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浙江大学学报（农业与生命科学版）

浙江大学学报（农业与生命科学版）

2025年02期

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农业组学和生物信息学专辑 | 植物空间代谢组学研究的进展与挑战

农业组学和生物信息学专辑 | 植物空间代谢组学研究的进展与挑战

摘要自组学技术兴起以来，代谢组学在植物代谢物鉴定中得到了广泛应用。然而，传统代谢组学方法在揭示植物代谢物时空分布特征方面存在一定局限性。随着空间分辨技术的快速发展，将传统质谱技术与空间成像技术相结合的空间代谢组学逐渐成为植物代谢物研究的重要工具。本文系统综述了空间代谢组学的发展历程及其主要技术，并探讨了这些技术在植物代谢研究中的应用现状。此外，本文还深入分析了当前空间代谢组学面临的技术挑战及改进策略，旨在为推动植物空间代谢组学的发展提供理论支持和实践参考。
农业组学和生物信息学专辑 | 长链非编码RNA在植物开花调控中的作用

农业组学和生物信息学专辑 | 长链非编码RNA在植物开花调控中的作用

摘要开花是植物从营养生长向生殖生长的关键转变，开花调控对于植物适应环境和农业生产都有重要意义。植物的开花由植物内源和外源的多重因素通过光周期途径、春化途径、自主途径等进行调控。在这些途径中，多种长链非编码RNA(long non-codingRNA,IncRNA)协同有关蛋白,从转录水平、转录后水平及表观遗传水平，通过组蛋白修饰、参与可变剪接、生成或竞争性结合微RNA(microRNA,miRNA)和干扰小RNA(smallinterferingRNA,siRNA)等方式，调控开花途径关键因子，从而促进或抑制成花。本文综述了已发现的IncRNA参与光周期途径、春化途径、自主途径的机制和研究进展，以期揭示IncRNA在植物开花调控中的作用，为后续的研究提供参考。
农业组学和生物信息学专辑 | 昆虫染色体进化研究进展

农业组学和生物信息学专辑 | 昆虫染色体进化研究进展

摘要昆虫在生态系统中扮演着不可或缺的角色，其染色体进化研究对揭示物种形成、性状演化与环境适应机制具有重要意义。本文系统综述了昆虫染色体进化的研究进展，主要聚焦染色体核型进化和结构变异这2大核心方向。在核型进化部分，本文梳理了以鳞翅目昆虫为典型代表的全着丝粒染色体的融合与分裂事件，总结了相关研究中关于染色体数目极端变异的模式与机制；在结构变异部分，重点归纳了倒位和易位等重排类型，具体介绍了它们在限制重组或连接适应性基因组合中的作用，并总结了这些结构变异在物种分化与功能创新中的研究进展。本文旨在强调染色体进化机制在农业害虫防控和资源昆虫开发中的潜在价值，为昆虫染色体生物学的基础研究以及害虫防控的应用研究提供有益的参考和技术启示。
农业组学和生物信息学专辑 | 鳞翅目昆虫性染色体的起源与演化

农业组学和生物信息学专辑 | 鳞翅目昆虫性染色体的起源与演化

摘要鳞翅目昆虫(包括蛾类和蝶类)在生物多样性中占据着重要的地位，其中很多种类是重要农业害虫，危害多种农作物，对农业经济造成重大损失。本文综述了鳞翅目昆虫性染色体的起源与演化机制等研究进展，重点讨论了性染色体的2种起源假说、W染色体的3种起源模式和“快速Z效应”对Z染色体演化的影响。深入研究鳞翅目昆虫的性染色体不仅有助于揭示性别决定机制，还能为害虫防治提供新的理论基础和应用策略。本综述旨在为鳞翅目昆虫性染色体的基础研究和害虫防治提供有益的参考和启示。
农业组学和生物信息学专辑 | 黑翅土白蚁共生放线菌及其次级代谢产物在农业中的应用研究进展

农业组学和生物信息学专辑 | 黑翅土白蚁共生放线菌及其次级代谢产物在农业中的应用研究进展

摘要放线菌能产生丰富的次级代谢产物，是抗生素、酶和抗氧化剂等生物活性物质的重要来源。随着抗生素耐药性问题的日益严峻，用传统方法从土壤微生物中挖掘新化合物的效率逐渐降低，因此，对新生境微生物及其代谢产物的探索变得日益迫切。近年来，国内外多个研究团队从黑翅土白蚁体内及其蚁巢菌圖中分离并鉴定出具有显著抗菌活性的新型微生物天然产物，并在农业领域表现出广泛的应用前景。本文深入探讨了源自黑翅土白蚁的放线菌菌株的类群多样性、基因组代谢潜能多样性以及次级代谢产物多样性，并重点分析了这些天然产物在多种农业病原菌防控中的应用潜力。此外，本文还展望了将其开发成环保型生物农药的未来研究重点，以期为新型农药的创制提供参考。
农业组学和生物信息学专辑 | 基于转录组的水稻‘甬灿15’早熟机制解析

