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01 一种用于实验室和现场检测的高效的植物DNA提取方法的评价及其应用
Evaluation and application of an efficient plant DNA extraction protocol for laboratory and field testing
作者：Qi WANG , Xiaoxia SHEN , Tian QIU , Wei WU , Lin LI , Zhi'an WANG , Huixia SHOU
摘要：
目的：本研究旨在开发一种优化的滤纸法快速纯化DNA技术--EZ-D（EASY DNA），并将EZ-D与聚合酶链式反应（PCR）/环介导等温扩增（LAMP）技术相结合应用于实验室或室外不同类型植物材料的目的基因的快速鉴定，同时对EZ-D方法的DNA提取效率和所提取DNA的完整性和可扩增能力进行评价。
创新点：EZ-D试纸条采用PVC塑料板支撑纤维素滤纸，使滤纸在DNA提取过程更加稳定和高效。将滤纸快速提取DNA的技术与PCR/LAMP核酸扩增技术相结合，可应用于转基因植物材料外源基因的鉴定和中药超微粉的鉴伪。对滤纸所吸附的DNA浓度进行了评价。基于EZ-D得到的PCR产物的片段长度和GC含量，评价了经滤纸快速提取的DNA的完整度和可扩增能力。
方法：通过比较EZ-D试纸条和文献报道试纸条提取的DNA的扩增结果来评价EZ-D试纸条的优势；通过比较EZ-D和CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）方法所提取DNA的扩增结果以及DNA提取时间来评价EZ-D提取DNA的效率；通过单个EZ-D试纸条所吸附的DNA可进行PCR的次数，来评价滤纸吸附的DNA浓度；通过PCR扩增具有不同GC含量或不同长度的基因片段来评价EZ-D提取的DNA的可扩增能力和完整度；使用EZ-D提取不同类型植物材料的DNA，通过观察目的基因的PCR扩增结果来评价EZ-D提取方法的可适用范围。
结论：相较于已报道的滤纸条，EZ-D试纸条对植物DNA的提取更高效和稳定；相较于CTAB法，EZ-D试纸条对植物材料DNA的提取所花时间更短，且DNA的扩增效率相近；一个EZ-D试纸条吸附的DNA可以进行至少16次PCR；EZ-D所提取的DNA可用于扩增片段长度达3000bp或GC含量高达80%的基因片段；EZ-D与PCR相结合可对多种植物材料的目的片段进行快速鉴定。
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02 硅肥如何提高水稻土中氮磷养分有效性？
How silicon fertilizer improves nitrogen and phosphorus nutrient availability in paddy soil?
作者：Yuqi LIANG , Min LIAO , Zhiping FANG , Jiawen GUO , Xiaomei XIE , Changxu XU
摘要：
目的：揭示适量硅养分的添加对促进水稻土中氮（N）和磷（P）养分有效性增加的作用及其生态机制。
创新点：发现添加适量的硅养分可有效地提高稻田土壤N和P养分的有效性，其核心生态机制是由于适量硅养分的添加可显著增加稻田土壤的土壤微生物活性、氨化细菌和解磷菌的数量、脲酶和磷酸酶的活性以及与N和P养分循环有关的微生物群落群落，进而促进土壤N和P养分土壤养分矿化。
方法：设计了一系列不同硅肥浓度和固定氮磷肥配合施用的土培试验，施硅设置为五个梯度：0、5.2、10.4、15.6和20.8 µg/kg。在25°C培养一个月，分析收获后土壤有效态N和P的含量、土壤微生物活性、氨化细菌和解磷菌的数量、脲酶和磷酸酶的活性以及与土壤微生物群落结构多样性，最后统计分析硅的添加对水稻土N和P养分有效性、土壤微生物活性、氨化细菌和解磷菌的数量、脲酶和磷酸酶的活性以及与土壤微生物群落结构多样性的影响及其相互关系。
结论：适量硅养分的添加可显著增加稻田土壤的土壤微生物活性、氨化细菌和解磷菌的数量、脲酶和磷酸酶的活性以及与N和P养分循环有关的微生物群落群落，进而促进N和P养分土壤养分矿化。当硅施用量为15.6µg/kg时，土壤N和P养分的有效性达到最大值，同时土壤微生物活性、氨化细菌和解磷菌的数量、脲酶和磷酸酶的活性以及与N和P养分循环有关的微生物群落群落也均达到最高水平。另外，土壤速效磷比例（有效磷/总磷（AP/TP））与氨化细菌数、AP/TP和酸性磷酸酶活性、AP/TP和Shannon指数、速效氮比例（有效氮/总氮（AN/TN））与氨化细菌数、AN/TN与酸性磷酸酶活性的相关系数分别为0.9290、0.9508、0.9202、0.9140、0.9366。综上所述，适当补充硅养分可提高稻田土壤N和P养分有效性，有助于提高稻田土壤N和P养分的水稻利用效率。
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03 利用超声波芥菜籽饼的新见解：化学成分和对根结线虫的拮抗潜力
