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中国农业科学
中国农业科学院
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路文如

半月刊

0578-1752

zgnykx@mail.caas.net.cn

010-82109808 82106279

100081

北京中关村南大街12号

中国农业科学/Journal Scientia Agricultura SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性农牧业科学学术刊物。主要发表我国农牧业科学在基础理论和应用技术方面的学术论文、重要科研成果和专题报告及各学科研究进展综述等。主要栏目有作物栽培的理论与实践、作物育种与品种资源、生物技术、植保、土肥、畜牧、兽医、研究简报等。读者对象为农牧业科技工作者、农业院校师生和农业管理干部。
正式出版
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    库尔勒香梨的光能截获率及冠层结构优化

    兖攀王振东邓永辉陈奇凌...
    965-979页
    查看更多>>摘要：[目的]调查库尔勒香梨5种树形的冠层结构,分析不同树形冠层内的光照分布差异,建立光截获量日变化模型,计算光能截获率,明确库尔勒香梨冠层结构的调控方法和目标参数,为高光效树形培育提供参考依据.[方法]以不同树形的库尔勒香梨为试材,测定冠层结构参数和不同部位的光合有效辐射(photosynthetic effective radiation,PAR),基于象限思维构建三维空间,绘制光分布图,建立光能截获评价指标体系,计算光截获量和光能截获率,通过相关性分析和主成分分析,明确影响光能截获的主要冠层结构和调控方法.[结果](1)大圆柱形的地径、平均枝粗较大,存在枝干比失调的主枝.圆柱形冠层上下的分枝数和枝粗更加均匀.窄圆柱形的分枝数、枝总长、平均枝长显著低于圆柱形.矮圆柱形的树高显著降低,其余参数与窄圆柱形相似.细长纺锤形的地径、平均枝长、平均枝粗、平均枝角、平均枝间距显著低于圆柱形,但短枝占比显著增加.(2)离主干距离和高度是影响冠层光截获量(light interception,LI)的主要因素,离主干100 cm处的平均光截获量(average light interception,ALI)显著提高,达到572μmol·m-2·s-1,约为内膛的2倍,220 cm以下的光照条件均较差.南、北、东南、西南侧为高光区,西、东、东北、西北侧为低光区,ALI日变化可以大致分为5个时段.(3)树形变窄、变矮,可显著增加内膛ALI,显著增加各层或部分层次的ALI,显著增加所有或部分方位的ALI,显著增加部分时段的ALI.(4)细长纺锤形的单日累积光截获量(cumulative light interception,CLI)为22.2 mol·m-2,群体CLI为3 712 mol/667 m2,光能截获率(light interception rate,LIR)为35.6％,显著高于其他树形,其低光区占比(proportion of low light area,PLL)为50.9％,显著低于其他树形.(5)与光能截获率显著正相关的冠层结构参数有5个,显著负相关的冠层结构参数有15个.[结论]短枝占比是影响库尔勒香梨光能截获率的最主要参数,枝长是影响低光区占比的最主要参数.控制树高和冠幅可以提高光能截获率和光照分布的均匀度.细长纺锤形的冠层光分布更加均匀,光能截获率最高,可保持较多的分枝数和较大的短枝占比,降低平均枝长,改善冠层光照水平.

    库尔勒香梨树形光分布光截获低光区占比

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    莲中介导矿质元素胁迫耐受性基因的筛选与功能验证

    胡衡亮顾天宇陈思颖王垚...
    980-988页
    查看更多>>摘要：[目的]莲是一种传统的药食同源作物,但其蕴藏的丰富基因资源仍缺乏功能鉴定.分离鉴定莲中参与微量矿质营养元素及重金属元素积累或耐受过程的功能基因,丰富莲中介导营养高效以及逆境耐受的基因资源,并为莲的遗传改良提供理论依据.[方法]以湘莲代表品种'寸三莲'为试验材料.首先构建莲的酵母表达cDNA文库,并将文库转化酿酒酵母后分别在含有过量镉(Cd)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、铁(Fe)、铝(A1)胁迫的平板上筛选,分离阳性酵母克隆中介导相关胁迫耐受性的目的基因.结合生物信息学分析和酵母互补试验对筛选出的耐受基因进行功能验证.[结果]构建了库容量超过106个单克隆、重组率100％、平均插入片段大于1 000 bp的酵母文库.通过筛选得到介导Cd耐受的基因13个、Mn耐受基因4个、Zn耐受基因4个、Cu耐受基因3个、Fe耐受基因7个、A1耐受基因1个,其中3个基因能够同时介导Fe和Mn的耐受性.这些基因在莲除6号染色外的其他染色体上都有分布.[结论]本研究构建了高质量的莲酵母表达cDNA文库,并筛选得到29个介导微量矿质营养元素或重金属元素胁迫抗性的基因,为莲的营养高效以及避免重金属污染的遗传改良积累了基因资源.

