目的 野生大豆具有耐逆境特性，逐渐成为改良栽培大豆的种质资源，明确野生大豆耐镉分子调控机制，为培育耐性大豆品种提供依据。 方法 以冀东地区200份野生大豆为试验材料，利用含有75 mol/L CdCl2的Hoagland营养液处理野生大豆幼苗，并测定幼苗干重，分别对镉处理24和48 h的耐镉野生大豆R、敏感材料S进行转录组测序，对差异表达基因进行KEGG和GO富集分析，利用加权基因共表达网络分析挖掘耐镉核心基因。 结果 200份野生大豆幼苗受到不同程度镉的胁迫，与对照相比，镉处理条件下，幼苗地上部干重、地下部干重明显下降。转录组分析结果显示，在R和S材料中分别鉴定到6 443和4 496个差异表达基因。经GO和KEGG分析，发现这些差异表达基因富集到光合作用、逆境响应途径。结合加权基因共表达网络分析，挖掘到参与调控野生大豆耐镉的turquoise和blue关键模块与野生大豆耐镉性状显著相关。根据模块内基因的连接度和基因功能注释，预测LOC114376469、LOC114412091、LOC114388638、LOC114399512等8个基因可能在野生大豆镉胁迫过程中发挥作用。 结论 鉴定了2个与野生大豆耐镉相关的特异性模块，筛选到LOC114376469、LOC114412091、LOC114388638、LOC114399512等与野生大豆耐镉相关的核心基因。
动物源细菌耐药性影响动物养殖安全，同时对人类公共卫生和食品安全产生重要威胁。抗生素的滥用加剧了耐药细菌的传播，而新型抗菌药物研发日益困难，动物源细菌耐药污染已成为全球范围内的公共危机，一旦耐药菌从动物向人类扩散，将极大地威胁人类健康，亟须新的方法和策略应对细菌耐药。CRISPR-Cas（clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR-associated）是第三代“基因组定点编辑技术”，该技术能够靶向剪切外源性核酸，保护微生物遗传物质遗传稳定性。与传统的多重耐药菌防治策略相比，CRISPR-Cas系统具备独特的DNA序列的靶向性和灵敏度，通过精准、简便和高效的基因编辑技术，与核酸扩增技术、比色技术等相结合，可以提高灵敏度和检测时效性等性能指标。本文介绍了CRISPR-Cas系统的由来、系统分类、基因编辑的作用机理，在此基础之上，聚焦于该系统在多重耐药菌防治领域的研究进展和应用，在耐药致病菌消除、耐药基因消除以及致病菌诊断检测方面给出案例分析以及目前存在的挑战。总的来说，基于CRISPR-Cas系统的序列特异性抗菌剂能够降低细菌多重耐药性，结合核酸扩增技术和实时监控设备提升检测的精准性和效率，为动物源细菌耐药防控和监测研究提供了新思路。
目的 探究不同遮光条件对金线莲类胡萝卜素生物合成代谢的影响，解析其类胡萝卜素积累分子机制。 方法 以金线莲为实验材料，分别选取不同遮光处理（T1：遮光25%，T2：遮光50%，T3：遮光75%）叶片，采用高通量RNA测序技术（RNA-Seq）和液相色谱-质谱联用技术（LC-MS/MS）获得金线莲的转录组学与代谢组学数据。通过生物信息学分析，鉴定和量化差异基因与代谢物，并探讨它们之间的关系。 结果 在不同遮光条件下，一共鉴定出20个差异表达基因与21种差异代谢物，其中ZEP、LUT5、LUT1、LCYE、NCED1等关键酶基因显著表达，调控玉米黄质、新黄质、金盏花黄质等类胡萝卜素代谢物的变化，并在75%的遮光处理下含量最高。同时预测到22个转录因子参与调控包括ZEP、ZDS、CYP707A等在内的14个差异表达基因，其中有15个转录因子响应脱落酸、赤霉素等5类植物激素元件参与调控类胡萝卜素生物合成；并挑选8个参与类胡萝卜素生物合成的差异表达基因进行RT-qPCR验证，结果表明8个基因的表达趋势与测序结果一致。 结论 不同遮光条件下金线莲叶片中共有15个转录因子响应5类植物激素元件，进而调控ZEP、NCED1、CCD7等差异基因的表达，使玉米黄质、新黄质等与类胡萝卜素相关的代谢物在75%的遮光处理下显著积累。
目的 从蓖麻全基因组范围内鉴定RcLEA基因家族成员，分析其基因特征和潜在功能，为揭示LEA在调控蓖麻铝胁迫耐受性中的作用奠定基础。 方法 利用生物信息学方法对蓖麻LEA家族基因进行鉴定，并对其理化性质、系统进化关系、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件，以及该家族部分成员在铝胁迫处理后的表达情况进行分析。 结果 从蓖麻基因组中共鉴定到52个LEA家族基因成员，根据系统发育分析，其可分为RcLEA_1、RcLEA_2、RcLEA_3、RcLEA_4、RcLEA_5、RcLEA_6、Rc_DHN和Rc_SMP 8个亚族，分布于10条染色体上；家族成员氨基酸数量在91‒406 aa之间；等电点介于4.54‒10.29之间；分子量在9 951.42‒44 515.78 Da之间；大多数LEA蛋白为亲水性蛋白；基序分析显示不同亚家族之间的motif有很大差异，但在同一亚类中是相似的。基因结构分析显示，多数基因有1个或1个以上的内含子；52个基因启动子区域均存在1种或多种与植物激素和逆境响应相关的顺式作用元件；共线性分析显示，鉴定到8对复制基因。另外，实时荧光定量PCR结果显示，RcLEA基因在铝胁迫处理下，与对照相比基因表达量发生变化，推测该家族基因参与铝胁迫应答。 结论 从蓖麻基因组中共鉴定出52个RcLEA基因，分为8个亚族。对8个亚族部分RcLEA基因进行铝胁迫表达分析，发现大部分基因表达量变化显著，表明这些基因在蓖麻响应铝胁迫中发挥重要作用。
