科研产出
基于GEE的黄河上游生态环境质量动态监测与评价:以龙羊峡至积石峡段为例
《生态学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了解黄河上游龙羊峡至积石峡段生态环境质量的动态变化，本研究基于GEE（Google Earth Engine）遥感大数据平台，以Landsat TM/OLI遥感影像作为数据源，构建遥感生态指数（remote sensing ecological index, RSEI）,评价黄河上游龙羊峡至积石峡段流域2000—2020年期间生态环境质量变化特征并探讨其影响因子。结果表明：2000—2020年龙羊峡至积石峡段流域生态环境质量呈现先恶化后改善的变化趋势；2000—2010年区内生态环境质量处于轻微退化和中等退化状态，而2010—2020年区内生态环境质量处于轻微改善和中等改善状态；地理探测器显示，区内2000—2020年单因子解释力由大至小依次为干度、绿度、湿度、热度，其中绿度和湿度之间的双因子相互作用在2000—2020年期间对区内生态环境质量的影响程度相对最大。本研究结果可为黄河上游开展生态环境治理、植被恢复和生态监测，以及实现有效保护黄河上游生态环境等，提供理论支撑和实际指导。
关键词： 遥感生态指数 Google Earth Engine 主成分分析 地理探测器
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藜麦BADH基因家族鉴定及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：耐盐性是藜麦重要的优良特征之一,甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因是参与藜麦耐盐胁迫途径的关键酶.然而,关于藜麦BADH基因家族的研究却很少.本研究基于藜麦基因组数据库,进行藜麦BADH基因家族筛选及生物信息学分析.结果表明,藜麦共筛选到3个BADH基因成员,BADH蛋白氨基酸长度分别为500 aa和501 aa,蛋白分子量为54.47~54.80kD,理论等电点为5.26~5.44,呈酸性,蛋白性质稳定,为疏水性蛋白;预测BADH蛋白亚细胞定位于叶绿体、线粒体和过氧物酶体,且无跨膜结构域,均属于ALDH-SF su-per family(醛脱氢酶超家族);基因结构分析表明,藜麦BADH基因家族均含有15个外显子和14个内含子,基因结构相似;系统进化分析表明,藜麦BADH与中亚滨藜、菠菜和籽粒苋同属一分支;启动子顺式作用元件分析显示,BADH基因启动子含有多个与光响应、植物激素、胁迫和植物生长相关的顺式作用元件.本研究通过生物信息学对藜麦BADH基因家族进行分析,为进一步研究BADH基因功能提供参考.
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霸王密码子偏好性分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了解霸王密码子使用特征及形成原因,本研究以NCBI网站中霸王的EST数据为材料,从中选取637条高质量基因为研究对象,利用Codon W、Excel等软件分析密码子使用特征.结果表明:霸王密码子的平均ENC为51.594,平均CAI为0.179,平均GC3s为41.14%,密码子使用偏好性较弱,密码子第3位偏好使用以A/T结尾的碱基;ENC绘图分析、中性分析、偏倚分析结果说明自然选择是引起霸王密码子偏好使用的主要因素,但同时还受突变压力和其他因素的影响;偏倚分析中,大部分基因都分布在中心点的左下方,说明密码子第3位上A的使用频率小于T的使用频率,G的使用频率小于C的使用频率.以ENC值和RSCU值为参考标准,确定了 28个高频密码子(RSCU>1),以A/U结尾的占82.14%;确定了 27个高表达密码子(△RSCU≥0.08),最终筛选出UAU、UGU、UGA、CAU、AGC、GUG为最优密码子.本研究为霸王密码子优化以及基因工程中外源基因的改良和表达提供理论依据.