New insights on the utilization of ultrasonicated mustard seed cake: chemical composition and antagonistic potential for root-knot nematode, Meloidogyne javanica
作者：Hera NADEEM , Pieter MALAN , Amir KHAN , Mohd ASIF , Mansoor AHMAD SIDDIQUI , Simon TUHAFENI ANGOMBE , Faheem AHMAD
摘要：
目的：研究超声芥菜籽饼（MSC）对次生代谢产物提取效率的影响。
创新点：基于MSC超声活性分析的研究有助于规模生产经济作物中与控制线虫引起的疾病有关的目标化合物。
方法：在玻璃烧杯中用100 mL溶剂混合物制备MSC粉末（10 g），然后放入数字超声波浴中以获得超声提取物（SE）滤液，或将MSC混合物在带有磁力搅拌器的锥形烧瓶中搅拌以获得非超声提取物（NSE）滤液。这些获得的滤液用于扫描电子显微镜（SEM）成像、液相色谱电喷雾电离质谱（LC-ESI-MS）系统分析化学成分并评估对根结线虫的拮抗潜力。
结论：超声处理过的MSC对根结线虫（Java）的二期幼虫（J2s）具有抑瘤潜力，且显著抑制了番茄根的根结指数（RKI），值为0.94。在相似的暴露时间下，SE的致死浓度（LC50）值分别在6、12和18小时分别为51.76、29.79和13.34 ppm（10−6），NSE的LC50值分别为116.95、76.38和55.59 ppm。在MSC的SE中，芥子酸胆碱和葡萄糖芫菁芥素被确定为主要化合物。由于SE中代谢物的高提取效率，所有SE均显示出对J2s的拮抗作用。研究结果表明，在体外暴露18小时，浓度为35 ppm的MSC的SE样品引起了65％的J2s死亡率。
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04 氯化血红素通过血红素加氧酶-1依赖方式诱导皂甙含量增加，有助于减轻渗透和冷胁迫对金龙胆草的损伤
Hemin-induced increase in saponin content contributes to the alleviation of osmotic and cold stress damage to Conyza blinii in a heme oxygenase 1-dependent manner
作者：Tianrun ZHENG , Junyi ZHAN , Ming YANG , Maojia WANG , Wenjun SUN , Zhi SHAN , Hui CHEN
摘要：
目的：研究氯化血红素对金龙胆草皂苷含量的影响，以及与植物非生物胁迫的相关性。
创新点：通过施加外源氯化血红素研究金龙胆草中皂苷的变化与冷胁迫或渗透胁迫的相关性。
方法：在渗透胁迫和低温胁迫下，施加外源氯化血红素及其抑制剂，检测并分析金龙胆草多项生理指标、皂苷含量差异和关键基因表达量差异。
结论：氯化血红素能通过依赖血红素加氧酶-1的调控方式，提高金龙胆草皂苷的含量，从而减轻非生物胁迫对金龙胆草的伤害。
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05 植物在不利温度下的反应和转录记忆
Transcriptional memory and response to adverse temperatures in plants
作者：Wei XIE , Qianqian TANG , Fei YAN , Zeng TAO
摘要：
温度是调控植物生长发育、地理分布和季节性行为的主要环境信号之一。在自然界中植物感受高温、低温和冻害等不利温度胁迫后，会引起生理上的损害甚至死亡。植物不可以移动，但植物已经进化出复杂的应对机制，通过改变基因表达或转录重编程适应反复出现的不利环境。转录记忆是指植物通过转录调控对第一次胁迫产生的记忆能力，在受到再次相似或不同胁迫时表现出增强的抵御能力。表观遗传修饰在植物对不利温度胁迫中转录记忆的调控具有重要作用。解析温度胁迫中转录记忆形成、维持和重建的分子机制，不仅可以探索植物在应对逆境和生长发育中的平衡策略，而且可以为培养适应未来气候的耐胁迫作物提供理论指导。本文主要综述模式植物拟南芥的研究结果，阐述了不利温度胁迫下植物转录记忆的分子机制，并对此机制中一些有待解决的重要问题进行了讨论。
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06 红光促进小麦芽苗中叶酸积累
Red light enhances folate accumulation in wheat seedlings
作者：Jianwei CHANG , Chong XIE , Pei WANG , Zhenxin GU , Yongbin HAN , Runqiang YANG
摘要：
目的：本研究旨在寻找刺激叶酸合成的最佳光谱和强度，并阐明红光调控小麦芽苗叶酸积累的机制。
创新点：在小麦芽苗生长过程中使用不同的光谱（白色、红色、蓝色、绿色和黄色）处理，发现了刺激叶酸合成的最佳光谱和强度，通过研究叶酸分布、叶酸生物合成中前体、酶和基因表达，进一步阐明了红光调控小麦芽苗叶酸积累的机制。