目的 开发并利用分子标记技术进行群体基因型分析，解析番茄（Solanum lycopersicum）果重调控关键基因Fruit weight 3.2（Fw3.2）和Fruit weight 11.3（Fw11.3）在不同驯化阶段的遗传变异规律，为番茄遗传资源的精准鉴定、高效利用和野生种质快速驯化提供有效工具。 方法 基于基因组序列比对，针对Fw3.2基因的拷贝数变异以及Fw11.3基因3′端1.4 kb的大片段插入缺失变异，分别设计了片段长度多态性分子标记。并利用上述分子标记对259份番茄材料［79份野生种醋栗番茄（S. pimpinellifolium, PIM），95份过渡种樱桃番茄（S. lycopersicum var. cerasiforme, CER），以及85份栽培种大果番茄（big-fruited S. lycopersicum, BIG）］进行基因型分析，以确定Fw3.2和Fw11.3的变异形式及其在不同番茄群体中的分布。 结果 开发的分子标记能够精准区分Fw3.2基因的拷贝数变异（fw3.2WT 和fw3.2dup ）以及Fw11.3基因的大片段插入缺失变异（fw11.3-WT和fw11.3-D）。在起源种醋栗番茄群体中，大果等位基因型fw3.2dup 和fw11.3-WT的频率分别为0%和2.53%；在过渡种樱桃番茄群体中，这2个等位基因型的比例分别上升至10.53%和8.42%；而在栽培种大果番茄群体中，fw3.2dup 和fw11.3-WT的比例分别达到了69.41%和92.94%。 结论 fw3.2dup 和fw11.3-D等位基因可以显著提高番茄果重，且二者能够以协同增效的方式发挥作用，从而更大幅度地提高番茄果重。在番茄驯化和改良的过程中，fw3.2dup 和fw11.3-D大果等位基因的频率呈现出递增的趋势，表现出与果重增大的演化模式相一致的特点。
类胡萝卜素（carotenoids）是一类在动物、植物和微生物中广泛存在的重要次生代谢物质，由链状或环状的亲脂性类异戊二烯构成，主要包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素等。植物类胡萝卜素作为天然色素，对于植物观赏品质的形成具有重要作用。同时，它也是植物光合辅助色素，可以帮助植物吸收太阳光能并转化为化学能，从而维持植物正常生长发育。此外，类胡萝卜素还是合成维生素A的前体，对人类营养健康有重要意义。植物类胡萝卜素生物代谢途径包含前体合成途径、类胡萝卜素合成途径和类胡萝卜素降解途径，对其中关键基因的功能解析有助于进一步理解植物类胡萝卜素代谢调控机制。本文全面梳理了植物类胡萝卜素生物代谢途径，系统总结了植物类胡萝卜素生物学功能的研究进展，特别是在植物光保护、园艺和农艺性状改良、抵抗非生物胁迫和参与植物激素信号调控中的重要功能。该综述为深入探究植物类胡萝卜素功能及其生物代谢调控机制提供理论基础，为加速分子设计育种提供了有价值的资源。
目的 Phi亚家族谷胱甘肽转移酶（GSTF）在多种植物花青素积累和转运中发挥关键作用。为研究蓝莓GSTF的功能，对蓝莓花青素相关GSTF19基因进行克隆和功能研究。 方法 利用反转录PCR克隆获得蓝莓花青素相关GSTF19的编码序列并构建过表达载体，基于蓝莓果实瞬时转化和拟南芥tt19突变体互补实验研究其功能。 结果 VcGSTF19的瞬时过表达可以显著促进蓝莓果皮中花青素的积累。过表达VcGSTF19的蓝莓果皮花青素含量达到空载对照的6.61倍。其瞬时过表达显著提高了蓝莓果皮中VcCHS、VcCHI、VcF3H、VcDFR、VcANS 和 VcUFGT等花青素合成结构基因的表达水平。此外，VcGSTF19异源转化拟南芥tt19突变体恢复了突变体花青素积累，转基因莲座叶中花青素含量约为突变体的6.21倍。 结论 蓝莓VcGSTF19基因在花青素积累和转运中发挥着重要作用。
目的 鉴定铁皮石斛（Dendrobium officinale）bZIP基因家族，通过生物信息学和基因表达分析，阐明DobZIP转录因子的生物学功能，为后续深入探究DobZIP转录因子的分子机制提供理论指导。 方法 基于IMP数据库中的铁皮石斛基因组数据鉴定出铁皮石斛bZIP基因家族成员，对该家族成员进行多项生物信息学分析，同时利用转录组数据和实时荧光定量PCR技术对DobZIP转录因子进行组织表达模式及非生物胁迫表达分析。 结果 共鉴定出54个DobZIP基因，DobZIP蛋白均无信号肽，仅有DobZIP54有跨膜结构域，亚细胞定位主要在细胞核中。DobZIP家族成员划分在10个亚家族，且同一亚家族成员含有相似的结构和基序；DobZIP不均匀地分布在18条染色体上，有两对基因间存在串联关系，种间存在多条共线性关系，与水稻的bZIP家族同源性较高。顺势作用元件分析表明，DobZIP家族成员均含有多个参与生长发育和响应逆境胁迫的顺式作用元件。基因表达模式分析显示，DobZIP家族成员存在组织表达特异性，且DobZIP4、DobZIP10、DobZIP28、DobZIP32、DobZIP37在不同程度上受低温、干旱和氯化钠胁迫的诱导。除DobZIP32和DobZIP37外，DobZIP4、DobZIP10、DobZIP28还受高温胁迫的诱导。 结论 铁皮石斛基因组中共鉴定出54个DobZIP基因，DobZIP具有组织表达特异性，且DobZIP4、DobZIP10、DobZIP28、DobZIP32、DobZIP37在低温、干旱和氯化钠胁迫下均受到不同程度的诱导。
目的 在CRISPR/Cas9基因编辑系统中，sgRNA是重要的基因编辑元件之一，它与Cas9蛋白结合并通过间隔区序列与基因组DNA互补，引导Cas9蛋白对基因组进行精准剪切。为了提高塔宾曲霉的基因编辑效率，对sgRNA进行优化是一项可行的策略。 方法 对sgRNA的启动子和发夹结构进行了优化，并在塔宾曲霉中进行了基因编辑效率的验证。 结果 通过RNP法进行基因编辑时，带有“lock”结构的sgRNA的基因编辑效率比对照组提高了9.37%；sgRNA在进行体内表达时，使用tRNAGly15和tRNAGly17启动子的基因编辑效率分别高出5S rRNA启动子14%-16%；使用tRNAGly15启动子表达带有“lock”结构的sgRNA，能提高白孢率，并使塔宾曲霉的基因编辑效率提高到96%。 结论 “lock”结构和两种tRNAGly15和tRNA Gly17启动子能够提高塔宾曲霉的基因编辑效率。
目的 溶血磷脂酸酰基转移酶（lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT）在植物生长发育和脂质代谢等过程中发挥重要作用，探究紫苏PfLPAT1B基因的生物学功能，为紫苏及其他油料作物的遗传改良和新品系培育提供科学依据。 方法 从紫苏基因组数据库鉴定PfLPAT1B基因序列，利用组学工具分析其序列特征及系统进化，通过RT-qPCR检测PfLPAT1B基因在紫苏不同组织及种子不同发育时期表达特性，利用LPAT缺陷型菌株SM2-1检测PfLPAT1B蛋白的活性，通过酿酒酵母与烟草遗传转化分析PfLPAT1B在油脂合成中的功能。 结果 PfLPAT1B共编码369个氨基酸，为碱性不稳定亲水蛋白；PfLPAT1B具有典型的LPAT酰基转移酶活性保守结构域。PfLPAT1B基因在紫苏不同组织及种子不同发育时期均有表达，在花中的表达量最高，且随着种子发育PfLPAT1B的表达量逐渐升高。亚细胞定位结果表明紫苏PfLPAT1B定位于叶绿体。SM2-1菌株互补酶活检测证明紫苏PfLPAT1B具有LPAT酶活性。酵母与烟草转化结果表明，过表达PfLPAT1B基因导致转基因酵母及烟草总油脂含量显著上升，且C16：0和C16：1含量显著上升。此外，过表达PfLPAT1B促进转基因烟草淀粉含量显著上升，可溶性糖含量显著降低，表明PfLPAT1B过表达可能促进转基因烟草碳通量的分配，使其从糖代谢途径进入油脂代谢途径。 结论 紫苏PfLPAT1B基因编码蛋白具有LPAT酰基转移酶活性，异源过表达PfLPAT1B可显著提高宿主组织油脂产量，并改变主要脂肪酸组分的含量。
