靶基因预测,构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络关系。研究结果显示,LncRNA XLOC_15448在酉州乌羊不同体组织中广泛表达,其中在心脏中的表达量最高,其次为肌肉、大脑、皮肤、肝、肾、肺、脾脏组织;其中在酉州乌羊皮肤中的表达量显著高于酉州本地白山羊皮肤组织;体外实验研究发现,随着B16-F10细胞的增殖,LncRNA XLOC_15448表达量呈递增趋势;同时,软件预测显示,LncRNA XLOC_15448可能通过靶向miR-182-5p调控小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor, MITF)基因的表达。基于此,本研究表明LncRNA XLOC_15448可能通过LncRNA-miRNA-mRNA网络参与了酉州乌羊皮肤黑色素细胞的生长及黑色素的沉积,这为进一步深入探究山羊皮肤着色相关的lncRNA调控理论的研究提供了基础资料。

Prox1 (prospero-related homeobox protein 1)作为转录因子在胚胎发育过程中起关键调控作用。为探究鸡(Gallus gallus) Prox1蛋白亚细胞定位及其在鸡生长发育中的基因表达规律,本研究以前期构建的pCR2.1-Prox1克隆载体为基础,构建重组真核表达载体pEGFP-C1-Prox1,将其转染人(Homo sapien)胚胎肾细胞(HEK-293T),通过Western blot方法检测重组蛋白的表达,利用倒置荧光显微镜观察重组蛋白的亚细胞定位;采用qRT-PCR技术检测Prox1基因在鸡胚胎期14 d (E14 d)、0日龄(0 d)、7日龄(7 d)和14日龄(14 d) 4个时间点各组织中的表达情况。结果显示,本研究成功构建了鸡Prox1基因的重组真核表达载体pEGFP-C1-Prox1,转染细胞后重组蛋白EGFP-Prox1成功表达;荧光观察显示,EGFP-Prox1重组蛋白主要定位在细胞核。qRT-PCR检测结果显示,在不同组织中,Prox1基因在鸡E14 d和7 d的胃中表达最高,0和14 d的肺脏中表达最高;在不同时间点的表达趋势显示,Prox1在眼球和大脑中表达稳定;心脏中在7 d后开始呈上升趋势;肝脏和肺脏中均在E14 d表达最低,在14 d表达最高,整体呈上升趋势;胃和腿肌中在E14 d表达最高,0 d表达最低,7 d有较高表达,呈W型表达趋势;胸肌中,从E14 d到7 d表达逐渐增加,之后开始下降,到14 d表达最低。本研究结果可为进一步研究Prox1基因参与调控鸡不同组织发育的机理提供参考依据。

2018年夏浙江宁波某淡水游钓场梭鱼(Liza haematocheila)出现大规模持续发病,6~8月累计死亡率达60%以上。濒死鱼池边独游或水面打转,突眼、眼膜增厚或不透明,腹部膨胀;解剖可见腹水,肝、脾肿大和局部出血,腹内鳔和肾相邻处有花斑状假膜形成,隔层内充气。为进一步探究病因,用营养琼脂、脑心浸液琼脂培养基从3尾典型症状病鱼的脑、肝、脾和肾分离到圆形、湿润、灰白色,菌落直径1~4 mm的8株革兰阳性短链球菌(命名为Lh-1~Lh-8);用VITEK-2-Compact生理生化鉴定,与格氏乳球菌(Lactococcus garvieae)相似性达99%;用16S rDNA、gyrB (gyrase B)等基因进行分子鉴定,序列同源性比对显示与格氏乳球菌相似性分别达100%和93.5%,均表明为格氏乳球菌。取Lh-3腹腔注射健康梭鱼,感染2~5 d后可见自然发病症状,并重新分离到格氏乳球菌,LD₅₀为5.86×10⁴ CFU/尾。Lh-3在血琼脂平板呈典型α溶血,脱脂乳平板未出现透明圈。Lh-3腹腔注射和灌胃4周龄美国癌症研究所(Institute of Cancer Research, ICR)小鼠(Mus musculus),12 h后出现全身竖毛、眼部红肿、四肢颤栗等现象,1×10⁹ CFU/只攻毒组24 h内死亡率达100%,感染小鼠可见肝、肺、腹腔内壁充血等病理变化。证实所分离的格氏乳球菌是本次梭鱼发病的病原体,对梭鱼有很强毒性,是养殖梭鱼的重要病原体;对小鼠有一定的致病力,是潜在的人鱼共患病原。本研究为梭鱼乃至水产养殖病害防控提供了一定的参考。

