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高温诱导胚囊染色体加倍选育杜仲三倍体

分子植物育种 2018年第17期16卷 5743-5751页

作者：李赟耿喜宁宋连君康向阳北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室北京100083 威县林木良种繁育基地河北054700

杜仲是极具潜力的温带胶源树种,在环烯醚萜苷类等药效成分利用方面也具有重要价值。由于杜仲以单科单属单种存在,无法利用远缘杂交获得杂种优势,因此三倍体育种可能是大幅度提高叶片杜仲胶和药效成分等次生代谢产物含量的有效途径。本... 详细信息

杜仲是极具潜力的温带胶源树种,在环烯醚萜苷类等药效成分利用方面也具有重要价值。由于杜仲以单科单属单种存在,无法利用远缘杂交获得杂种优势,因此三倍体育种可能是大幅度提高叶片杜仲胶和药效成分等次生代谢产物含量的有效途径。本研究以杜仲为材料,开展施加高温处理诱导胚囊染色体加倍选育杜仲三倍体技术研究,结果表明,杜仲雌雄花芽发育具有一定的相关性,可以根据同栽培条件下相邻雄树散粉天数和雌花芽长度来估计杜仲胚囊发育进程。当相邻雄株散粉5~10 d时,对杜仲雌花芽分别施加45℃、48℃和51℃高温持续处理2 h、4 h和6 h诱导杜仲胚囊染色体加倍。其中,在相邻雄株散粉第6~10天时,对雌花芽施加48℃和51℃高温持续处理6 h各获得了1株三倍体;施加48℃高温持续处理4 h获得了4株三倍体。对施加高温处理同时固定的雌花芽进行组织切片观察表明,在相邻杜仲雄树散粉后第6~10天,杜仲胚囊发育处于3次有丝分裂时期,可同时见到单核胚囊、二核胚囊和四核胚囊,是施加高温处理诱导胚囊染色体加倍选育杜仲三倍体的有效时机。有关研究证明施加高温处理雌花芽诱导胚囊染色体加倍同样是一种获得杜仲三倍体的有效方法,对于杜仲遗传改良具有重要价值。

关键词：杜仲胚囊染色体加倍三倍体诱导率

高温诱导大孢子染色体加倍选育毛白杨杂种三倍体

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北京林业大学学报 2018年第11期40卷 12-18页

作者：耿喜宁任勇谕韩志强杜康康向阳北京林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

【目的】鉴于杨树三倍体具有突出的营养生长优势,针对毛白杨良种选育中母本效应难以充分利用问题,选择毛白杨育性好的雌株诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体,为毛白杨三倍体育种提供技术支撑。【方法】本研究以毛白杨无性系MC1和... 详细信息

【目的】鉴于杨树三倍体具有突出的营养生长优势,针对毛白杨良种选育中母本效应难以充分利用问题,选择毛白杨育性好的雌株诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体,为毛白杨三倍体育种提供技术支撑。【方法】本研究以毛白杨无性系MC1和MC2为母本,银腺杨YX1为父本。根据白杨大小孢子发生发育存在相关性的原理,以雄株小孢子发育进程为即时判别大孢子发生进程的参照,当小孢子发育至单核早期、单核靠边期和双核期时,分别施加38、40和42℃高温持续处理雌花序4 h。【结果】两个杂交组合的处理组共得到189株毛白杨杂种三倍体,其中MC1×YX1组合中共获得70株杂种三倍体,平均诱导率为56.45%; MC2×YX1组合中共获得119株杂种三倍体,平均诱导率为47.04%,对照组未获得杂种三倍体。当小孢子发育至单核靠边期,对应大孢子母细胞减数分裂至粗线期至中期Ⅰ,此时施加38和40℃高温处理4 h是毛白杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期。两个杂交组合的杂种三倍体在平均苗高和地径生长方面均优于二倍体,但组合间存在一定差异,表明三倍体育种同样需要重视亲本选配。【结论】研究进一步证明高温诱导大孢子染色体加倍是一种高效获得毛白杨杂种三倍体的技术途径,相关技术进步对于推进毛白杨良种选育进程具有重要的意义。

关键词：毛白杨大孢子染色体加倍三倍体诱导率

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高温诱导牡丹产生未减数花粉

园艺学报 2022年第3期49卷 581-589页

作者：程世平姚鹏强耿喜宁刘春洋谢丽华平顶山学院化学与环境工程学院河南省生态经济型木本植物种质创新与利用重点实验室河南平顶山467000

以5年生‘凤丹’牡丹为试验材料,在掌握花粉母细胞减数分裂进程的基础上,使用“树木非离体枝芽加热处理装置”(ZL200610113448.X)施加高温处理,诱导花粉染色体加倍,建立了适宜牡丹花粉染色体加倍的技术体系。结果表明,花粉母细胞减数分... 详细信息

以5年生‘凤丹’牡丹为试验材料,在掌握花粉母细胞减数分裂进程的基础上,使用“树木非离体枝芽加热处理装置”(ZL200610113448.X)施加高温处理,诱导花粉染色体加倍,建立了适宜牡丹花粉染色体加倍的技术体系。结果表明,花粉母细胞减数分裂进程和花蕾的外部形态及花药颜色变化有一定相关性,当花蕾处于“小风铃”至“大风铃”时期,即花蕾直径13mm时,花粉母细胞减数分裂达到双线期—中期Ⅰ;此时期40℃高温处理4 h,可获得较高比率(21.98%)具有生活力的2n花粉。