质谱成像技术是一种新型分子成像技术，具有免标记、高覆盖、高灵敏度等优势，广泛应用于代谢物的组织分布研究。随着该技术的不断发展，基于质谱成像的空间代谢组学技术应运而生，该技术将质谱成像与代谢组学深度融合，能够同时实现组织中代谢物的空间定位与成像分析，研究对象涵盖动物、植物、微生物等。近年来，空间代谢组学技术在药用植物研究中展现出巨大的应用潜力，成为精准定位组织中代谢物空间分布的关键技术之一。本文首先介绍了空间代谢组学技术的基本原理和实验流程，比较了基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI-MSI）、解吸电喷雾电离质谱成像（DESI-MSI）和二次离子质谱成像（SIMS-MSI）等主流质谱成像技术的特长与局限性，以及样本制备与数据处理等关键环节的技术要点。重点综述了空间代谢组学技术在药用植物研究中的应用进展，包括如何应用空间代谢组学技术揭示药用植物代谢产物组织分布与累积规律，助力药用植物代谢产物的生物合成与转运机制解析及其生物合成相关功能基因的挖掘。最后探讨了空间代谢组学技术目前面临的挑战与未来发展的方向，以期为药用植物研究提供全新的研究视角。
5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）是生物体内天然存在一种非蛋白质类氨基酸，目前已被广泛应用于医药、保健、农业和动物添加剂等领域。5-ALA主要通过化学和生物法合成，但由于化学合成的工艺复杂性和成本问题限制了其规模化发展，而生物合成法以其环保、高效等优势彰显了其工业化发展的巨大潜力。近年来，由于合成生物学和代谢工程等交叉学科的迅猛发展，5-ALA的生物合成已逐渐成为研究热点。本文回溯了过去几十年5-ALA生物合成的发展历程，总结并梳理了基于C4和C5途径、辅因子再生途径、三羧酸循环等途径、用于高效细胞工厂构建的各种代谢工程策略的研究进展，重点阐述了基于生物传感器的动态调控和高通量筛选方法的建立等策略在菌株代谢工程改造中的应用和重要性，并就进一步提高5-ALA的合成产量，打破其工业化应用的瓶颈提出了几点策略和展望，以期为5-ALA的高效合成和产业制造提供一定的参考和研究依据。
叶绿体是植物进行光合作用的核心场所，作为植物细胞特有的半自主性细胞器，其发育过程受到植物内在生长发育信号和外界环境信号的双重调控。其中，环境温度是影响叶绿体发育的重要外界因素，它通过调控叶绿体膜系统、形态结构、质体分裂与分化等多个方面，最终影响叶绿体的发育及功能。本综述首先概述了叶绿体的结构、功能及发育过程对环境温度的响应机制；其次，通过系统梳理植物叶色突变体的研究进展，总结了叶绿体发育受温度调控的分子基础；并进一步从叶绿体基因的转录调控、转录后调控以及蛋白质合成与稳态三个层次，深入讨论了叶绿体发育对温度变化的应答机制。最后，从机制研究和生产实践两个角度，对未来如何利用叶色基因揭示叶绿体发育的温度响应机制提出了总结与展望。综上，本综述全面分析了环境温度变化对作物叶绿体发育及生理功能的影响，并进一步探讨温度对作物光合作用的潜在影响，以期为全球气候变化下的作物广适性高光效分子设计育种提供理论支持与实践指导。
目的 开发一种快速高效的结核分枝杆菌（MTB）检测方法，给基层单位、偏远地区的结核病（Tuberculosis）快速筛查提供技术方案，更好地开展结核病的防治工作。 方法 设计RPA引物、crRNA，并引入重力驱动的微流控芯片，建立RPA-CRISPR/Cas12a的片上检测方法，进一步分析该方法的灵敏度与特异性，使用疑似结核病患者的样本进行片上检测和痰培养，比较建立的方法与痰培养法的一致性。 结果 建立的RPA-CRISPR/Cas12a片上检测方法可在30 min内实现MTB检测，LOD为1 copies/μL。以痰培养鉴定为参考标准，片上检测法的灵敏度为91.11%，特异度为94.34%，阳性预测值为93.19%，阴性预测值为92.59%，准确性为92.86%，Kappa值为0.856。 结论 建立的RPA-CRISPR/Cas12a的片上检测法的灵敏度、特异性高，并且快速、简单、便捷。
目的 研究GmPM31启动子响应高温高湿胁迫过程中对种子活力形成的功能，为全面揭示大豆小热激蛋白参与高温高湿胁迫响应的功能奠定基础。 方法 对纯合T3代转GmPM31启动子拟南芥进行高温高湿胁迫（40℃/相对湿度100%）处理，以野生型拟南芥为对照，检测其耐受性以及气孔开度；通过GUS组织化学染色和实时荧光定量PCR检测分析大豆GmPM31启动子所驱动的GUS基因的表达情况；通过2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法检测种子活力变化。 结果 与对照组相比，经高温高湿胁迫处理后的转大豆GmPM31启动子拟南芥对高温高湿的耐受性提高，GUS活性提高，在叶、根和花等中均有表达，发芽率以及种子活力增加。 结论 GmPM31启动子可提高种子对高温高湿胁迫的抗性和抗劣变的能力。
聚乳酸（polylactic acid, PLA）是以乳酸为原料聚合而成的非天然生物可降解塑料，具有优良的生物降解性，是碳达峰、碳中和背景下传统石油基塑料的重要替代品之一。作为典型的碳中和材料，PLA正逐步成为国民经济和社会发展所需的基础性大宗原材料。目前，PLA主要通过生物发酵与化学聚合相结合的工艺生产，生产过程复杂，成本较高，且存在毒性物质残留的隐患。因此，更加绿色便捷的生产方法开发成为PLA合成领域的关注热点。随着合成生物学、蛋白质工程和代谢工程的快速发展，PLA全生物合成关键酶被逐渐挖掘和改造，PLA全生物合成路径被设计和组装，以具有工业化属性的微生物为底盘构建一步合成PLA的细胞工厂成为现实，为PLA的绿色合成提供了新的解决方案。然而，生物合成法面临PLA产量低、产品性能差等问题，难以满足工业化生产的要求。因此，提高PLA生物合成效率和改善产品性能成为PLA生物合成技术开发的重点。本文首先对PLA及其合成方法进行了介绍，并系统分析了化学合成法与生物合成法各自的优势和不足；随后，总结了PLA生物合成的途径和关键酶，着重从蛋白质工程和代谢工程两个方面归纳了PLA生物合成的调控策略；最后，对PLA生物合成技术升级发展中面临的关键挑战和未来研究趋势进行了系统的分析和展望，旨在为更高效、更绿色的PLA生物合成系统的设计和开发提供有益参考。
