花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

OsGA3ox通过合成不同活性GA调控水稻育性及株高

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的激素,参与调控植物多种生长发育过程。GA生物合成通路已基本阐明,其中赤霉素3β羟化酶(gibberellin 3β-hydroxylase,GA3ox)是多种活性GA合成的关键酶。水稻中有2个GA3ox基因(OsGA3ox1和OsGA3ox2),其生理功能虽有初步研究,但它们在合成活性GA调控水稻发育过程中是如何分工协作尚不清楚。本研究通过CRISPR/Cas9技术获得基因编辑突变体ga3ox1和ga3ox2,发现ga3ox1花粉育性显著下降,而ga3ox2株高显著变矮,表明OsGA3ox1是花粉正常发育必需的,而OsGA3ox2是茎叶伸长必需的。组织表达分析表明,OsGA3ox1主要在未开的花中表达,OsGA3ox2主要在未伸长的叶中表达。进一步对野生型(WT)和两个ga3ox突变体未开的花、未伸长的叶及根中的GA进行检测分析,发现OsGA3ox1在花中催化GA9形成GA7与花粉育性密切相关;OsGA3ox2在未伸长的叶中催化GA20形成GA1调控株高;OsGA3ox1在根中催化GA19形成GA20,调控GA3的生成。总之,OsGA3ox1和OsGA3ox2响应发育信号,在不同组织分工协作合成内源GA,调控水稻生长和发育。本研究为阐明OsGA3ox1和OsGA3ox2在GA生物合成中的作用以及深入理解OsGA3ox的功能提供参考。

外源GA3对两种杜鹃种子萌发特性的影响

以广西壮族自治区元宝山地区的稀果杜鹃、心基杜鹃种子为试验材料,研究不同浓度外源激素GA_(3)浸种处理对两种杜鹃种子萌发特性的影响。结果表明,经过不同浓度外源激素GA_(3)浸种处理后,两种供试杜鹃种子的萌发特性较未经外源激素浸种的对照组有明显变化,萌发时滞和发芽持续时间缩短且萌发高峰期提前,发芽率、发芽势和发芽指数均有不同程度提高。稀果杜鹃种子以800 mg·L^(-1)的GA_(3)浸种效果最好。心基杜鹃种子以800 mg·L^(-1)的GA_(3)浸种时,发芽率和发芽指数最高,以400 mg·L^(-1)的GA_(3)浸种时,发芽势最高。因此,采用GA_(3)浸种处理可有效改善两种杜鹃种子在自然条件下萌发效果不理想的情况。

《太赫兹科学与电子信息学报》2024年第11期专栏征稿主题:宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成

近年来,以SiC、GaN、金刚石、Ga2O3为代表的宽禁带半导体在功率、射频器件方面展示出重要的研究价值,并在5G通信、汽车电子、快速充电等方面展现出了广阔的应用前景。抓住研发宽禁带功率半导体的战略机遇期,解决宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成中的关键技术瓶颈,具有极为重要的科学意义与实际价值。

肿瘤坏死因子受体相关因子3水平与急性胰腺炎病人病情严重程度及预后的相关性研究

目的分析肿瘤坏死因子受体相关因子3(TRAF3)水平与急性胰腺炎病人病情严重程度及预后的相关性。方法前瞻性选取2021年9月至2022年10月在河北省沧州中西医结合医院诊治的165例急性胰腺炎病人为观察组,及同期该院160例健康体检志愿者为对照组。根据临床病重程度将病人分为轻症急性胰腺炎组60例、中重症急性胰腺炎组40例、重症急性胰腺炎组65例。根据急性胰腺炎病人入院28 d的生存情况分为生存组125例和死亡组40例。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清TRAF3、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平;Spearman法分析急性胰腺炎病人血清TRAF3水平与急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ(APACHEⅡ)的相关性;对血清TRAF3水平与IL-6、TNF-α、肠道气体容积积分(GVS)的相关性进行Pearson法分析;对影响急性胰腺炎病人预后的因素进行logistic回归分析;受试者操作特征曲线(ROC曲线)分析血清TRAF3水平对急性胰腺炎病人预后的预测价值。结果与对照组(31.42±6.78)ng/L相比,轻症(56.18±9.34)ng/L、中重症(74.45±10.87)ng/L、重症急性胰腺炎组(86.42±11.05)ng/L病人血清TRAF3水平随着危重程度的增加依次显著升高(P<0.05),病情越严重,身体质量指数(BMI)、IL-6、TNF-α、肠道GVS、APACHEⅡ评分越高(P<0.05);急性胰腺炎病人血清TRAF3水平与IL-6、TNF-α、肠道GVS、APACHEⅡ评分均呈正相关(r=0.65、0.64、0.41、0.69,均P<0.05)。与生存组相比,死亡组BMI、IL-6、TNF-α、肠道 GVS、APACHEⅡ评分、TRAF3水平[(87.25±10.52)ng/L比(67.81±10.34)ng/L]明显升高(P<0.05)。BMI、IL-6、TNF-α、 肠道 GVS、APACHEⅡ评分、TRAF3是影响急性胰腺炎病人预后的危险因素(P<0.05)。血清 TRAF3预测急性胰腺炎病人预后 的曲线下面积(AUC)为 0.91,截断值为 75.30 ng/L。结论 急性胰腺炎病人血清 TRAF3水平升高,与病人病情严重程度及预后 密切相关。