微生物肥料的应用可以显著提高植物的营养状况和生长发育,但是用于生产微生物肥料的菌种资源十分有限。植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)是生活在植物根际和根表面的微生物,能直接或间接地促进或调节植物的生长发育。本研究利用梯度稀释法,从小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)、番茄(Solanum lycopersicum)、黄瓜(Cucumis sativus)等植物的根际土壤中分离出500株细菌。通过温室盆栽试验筛选出15株对番茄幼苗有促生作用的菌株,经分子水平鉴定,其中11株为类芽胞杆菌(Paenibacillus sp.)、2株为产氨假单胞菌(Pseudomonas azotoformans)、1株为粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)、1株为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。从中选择具有良好植物促生能力的类芽胞杆菌S6、1-18和枯草芽胞杆菌56进行小麦田间小区试验。结果显示,接种S6、1-18和56的小麦株高和鲜重均显著高于不接种菌剂的对照(P<0.05),但是与不减施尿素且不施菌剂的对照相比无显著差别;在减施尿素10%的条件下,与不接种菌剂的对照相比,接种S6、1-18和56的小麦产量分别提高6.9%、8.8%和10.4% (P<0.05);与不减施尿素且不施菌剂的对照相比,无显著差别。上述结果表明,以3株菌剂制成的微生物肥料替代10%化肥是可行的,其中56的减肥增产效果最好,可以大面积示范和推广。本研究可为微生物肥料研制提供优质菌种资源,并为微生物肥料替代部分化学肥料的技术推广和应用提供参考依据。

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)是一种二态性真菌,具有侵染菰(Zizania latifolia)植株的能力,并可使植株茎部膨大形成茭白。二型态转换对菰黑粉菌的侵染能力及致病性至关重要。促丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号级联途径和环化腺苷酸介导的蛋白激酶A (cyclic adenosine monophosphate-protein kinase A, cAMP-PKA)信号转导途径是真菌二型态转换的核心。本研究发现,外源添加cAMP后单倍体出现多位点芽殖现象,且融合菌丝生长受到影响。进一步克隆得到了编码菰黑粉菌PKA催化亚基的基因UePkaC (PkaC like protein in Ustilago esculenta)基因(GenBank No.KR870334.1)。序列分析结果显示,该基因全长1 346 bp,有1个内含子,两个外显子构成大小为1 233 bp的开放阅读框,编码410个氨基酸。该氨基酸序列与其他物种中PKA催化亚基的氨基酸序列同源,如大麦坚黑粉菌(U. hordei)、玉米瘤黑粉菌(U. maydis)。表达模式分析发现：UePkaC在菌丝融合生长过程中上调表达;对UePkaC缺失突变体表型分析发现其变长且无融合生长能力和致病性。进一步研究发现,UePkaC突变后无法形成接合管,且信息素合成基因表达受到显著抑制,表明UePkaC基因通过调控a基因的表达从而影响接合管的形成与细胞融合。以上结果表明,UePkaC基因在菰黑粉菌单倍体生长及二型态转换中起着关键作用。该研究为探讨菰黑粉菌的致病机理提供了基础资料。