目的 开发一种RUBY辅助的可视化筛选转基因植株并有效指示基因编辑发生的CRISPR/Cas9基因编辑载体GCR。 方法 将RUBY与Cas9/gRNA的表达盒偶联到一起得到GCR载体，使用水稻的OsAGO2、OsAGO3、OsAGO7为靶基因，分别构建多基因编辑载体GCR-237-1和多基因编辑载体GCR-237-2，以水稻ZH11（Zhonghua 11）为受体材料进行农杆菌介导水稻遗传转化获得基因编辑植株。 结果 GCR-237-1和GCR-237-2转化入水稻愈伤后，RUBY标记可以有效指示转基因阳性事件，并且稳定转化得到的红色植株的靶基因被高效编辑。 结论 利用基因编辑载体GCR可有效编辑水稻基因且通过肉眼直观观察即可有效指示转基因乃至基因编辑植株。
目的 分析不同浓度的2,4-表油菜素内酯（2,4-EBR）对镉胁迫下胡萝卜幼苗的生长特性、生理指标及镉吸收转运相关基因表达的影响，为胡萝卜对镉抗性的相关研究提供理论支撑。 方法 以胡萝卜‘红芯四号’为试验材料，采用实验室水培的方法，研究不同浓度（0.1、0.5、1和1.5 μmol/L）2,4-EBR对CdCl2胁迫下胡萝卜幼苗生长特性、光合作用、抗氧化酶活性以及镉吸收转运相关基因表达的影响。 结果 胡萝卜幼苗在0.1 mmol/L镉胁迫条件下生长受到显著抑制，外源施加1 μmol/L 2,4-EBR可以抑制镉离子的吸收和转运，促进胡萝卜幼苗根长和株高的增加，提高叶片SOD、POD、CAT和APX的活性，增加光合色素含量并提高叶片光合效率，抑制镉吸收转运相关基因DcHMA3、DcHMA4、DcCAX2、DcCAX4的表达，维持植物体氧化还原代谢途径平衡。 结论 2,4-EBR可促进胡萝卜根茎生长，增强抗氧化酶活性，提高光合效率，调节GSH-PCs代谢途径以及调控相关基因表达量，从而缓解胡萝卜幼苗在镉胁迫下的伤害，而且最适宜的2,4-EBR处理浓度为1 μmol/L。
目的 探究不同光质对血叶兰叶片类胡萝卜素类化合物积累的影响及其分子机制，为血叶兰规范化栽培提供理论参考。 方法 以血叶兰‘闽热圆帅’的叶片为实验材料，分析其在白光（W）、蓝光（B）、黄光（Y）处理下的代谢与转录调控机制。利用液相色谱‒质谱联用技术（LC-MS/MS）和高通量转录组测序（RNA-seq）技术，分别获取代谢组和转录组数据。以白光组为对照，分析蓝光和黄光对类胡萝卜素含量、相关代谢物及基因表达的影响。通过RT-qPCR验证8个类胡萝卜素合成关键基因的表达模式。 结果 蓝光处理显著提升血叶兰叶片中总类胡萝卜素含量，而黄光处理未引起显著变化。代谢组学分析鉴定出23个与类胡萝卜素合成相关的差异代谢物，包括黄原酸、脱落酸醇、独脚金内酯ABC-环和链孢霉黄素等。转录组学分析发现9个差异表达的代谢酶基因（如CrtZ、Z-ISO、PSY等）及6个关键转录因子（ERF002、ERF059、ERF066等），这些转录因子可能通过响应赤霉素、茉莉酸甲酯、生长素、水杨酸和脱落酸信号调控类胡萝卜素合成。RT-qPCR验证证实8个关键基因在类胡萝卜素代谢调控中发挥潜在作用。 结论 蓝光处理下，血叶兰叶片中ERF和bZIP家族转录因子通过与赤霉素、茉莉酸甲酯、生长素、水杨酸和脱落酸相关的顺式作用元件结合，调控下游酶基因的表达，从而促进类胡萝卜素相关代谢物的显著积累。
盐胁迫是主要的非生物胁迫之一，严重威胁小麦的生长发育，而且小麦耐盐性是一个复杂的数量性状，是由多基因协同控制的，这些基因直接或间接参与离子积累和排斥、氧化还原反应和特定渗透调节物质的积累。了解小麦耐盐基因的研究现状，有利于科学、高效地选育耐盐品种。本文从盐胁迫下耐盐基因调控渗透调节、离子平衡、ROS稳态、激素调节4个方面阐述作物的耐盐性，综述了耐盐基因在小麦适应盐胁迫过程中的作用，为小麦复杂的耐受盐胁迫的机制研究奠定基础。利用现代分子生物学手段挖掘耐盐基因资源并将其导入小麦，是获得高产优质耐盐小麦品种的有效途径。研究与耐盐胁迫相关的基因，对阐明应对盐胁迫的分子机制和途径具有重要作用，对培育具有耐盐胁迫能力的优异种质和研发小麦耐盐栽培技术具有重要的指导意义。
目的 ASYMMETRIC LEAVES2（AS2）基因家族是植物特有的转录家族，在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要作用。研究AS2转录因子在马铃薯响应逆境胁迫特别是盐胁迫中的功能与机制，为培育抗盐马铃薯新品种提供理论和技术支撑。 方法 通过克隆野生型马铃薯品种底西芮（DES）叶片中的StAS2-15基因，并通过同源重组方法构建StAS2-15过表达载体，转化DES得到阳性植株，进行抗盐农艺性状分析及生理生化实验。 结果 盐胁迫表型实验表明，随着盐浓度的增加，过表达植株（OEs）和野生型（DES）的株高、鲜重、根数和根长显著降低，其中株高分别降低了2.42%-43.21%和28.77%-58.49%；同一盐浓度下，OEs的株高、鲜重、根数和根长较DES显著增加。不同盐浓度处理下，过表达StAS2-15基因阳性植株叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和脯氨酸含量显著高于野生型，丙二醛（MDA）含量显著低于野生型。RT-qPCR结果显示，盐胁迫下马铃薯相关胁迫响应基因ABI3、MYB2、SnRK2s等在过表达植株中的表达量显著高于野生型。 结论 StAS2-15基因的过表达使马铃薯体内一些抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和其他盐胁迫响应基因的表达水平发生改变，且盐胁迫下植株生长状态呈现脱敏感表型，影响了马铃薯的生长发育。
