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[期刊] 中国农业科学  [作者] 陈二虎   袁国庆   陈艳   陈梦秋   孙晟源   唐培安  
【背景】锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)是重要储粮害虫,其对磷化氢(phosphine)抗性问题尤为突出。线粒体是生物体的重要细胞器,是昆虫进行呼吸代谢反应的核心场所,其中线粒体编码基因参与调节昆虫呼吸速率、能量代谢以及细胞信号转导等生理过程。【目的】明确线粒体编码基因在锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成过程中的作用。【方法】通过CO_2检测仪测定锈赤扁谷盗不同磷化氢抗性种群试虫的呼吸速率;利用RT-qPCR技术解析线粒体编码基因在磷化氢抗性水平和呼吸速率均差异最大的锈赤扁谷盗太仓和上海种群试虫中的表达模式,并进行线粒体复合体I和V的活性测定;通过RT-qPCR技术研究关键线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6对磷化氢胁迫响应的表达模式以及胁迫后线粒体复合体I和V的活性变化。利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术沉默锈赤扁谷盗线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6,同时分析上述基因被有效沉默后试虫呼吸速率和磷化氢敏感性变化情况。【结果】锈赤扁谷盗呼吸速率与磷化氢抗性水平呈负相关关系,即害虫呼吸速率均随磷化氢抗性倍数增加而显著下降。RT-qPCR结果表明线粒体编码基因在锈赤扁谷盗磷化氢极高抗种群(太仓种群,RR=1 906.8)表达量显著低于相对敏感种群(上海种群,RR=1.4),且线粒体复合体I和V的酶活性与线粒体基因表达模式相一致。锈赤扁谷盗经磷化氢熏蒸胁迫后,关键线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6被显著抑制,线粒体复合体I和V的酶活性均显著降低。注射dsRNA有效沉默关键线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6后,锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低,磷化氢敏感性显著下降。【结论】线粒体编码基因参与锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 陈二虎  沈丹蓉  杜文蔚  孟宏杰  唐培安  
【目的】作为昆虫表皮重要的结构物质,表皮蛋白(cuticle protein,CP)在昆虫对农药表皮穿透抗性形成过程中承担重要作用。锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)磷化氢抗性问题日益突出,论文旨在揭示表皮蛋白基因在该害虫磷化氢抗性形成过程中的作用。【方法】基于联合国粮农组织(FAO)推荐的生物测定方法解析5个地理种群(张家港、湘阴、淮安、怀化和太仓种群)锈赤扁谷盗磷化氢敏感性差异。首先通过锈赤扁谷盗转录组数据鉴定获得4个表皮蛋白基因,进而构建系统发育树,并对相应氨基酸序列进行分析。利用基因定量技术(RT-qPCR)解析上述4个锈赤扁谷盗表皮蛋白基因时空(不同发育阶段和成虫不同组织)和不同磷化氢抗性水平下的表达模式,以及表皮蛋白基因对磷化氢胁迫响应的表达模式。使用RNAi(RNA interference)技术对特定的表皮蛋白基因(CfRR2-1)进行沉默,并研究CfRR2-1被有效沉默后锈赤扁谷盗磷化氢敏感性变化情况。【结果】磷化氢敏感性测定结果显示,不同地理种群锈赤扁谷盗磷化氢敏感性水平差异显著,药剂抗性倍数(RR)范围为7.2—1 906.8。系统发育分析显示锈赤扁谷盗4个表皮蛋白均隶属于CPR家族RR2亚家族,且它们氨基酸序列都拥有RR2型几丁质结合域,将其分别命名为CfRR2-1、CfRR2-2、CfRR2-3和CfRR2-4。基因表达模式分析显示4个表皮蛋白基因均在锈赤扁谷盗蛹期特异性高表达,且在成虫外周组织中表达水平较高;此外,表皮蛋白基因均在磷化氢极高抗种群中(太仓种群,RR=1 906.8)显著高表达,且锈赤扁谷盗经磷化氢熏蒸胁迫后,表皮蛋白基因可被显著诱导表达。最后,选择CfRR2-1进行功能验证,注射dsRNA干扰极高抗种群(TC)CfRR2-1的表达后,导致锈赤扁谷盗对磷化氢抗性水平显著降低。【结论】表皮蛋白基因过表达参与锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 陈二虎  孟宏杰  陈艳  唐培安  
