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来源时间为：2023-04-02

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一周要闻

北京科技大学优秀教学团队来我校交流

海南大学杨君课题组解析槟榔类黄酮合成与调控的分子机制

海南大学王守创课题组揭示植物驯化过程中甲基化的变化规律及其对代谢多样性的影响

科技日报_核心拮抗菌新发现助力香蕉产业可持续发展

海南大学热带果蔬保鲜技术创新团队：用心用情“锁”住热带果蔬鲜味

北京科技大学优秀教学团队来我校交流

为展示教学名师教学风采，充分发挥“名师示范课”的引领、示范作用，学习先进教学理念和教学方法，增强课堂效能和提升教学质量，2023年3月23-24日，海南大学教务处邀请北京科技大学教务处及优秀教学团队来我校开展示范教学和教研交流活动，学校党委常委、副校长陈骏出席相关活动。

示范课现场

2023年3月23日，教学团队成员之一——第五届全国高校青年教师教学竞赛理科组第一名获得者刘白羽教授在5-111教室主讲了一堂《微分几何》示范课，并和大家了基于学生特质的有效教学方法。并与现场的我校教师进行了深入的交流和互动。

现场交流和互动

与此同时，团队负责人范玉妹、张志刚教授在5-112现场指导我校参加青教赛国赛选手备赛，通过教学案例，对教学节段选择、设计、课件、视频、反思进行了全面细致指导，同时谈了课程思政等方面内容，并详细回答了国赛选手疑惑。

2023年3月24日上午，北京科技大学教务处副处长李娜及优秀教学团队成员与我校相关部门开展交流座谈，与会人员围绕青年教师发展与培养、教学质量管理、教学质量监控、审核评估、督导组工作等方面进行了深入交流。期间，教学团队成员还与我校理学院数学与应用数学专业教师就数学公共基础课教学工作经验进行交流。

通过本次交流，对我校青年教师开展教学活动、参加教学比赛等起到了极大的指导促进作用，为鼓励青年教师投入教学营造了积极的氛围。

座谈会现场

附：团队介绍

北京科技大学数学教研工作室（简称工作室）由数理学院数学学科的教学骨干教师组成。

工作室有全国五一劳动奖章获得者3人，首都劳动奖章获得者3人，北京市优秀教师1人，北京市高等学校教学名师3人，北京市高等学校青年教学名师4人，北京市师德先进个人1人，教育部霍英东高等院校青年教师奖1人，宝钢优秀教师5人，北京高校优秀党务工作者1人，工作室一直秉承“传帮带”的优良传统和“以老带新，以赛促教”的精神，传承工匠精神，教书育人成效显著，先后被授予“北京高校青年教师示范教研工作室”、“北京市工人先锋号”、“北京高校青年教师创新教研工作室”、“北京高校优秀本科育人团队”、“北京市三八红旗集体”、“全国工人先锋号”等荣誉称号。

在工作室成员的集体努力下，青年教师教学能力取得长足的进步，已连续四届获得“全国高校青年教师教学竞赛”理科组一等奖，更是取得第三、第四、第五届第一名的好成绩；连续六届（七人次）获得“北京市高校青年教师教学基本功比赛”一等奖。三届获得“全国高校数学微课程竞赛”全国一等奖；2021年获得首届“全国高校教师教学创新大赛”部属高校正高组一等奖。

工作室在公共数学课程建设方面成果显著，《微积分A》、《概率论与数理统计》获批“国家一流本科课程”称号，先后获得八项北京市优质“本科课程”、“教材”、“课程思政示范课”、“本科教案”；2022年“大学数学课程群虚拟教研室”获批教育部第二批虚拟教研室。

海南大学杨君课题组

解析槟榔类黄酮合成与调控的分子机制

2023年3月21日，海南大学三亚南繁研究院/热带作物学院杨君副教授课题组在国际学术期刊JournalofAgricultureandFoodChemistry（中科院1区,TOP）上发表题为IntegratedTranscriptomicandMetabolomicAnalysesRevealtheMolecularandMetabolicBasisofFlavonoidsinArecacatechuL.的研究论文。

该研究利用非靶向代谢组学鉴定出了各类代谢物并分析组织差异性。其中类黄酮代谢物含量在槟榔不同组织中存在显著差异。同时通过转录组数据分析，发现类黄酮相关结构基因表达与代谢物含量成正相关。此外，利用基因同源性分析和相关性分析鉴定了参与类黄酮生物合成的糖基转移酶和调控类黄酮途径的新转录因子，并通过体外酶活实验对其功能进行验证。该研究对槟榔进行的转录组和代谢组整合分析，为进一步研究类黄酮的生物合成机制提供了基础和参考。

图1.通过UHPLC-MS/MS在槟榔中检测和鉴定的代谢物。

研究者通过使用非靶向代谢组学分析方法在槟榔各组织中共检测到了331种代谢物。主要分为8大类，包括类黄酮、脂质、氨基酸及其衍生物、生物碱类、多酚类、萜类、核苷酸及其衍生物、维生素类（图1）。进一步对各组织进行差异代谢物分析，发现类黄酮的差异代谢物在总类黄酮中的占比相较其他代谢物是最高的，其中C/O-糖基化类黄酮在叶中含量最高，而在根中含量最低。不同组织中类黄酮的显著差异，为后续结合转录组分析提供研究基础。