目的 分析花生4-香豆酸：CoA连接酶（4-coumarate：CoA ligase, 4CL）基因家族成员基本特性及其对干旱和盐胁迫的响应，为培育花生耐旱抗盐品种提供重要的目标基因。 方法 通过HMM文件及NCBI CDD和Pfam数据库在全基因组水平鉴定花生4CL基因家族成员；利用ExPASy-ProtParam工具进行蛋白理化性质分析；通过MEGA7及itol工具进行系统进化分析；通过MEME及NCBI中的CD-search工具进行蛋白保守基序和保守结构域分析；通过PlantCARE及TBtools进行启动子元件分析及可视化；通过RNA-seq数据及RT-qPCR分析花生4CLs转录水平变化。 结果 借助花生Tifrunner基因组参考数据，鉴定到56个花生4CL基因，氨基酸长度介于239‒1 208之间，pI介于5.5‒9.22之间，蛋白脂肪系数介于80.2‒103.13之间，不稳定性指数在25.51‒48.79之间，GRAVY值在-0.367‒0.139之间；花生A与B基因组的20条染色体上，Ah4CLs基因不均匀地分布，5和15号染色体Ah4CLs基因密度最高；同一个聚类分支，Ah4CLs具有相似的保守基序组成及相似的内含子‒外显子分布结构，外显子数量在1‒18之间；Ah4CLs启动子区域富含光、非生物胁迫、激素及生长发育响应元件；Ah4CLs表达具有组织特异性，在根、花及种子中表达量较高；在ABA、盐与干旱胁迫处理下，部分Ah4CLs转录水平显著增加，特别是Ah4CL28在ABA、干旱及盐处理下均明显转录上调，这些基因在花生应对非生物胁迫中可能发挥着重要作用。 结论 鉴定到的56个花生4CL基因家族成员有不同结构与特性，在部分基序及结构域上具有保守型，Ah4CLs在影响花生生长发育的同时，还参与非生物胁迫响应。
目的 碱性螺旋‒环‒螺旋（basic helix-loop-helix, bHLH）转录因子广泛参与植物生长、发育和胁迫响应，是真核生物最大的转录因子家族之一。课题组前期在红花转录组数据中发现一个可能参与红花干旱及脱水负调控响应基因CtbHLH128，深入探究该基因参与干旱胁迫应答的功能情况，为红花生物育种等奠定重要基础。 方法 基于基因组中CtbHLH128的完整CDS序列，采用Primer 6.0软件设计引物，克隆并获得该基因正确序列，并采用生物信息学分析该基因编码氨基酸数目、保守结构域及系统发育树等；将CtbHLH128片段构建至植物表达载体，采用农杆菌侵染法转化拟南芥，并采用除草剂筛选及PCR等方法鉴定阳性株系，对阳性株系采用苗期和萌发期干旱胁迫以探究该基因在干旱胁迫中的作用。 结果 CtbHLH128含948 bp核苷酸，编码315个氨基酸，其编码蛋白分子量为33 742.32 Da， 理论等电点为9.02；CD-Search分析结果揭示，其C端含典型的HLH保守结构域，位于第249-301位氨基酸残基处；系统发育树揭示其与向日葵和生菜中bHLH128基因相似度较高；将CtbHLH128基因在拟南芥中过表达，经过抗性筛选和PCR鉴定共获得3个T3代阳性株系，对阳性株系进行干旱胁迫相关的表型分析，结果揭示转基因拟南芥植株在苗期对干旱条件表现出更强的敏感性，但在萌发期对干旱的抗性增强。 结论 CtbHLH128基因在干旱胁迫响应及种子萌发过程中具有重要功能。
加强作物高光效生物学基础研究，是突破粮食单产瓶颈、推动种业创新与农业现代化的关键路径。目前作物高光效研究已在光合膜蛋白结构解析、高光效基因挖掘及C4途径模拟等领域取得重要进展，利用基因编辑与合成生物学技术已经初步实现提升大豆、水稻等作物光能利用效率。然而，我国在高光效生物学基础研究方面还存在研究系统性不足、表型鉴定平台滞后、交叉学科人才短缺及基因评估体系薄弱等问题，且国际竞争激烈，重大国际合作项目参与度不高。本文综述了国内外作物高光效研究进展与挑战，总结该领域基础研究突破、技术应用潜力及学科交叉趋势，系统梳理我国高光效研究短板并提出针对性建议。未来建议强化顶层设计，设立跨学科攻关项目；建设多尺度表型鉴定平台；加快复合型人才培养；推动基因编辑与智能设计技术创新，促进高光效种质创制与成果转化，为保障粮食安全提供科技支撑。
RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种由双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）介导，具有序列特异性的基因沉默机制，广泛存在于真核生物中。其分子机制主要包括dsRNA的加工、小干扰RNA（small interfering RNA, siRNA）或微RNA（microRNA, miRNA）的生成，以及RNA诱导沉默复合体介导的靶mRNA的特异性降解或翻译抑制。基于该机制的RNAi技术已成为植物功能基因组学研究的强大工具，并在作物抗病虫遗传改良与绿色防控领域展现出巨大潜力。本文系统综述了RNAi的发现历程、分子机制及其应用，重点探讨其三大核心应用：病毒诱导基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）利用工程化病毒载体实现寄主基因的瞬时沉默，为植物基因功能研究提供了高效手段；寄主诱导基因沉默（host-induced gene silencing, HIGS）通过植物体内表达的RNAi分子靶向沉默病原体或者害虫的关键基因，旨在培育具有对真菌、病毒及害虫持久抗性的转基因作物；喷雾诱导基因沉默（spray-induced gene silencing, SIGS）作为一种非转基因策略，通过喷施设计的靶向dsRNA，经靶标病原体或害虫摄取后抑制其关键基因表达，从而干扰其侵染/为害过程，为病虫害防控提供了一种环境友好的新型策略。未来，RNAi技术的进一步发展有望得益于合成生物学、人工智能与纳米递送系统的深度融合，以优化靶标设计、提升沉默效率并降低脱靶风险。随着关键技术的突破与应用瓶颈的克服，RNAi在推动植物科学研究和实现可持续农业发展方面具有广阔的应用前景。
目的 利用荷花具有较强的重金属吸附能力这一特性，为其参与铜污染防治的植物修复提供优质的基因资源。 方法 基于课题组前期对荷花铜胁迫转录组数据的分析，筛选并克隆荷花铜胁迫的关键基因NnCYP707A1，利用在线网站及软件分析其序列特征和进化关系，通过农杆菌注射烟草观察亚细胞定位情况，通过转化酿酒酵母、瞬时转化荷花，分析其对铜胁迫的响应。 结果 NnCYP707A1的ORF全长1 065 bp，编码354个氨基酸，含有细胞色素P450家族的保守结构域PFGXGXHXCPG；NnCYP707A1蛋白为稳定的亲水性蛋白，分子量为40.592 kD，等电点数为8.68；其属于CYP707A亚族，与毛果杨的PtCYP707A1遗传距离较近；亚细胞定位结果表明，该蛋白定位于细胞质；过表达NnCYP707A1增强了酿酒酵母对铜胁迫的敏感性；过表达荷花植株（OE-CYP707A1）的相关生理指标未得到改善，而沉默荷花植株（cyp707a1）可以缓解铜胁迫对其的抑制作用。 结论 过表达NnCYP707A1对铜胁迫耐受性减弱，降低了荷花的抗铜性。