农业组学和生物信息学专辑 | 基于转录组的水稻‘甬灿15’早熟机制解析

摘要‘甬粘15'是浙江省主推的早熟早粘稻品种，解析其早熟分子机制对早熟水稻育种具有重要意义。本研究对‘甬灿15'（早熟)及‘中早39'（中熟)在幼穗分化关键时期的转录组数据进行了系列分析。通过计算不同日期转录水平的皮尔逊相关系数，发现在水稻幼穗分化前后大量基因发生了差异表达。筛选阶段性差异表达的振荡基因发现，与茉莉酸(jasmonicacid,JA)合成及细胞壁合成有关的基因得到富集。时序聚类分析表明,JA合成及信号通路相关基因被特异性富集到了在幼穗分化开始后表达上调并在幼穗分化Ⅱ期后表达下降的基因簇中。通过比较振荡基因的表达模式，推测JA信号通路参与调控甬粘15'幼穗分化，并发现OsGI、OsFD1、RFL、OsMADS15、OsHESO1等基因可能通过影响‘甬粘15'的光周期通路促进其幼穗分化。研究结果为早熟水稻分子设计育种提供了新靶点。
农业组学和生物信息学专辑 | 963份世界甘蓝型油菜种质资源的表型变异分析

农业组学和生物信息学专辑 | 963份世界甘蓝型油菜种质资源的表型变异分析

摘要甘蓝型油菜(Brasica napus)是世界重要的油料作物。在充分了解世界油菜种质资源主要农艺性状表型变异的基础上鉴定基因资源，是进一步开展油菜分子育种或基因操纵的重要基础性工作。本研究以963份世界甘蓝型油菜品种（系)为观察对象，对其19个重要农艺性状进行测定，进而对遗传群体进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析。结果表明，群体内大部分性状(超过 70% )的表型具有丰富的遗传变异，性状间存在着较强的相关性，尤其是株型、产量、品质性状三者之间关系密切。通过主成分分析，共提取到7个主成分因子。通过聚类分析，将这些种质材料划分为4个类群，其中类群IV在产量和品质方面具有优势，类群Ⅱ在紧凑型株型方面表现较好，类群抗倒伏能力较强。本研究结果为充分利用已有基因组数据平台，鉴定与发掘调控主要农艺性状的关键基因奠定了基础。
农业组学和生物信息学专辑 | 基于比较转录组发掘控制大麦根毛长度的基因

农业组学和生物信息学专辑 | 基于比较转录组发掘控制大麦根毛长度的基因

中图分类号 S512.3 文献标志码A 摘要根毛是吸收水分和养分的主要部位，大麦因长根毛特征和强环境适应性成为发掘根毛调控基因的理想材料。本研究通过分析根毛长度差异显著的大麦根系转录组，鉴定到274个共有差异表达基因;进一步通过基因本体（Gene Ontology，GO）功能注释、京都基因和基因组数据库（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）富
农业组学和生物信息学专辑 | 短童期百合营养生长阶段转变的重要通路筛选

农业组学和生物信息学专辑 | 短童期百合营养生长阶段转变的重要通路筛选

摘要百合(Lilium spp.)是最具代表性的球根花卉之一，但绝大多数百合存在童期长问题，已成为整个产业发展的重要瓶颈。本研究分析了不同种质与不同规格百合鳞茎童期转换情况，并以短童期新铁炮百合(Liliumxformolongi)实生苗为材料，取童期( 0～4 月）转换期( 4～6 月）和成年期( 6～24 月）植株的茎顶端分生组织(shootapicalmeristem,SAM)进行二代转录组测序，并对转录组数据进行组装和注释,结果共筛选到15172个差异表达基因，同时挖掘出新铁炮百合从童期向成年期阶段转变的关键候选调控通路，如碳水化合物代谢及胚后发育调控等。利用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorogenic quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)方法对6个差异表达基因在童期向成年期阶段转变过程中的表达模式进行验证，结果表明，所选基因在不同发育期的表达趋势与转录组测序结果基本一致，决定系数达0.9130，证明转录组测序数据具有可靠性。本研究在利用特异性优质资源的基础上，以实生苗生长过程为基础开展的转录组测序可为后续共表达网络的构建和核心基因挖掘奠定数据基础。
农业组学和生物信息学专辑 | 二氯喹啉酸抗性稗草对灰飞虱体内微生物群落结构及功能的影响