特高压GIL绝缘子用微米氧化铝-氧化硅共混环氧复合材料的性能研究

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)电压等级高、输送容量大,对绝缘子耐受电、热、力综合作用能力的要求更高。本研究通过分别掺杂微米级氧化铝、氧化硅和氧化铝-氧化硅共混填料的方式制备了环氧复合材料,对共混体系力学、热学和电气性能等进行测试分析。结果表明:随着氧化铝填料体积占比的提高,复合材料的综合力学性能提升,微米氧化铝/环氧复合材料综合力学性能最佳。掺杂两种填料有助于提升共混体系的导热和耐电弧性能,但会略微降低玻璃化转变温度和增大热膨胀系数,当氧化铝和氧化硅填料体积比为1∶1时,复合材料的耐电弧时间可达186.63 s,导热系数可达1.198 W/(m·K)。随着氧化硅填料体积占比提高,环氧复合材料的介电常数减小,电气强度升高,体积电阻率增大,介质损耗减小。微米氧化硅/环氧复合材料工频电气强度最高,可达36.63 kV/mm。

梨木炭蒸汽气化制取富氢燃气的试验研究

生物质气化技术已得到广泛的应用,但气化过程产生的焦油会影响设备稳定运行。为了大幅减少焦油的干扰,以梨木的热解炭为原料,在管式炉中进行水蒸气气化制取富氢燃气试验研究,探究了反应温度、K_(2)CO_(3)添加量及利用次数对气化特性的影响。结果表明:900℃时H_(2)的产气量为2.19 L/g,合成气中H_(2)含量超过58%;K_(2)CO_(3)添加量为10%时产气效果最佳,此时合成气中H_(2)+CO含量达到了88.5%。当K_(2)CO_(3)催化剂在第三次利用时,仍有较好的催化效果。

GA3诱导枇杷无核的组织解剖学观察

为了阐明GA3处理枇杷导致无核的原因,以枇杷品种大五星为材料,采用石蜡切片法和花粉发芽试验等方法分别对花前经GA3处理枇杷花穗后的枇杷胚胎发育过程进行了研究。结果表明,1)枇杷的胚珠为倒生胚珠,双珠被,核型胚乳;2)花前用GA3处理枇杷导致无核的原因主要在于胚乳败育或者珠心退化导致胚退化,由于胚乳败育使胚发育所需要的营养不足,引起合子胚分裂异常,最终胚解体退化。但珠被在初期能够发育,所以形成败育种子(秕子)。

外源GA3及酸化处理对一串红种子萌发的影响

以一串红种子为试材,用不同浓度的外源GA3以及用HCl预处理种子后,再用GA3处理,研究一串红种子的发芽情况。结果表明,经不同浓度GA3处理过的一串红种子与对照相比,各项萌发指数明显上升,其中GA3浓度500mg/L处理的种子发芽率和其它各项萌发指数最高;经HCl酸化处理过的一串红种子,其萌发指数增加幅度很大,而且GA3的使用浓度也随之降低,在GA3浓度为100mg/L时,种子萌发最好,各项萌发指数不但不受影响,反而增高。

不同浓度GA3对萝卜和玉米种子发芽率及幼苗生长的影响

为了研究微生物代谢产物赤霉素GA3对萝卜和玉米种子发芽率及幼苗生长的影响,采用不同浓度的GA3对萝卜、玉米种子及幼苗进行处理,研究结果表明:GA3浓度为10～40mg/L时对萝卜的发芽率和幼苗生长有促进作用,其中20mg/L时发芽率最大,为84%;10mg/L时对幼苗生长促进效果最好.5～40mg/L时对玉米幼苗高度有促进作用,其中30mg/L时对玉米幼苗高度的促进作用最大,5～10mg/L时对玉米幼苗地上部分干鲜重促进作用最大,20mg/L时对玉米幼苗根部干鲜重促进作用最大.结论:适当浓度的GA3对提高萝卜种子发芽率有促进作用;10～40mg/L的GA3处理后的萝卜和玉米幼苗均表现为促进生长.