【目的】表皮蛋白是昆虫表皮重要的结构物质,大量研究已经证实表皮蛋白基因参与介导昆虫抗药性形成。以赤拟谷盗(Tribolium castaneum)为研究对象,解析表皮蛋白基因TcCP14.6(cuticle protein CP14.6)和TcLCPA3A(larval cuticle protein A3A)在昆虫磷化氢抗性形成过程中的作用。【方法】采用联合国粮农组织(FAO)推荐的磷化氢熏蒸方法对采自5个省份赤拟谷盗的磷化氢抗性水平进行测定。基于赤拟谷盗基因组数据获得TcCP14.6和TcLCPA3A的cDNA序列,利用在线生物信息学分析软件预测其编码的氨基酸序列、信号肽和保守结构域。分别提取赤拟谷盗不同组织(头、胸、腹的表皮、翅、足、肠道、马氏管和脂肪体)、不同磷化氢抗性水平以及磷化氢胁迫后试虫的总RNA。以TcRPS和TcRPL为内参基因,运用RT-qPCR技术分析TcCP14.6和TcLCPA3A在赤拟谷盗不同组织、不同磷化氢抗性水平和药剂胁迫下的表达模式。最后,通过RNA干扰技术结合生物测定方法分析TcCP14.6和TcLCPA3A与赤拟谷盗磷化氢抗性的关系。【结果】生物测定结果表明,江苏(JS,RR=1.7)和云南(YN,RR=3.0)种群对磷化氢保持敏感,湖南种群(HN,RR=20.2)表现为中等抗性,四川(SC,RR=395.4)和广东(GD, RR=862.7)种群表现为极高抗。序列分析结果表明TcCP14.6和TcLCPA3A蛋白均包含信号肽和保守的几丁质结合域。RT-qPCR结果显示,TcCP14.6和TcLCPA3A均在赤拟谷盗表皮组织中高表达,而在内部器官(脂肪体、肠道、马氏管)中的表达量相对较低。此外,TcCP14.6表达量随磷化氢抗性水平的增加呈上调趋势,而TcLCPA3A表达量则呈下降趋势;赤拟谷盗经磷化氢熏蒸处理6 h,TcCP14.6和TcLCPA3A的表达量分别呈现上调和下调趋势。注射dsRNA分别干扰抗性(GD)和敏感(YN)种群两个基因的表达后再用LC30的磷化氢浓度处理试虫。与对照相比,TcCP14.6基因沉默后赤拟谷盗的死亡率显著升高,而TcLCPA3A基因沉默后试虫死亡率显著下降。【结论】表皮蛋白基因TcCP14.6和TcLCPA3A参与介导赤拟谷盗对磷化氢的抗性。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)  [作者] 吴昌义  林瑞庆  朱艳平  刘国华  
以采自中国不同地方的人蛔虫与猪蛔虫为研究对象,PCR扩增其线粒体烟酰胺脱氢酶亚基Ⅴ基因(nad5)的部分序列(pnad5)并进行序列测定,应用ClustalX 1.81程序对序列进行比对。结果显示:所获得的pnad5序列长度一致,均为556 bp;人蛔虫和猪蛔虫的pnad5序列差异仅为0.0%~2.6%,本研究结果支持人蛔虫与猪蛔虫是同一个种的结论。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 陈二虎   袁国庆   孙晟源   唐培安  
【背景】线粒体是生物体内一种重要细胞器,是细胞消耗氧和产生能量物质三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,在生物体抵抗逆境过程中发挥重要作用。锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)是一种世界性储粮害虫,具有极强的环境适应性。【目的】分析锈赤扁谷盗呼吸速率及线粒体编码基因对不同环境胁迫的响应,探究线粒体在锈赤扁谷盗抗逆境胁迫中的应激反应。【方法】根据锈赤扁谷盗线粒体基因组数据鉴定获得线粒体编码基因,并设计相应实时荧光定量PCR(RT-qPCR)引物。