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大蒜糖转运蛋白基因AsSWEET14克隆与胁迫表达分析
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：糖转运蛋白SWEET参与植物衰老、营养供给及胁迫响应等生长发育进程。为了解大蒜(Allium sativum) AsSWEET14基因序列特征及其在干旱和低温胁迫下的作用,本研究以‘乐都紫皮大蒜’为材料克隆得到AsSWEET14基因,并进行生物信息学和胁迫表达分析。结果表明, AsSWEET14蛋白编码区序列长777bp,编码258个氨基酸。AsSWEET14为稳定疏水性蛋白,亚细胞定位于细胞膜,有2个MtN3-slv结构域,属于PQ-loop基因家族,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲构成,与萱草亲缘关系最为接近。采用实时荧光定量PCR检测基因表达量发现:AsSWEET14基因的表达在大蒜不同组织中具有明显的特异性,在鳞芽中表达量最高,其次是根、假茎和叶片,并且大蒜不同组织中AsSWEET14响应干旱和低温胁迫的表达模式不同。与其他组织相比,干旱胁迫下AsSWEET14在假茎中响应时间更早,在鳞芽中响应程度更强;而低温胁迫对假茎和叶片AsSWEET14的诱导更为明显。推测大蒜AsSWEET14在不同组织中应对干旱和低温胁迫的方式存在差异。本研究为进一步探讨大蒜糖转运蛋白在调控逆境胁迫应答中的作用机制提供参考。
关键词： 大蒜 AsSWEET14基因 基因克隆 生物信息学分析 干旱和低温胁迫
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大蒜WRKY基因家族的鉴定与生物信息学分析
《江苏农业科学 》 2023 北大核心
摘要：WRKY转录因子参与调控植物的生长发育过程，是一类重要的转录因子。利用生物信息学方法从大蒜基因组中筛选并鉴定出63个WRKY家族基因，分析发现，大蒜WRKY基因家族成员均含有WRKY保守结构域，其编码产物的开放阅读框（ORF）为221～1 867 aa,氨基酸长度为73～621 aa,蛋白质相对分子量为8 594.72～67 991.64 u,等电点为4.91～9.86,氨基酸脂肪系数为41.14～76.28。其中，有35个AsWRKY蛋白是酸性蛋白，有28个AsWRKY蛋白是碱性蛋白，并且这63个家族成员都位于细胞核中。系统发育树将63个AsWRKY基因分成ClassⅠ、ClassⅡ和GroupⅢ三大类，第Ⅰ类有15个基因，第Ⅱ类有26个基因，第Ⅲ类有22个基因。分析保守结构域发现，同一类AsWRKY的结构域相似，所有成员都含有WRKYGQK七肽保守结构域和锌指结构，少数成员存在保守结构域变异。基因结构分析结果显示，AsWRKY基因的外显子数量为2～6个，内含子数量为1～5个。基因相对表达量热图分析结果显示，AsWRKY基因家族成员在4个组织或器官中的表达量均不同，其中AsWRKY51、AsWRKY03在各组织中的相对表达量都最高。蛋白互作与基因共表达分析结果表明，AsWRKY55、AsWRKY15和AsWRKY24等处于网络中心位置，推测其积极响应盐、低磷、干旱等逆境胁迫。研究结果可为深入探究大蒜WRKY基因的功能及其调控植物生长发育的机制奠定基础。
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青稞酸性磷酸酶基因HvnACP2克隆和亚细胞定位研究
《西北农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探索青稞酸性磷酸酶基因HvnACP2 的基因和蛋白结构特点,为青稞磷吸收利用机制研究提供基础.以青稞'肚里黄'叶片为材料,根据植物基因组数据库Gramene中的大麦HvACP2基因和启动子区域序列设计引物,通过PCR获得青稞HvnACP2 基因和启动子区域序列.采用生物信息学软件对HvnACP2基因启动子区域元件以及蛋白理化性质、跨膜结构、磷酸化位点、信号肽、二级、三级结构进行分析.结果表明:HvnACP2有2个外显子和1个内含子,启动子区域有与分生组织、光响应、厌氧、茉莉酸和脱落酸相关的顺式作用元件.HvnACP2蛋白由454个氨基酸组成,分子质量为51 285.15 u,总原子数为7 058,亲水系数为-0.4 51,理论等电点为6.17,不稳定指数34.54,脂溶性指数为67.05.具有12个磷酸化位点和信号肽,不具有跨膜结构.HvnACP2 中a螺旋、延长链、p 转角、无规则卷曲所占比例分别为18.72%,53.96%、23.57%、3.74%.HvnACP2 和其他物种的同源蛋白都有紫色酸性磷酸酶N末端结构域和金属酸性磷酸酶结构域,将H vn ACP2 与其他植物的氨基酸序列进行对比并构建进化树,发现青稞HvnACP2与小麦TaACP2亲缘关系最近.亚细胞定位结果显示HvnACP2定位在细胞膜上.