    寸三莲矿质营养元素重金属抗性基因

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    新型相变蓄冷剂对香菇采后品质的影响

    黄皓吴庆红张宇汪冶...
    989-999页
    查看更多>>摘要：[背景]食用菌风味独特,富含蛋白质、维生素以及多种生物活性成分,如多糖、甾醇等.我国是食用菌种植和消费大国,其中香菇是我国种植最多的食用菌.但现有的蓄冷剂相变温度低,容易在香菇贮藏中引起冻害.[目的]本研究基于香菇的冰点,研制适用于香菇冷链保鲜的新型相变蓄冷剂,维持香菇的采后品质.[方法]以相变潜热和相变温度为指标,通过差示扫描量热法(DSC)筛选主要蓄冷成分,并采用硫酸钾、纳米二氧化钛和高吸水性树脂进行复配,优化蓄冷剂配方.根据失重率、色泽、硬度等品质指标,研究蓄冷剂对香菇采后品质的影响.测定谷氨酸代谢和能量代谢的相关酶活性,探究蓄冷剂保持香菇鲜度的相关机制.[结果]DSC筛选的主要蓄冷成分为麦芽糖醇水溶液.复配后获得蓄冷剂的最优配方:麦芽糖醇1.85％,硫酸钾2.35％,纳米二氧化钛0.02％,高吸水性树脂0.80％.基于此配方所制备蓄冷剂的相变潜热为405.26 J·g-1,相变温度为-1.8 ℃.与对照组相比,蓄冷剂提供的低温条件下,香菇的失重率降低51.92％,硬度和亮度分别提高66.67％和41.94％,延长了香菇的货架期;同时,低温条件调控谷氨酸代谢和能量代谢的相关酶活性,香菇的谷氨酸和能荷水平分别提高36.64％和54.76％,保证了香菇的鲜度.[结论]新型相变蓄冷剂处理通过创造低温条件,有效地抑制了贮藏过程中香菇的水分流失,维持了香菇的整体品质.新型相变蓄冷剂延缓香菇衰老作用可能与激活能量代谢相关酶和高水平的能荷有关.此外,充足的能量供应减少了谷氨酸作为碳骨架的消耗,促进了谷氨酸的积累,从而维持了香菇的鲜味特性,这种新型相变蓄冷剂适用于香菇的冷链保鲜.

    香菇相变蓄冷剂品质谷氨酸代谢能量代谢保鲜

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    m-R-34a通过激活lncRNA NORHA转录诱导猪卵巢颗粒细胞早期凋亡

    王思琪周春雪李玉琦杜星...
    1000-1009页
    查看更多>>摘要：[目的]探索miR-34a诱导GCs凋亡的RNA激活机制,为揭示猪卵泡闭锁的分子机理、筛选调控母猪繁殖的小核酸调节物提供依据.[方法]利用生物信息学方法分析猪miR-34a特征及其与潜在靶基因lncRNA NORHA启动子的结合情况.利用核质分离技术分析猪GCs中miR-34a的亚细胞定位.QPCR检测miR-34a对猪GCs中NORHA、凋亡标志基因BCL-2和BAX表达的影响.利用荧光素酶活性分析验证miR-34a对NORHA启动子转录活性的靶向调控关系.利用染色质免疫沉淀(ChIP)检测mill-34a对猪GCs中NORHA启动子miRNA反应元件(MRE)处AG02和组蛋白修饰因子富集情况.利用western blot和流式细胞术分析miR-34a通过NORHA对下游因子FOXO1的表达和细胞凋亡的调控作用.[结果]猪miR-34a为基因间miRNA,其序列在哺乳动物中具有高度保守性.亚细胞定位分析显示,miR-34a在猪GCs中细胞核与细胞质均有分布.生物信息学分析显示miR-34a的MRE位于NORHA启动子-194 nt至-173 nt处,且两者结合自由能为-23. 9 kcal·mol-1.qPCR结果表明miR-34a显著上调猪GCs中NORHA的表达.荧光素酶活性分析显示,miR-34a极显著上调NORHA启动子报告载体活性,而对MRE突变型启动子活性没有显著影响.ChIP试验显示,miR-34a可增加NORHA启动子MRE处RNA诱导转录激活(RITA)复合物核心成员AG02和转录激活型组蛋白H3K4me3的富集,而减少转录抑制型组蛋白H3K9me3的富集.共转试验显示,敲减NORHA可显著或极显著逆转由miR-34a过表达引起的FOXO1蛋白水平和早期凋亡率的上调,以及BCL-2/BAX比值的下调.[结论]细胞核miR-34a是猪GCs中的内源性小激活RNA ( saRNA ),通过靶向激活促凋亡lncRNA NORHA的转录,诱导猪GCs早期凋亡(细胞膜完整),可能参与猪卵泡闭锁的启动.