通过生物测定方法得出锈赤扁谷盗对熏蒸剂(甲酸乙酯)、植物源杀虫剂(鱼藤酮)和储粮保护剂(阿维菌素)的毒力回归方程及LC_(30),并用该浓度对试虫进行后续药剂胁迫处理。利用RT-qPCR技术解析锈赤扁谷盗线粒体编码基因的时空(不同发育阶段和幼虫不同组织)表达模式。最后,使用CO2检测仪和RT-qPCR技术研究锈赤扁谷盗在高温(35和40℃)、甲酸乙酯、鱼藤酮、阿维菌素、饥饿等逆境胁迫下呼吸速率的变化以及线粒体编码基因的表达模式。【结果】共设计12个线粒体编码基因(除nad6)的定量引物。RT-qPCR结果显示这些线粒体编码基因在3龄幼虫阶段均具有较高表达水平,且线粒体基因在3龄幼虫马氏管中特异性高表达。此外,高温胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率呈现显著上升趋势,线粒体编码基因nad2、cytb及cox2表达水平显著上升,而nad4、nad4L、cox3及atp6则呈现显著下调趋势。甲酸乙酯熏蒸胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低,12个线粒体编码基因均显著下调表达,其中nad4L和nad5的表达水平仅为对照组的3.48%和1.91%。鱼藤酮和阿维菌素胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率均显著降低,且除cox2外的线粒体编码基因表达量均显著下调。饥饿胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低,且随着胁迫时间增加,线粒体编码基因表达水平下调愈加显著。【结论】锈赤扁谷盗呼吸代谢速率以及线粒体编码基因表达水平在不同逆境条件下均发生显著变化,暗示线粒体在锈赤扁谷盗适应高温、药剂和饥饿胁迫过程中发挥重要作用。
[期刊] 西南农业学报  [作者] 韦美玲  廖小芳  李枝玲  周步进  郑杰  孔祥军  刘一丁  李宏伟  周瑞阳  
【目的】构建红麻线粒体基因atp6过表达载体遗传转化体系,为红麻线粒体基因的遗传转化及功能研究打下基础。【方法】以红麻UG93A花药cDNA为模板,通过同源克隆技术克隆atp6基因编码区(CDS)的全长序列;利用In-Fusion基因融合技术构建植物过表达载体,通过农杆菌介导法转化野生型烟草,并对转基因阳性烟草植株进行抗性筛选和PCR验证。【结果】红麻UG93A的atp6基因CDS全长为1182 bp,成功构建红麻atp6基因全长过表达载体pBI121-atp6-EGFP,并获得4株转基因烟草植株(B1、B2、B3和B4),使用过表达载体上3对不同位点的引物组合对转基因植株进行PCR验证,发现有2株转基因烟草植株在3对不同引物中稳定表达,即获得2株含pBI121-atp6-EGFP的T_0代转基因阳性植株(B1和B2)。【结论】构建的红麻线粒体基因atp6过表达载体遗传转化体系,可用于指导后续atp6基因调控红麻细胞质雄性不育(CMS)分子机理研究。
[期刊] 华北农学报  [作者] 陈喜文  陈德富  
以油菜为材料,研究线粒体nad6基因在种子发育中的表达。结果表明,nad6基因在叶片中的表达很低,在种子发育过程中各阶段均有较高表达,并随种子发育进程而有加强的趋势。推测线粒体nad6基因可能除与呼吸作用有关外还有其他功能。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 李明伟  林瑞庆  邹丰才  何芳  邓艳  宋慧群  朱兴全  
【目的】对弓首属犬弓首蛔虫、猫弓首蛔虫、马来西亚弓首蛔虫、牛弓首蛔虫和狮弓属狮弓蛔虫线粒体DNA(mtDNA)中烟酰胺脱氢酶亚基I(nad1)基因部分序列(pnad1)进行比较研究,分析它们之间的序列差异和种群遗传关系。【方法】先用同位素(γ33P)标记上下游引物,通过PCR方法扩增出单个虫体线粒体pnad1片段,然后采用单链构象多态性(SSCP)分析技术对pnad1片段进行多态性研究,最后挑选出代表性样品进行测序,并利用基因分析软件DNAStar(版本5.01)对序列进行分析比较。【结果】犬弓首蛔虫种内pnad1基因序列差异为0.3%~1.9%,与猫弓首蛔虫、马来亚弓首蛔虫、牛弓首蛔虫和狮弓...