关键词： 青稞 酸性磷酸酶 HvnACP2基因 生物信息学分析
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47份箭筈豌豆品种(系)在青海作秋绿肥的能力评价
《草业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：箭筈豌豆是我国重要的肥饲兼用绿肥作物之一,麦田套复种箭筈豌豆是青海等西北地区重要的农牧结合措施.在青海农区,田间条件下分析了47份箭筈豌豆品种(系)分枝期和初花期地上部生物量、氮磷钾累积量及土壤速效养分含量变化.运用主成分分析和聚类分析对不同箭筈豌豆品种氮磷钾吸收能力进行综合评价,以期筛选出适宜青海地区作绿肥栽培的品种(系).结果表明,47份箭筈豌豆资源初花期鲜草产量及氮磷钾累积量分别为21.33~47.31 t·hm-2、100.34~212.51 kg·hm-2、10.31~25.25 kg·hm-2和63.89~140.41 kg·hm-2.匈牙利初花期鲜草产量、氮钾累积量均最高,比当地主栽品种西牧333分别提高了58.92%、44.78%和54.40%.7501磷累积量最高,比西牧333提高了27.78%.两个时期生物量及氮磷钾累积量10个指标的主成分分析显示排名前五的品种分别为匈牙利、草原79-1、清水河麻箭豌(麻色)、324和黑皮741箭豌,匈牙利综合得分最高(6.84),751箭豌得分最低(-3.87).聚类分析显示,氮磷钾素吸收能力均聚为强、中、弱3类.氮素方面,吸收能力强的有4份资源,占8.51%,包括初花期氮累积量最高的匈牙利;吸收能力居中的有33份资源,占70.21%;吸收能力弱的有10份资源,占21.28%.磷素方面,吸收能力强的有7份资源,占14.89%,包括初花期磷素累积量最高的7501;吸收能力居中的有28份资源,占59.58%;吸收能力弱的有12份资源,占25.53%.钾素方面,吸收能力强的有8份资源,占17.02%,包括初花期钾累积量最高的匈牙利;吸收能力居中的有37份资源,占78.72%;吸收能力弱的有2份资源,占4.26%.47份箭筈豌豆资源的氮磷钾吸收能力表现出明显的差异,氮磷钾吸收强的分别有4、7和8份,这些资源平均吸氮量、吸磷量和吸钾量分别达到200.62 kg·hm-2、23.10 kg·hm-2和115.23 kg·hm-2.种植箭筈豌豆可显著降低分枝期和初花期土壤无机氮、有效磷和速效钾含量,能够充分利用休闲期土壤养分.综合来看,主成分分析显示排名前五的品种中匈牙利、草原79-1、清水河麻箭豌(麻色)和324表现较强的氮、钾吸收能力,草原79-1和匈牙利表现出较强的磷、钾吸收能力,可作为青海省有潜力的箭筈豌豆品种(系)在生产中验证.