    猪GCs凋亡miR-34asaRNANORHA

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    基于网络药理学和分子对接探究芹菜素缓解奶牛热应激及低氧应激的潜力与机制

    刘卓琳刘红云
    1010-1022页
    查看更多>>摘要：[目的]利用网络药理学和分子对接方法,系统预测芹菜素缓解奶牛热应激及低氧应激的作用机制.为芹菜素的应用提供参考.[方法]首先从TCMSP(中药系统药理学数据库)和GeneCards(基因数据库)分别检索"Apigenin""heat stress""hypoxia",获得芹菜素、热应激和低氧应激相关靶点,韦恩交集取得芹菜素缓解双重应激(热应激+低氧)的靶点集.利用STRING数据库构建双重靶点蛋白-蛋白互作(PPI)网络,使用Cytoscape 3.9.1软件的CytoNCA插件分别对网络节点中心性进行计算,筛选得到核心靶点.利用David数据库的分析工具"Functional Annotation"对度值排名前30的芹菜素缓解双重应激靶点进行基因本体(G0)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.同时,对以上靶点进行分子复合物检测分析(MCODE)得到核心基因簇,并进一步对核心基因簇进行G0和KEGG分析.根据KEGG通路富集结果与核心靶点信息构建芹菜素-双重应激靶点-信号通路网络.最后,使用Autodock vina程序将芹菜素与核心靶点逐一进行分子对接,利用Pymol软件和PLIP网站分析其相互作用模式并将结果可视化.[结果]TCMSP数据库检索得到芹菜素靶点68个,GeneCards数据库中获得低氧相关基因6 661个,热应激相关基因9 046个,获得三者的交集靶点56个,即芹菜素缓解双重应激的可能靶点.靶点PPI网络的节点数为56,边数为436,平均节点度值为15.6,平均局部聚类系数为0.728,PPI富集P值＜1.0×10-16.核心靶点分别为AKT1(RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶)、TP5 3(细胞肿瘤抗原p53)、TNF(肿瘤坏死因子)、CASP3(细胞凋亡蛋白酶3)、INS(胰岛素)、BCL2L1(BCL-2样蛋白1)、VEGFA(血管内皮生长因子A)、HIF1A(缺氧诱导因子1-α)、PTGS2(前列腺素G/H合酶2)和SREPINE1(纤溶酶原激活物抑制剂1),分子对接结果显示芹菜素与上述核心靶点均可稳定结合.G0功能富集分析(P＜0.01)共获得54种生物进程(biological processes,BP)、6种分子功能(molecular functions,MF)和11种细胞组分(cellular components,CC),KEGG共富集到98条信号通路,MCODE分析得到两个主要基因簇.[结论]芹菜素主要通过PI3K-AKT、p53、HIF-1、NF-kappa B等途径调节细胞增殖、凋亡、氧气感知及炎症反应,进一步缓解热应激与低氧应激.研究利用网络药理学和分子对接方法挖掘了芹菜素缓解多重应激的潜力,为芹菜素及富含芹菜素的植物在奶牛生产上的应用提供了理论参考.

    芹菜素奶牛热应激低氧网络药理学分子对接

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