农业组学和生物信息学专辑 | 二氯喹啉酸抗性稗草对灰飞虱体内微生物群落结构及功能的影响

摘要二氯喹啉酸抗性稗草能促进灰飞虱的生长和繁殖，而这一过程与其体内微生物群落密切相关。本研究利用16S rRNA基因扩增子测序技术，分析和比较了取食二氯喹啉酸抗性稗草、敏感稗草以及水稻的灰飞虱体内菌群结构特征，并预测了细菌菌群的功能，以探究二氯喹啉酸抗性稗草对灰飞虱体内微生物群落结构及功能的影响。结果表明：取食二氯喹啉酸抗性稗草降低了灰飞虱体内变形菌门菌群的相对丰度，而增加了拟杆菌门菌群的相对丰度。在属水平上，沃尔巴克菌属菌群相对丰度呈下降趋势，而金黄杆菌属和寡养单胞菌属菌群相对丰度呈上升趋势，但菌群 α 多样性指数无显著差异。功能预测结果显示，取食二氯喹啉酸抗性稗草和敏感稗草的灰飞虱体内细菌菌群在能量代谢、免疫系统、神经系统等通路上基因丰度显著上升，而取食二氯喹啉酸抗性孔雀稗的灰飞虱耐药性相关基因丰度下降。本研究结果揭示了取食二氯喹啉酸抗性稗草可改变灰飞虱体内微生物群落结构并影响菌群基因功能，为深入阐明灰飞虱微生物群落响应抗性稗草的动态调控机制提供了理论依据。
农业组学和生物信息学专辑 | 11种铁皮石斛叶绿体基因组分析及分化时间推算

农业组学和生物信息学专辑 | 11种铁皮石斛叶绿体基因组分析及分化时间推算

摘要研究不同产地来源的铁皮石斛(Dendrobiumoffcinale)遗传差异性，有利于深入了解铁皮石斛物种起源与分化,为铁皮石斛种质资源的保护提供理论依据。本研究分析了11种不同产地来源的铁皮石斛叶绿体基因组结构及特征。结果表明：11种铁皮石斛叶绿体基因组均为四分体结构，总长度为 152018～152250b_l ，包含 124～131 个基因，其中蛋白编码基因 76～80 个，rRNA基因8个，tRNA基因 37～38 个。通过对比叶绿体基因组大单拷贝区(large single copyLSC)/反向重复区(inverted repeat,IR)/小单拷贝区（smallsingle copy,SSC)边界信息、序列共线性和简单重复序列发现，11种铁皮石斛叶绿体基因组整体差异度较小，但也存在一定的序列不一致性，如浙江铁皮石斛与其他10种铁皮石斛在IRb/SSC边界处显示出不同;以雁荡山铁皮石斛为参考基因组的共线性分析显示其与台湾铁皮石斛在IRb区域表现出较大的序列差异;同样，在简单重复序列的数量和种类上11种铁皮石斛也表现出一定的差异。利用分子钟原理推算显示，在本研究的11种铁皮石斛中，云南铁皮石斛最先分化形成，分化时间为8.98百万年前(millon years ago,Mya)，随后依次分化出现雁荡山、台湾、广西、贵州、浙江、福建、广东、湖南和江西等地铁皮石斛，安徽霍山铁皮石斛最后分化出现，时间为 0.02Mya 。综上所述，本研究的11种铁皮石斛序列差异小且保守、进化速率相对较慢。不同地域之间铁皮石斛亲缘关系较近、种植背景模糊，可能与不同地域相互引种有关，也可能是在自然演化过程中部分产地地理条件特殊，使得该产地铁皮石斛更容易发生变异。
农业组学和生物信息学专辑 | 向日葵热激转录因子基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