方法：小麦种子在25 °C下避光发芽2天后，第3天开始用30 µmol/(m2?s)的LED白光、红光（655 nm峰值）、蓝光（445 nm峰值）、绿光（520 nm峰值）和黄光（595 nm峰值）照射培养4天。光周期为16小时光照和8小时黑暗。在光照强度实验中，光照强度设置为0、15、30、45或60 µmol/(m2·s)。通过测定叶酸含量找出刺激叶酸合成的最佳光谱和强度。进一步研究最佳光照下小麦芽苗中叶酸分布、叶酸生物合成中前体、酶和基因表达。
结论：发芽和光处理增加了小麦芽苗叶酸的积累，30 µmol/(m2·s)红光照射下叶酸积累最多。红光促进小麦芽苗叶酸的积累主要表现在叶片中，尤其增加5-CH3-THF含量。此外，红光上调了叶酸合成相关基因表达，导致叶酸合成关键酶活性和前体含量的增加。
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07 深播条件下赤霉素引发处理对直播稻出苗及其中胚轴转录组的影响
Effects of gibberellin priming on seedling emergence and transcripts involved in mesocotyl elongation in rice under deep direct-seeding conditions
作者：Ya WANG , Yuetao WANG , Ruifang YANG , Fuhua WANG , Jing FU , Wenbo YANG , Tao BAI , Shengxuan WANG , Haiqing YIN
摘要：
目的：了解深播条件下赤霉素引发处理调控直播稻中胚轴伸长的生理及分子机制，以期为水稻中胚轴伸长及耐深播相关候选基因挖掘奠定基础。
创新点：深播条件下，赤霉素引发处理通过激活淀粉和蔗糖代谢相关基因表达进而增加淀粉酶活性和可溶性糖含量为直播稻中胚轴伸长及深播出苗提供能量；转录因子基因（MYBAS1、PIF1、OsTCP5、SLN1、MIF1）、植物激素合成和信号转导相关基因（BZR1、KAO、GH3.2、SAUR36）及淀粉和蔗糖代谢的相关基因（AMY2A和AMY1.4）与直播稻深播耐受性高度相关。
方法：设置一系列不同赤霉素浓度的种子引发试验，在播种后不同时期测定5cm播深条件下直播稻郑旱10号的出苗率、中胚轴长、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性及可溶性糖等生理指标并进行统计分析；通过转录组测序及生物信息学的方法研究赤霉素引发处理对深播条件下直播稻中胚轴基因表达的影响；通过实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）方法对筛选出的相关基因进行基因表达分析。
结论：深播条件下，中胚轴伸长是直播稻出苗的主要动力源，赤霉素引发处理能够通过增加淀粉酶活性和可溶性糖含量为直播稻中胚轴伸长及深播出苗提供能量；参与转录调控、植物激素合成和信号转导、淀粉和蔗糖代谢的相关基因在由赤霉素介导的水稻中胚轴伸长过程中发挥关键作用；MYBAS1、PIF1、BZR1、KAO、GH3.2、AMY2A、AMY1.4等正调控因子和OsTCP5、SLN1、SAUR36、MIF1等负调控因子与直播稻深播耐受性高度相关。
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8 茭白鞘腐病及其病原菌菠萝泛菌在中国的首次报道
Shoot rot of Zizania latifolia and the first record of its pathogen Pantoea ananatis in China
作者：Zilan XIAO , Jianping DENG , Xiaojun ZHOU , Liyan ZHU , Xiaochan HE , Jingwu ZHENG , Deping GUO , Jingze ZHANG
摘要：
目的：本文主要鉴定了引起茭白鞘腐病的病原菌和研发病原菌快速检测方法，为病害防治提供病原菌的信息。
创新点：首次明确了引起茭白鞘腐病的病原菌是菠萝泛菌，揭示了菠萝泛菌在茭白组织中与寄主互作的超微结构特性，并研发了特异性引物可用于对引起该病害的病原菌进行早期检测和病害诊断。
方法：通过病原菌16S rRNA序列及结合多基因（atpD、gyrB、infB和rpoB）序列的系统发育分析，以及致病性试验结果，进行了病原菌鉴定；通过扫描电子显微镜，对病原菌与寄主互作的超微结构特征进行观察；分析了病原菌属内种间同源基因的碱基差异，设计出检测病原菌的专化性引物，并进行验证。
结论：本文系统观察和描述了发生在浙江地区茭白鞘腐病的症状，并通过系统发育分析和致病试验首次鉴定了引起引茭白鞘腐病的病原菌是菠萝泛菌。超微结构观察认为，菠萝泛菌主要定殖于寄主叶鞘中的维管束组织，形成生物膜，是涉及致病性；并通过导管分子多孔板在导管中传播。设计的病原菌专化性引物对pagyrB-F/R可用于对引起该病害的病原菌进行早期检测和病害诊断。这为该病害的防治提供了病原菌种的重要信息。
本文来源：浙大学报英文版
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