植物在生长发育过程中持续面临复杂的环境胁迫，严重制约其生长发育、农艺性状和生产力。为应对病原菌侵染等生物胁迫，植物进化出多层次的精密调控网络。近年来，转录后调控作为植物免疫研究的新兴热点领域，其通过动态调控信使RNA（mRNA）代谢过程，在植物抗病反应中展现出独特的优势。RNA结合蛋白（RNA binding proteins, RBPs）作为植物抗病调控网络的核心执行者，通过识别特定RNA基序调控pre-mRNA选择性剪接、mRNA稳定性、选择性多聚腺苷酸化（alternative polyadenylation, APA）、翻译进程及RNA修饰等关键环节，在植物-病原菌互作中发挥“分子开关”的作用。本文系统阐述了RBP介导的转录后调控机制及其在植物响应病原菌感染过程中的功能，如在病原识别阶段，RBP通过调控免疫受体mRNA的稳定性实现防御信号的快速启动；抗病应答阶段中，RBP介导抗病基因的选择性剪接，产生具有不同亚细胞定位或功能活性的转录本变体。此外，近年研究发现m6A等RNA表观修饰通过调控RBP的招募效率，在植物免疫中形成新的路径。本文深入探讨了植物通过RBP构建的多层次防御体系及其分子调控机制，并对RBP抗病机制研究方向、结合多组学改造RBP调控元件、构建作物抗病育种新策略等进行了展望。深入解析植物抗病过程中的RNA调控密码，为创制广谱抗病种质提供理论支撑，为开发创新绿色防控策略提供重要依据。
RNA编辑是一种转录后水平的加工修饰过程，通过碱基插入、缺失或替换使成熟的RNA不同于其 DNA模板链，这是植物一种通用的修正机制，以恢复因DNA突变而发生改变的保守氨基酸。PPR蛋白（pentatricopeptide repeat protein）是一类重要的RNA编辑因子，在植物中广泛分布，是高等植物最大的家族之一。目前已有很多研究表明其在植物生长发育中发挥重要作用，主要功能是通过参与RNA前体的加工，如实现RNA C-U的转变、参与内含子剪接、影响mRNA稳定和翻译等影响细胞器基因的表达，从而影响光合作用、呼吸作用、植物发育和环境响应。本文对PPR蛋白分类、定位、功能及其作用机制进行综述，并展望了PPR蛋白的应用前景，旨在为后续PPR蛋白功能的研究解析及其应用提供理论基础。
目的 C3H家族基因在调控植物生长发育中起着重要作用，探究广金钱草C3H基因家族的特性及功能，为研究其在广金钱草生理和形态形成中的作用奠定基础。 方法 基于‘广药大1号’和野生广金钱草的转录组数据比较，鉴定广金钱草C3H家族基因，利用生物信息技术分析基因的理化性质、染色体位置、系统发育关系、保守基序和结构域，以及使用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术分析C3H家族基因在广金钱草不同组织和品种中的表达模式，并对广金钱草C3H基因与类黄酮合成关键基因进行相关性分析，同时测定不同品种茎尖、茎基总黄酮含量。 结果 广金钱草C3H基因家族的27个成员分布在9条染色体上，多编码碱性、不稳定和亲水性蛋白质。系统进化分析显示，广金钱草C3H家族基因分为3个组群，同一组群成员之间相对保守；保守基序和结构域分析显示，数量出现最多的motif与生长素调控相关，广金钱草C3H家族成员存在与ANKYR等结构域协同作用的情况。表达模式分析显示，广金钱草C3H家族基因主要在广金钱草的茎中发挥作用，且在‘广药大1号’茎尖处高表达。相关性分析发现，广金钱草C3H家族基因表达量与类黄酮生物合成关键基因表达量呈正相关。总黄酮含量测定发现，在茎尖部位，‘广药大1号’的总黄酮含量显著高于野生匍匐广金钱草，在茎基情况相反。 结论 GsC3H家族基因可能通过调控黄酮类化合物在茎段的生物合成间接影响‘广药大1号’广金钱草的农艺性状。
目的 通过施用贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）XY40-1菌剂，探究其对百合球茎产量与品质的影响，解析其对土壤理化性质、微生物群落结构及重金属转运功能的影响，以期为百合高效种植与土壤健康管理提供科学依据。 方法 通过滴灌系统分阶段在百合生长过程中施用菌剂。测定百合单果鲜重、干重及球茎中蛋白质、多糖、总皂苷含量与镉积累量；结合高通量测序技术分析根际土壤微生物群落结构变化，并基于宏基因组学解析氮代谢与镉转运相关功能基因的表达模式。 结果 施用XY40-1菌剂后土壤pH值提高至5.41，速效钾含量增加31.15%。百合单果鲜重与干重分别增加18.89%和19.49%，亩产提升16.47%；百合球茎中蛋白质含量增加15.1%，多糖含量增加11.5%，总皂苷含量增加21.4%，而镉积累量降低11.45%。微生物群落分析表明，处理组厚壁菌门（Firmicutes）与拟杆菌门（Bacteroidota）相对丰度显著增加，变形菌门（Proteobacteria）与放线菌门（Actinobacteria）丰度下降；宏基因组数据显示，固氮基因（nifD、nifH）、硝酸盐还原基因（narG、napA）及镉抗性基因（czcA、czcD）表达显著上调。 结论 B. velezensis XY40-1通过改善土壤理化性质、优化微生物群落结构及激活关键代谢功能基因，显著提升百合产量与品质，同时降低球茎镉富集水平。