农业组学和生物信息学专辑 | 向日葵热激转录因子基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

摘要热激转录因子(heat shocktranscription factor,HSF)广泛分布于植物中，参与多种转录调控途径,特别是热应激信号传导和其他应激反应。本研究利用生物信息学方法研究HSF基因家族，对其系统发育关系、基因结构和表达模式等进行了分析。结果表明：在向日葵中共鉴定到39个HSF家族成员(HaHSF)，并将其分为3个组、8个亚家族;全基因组重复和转座重复是向日葵HSF家族扩增的主要原因。由于功能约束强烈，大多重复基因经历了纯化选择。转录组分析明确了HaHSF基因在不同组织中和激素或非生物胁迫条件下的表达模式。HaHSF12、HaHSF22、HaHSF27和HaHSF33基因能响应脱落酸、水杨酸等外源植物激素;而HaHSF17、HaHSF18和HaHSF33基因可能参与向日葵幼苗的多种非生物抗逆性。高温胁迫下基因的共表达网络分析发现，HaHSF23、HaHSF18和HaHSF29基因处于网络的核心，与其共表达的基因主要参与响应高温、响应活性氧、促分裂原活化的蛋白质激酶信号通路以及次生代谢物生物合成等功能。通过对向日葵HSF基因家族的系统研究，可为后期向日葵HSF基因功能和分子育种研究提供参考。
农业组学和生物信息学专辑 | 绿叶挥发物对植物抗逆和土壤生态的调控作用与研究展望

农业组学和生物信息学专辑 | 绿叶挥发物对植物抗逆和土壤生态的调控作用与研究展望

摘要植物受到生物或非生物胁迫时会大量释放绿叶挥发物。绿叶挥发物不但可以增强植物自身及邻近植物的抗性，还可以显著调节植物的生长发育。本文综述了绿叶挥发物的合成及其在调节植物生长发育、应对生物和非生物胁迫中的功能和作用机制，并对绿叶挥发物在调控土壤根际生态过程中的潜在作用进行了展望。探究绿叶挥发物对土壤生态系统的调控作用及机制，可为改善土壤健康、提高耕地生产力提供新思路。
农业组学和生物信息学专辑 | 非特异性脂质转运蛋白在水稻中的研究进展

农业组学和生物信息学专辑 | 非特异性脂质转运蛋白在水稻中的研究进展

摘要水稻(Oryza sativa)是我国主要的粮食作物，其产量和品质对国家粮食安全具有重要战略意义。非特异性脂质转运蛋白(non-specificlipid transfer proteins,nsLTPs)是一种小分子分泌性蛋白质，在细胞中分布广泛，参与脂质的非囊泡运输途径，促进植物体内的脂质转运，近年来在水稻中得到了广泛的研究。nsLTPs与水稻的生长发育和抗逆能力密切相关，参与了水稻脂质分泌、信号传导、花药发育、种子发育、病原体防御等生理过程。本文主要介绍了nsLTPs的结构特点、分类方式、在水稻生长发育中的基本作用和在抵御干旱、低温、高盐等非生物胁迫及稻瘟病、褐飞虱、二化螟等生物胁迫中的作用，对了解nsLTPs在水稻中的作用具有重要参考价值。

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农业组学和生物信息学专辑 | 植物空间代谢组学研究的进展与挑战

农业组学和生物信息学专辑 | 植物空间代谢组学研究的进展与挑战

农业组学和生物信息学专辑 | 长链非编码RNA在植物开花调控中的作用

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农业组学和生物信息学专辑 | 昆虫染色体进化研究进展

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农业组学和生物信息学专辑 | 鳞翅目昆虫性染色体的起源与演化

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农业组学和生物信息学专辑 | 黑翅土白蚁共生放线菌及其次级代谢产物在农业中的应用研究进展

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农业组学和生物信息学专辑 | 基于转录组的水稻‘甬灿15’早熟机制解析

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农业组学和生物信息学专辑 | 963份世界甘蓝型油菜种质资源的表型变异分析

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农业组学和生物信息学专辑 | 基于比较转录组发掘控制大麦根毛长度的基因

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农业组学和生物信息学专辑 | 短童期百合营养生长阶段转变的重要通路筛选

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农业组学和生物信息学专辑 | 二氯喹啉酸抗性稗草对灰飞虱体内微生物群落结构及功能的影响

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农业组学和生物信息学专辑 | 11种铁皮石斛叶绿体基因组分析及分化时间推算

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农业组学和生物信息学专辑 | 向日葵热激转录因子基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

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农业组学和生物信息学专辑 | 绿叶挥发物对植物抗逆和土壤生态的调控作用与研究展望

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农业组学和生物信息学专辑 | 非特异性脂质转运蛋白在水稻中的研究进展

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