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通过表型和基因型鉴定筛选适合春油菜区的优异种质
《中国油料作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了更好地利用甘蓝型油菜资源，以引进的124份和青海省20份甘蓝型油菜资源为材料，利用50K SNP芯片分析了这些资源的遗传多样性，并在春油菜环境下鉴定了开花期、茎秆强度、产量和品质等13个相关性状。结果表明：资源两两之间的遗传距离平均为0.4683，遗传距离大于等于0.5的资源对数占总对数的36.45%，表明这批资源的遗传多样性丰富。所有资源按地理来源划分为6个类群，西北春油菜资源群内遗传差异相对较小，但与国内其它4个类群间存在较大的遗传差异，平均遗传距离均超过了0.4。聚类分析表明，地理来源难以再作为遗传差异的有效判断依据。鉴定出具有茎直径超过17 mm、主茎木质部厚度超过1 mm、茎折断力超过80 N、茎秆强度超过40 N/cm2、千粒重超过6 g、含油量超过48%等单一优良性状的资源若干份，可用于春油菜种质创新和品种改良。筛选出22份综合性状优良的资源，构成两个杂交优势群，一个为西北和国外资源群，另一个为长江流域资源群，两个群之间具有较大的遗传差异。
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不同樱桃品种对叶斑病菌刺盘孢属真菌的抗性评价
《北方园艺 》 2022 北大核心
摘要：以青海省引进的28个樱桃资源品种为试材,采用室内离体叶片接种和田间活体叶片接种的方法,研究了叶斑病菌对28个引进资源品种的影响,以期筛选出抗病能力较强的品种,为青海省抗叶斑病品种的选育提供参考依据.结果表明:运用瓦尔德法和欧式距离进行聚类分析,室内离体叶片接种结果和田间活体叶片接种结果高度吻合.28个樱桃品种中抗性较强的品种为'Early Robin''Lambert'和'Moreau';抗病能力较差的品种为'Rainier''Tieton''Sunburst'和'Hongdeng'.
关键词： 樱桃;品种;叶斑病;刺盘孢属;抗性评价
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青藏高原4类典型水化学特征湖泊的细菌多样性差异及影响因素
《生物多样性 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：青藏高原分布着我国最密集的极端环境湖泊群,湖泊类型和水化学特征多样,而不同类型湖泊的细菌群落组成与多样性差异的系统研究相对较少.本文以青藏高原4类典型水化学特征湖泊(即氯化物型、MgSO4亚型、Na2SO4亚型、碳酸盐型)为研究对象,借助Illumina测序16SrRNA基因(V3-V4区)分析细菌多样性、群落组成差异及其优势属与环境因素的制约关系.结果表明:MgSO4亚型与氯化物型湖泊多属于超盐环境,而大多数Na2SO4亚型与碳酸盐型湖泊属于咸水、微咸水或淡水环境.4类湖泊获得分类地位明确的细菌共计45门81纲1,148属(52,031个OTUs),细菌Shannon指数为碳酸盐型(5.27±0.57)>Na2SO4亚型(4.96±0.51)>氯化物型(4.12±0.80)>MgSO4亚型(3.64±1.04).优势细菌门是变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门.变形菌门的相对多度总体较高,优势纲是γ-、α-和β-变形菌纲;厚壁菌门多分布于MgSO4亚型和氯化物型湖泊,优势纲是芽孢杆菌纲;拟杆菌门主要分布于碳酸盐型和Na2SO4亚型湖泊,优势纲是黄杆菌纲.全部氯化物型和少数MgSO4亚型湖泊的细菌组成相似,优势属是假单胞菌属(Pseudomonas)、乳球菌属(Lactacoccus)和不动杆菌属(Acinetobacter),其聚集分布与总盐度、主要离子(Mg2+、Cl-、Na+与K+)和温度相关;MgSO4亚型湖泊独有的常见属是芽孢杆菌属(Bacillus)、气单胞菌属(Aeromonas)、大洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)等,其聚集分布与SO42-浓度正相关;Na2SO4亚型与碳酸盐型湖泊的细菌组成相似,优势属是水弯曲菌属(Aquiflexum)、海仙菌属(Haliea)与苍黄杆菌属(Luteolibacter),其聚集分布与HCO3-浓度、pH值和海拔高度呈显著正相关.与世界上其他湖泊组/群相比,青藏高原湖泊具有独特的细菌优势属和常见属,不同类型湖泊的细菌群落组成存在显著差异,可能与水化学类型或地理位置有关.
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