目的 R2R3-MYB转录因子主要参与调控类黄酮及花青素等次生代谢产物生物合成途径。验证其在紫苏（Perilla frutescens （L.） Britt.）花青素生物合成中的功能，为揭示R2R3-MYB转录因子在调控植物花青素合成中的作用奠定基础。 方法 基于生物信息学技术鉴定了紫苏基因组数据库的R2R3-MYB转录因子，并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件进行预测分析；筛选到可能参与调控紫苏花青素生物合成的R2R3-MYB成员，应用RT-qPCR分析该转录因子在紫苏叶片中的表达模式，克隆叶片中高表达的PfMYB80基因编码序列，探讨PfMYB80对紫苏花青素的合成调控作用及对红、蓝光胁迫的响应机制。 结果 共鉴定到186个R2R3-MYB成员，系统进化分析显示，紫苏PfMYB80、PfMYB146与拟南芥S6亚组调控植物花青素合成的基因亲缘关系最近，推测其可能参与调控花青素的合成。启动子顺式作用元件分析结果表明，紫苏R2R3-MYB基因启动子区含有光胁迫响应元件；RT-qPCR分析结果显示，PfMYB80基因在紫苏叶片不同发育时期的表达量逐渐升高，与花青素的合成趋势一致，推测其可能参与花青素的生物合成，该蛋白定位于细胞核；PfMYB80与花青素合成相关结构基因表达谱分析结果表明，紫苏LDOX基因的表达量与PfMYB80的表达趋势一致，且与紫苏花青素积累趋势一致，推测PfMYB80转录因子可能通过直接调控LDOX基因的转录表达来调节花青素的合成。通过转基因烟草的功能分析发现，PfMYB80响应蓝光诱导，并正向调控花青素的合成。 结论 紫苏PfMYB80转录因子正向调控花青素的生物合成，且响应光应答，蓝光下过表达PfMYB80烟草植株更有利于花青素的积累，同时可提高SOD 酶活性，降低POD酶活性和MDA含量。
目的 分析葡萄心皮发育相关基因VvAGAMOUS（VvAG）和VvCRABS CLAW（VvCRC）的表达特性，旨在探究VvAG通过VvCRC基因调控葡萄心皮发育的分子机制，为解析葡萄果实形成分子机制提供理论依据。 方法 以‘玫瑰香’葡萄不同长度的花序为材料，用石蜡切片法观察心皮的发育过程，并通过RT-qPCR检测VvAG和VvCRC在不同发育时期的表达情况。克隆VvAG和VvCRC基因，并进行同源性序列比对和系统进化关系等生物信息学分析。通过瞬时注射烟草叶片对2个基因编码的蛋白进行亚细胞定位。利用酵母单杂交试验和双荧光素酶试验验证VvAG与VvCRC之间的关系。 结果 解剖学观察显示，‘玫瑰香’葡萄花序长度为1‒2 cm时，雄蕊原基基本发育完全，心皮原基准备形成；当花序发育至2‒3 cm和3‒4 cm两个时期，心皮继续发育，胚珠原基开始形成。RT-qPCR结果表明，在花序长度为1‒2 cm时，VvAG和VvCRC表达量较低，而在花序长度为2‒3 cm和3‒4 cm两个时期，VvCRC基因的表达量则随着VvAG基因表达量的增加而迅速增加。系统发育分析结果表明，VvAG与AtAG，VvCRC与MdCRC聚为一小分支，亲缘关系较近。亚细胞定位结果表明，VvAG和VvCRC蛋白均定位于细胞核中。酵母单杂交和双荧光素酶试验结果显示，VvAG可以直接与VvCRC启动子结合并激活其转录活性。 结论 VvAG转录因子可能通过激活VvCRC基因的表达，进一步调控心皮的发育，从而影响葡萄子房的发育。
植物遗传转化技术作为作物遗传改良的关键方法，通过外源功能基因的稳定整合，可有效调控植物的生长发育、抗逆性及环境适应性等重要性状。植物遗传转化技术的研究不仅为基因功能验证提供了关键技术平台，同时，通过目标性状的定向改良，显著促进了作物精准育种体系的建立与发展。为实现高效、稳定的遗传转化，研究者不断优化和发展多种技术，主要围绕外源基因的有效导入及转化植株的高效再生展开。本文综述了玉米（Zea mays L.）和高粱（Sorghum bicolor （L.） Moench）遗传转化的2种主要方法‒‒基因枪法和农杆菌介导法，重点分析了影响农杆菌介导转化效率的关键因素，并总结了提高玉米和高粱遗传转化效率的关键基因及其在植物遗传转化中的应用。此外，本文还提出了玉米和高粱遗传转化存在的问题，以及利用关键基因优化遗传转化体系的策略，并展望了未来的研究方向，以期为进一步提升玉米和高粱遗传转化效率及其在高效分子育种中的应用提供参考。
目的 紫外（UV-B）受体UVR8在调控植物生长发育、响应逆境胁迫等过程中发挥关键作用。探究薄荷（Mentha canadensis L.）UV-B受体基因McUVR8的蛋白特性和表达特征，预测其互作蛋白，为后续探究McUVR8功能提供理论参考。 方法 通过RT-PCR技术获得McUVR8基因，利用多种生物信息学工具对其理化性质、蛋白结构和亚细胞定位、互作蛋白进行分析预测。利用RT-qPCR分析McUVR8的组织、叶序表达模式及其在不同激素、胁迫下的表达变化。 结果 McUVR8全长1 353 bp，编码450个氨基酸，在细胞核和细胞质中均有分布，具有保守的呈螺旋环状的RCC1核心结构域和C17、C27结构域，与同为唇形科的一串红（Salvia splendens）SsUVR8、迷幻鼠尾草（Salvia divinorum）SdBUR8和西班牙鼠尾草（Salvia hispanica）ShUVR8同源性较高。McUVR8在薄荷不同组织和叶序中均表达，并具有一定差异，其中在根中表达量最低，花中表达量最高，不同叶序中其表达在第一片叶中最高。此外，McUVR8基因在叶片和根中均响应MeJA、ABA以及干旱、NaCl和2种重金属和铝胁迫处理。最后，筛选并验证到McUVR8与McCOP1互作。 结论 McUVR8可能在调节薄荷的生长发育、响应激素或逆境信号中具有重要作用，并且其可能通过与COP1、WRKY等蛋白互作，参与调控薄荷次生代谢、逆境响应等过程。
目的 鉴定白菜型油菜（Brassia rapa L.）类胡萝卜素裂解双加氧酶（carotenoid cleavage dioxygenases, CCDs）基因家族成员，深入了解BrCCD家族基因功能及组织表达特性。 方法 利用生物信息学方法，对白菜型油菜CCDs基因家族进行鉴定，构建系统发育树，对其染色体分布、基因结构、保守基序、种内共线性及启动子顺式元件进行分析。结合转录组数据和RT-qPCR技术，分析CCDs基因在不同组织中的表达情况。 结果 在白菜型油菜中鉴定出16个 BrCCD基因，划分为6个亚组，不均匀的分布在8条染色体上；共线性分析发现有7对CCDs基因之间存在共线性关系；顺式作用元件分析表明，CCDs家族成员可能响应生长发育、激素调控、非生物胁迫等多种调控过程。转录组及定量PCR数据分析显示，BrCCD的表达具有组织特异性，BrCCD-L基因在花、叶和种子中表达量较高，BrCCD1b在花中表达量较高，其余多在种子和叶中具有较高的表达量。 结论 白菜型油菜基因组中共鉴定出16个CCDs基因，在不同组织中表现出不同的表达模式。BrCCD-L基因与藏红花属CCD2基因具有极高的相似性，且在不同组织中都显著表达。