图2.整合转录组和代谢组揭示槟榔不同组织中类黄酮生物合成途径差异

研究者同时对槟榔不同组织进行了转录组分析。在各组织中共发现6119个差异基因，其中根和叶中的差异基因最多，有4746个。进一步通过对差异基因的KEGG和GO富集分析，发现差异基因大量富集在植物发育相关的通路中，包括苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成等。说明差异表达基因主要参与类黄酮的生物合成和代谢。研究者根据检测到的代谢物和差异基因绘制了类黄酮的合成途径图，鉴定了类黄酮合成途径的36个差异基因，包括PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F3H、F3H、F35H和FLS。代谢通路中存在各种类黄酮的糖基化修饰，包括葡萄糖苷、木糖苷、阿拉伯糖苷、鼠李糖苷、芸香苷、二葡萄糖苷和三葡萄糖苷。各种修饰的糖基化类黄酮在叶片中显著富集，可能是由于叶片中糖基转移酶特异性表达（图2）。

图3.槟榔糖基转移酶和转录因子的功能验证

研究者通过对差异基因进行进化树分析，鉴定了两个槟榔中的糖基转移酶，Acat_15g017010和Acat_16g013670。并通过体外酶活反应，证实了这两个基因具有催化山奈酚和白杨素进行糖基化修饰的功能。同时通过同源比对和代谢物-差异基因相关性网络分析，鉴定了两个槟榔中的转录因子，AcMYB5和AcMYB194。通过在烟草中进行瞬时表达，证实了这两个转录因子分别具有正调控和负调控类黄酮生物合成的功能（图3）。

海南大学硕士研究生赖军、李淳和张越冉为该论文的共同第一作者。海南大学杨君副教授为该论文的通讯作者。海南大学王守创教授为本研究提出了建议和技术支持。本研究获得海南省自然科学基金和海南省院士创新中心平台、中国科协青托工程、海南大学启动经费等项目的支持。

论文链接：海南大学王守创课题组

揭示植物驯化过程中甲基化的变化规律

及其对代谢多样性的影响

番茄作为世界公认的模式植物并具有极高的营养价值，其育种历史可以主要分为驯化和改良两大阶段，而代谢物由于“搭车效应”在群体中展现出丰富的多样性。以往对植物群体代谢多样性的研究主要基于SNP这种遗传标记，但作为重要表观遗传修饰的DNA甲基化，特别是群体DNA甲基化与驯化改良的关系以及对代谢多样性的影响却尚未可知。

2023年03月23日，海南大学三亚南繁研究院/热带作物学院王守创课题组在国际学术期刊ScienceChinaLifeSciences（中科院1区，TOP）上发表题目为“PopulationanalysisrevealstherolesofDNAmethylationintomatodomesticationandmetabolicdiversity”的研究论文。该研究对近百个番茄品种的叶片进行全基因组甲基化测序，产生了约100亿对的双端测序数据，共鉴定了8375个DMR（Differentmethylationregion），绘制了番茄首个群体级别的表观遗传变异图谱。随后整合变异组、转录组和代谢组等多组学进行分析，得到了超过3万个基因的群体表达矩阵，鉴定了339种代谢物，挖掘了数千个与代谢物显著关联的变异位点。该研究解析了番茄群体代谢多样性与育种过程中DNA甲基化变异的关系，构建了多组学关联网络并完善了番茄多酚等代谢物的合成通路。这项研究不仅为番茄遗传改良和新品种培育提供了重要的源头数据，也为深刻认识植物代谢多样性的分子和遗传基础提供了理论参考。

图1.驯化和改良过程中DNA甲基化变异总结

A全基因组亚硫酸氢盐测序数据概括；BDMR在番茄染色体上的分布；C番茄驯化改良过程中DMR分类；D不同育种过程和序列背景DMR长度比较；E驯化和改良过程中DMR信号比较。

研究者基于WGBS（WholeGenomeBisulfiteSeuqneicng）测序技术分别在驯化和改良过程中鉴定到6801和1574个DMRs，并且它们广泛分布于注释为基因的区域，在这两个过程中Hypo-DMRs都占较大比例。其后通过DMRs的比较分析，发现在番茄育种历史中DMRs的数目、长度和信号水平都是逐步降低的（图1）。这些结果表明在番茄育种历史过程中，群体DNA甲基化在多个维度上发生了巨大变异。

图2.多组学关联网络整合与构建

A和BmEWAS和mGWAS定位结果分布

C基于代谢物、SNPs和DMRs关联分析的多组学网络。

研究者进一步通过非靶向代谢组学的方法在番茄叶片中一共鉴定到339个高质量代谢物，利用mGWAS（metabolite-basedGenome-WideAssociationStudy）和mEWAS（metabolite-basedEpigenetic-WideAssociationStudy）分别鉴定到了971和711个显著关联的大效应位点，绘制了代谢物-单核苷酸多态性-差异甲基化区域的多组学关联网络，并挖掘到多个调控代谢物生物合成的候选基因（图2）。基于这些结果，研究者表明一些候选基因受到遗传和表观遗传变异组合的影响，而另一些则只受到一种类型的变异作用。

图3.基于mGWAS和mEWAS绘制的番茄多酚生物合成途径

A显示了在多酚生物合成途径中所涉及的已知基因和本研究鉴定的候选基因；Bkaempferol3-O-glucoside的EWAS曼哈顿图；C类黄酮糖基转移酶基因的系统发育树；DDMR(chg7g56698981)的甲基化水平与kaempferol3-O-glucoside代谢物水平的相关性分析；EH2O和5-Aza处理后叶中相对DNA甲基化水平、UGT71AV3相对表达量和kaempferol3-O-glucoside相对含量的展示；F,UGT71AV3和kaempferol作为底物的体外活性色谱图。

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