外源赤霉酸(GA3)对火龙果果实商品性状构成因素及产量的影响

为探讨外源赤霉酸（CA3）对火龙果果实商品性状及产量的影响，以红肉火龙果为试材，设3个喷施CA3处理：①予人工异花授粉后第3天（当天割除花冠）对果实喷施GA350mg／kg 1次处理；②分别于授粉后第3d和第10d喷施GA350mg／kg，共2次处理；③分别于授粉后第3、10和17天喷施GA350mg／kg．共3次处理，采果后对果实的商品性状及产量进行观测和统计。结果表明，与对照相比，喷施外源赤霉酸1、2、3次的平均果实体积分别提高10．9％、23．2％、18．7％，产量分别提高6．5％、16．9％、13．0％；喷施外源赤霉酸后，果实可溶性固形物含量、可食率反而下降；喷施2—3次后，果实成熟期比对照推迟1～2d，果色鲜红带紫。

EDTA与GA3强化黑麦草修复Cd污染土壤及其解毒机制

采用盆栽土培方法研究生长调节剂GA3和重金属螯合剂EDTA强化黑麦草修复Cd外源浓度分别为50mg/kg和100mg/kg的污染土壤以及黑麦草对Cd的解毒机制。结果表明:EDTA单独作用可提高黑麦草体内Cd含量和Cd在细胞可溶组分和细胞器组分中的比例,以及Cd在地上部分的移动性,Cd对植物的毒害作用也随之增强,导致植物生物量大大降低(P<0.05)。叶面喷洒GA3可促进黑麦草的生长和对Cd的富集,其中10μmol/L GA3效果最显著。GA3可促进细胞壁对Cd的沉积作用,降低Cd在地上部分的移动性,从而增强植物对重金属的耐性。GA3和EDTA的联合使用表明GA3和EDTA可协同促进黑麦草对Cd的提取和富集,10μmol/L GA3+EDTA联合作用效果最佳,GA3可在一定程度上缓解EDTA和Cd对植物的伤害。因此,10μmol/L GA3+EDTA处理对强化黑麦草修复Cd污染土壤效果最显著,可作为实际植物修复的强化措施。

低温春化和GA3处理后芥菜发育的生化变化

在宽柄芥两叶一心时,分别以4℃低温春化处理30d和500mg/LGA3处理16d后,在人工气候箱中再培养(20℃、16h光照/18℃、8h黑暗).在培养过程中每隔2d分别取材,共取5次,测定芥菜可溶性糖、可溶性蛋白含量、SOD、POD活性等.结果表明:芥菜在低温春化与GA3处理后,可溶性糖和蛋白质含量均呈先增后减,POD均先减后增,SOD活性变化均无规律.相关性分析表明:两种处理后芥菜POD与可溶性糖均呈正相关,相关系数分别为0.861、0.814;POD与可溶性蛋白均呈负相关,相关系数分别为-0.613、-0.587;可溶性蛋白与可溶性糖均呈正相关,相关系数分别为0.573、0.613;SOD与其他指标间相关性均不显著.

GA3对冷藏枇杷果实木质化的影响

【目的】探讨外源赤霉素（GA3）对减缓冷藏枇杷果实木质化的作用机理。【方法】以清水为对照（CK），采用不同质量浓度（25，50，100mg／L）外源GA3处理“解放钟”枇杷（Eriobotrya ja ponica Lindl．cv．Jiefang-zhong）果实，于6℃下冷藏，研究GAs对采后枇杷果实木质化及相关酶活性的影响。【结果】随贮藏时间的延长，枇杷果实木质素含量呈增加趋势，贮藏7～35d时，GA3处理枇杷果实中木质素含量均显著低于CK；GA3处理枇杷果实可溶性糖含量高于CK，但差异不显著。GA3处理后，枇杷果实苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia lyase，PAL）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohol dehyd rogenase，CAD）和4-香豆酸辅酶A连接酶（4-coumarate coenzyme A ligase，4-CL）活性均受到不同程度抑制。【结论】GA3减缓冷藏枇杷果实木质化的作用机理与GA3对枇杷果实PAL、多酚氧化酶（PPO）、CAD、4-CL和POD活性的抑制作用有关，其中PAL和POD起主要的调节作用，由此抑制枇杷果实木质素生成，从而减轻了冷藏枇杷果实的木质化程度，以50和100mg／L GA3处理对枇杷果实木质化程度的抑制效果较好。

