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期刊简介
《基因组学与应用生物学》(ISSN1674-568X,CN45-1369/Q)是由广西大学主管和主办,国内外公开发行的科技期刊(双月刊),为北京大学图书馆《中文核心期刊要目总览》入编期刊、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告来源期刊和中国科技核心期刊(中国科技论文统计源期刊)。
《基因组学与应用生物学》主要刊登植物、动物和微生物基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等组学,分子医学、现代生物技术等应用生物学研究的未发表的创新性研究成果,以及上述领域的综述论文。
氮素缓解水稻高温胁迫的生理与分子机制
马颖骏;田郅尧;历忠奇;漆明酿;范晓荣;全球变暖引发的高温胁迫已成为制约水稻(Oryza sativa)生产的首要非生物胁迫。高温通过直接损伤生殖器官、扰乱碳氮代谢平衡、破坏细胞结构,显著降低水稻产量和品质。氮肥作为关键的栽培调控措施,在缓解高温胁迫中展现出巨大潜力。本文系统综述了高温胁迫对水稻产量形成与稻米品质的影响,解析了高温干扰碳氮代谢的关键生理过程;重点阐述了氮素对水稻产量与品质的改善效应,及其在增强光合效率、修复代谢平衡、激活热保护基因表达等方面的生理与分子机制,以期为全球变暖背景下水稻抗逆稳产优质栽培提供理论依据。
硝酸盐主要转运途径与信号调控在植物氮营养及豆科固氮中的研究综述
刘炳盛;刘倩;田鑫月;陈志长;氮作为植物必需的大量营养元素,是叶绿素、氨基酸和核酸等关键生命物质的重要组成成分。硝酸盐作为农业土壤及众多自然生态系统中植物可利用的主要氮源,其高效利用对保障粮食安全至关重要。然而,在全球人口持续增长和气候变化加剧的背景下,当前作物生产仍高度依赖大量氮肥投入。氮肥利用率低下不仅造成生产成本增加和资源浪费,更引发了一系列环境问题。因此,深入揭示植物硝酸盐转运的分子调控机制,并探究其在豆科植物根瘤共生固氮中的作用,对培育氮高效作物品种,及优化氮素营养管理策略具有重要的科学价值与实践意义。本文系统综述了植物硝酸盐转运系统的组成与功能,及其与钙信号、激素信号和磷营养等途径的互作调控网络;同时,总结了硝酸盐调控豆科植物结瘤与固氮的关键过程与分子基础,以期为深入解析作物氮高效利用机制、推动农业可持续发展提供理论依据。
甘蓝型油菜对氮素利用的生理响应、分子机制与改良途径
宋海利;任璐璐;井一丹;樊敏慧;闫淑瑶;马文倩;丁广大;甘蓝型油菜(Brassica napus)是我国重要的油料作物,对氮素的需求高,在农业生产中一直存在氮素利用效率低的问题。施用氮肥保障作物产量与品质的同时,也对经济与环境构成威胁。本文通过比较不同氮效率油菜的差异,系统综述了油菜氮素利用的生理响应与分子机制。生理方面,氮高效品种通常具有更发达的根系、更高的光合速率与氮代谢酶活性,从而增强氮吸收与同化能力。分子层面,编码硝酸盐转运蛋白及氨基酸转运蛋白相关基因(如Bna NRT1.1、 Bna NRT2.1、Bna NRT1.5、 Bna AAP1)的表达在氮高效品种中显著上调,转录因子(如Bna C9.bHLH35、 Bna A5.AIB、 Bna A9.WRKY47)参与调控氮素吸收、转运与再分配过程,两者协同实现油菜的氮素高效利用。同时,本文总结了利用GWAS、 QTL定位、 BSA等遗传学方法挖掘氮高效基因;通过根际有益微生物调控,增强氮素吸收;优化氮肥管理,包括精准施氮、改进施肥方式及推广控释尿素等途径以提高油菜氮素利用。旨在为构建氮素高效利用的油菜种质提供遗传改良方向,以及探索通过新途径改良油菜的氮素利用效率,为推动农业绿色可持续发展提供理论支撑。
植物磷养分研究技术方法
李天杰;郭美娜;易可可;阮文渊;磷(phosphorus, P)是植物生长发育必需的大量营养元素,其在土壤中的生物有效性直接决定植物生产力水平。然而,磷在土壤中易被固定且移动性差,导致其生物有效性普遍偏低,这使得全球农业高度依赖磷肥投入,但磷肥利用率却始终处于较低水平。长期大量施用磷肥不仅会加速不可再生磷矿资源的耗竭及加剧环境污染,还会造成耕地地力持续衰退。因此,深入解析植物对磷养分的吸收、利用和调控机制,挖掘或创制磷高效作物种质资源,已成为解决当前磷养分困境的关键途径之一。而阐明植物磷高效吸收利用的内在机制,亟需强有力的技术方法作为支撑。本文综述了植物磷营养研究领域的关键技术方法,重点总结了植物体内不同磷组分的定量分析方法、磷在细胞及亚细胞水平分布的可视化检测技术以及磷效率调控关键基因的发掘策略。最后,本文对该领域未来的重点研究方向进行展望,旨在为后续相关研究提供参考。
必需微量元素增强植物抗病与耐受性的研究进展
徐志鹏;唐海洋;臧仕骏;郝梨;陈萱;曾凡荣;邓锋林;植物病原严重影响作物的生长和产量形成,是威胁全球粮食安全的重大生物胁迫。明确病原体致病致害机制,解析作物抗性机制并使植物获得广谱、持久且完全的抗病性是十分艰巨的挑战。近年来,越来越多的生产经验和基础研究发现,必需微量元素除保障植物完成其生活周期外,在植物的抗病及耐受过程中也具有非常重要的作用。必需微量元素的丰缺水平、在细胞及组织间的分配以及受病原菌侵染后的再分配过程受病原体侵染的影响,一方面能通过强化细胞壁等物理屏障、激活植物体内抗菌类物质的合成和分泌,阻碍病原菌的入侵、增殖及其通过维管束的扩散;另一方面也可通过调控水杨酸等介导的系统获得性抗性或通过活性氧(reactive oxygen species, ROS)爆发的稳态调控促进植物获得早期抗性和系统性抗性。由此可见,必需微量元素是调控严谨、层级丰富、协同高效的植物防御及免疫系统中的重要组成部分。因此,阐明元素迁移、积累、同化与植物抗病性的关系及作用机理,在此基础上优化微量元素供给策略、精准改良作物中的相关蛋白,有望开发出便捷、高效、低成本的病害防治策略,并为抗病品种的选育提供理论基础。