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 刁勇  廖小芳  郑杰  孔祥军  陈鹏  赵艳红  周瑞阳  
以红麻细胞质线粒体近等基因系UG93A(不育系)、UG93B(保持系)及UG93A×福红992(恢复系)的F1代为材料,研究花药线粒体基因NAD3和COB的转录与表达。结果发现,在3种供试材料中,基因NAD3的CDS区在DNA水平和RNA编辑水平上均无差异;不育系与保持系的COB基因DNA编码序列无差异,但在RNA水平上发生了编辑,8个位点的编辑均发生于密码子的第一或第二位碱基,且导致氨基酸种类变化,主要为亲水性氨基酸转变为疏水性氨基酸;COB基因在UG93A中的RNA编辑频率低于UG93B;NAD3和COB基因在3种材料中的转录本大小基本相同,但在表达水平上表现为不育系显著低于保持系和F1代...
[期刊] 西南农业学报  [作者] 任鄄胜  李仕贵  肖培村  陈勇  张仁  谢丛简  孙泽武  赵慧霞  
内江杂交水稻科技开发中心从恢复系"万恢88/内恢92-4"杂交组合F2代不育株选育的细胞质不育系,被暂时定名为"万恢88型水稻细胞质雄性不育系"。利用PAGE电泳、琼脂糖凝胶电泳和克隆测序等技术对其不育系和保持系线粒体基因组进行研究,分析其雄性不育的分子基础和分子机理。通过PAGE电泳发现,其不育系线粒体基因组PCR带型与野败型(WA)、印水型(ⅡA)、D型(D i)、冈型(GA)存在差异。对其不育系内香2A和保持系内香2B的差异片段回收测序,获得两条667 bp长度的m tDNA片段2A和2B,通过序列比对和电子杂交分析,获得片段为atp6基因的部分序列及其上游序列。2A和2B相比有3个碱基...
[期刊] 西南农业学报  [作者] 周蕊  邓永学  王进军  崔晋波  李平  
在30℃、75%RH条件下研究赤拟谷盗Tribolium castaneum与锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus的种间竞争,并采用Votka-Volterra种间竞争模型进行拟合。结果表明,赤拟谷盗与锈赤扁谷盗混合饲养时的种群数量均小于单独饲养时的种群数量,两物种之间存在着显著的种间竞争关系。属于资源利用型竞争;单独饲养和混合饲养条件下赤拟谷盗的种群数量均大于锈赤扁谷盗的种群数量;混合饲养条件下两个物种可以共存,并形成稳定的平衡状态,在这个竞争系统中,赤拟谷盗为优势种。
[期刊] 上海海洋大学学报  [作者] 龚小玲  岳丽佳  崔忠凯  张晓懿  
对鳗鲡属(Anguilla)的美洲鳗鲡(A.rostrata)、欧洲鳗鲡(A.anguilla)、太平洋双色鳗鲡(A.bicolor pacifica)、花鳗鲡(A.marmorata)、澳洲鳗鲡(A.australis)、日本鳗鲡(A.japonica)6种鱼类54个体COⅠ和COⅡ基因片段中1 179 bp和633 bp的序列特征、分子分类的有效性、以及构建的系统关系进行了比较分析,结果表明:(1)COⅠ和COⅡ基因可变位点、简约信息的百分比分别为17.98%、16.45%和12.16%、10.11%,COⅠ较COⅡ基因的变异率高;(2)两种基因序列均表现出明显的反G偏倚(在COⅠ和COⅡ...