GA3提高毛竹种子活力的机理探索

用不同浓度的GA3处理在4℃下贮藏2年的毛竹种子,以探索提高毛竹种子活力的机理。结果表明:试验条件下不同浓度的GA3处理均能提高毛竹种子活力,以100 mg/L处理效果最佳;处理后的种子浸出液相对电导率下降,吸胀种子的可溶性糖含量增加,SOD,POD,CAT活性增强,MDA含量下降,且这些指标与种子活力呈显著相关性。

GA3和Spd对杜鹃开花期光合特性和抗氧化系统的影响

为探讨GA3和Spd对杜鹃(Rhododendron simsii)开花花期和开花品质的影响,研究了外源GA3和Spd对杜鹃开花期光合特性和抗氧化系统的变化。结果表明,外源GA3对花期有显著的提前作用,Spd对花期有明显的延迟作用,但两者均使花期延长、花径增大且成花率提高。GA3和Spd处理提高了花期叶片的光合色素含量和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci);GA3处理提高了叶片的蒸腾速率(Tr),而Spd使叶片的Tr下降,两者均有效缓解了末花期叶绿素含量的下降。GA3和Spd处理显著降低了花瓣MDA含量,提高了抗氧化酶SOD、POD和CAT活性,并减缓了末花期SOD的下降,有效延缓了衰老进程,延长花期。以1 600 mg L–1 GA3和0.10 mmol L-1 Spd处理效果较好,能有效提高杜鹃花的观赏品质。

GA3对‘石硖’龙眼假种皮糖积累及蔗糖代谢相关酶的影响

为明晰外源赤霉素对龙眼果实发育与糖分形成的影响。本实验以‘石硖’龙眼为材料,测定外源GA3处理与对照龙眼果实生长发育指标、假种皮糖分含量及糖代谢相关酶活性水平,分析外源GA3在龙眼果实发育及糖分累积中的调控作用。果实生长发育指标表明,GA3处理增加了果实纵横径、重量及体积并显著增加了假种皮的重量。假种皮糖分水平及酶活性数据则显示,石硖龙眼假种皮以积累蔗糖为主且蔗糖代谢酶AI和SS(分解方向)在蔗糖累积中起主要作用。GA3处理并不影响糖的积累类型,但调控了蔗糖代谢相关酶活性的大小和变化趋势。

草莓中贝壳杉烯氧化酶基因(STGA3)中两个不同编码序列的克隆

以保守氨基酸序列设计了简并性引物的方法,克隆‘丰香’草莓(Fragaria gradiflora‘Fengxiang’)贝壳杉烯氧化酶基因部分序列,发现叶片和花蕾中合成赤霉素的贝壳杉烯氧化酶的序列不同,Southern杂交方法检测在草莓基因组中存在3个拷贝的目标基因,表明在草莓中至少有两个不同基因共同编码贝壳杉烯氧化酶,以响应不同发育信号的调控。

GA3和PP333对苹果花芽形态建成及其内源激素比例变化的影响

以红富士、首红苹果为研究对象,连续3年用PP333(多效唑)1000mg/L和GA3(赤霉酸)1000mg/L处理,结果表明:PP333可使叶芽的节位数增长,但对花芽的节位数没有明显的影响。而GA3对叶芽节位数没有影响,但首红苹果花芽节位数有减少趋向。二者处理对苹果花芽形态分化开始时期没有影响,但PP333加速了花芽形态分化进程,GA3延迟了花芽形态分化进程。喷PP333提高了ZR(玉米素核苷)/IAA(吲哚乙酸),ZR/GAS(赤霉素)、ABA(脱落酸)/IAA和ABA/GAS比值,从而促进了花芽形成。相反,GA3处理降低了ZR/IAA、ZR/GAS、ABA/IAA和ABA/GAS比值,而抑制了花芽形成。

不同处理对2种绿绒蒿种子萌发特性的影响

对比不同GA_(3)浓度、GA_(3)不同浸泡时间、不同温度和不同光照处理对全缘叶绿绒蒿和总状绿绒蒿种子萌发的影响,寻找出最有利于这两种绿绒蒿种子萌发的方法。结果表明:(1)100 mg·L^(-1)GA_(3)处理最能促进全缘叶绿绒蒿种子萌发,总状绿绒蒿用300 mg·L^(-1) GA_(3)处理最优,其次为200 mg·L^(-1) GA_(3)处理。(2)而12 h处理和18 h处理为不同GA_(3)处理时间对总状绿绒蒿种子萌发中最优的两个处理;全缘叶绿绒蒿种子GA_(3)三个处理均优于对照。(3)25℃处理与25℃/15℃处理最能促进全缘叶绿绒蒿种子萌发,25℃处理最能促进总状绿绒蒿种子萌发。(4)12 h光照/12 h黑暗交替处理均最能促进全缘叶绿绒蒿种子和总状绿绒蒿种子萌发。