宁夏扬黄灌区作物种类单一,在生产中需要配置不同种类的作物以增加其生物多样性。为了探明不同作物对农田土壤细菌群落结构和多样性的影响,本研究以谷子(Setaria italica)、黑豆(Glycine max)、藜麦(Chenopodium quinoa)及休闲地土壤为对象,测定了土壤pH、全氮、有机质、速效钾、速效磷和碱解氮的含量,在此基础上,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对比研究了其中的细菌群落结构。结果表明：种植藜麦后土壤有机质、碱解氮、速效钾和速效磷的含量均升高,分别比休闲地高出2.88%、19.12%、112.04%和39.90%,但pH值降低的最少,为0.01。5组土壤样品中共得到908 120条有效序列,从不同土壤样品中,获得了4 623~5 394种细菌分类操作单元OTU,共涵盖了31门、92纲、130目、217科和363属的细菌。菌群分类发现,变形菌门(Protrobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)是主要的细菌类群,相对丰度占群落的55%~75%;不同作物根际土壤优势菌属也存在差异。与休闲地相比,种植作物可提高土壤细菌丰富度指数(Chao1和ACE指数)、香农指数(Shannon指数)和优势度指数(Simpson指数),其中以藜麦处理最为明显,分别提高了19.59%、22.20%、7.84%和0.36%。通过相关性分析和多元分析,发现土壤细菌群落结构受土壤速效钾的影响较大。研究结果表明,通过种植不同的作物对土壤肥力状况的改变有较大影响,并且可以改变土壤细菌群落组成,研究结果为更深层次地了解土壤细菌群落与作物种类的关系提供理论依据。

土壤盐碱化对耕地安全造成严重危害,并阻碍着农业的可持续发展,生物改良方法因效果持久、生态效益高等优点而极具潜力。本研究通过田间试验方法,设置常规施肥(CK)、DF-3菌肥(T1)、DF-7菌肥(T2);LT菌肥(T3);LP菌肥(T4)和商业菌肥(T5)共6个处理,研究微生物菌肥对盐碱地枸杞(Lycium barbarum)土壤化学性质和酶活性影响,并利用高通量测序技术分析细菌群落结构及多样性的变化,明确改良盐碱土壤的最佳微生物菌肥。结果表明：不同微生物菌肥处理较CK能显著降低土壤pH和总盐含量(P<0.05),分别以T1和T4处理最为明显。与CK相比,T1处理能显著增加土壤速效磷、速效钾含量和提高土壤脲酶和蔗糖酶活性(P<0.05)。T4处理土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性最高,分别是CK的1.72倍和0. 97倍。所有处理土壤样品主要的优势菌门为：变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi);在属水平上,T1处理假单胞属(Pseudomonas)和芽胞杆菌属(Bacillus)的相对丰度明显高于CK和其他处理。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤速效钾、速效磷、有机质均与拟杆菌门、变形菌门和Firmicutes呈正相关关系,土壤蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性均与拟杆菌门呈正相关关系。配施微生物菌肥能提高土壤肥力和土壤酶活性,可改变细菌群落组成与结构,有利于盐碱土壤的改良,整体以T1和T4处理对土壤改良效果较好。本研究结果为科学改良盐碱地提供理论依据和技术参考。

氮素是蛋白质、核酸、酶等物质的主要组成部分,在植物生长发育中起着非常重要的作用。NH₄⁺作为植物吸收无机氮素的低耗能方式,其吸收利用效率直接影响植物的生长发育。为了响应NH₄⁺供应的外部波动,植物可以激活复杂的调控网络以优化NH₄⁺的吸收和利用。本文归纳了铵转运蛋白参与NH₄⁺感知的方式以及在转录和蛋白水平上的调控机制。此外,总结了在低氮、干旱、盐胁迫等非生物胁迫下AMT和NH₄⁺同化相关基因的胁迫响应,为氮素高效利用和植物抗逆境胁迫机制提供理论依据。