[期刊] 淡水渔业  [作者] 李梦荣  田雪  庞小磊  王良炎  胡菊  董传举  李学军  王团记  
实验利用线粒体COI基因和Cytb基因的片段序列分析比较了黑锦鲤(Cyprinus carpio Karasugoi Koi)、三色锦鲤(C.carpio Taisho Sanshoku Koi)、红白锦鲤(C.carpio Kohaku Koi)、黄金锦鲤(C.carpio Kigoi Koi)、全白锦鲤(C.carpio Platinum Ogon Koi)和全红锦鲤(C.carpio Higoi Koi)6个锦鲤(Cyprinus carpio Koi)养殖品系的遗传多样性和系统进化关系。结果显示:基因序列分析得到的单倍型数分别为7、6。6个品系均具有较高的单倍型多样性指数和较低的核苷酸多样性指数。群体间遗传分化系数Fst、遗传距离和AMOVA等结果显示品种间变异高于品种内变异,黑锦鲤和黄金锦鲤间、红白锦鲤和三色锦鲤间不存在显著遗传差异,其余品系间差异显著。根据COI和Cytb基因单倍型构建的品系间NJ系统进化树得到相同结果,黑锦鲤和全红锦鲤遗传关系较近,聚为一支。三色锦鲤、红白锦鲤和黄金锦鲤遗传关系较近,聚为一支。全白锦鲤与其他品系的亲缘关系均较远,单独形成一个分支。
[期刊] 渔业科学进展  [作者] 陆键萍  姚琳  信红梅  曲梦  江艳华  李风铃  郭莹莹  王联珠  许加超  
探讨细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因(COⅠ)、细胞色素b基因(Cyt b)及16S rRNA基因对主要渔获区的蓝鳍金枪鱼(Thunnus thynnus)、马苏金枪鱼(Thunnus maccoyii)、黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)、大目金枪鱼(Thunnus obesus)、长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)和正鲣(Katsuwonus pelamis) 6种重要的生食金枪鱼及其易混品种的物种鉴定和进化分析的适用性。采用3对通用引物对6种金枪鱼共63个样品的COⅠ、Cyt b和16S rRNA 3种序列片段进行PCR扩增、测序,并运用DnaSP 5.10、Mega 7.0等软件进行了DNA序列分析、遗传差异分析和进化树分析。结果显示,16S rRNA较为保守,不能很好区分6种金枪鱼,且不能对同一物种不同地理群体进行聚类分析;Cyt b和COⅠ配合使用能很好区分6种金枪鱼,且存在一定同一物种地理群体聚类的趋势。建议COⅠ与Cyt b基因基因一起用于上述6种金枪鱼的分子鉴别研究。本研究为进生食金枪鱼及其制品的物种鉴定及金枪鱼产业的健康发展提供了技术支撑。
[期刊] 中国水产科学  [作者] 梁宏伟  孟彦  罗相忠  李忠  邹桂伟  
为研究我国主要养殖区域黄鳝(Monopterus albus)的遗传多样性,利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(cytochrome C oxidase subunit I,COI)基因对来源于湖北、江西、安徽、湖南、重庆和山东的6个黄鳝群体共187个样本进行遗传多样性分析。结果表明长度为646 bp的COI基因序列在6个群体的碱基含量基本相同,碱基T、C、A和G的平均含量分别为27.7%,30.7%,24.5%和17.1%,包括61个变异位点,其中单位点突变16个,简约信息位点45个,变异位点以C/T间的转换为主。6个群体中共检测到38种单倍型,单倍型多样性(Hd)为0.886,核苷酸多样性(π)为0.01094,群体整体遗传多样性高,湖北和山东群体遗传多样性都较高(Hd>0.8),湖南群体和江西群体的遗传多样性次之(Hd>0.5),而安徽和重庆两个群体的遗传多样性都较低(Hd<0.5)。6个群体间有显著的遗传分化,基因交流贫乏(Nm<1)。群体分子变异分析(AMOVA)显示,6个黄鳝地理种群群体内的遗传变异高于群体间的遗传变异,其遗传变异主要发生在群体内部。遗传结构和系统发育树显示湖南群体与其他5个群体的遗传关系较远。重庆群体可能由单一或很少几个群体进化而来的,起源比较单一。就目前而言,黄鳝野生种质资源遗传多样性丰富,苗种频繁流动和人工养殖尚未对其种群结构造成较大影响,仍有较强的环境适应能力和良好的育种潜力。
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