植物光合产物的运输是植物生长和发育中至关重要的过程，涉及多种特定的转运蛋白，这些转运蛋白在维持植物正常代谢、调节能量分配、促进不同源库组织间的营养物质交换方面发挥重要作用。近年来，关于糖转运蛋白的研究取得了一定进展，蔗糖转运蛋白（sucrose transporter, SUT）和糖输出转运蛋白（the sugars will eventually be exported transporter, SWEET）主要负责在不同植物的组织器官之间运输蔗糖，单糖转运蛋白（monosaccharide transporter, MST）则介导单糖的跨膜转运。糖转化酶（invertase, INV）和蔗糖合酶（sucrose synthase, SUS）参与蔗糖的水解与合成。这些蛋白的协同作用对于调控光合产物的分配与代谢至关重要，且影响着植物对环境变化的响应和产量优化。本文综述了植物中与光合产物运输相关的主要转运蛋白，重点介绍了不同植物中SUT、SWEET、INV等的生物学功能及其分子机制，探讨了它们在植物生长发育、抗逆性以及产量调控中的潜在应用，以期为未来提高作物产量，推动农业生产提供新的理论依据和实践策略。
目的 从健康防风根部中分离、筛选出具有促生特性的菌株，探究其对防风植株的促生效果，挖掘内生细菌开发利用的潜力。 方法 采用稀释涂布法从健康防风根部中分离内生细菌，并通过选择培养基筛选具有固氮、溶磷、产IAA和产铁载体的促生细菌；通过形态学、生理生化鉴定和16S rRNA基因测序对促生菌株进行分类归属；基于抗生素标记法和盆栽试验探究内生细菌在土壤中的定殖能力及其对防风植株生长的影响。 结果 在防风根部中共分离出202株内生细菌，26株具有固氮能力，21株具有溶磷能力，24株具有产IAA能力，27株具有产铁载体能力。其中2株内生细菌具有3种及3种以上不同的促生功能，分别为MX-56和MX-31，鉴定为密歇根克雷伯氏菌（Klebsiella michiganensis），韩国假单胞菌（Pseudomonas koreensis）。两株抗利福平标记菌株可稳定定殖于防风根围土壤中，且在盆栽试验中，与CK相比，MX-56处理下防风的株高、根长、根粗、地上鲜重、根鲜重和根干重增长最为明显，分别增加13.47%、43.04%、42.75%、31.43%、63.21%和77.12%（P<0.05），与CK相比，菌株MX-31和MX-56处理下防风植株中两种色原酮总含量分别提高了33.72%和30.23%。 结论 从健康防风根中分离筛选到2株具有较好促生效果的韩国假单胞菌MX-31和密歇根克雷伯氏菌MX-56，可以显著提高防风植株的生物量和药效成分含量。
目的 分离蓝莓内生细菌并探究其对上海青生长铝胁迫的缓解作用，为提高植物抗酸耐铝能力提供菌种资源。 方法 采用组织块培养法分离蓝莓叶芽内生细菌，经划线纯化后液体培养测定其耐铝特性。通过上海青水培实验，测定上海青生物量、叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量，SOD、POD、CAT活性及培养液电导率等指标。结合形态学特征、生理生化特征、16S rDNA及gryB基因组测序对功能优异菌株进行鉴定。采用溶血试验验证菌株毒性。 结果 自蓝莓叶芽内分离得到3株内生细菌（Y01、Y02、Y03），其中，Y01、Y03菌株在低于1 000 μmol/L铝离子条件下均表现出良好的耐受性。水培条件下，上海青在100 μmol/L铝浓度时长势最佳，但300 μmol/L铝对上海青的生长产生严重胁迫，生物量均明显降低。3株内生细菌均可不同程度缓解铝毒，其中Y01菌株效果最佳，经其处理后，上海青株高、根长、鲜重及叶绿素含量分别增加95.6%、40.2%、594.7%、22.9%。上海青叶片SOD、POD、CAT活性、可溶性糖与可溶性蛋白含量分别显著升高30.8%、7.8%、78.3%、91.7%、202.5%；根系SOD、POD、CAT活性、可溶性糖与可溶性蛋白含量分别显著升高118.2%、101.2%、59.6%、79.2%、74.3%，并维持在较高水平。经鉴定Y01菌株为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus），该菌株溶血试验呈阳性。 结论 蓝莓内生细菌Y01通过提高叶绿素含量、抗氧化酶活性及可溶性物质的释放等途径，缓解铝胁迫对上海青植株细胞膜等器官的毒害作用。该菌株可为提高植物抗酸耐铝能力提供新的菌种资源。
目的 针对国产脂肪酶催化效率低、热稳定性差等问题，筛选高活性脂肪酶菌株，解析催化特性用于酶法高效制备甘油二酯。 方法 采用中性红橄榄油平板初筛及对硝基苯酚比色法复筛的方法，从富含油脂的土壤中筛选高产脂肪酶菌株，结合形态学与16S rDNA序列分析进行菌种鉴定，通过PCR扩增获得高活性脂肪酶基因序列，探究其酶学性质，建立无溶剂体系评价其甘油二酯合成效率。 结果 从18份土壤样品中成功发掘到一株高产脂肪酶菌株E12C，胞外酶活为（80 826.4±1 838.9）U/L，经形态学与16S rDNA序列鉴定为洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia），命名为B. cepacian OCRI-Lip100，已保藏于中国典型培养物保藏中心。该脂肪酶命名为Lip-12c，最适反应温度为60 ℃、最适反应pH为9.0，在此条件下酶活为（190 761.2±5 181.5）U/L，比活力为（39 254.5±271.3）U/g蛋白，显著高于进口脂肪酶，在40-70 ℃和pH 5.0-10.0范围可维持较高活性，金属离子Na+和Mg2+对酶活性提升效果显著。在无溶剂体系中40 ℃酶法水解橄榄油4 h，甘油二酯含量达33.5%。 结论 土壤中发掘的高产脂肪酶菌株B. cepacian OCRI-Lip100，在无溶剂体系中展现高效的甘油二酯合成能力，不仅丰富了现有脂肪酶菌种资源库，还为功能脂质的高效生物制造提供了技术支撑。
目的 大麦是第四大粮食作物，其籽粒总淀粉含量以及直链淀粉和支链淀粉的比例是决定大麦品质和特性的关键因素之一，直链淀粉含量的精细调控对于大麦面粉品质改良具有重要意义。 方法 本研究以大麦Cas9过表达株系为受体，通过BSMV-sg介导的基因编辑系统，对GBSSI基因的5′非编码区域（5′UTR）进行靶向编辑，实现GBSSI基因表达的精细调控。 结果 14株M0代5′UTR植株的第5分蘖叶片均发生了体细胞编辑，编辑效率为1.22%-84.49%，收获体细胞编辑效率最高的第5分蘖的种子，并在其23株M1代单株中鉴定到6株编辑系，编辑植株比例达26.08%。RT-qPCR检测GBSSI基因的表达，编辑系的表达量比对照下降了40%-82%。 结论 通过编辑5′UTR区可以调控GBSSⅠ基因的表达，为直链淀粉合成的精细调控提供新思路。