关键词：牡丹三倍体育种减数分裂进程 2n花粉高温

毛白杨多态SSR引物库和种质资源指纹图谱库构建

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 10-18页

作者：韩志强任勇谕夏宇飞耿喜宁杜康康向阳林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。【方法】本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对... 详细信息

【目的】针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。【方法】本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对象,从毛白杨SSR多态引物筛选入手,通过荧光SSR引物PCR扩增和毛细管电泳仪检测筛选SSR引物,并构建指纹图谱。【结果】在2 317对SSR引物中,共计得到清晰、特异、多态、稳定扩增的SSR引物406对,这些SSR引物在19条染色体上的分布数量介于3~39对之间,利用BLAST比对分析可将其中389对SSR引物定位到毛果杨基因组,构建了毛白杨优树种质资源多态SSR引物库。应用多态性较高的SSR核心引物,以及特异的SSR辅助引物相结合的技术策略,筛选出25对多态性较高的SSR核心引物,以及13对特异的SSR辅助引物,构建了毛白杨种质资源库内469个优良无性系指纹图谱库,并完成了指纹图谱的QR编码。【结论】本研究成功构建了毛白杨种质资源多态SSR引物库和优树无性系指纹图谱库,对与毛白杨类似的林木种质资源遗传变异研究以及品种鉴定、系谱分析等具有重要意义。

关键词：毛白杨多态SSR引物种质资源指纹图谱 QR编码

纳米二氧化硅对干旱胁迫下粗糠树影响的生理和转录分析

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分子植物育种 2023年

作者：陈明辉焦思倩范建敏耿喜宁谢丽华程世平平顶山学院化学与环境工程学院河南省生态经济型木本植物种质创新与利用重点实验室

为探讨纳米二氧化硅(SiO2NPs)颗粒对干旱胁迫下粗糠树(Ehretia ***)的影响和调控机制，以粗糠树幼苗为试验材料，叶面喷施100 mg/L的SiO2NPs后进行干旱胁迫处理。干旱胁迫第7天测定丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和抗氧化酶活性... 详细信息

为探讨纳米二氧化硅(SiO2NPs)颗粒对干旱胁迫下粗糠树(Ehretia ***)的影响和调控机制，以粗糠树幼苗为试验材料，叶面喷施100 mg/L的SiO2NPs后进行干旱胁迫处理。干旱胁迫第7天测定丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和抗氧化酶活性，并进行转录组测序和RNA-Seq数据分析。结果表明，干旱胁迫下，100 mg/L SiO2NPs处理的粗糠树幼苗叶片比未处理叶片的MDA和H2O2含量分别降低45.21%和30.37%，CAT、APX、POD和SOD活性分别增加了29.81%、24.63%、43.07%和48.75%。差异基因的基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析表明，SiO2NPs通过调控MAPK信号通路中关键基因，调节α-亚麻酸代谢过程，以增强对干旱胁迫环境的适应性和促进粗糠树幼苗的生长。综上所述，干旱胁迫抑制粗糠树幼苗的生长，而施用SiO2NPs可以缓解干旱胁迫对粗糠树的伤害，提高其抗旱能力。本研究结果提供了基因转录全面的表征，促进了对纳米颗粒处理的粗糠树幼苗适应干旱胁迫的分子机制的理解，本研究为二氧化硅NPs增强植物抗旱性提供了见解和经验参考。

关键词：粗糠树干旱胁迫纳米二氧化硅生理响应转录组分析

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高温诱导‘凤丹’牡丹2n雌配子创制三倍体

园艺学报 2023年第7期50卷 1455-1466页

作者：刘春洋彭朝凤程世平姚鹏强耿喜宁谢丽华平顶山学院化学与环境工程学院河南省生态经济型木本植物种质创新与利用重点实验室河南平顶山467000

以5年生‘凤丹’牡丹(Paeonia ostii‘Fengdan’)为试验材料,使用“树木非离体枝芽加热处理装置”(ZL200610113448.X)施加高温处理诱导产生2n雌配子。大孢子母细胞减数分裂进程与花蕾的外部形态和小孢子发育进程存在时序相关性,当花蕾... 详细信息

以5年生‘凤丹’牡丹(Paeonia ostii‘Fengdan’)为试验材料,使用“树木非离体枝芽加热处理装置”(ZL200610113448.X)施加高温处理诱导产生2n雌配子。大孢子母细胞减数分裂进程与花蕾的外部形态和小孢子发育进程存在时序相关性,当花蕾发育至“大风铃”期前后,小孢子发育至单核花粉期后3~4 d,40℃高温处理花蕾4 h,自然授粉后代群体中可获得高比率(2.45%)三倍体植株。

关键词：牡丹高温诱导三倍体 2n雌配子

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毛竹PheNAC2基因的克隆及表达分析

分子植物育种 2023年

作者：谢丽华姚鹏强程世平焦思倩耿喜宁齐帅征程占超国际竹藤中心国家林业和草原局竹藤科学与技术重点开放实验室平顶山学院化学与环境工程学院河南省生态经济型木本植物种质创新与利用重点实验室

NAC (NAM， ATAF和CUC)转录因子家族成员在衰老及非生物胁迫调控中具有重要的作用，为探究NAC基因在毛竹(Phyllostachys edulis)衰老调控和响应环境胁迫的功能和分子机制，本研究克隆获得毛竹PheNAC2基因的全长CDS序列，PheNAC2基因编... 详细信息

NAC (NAM， ATAF和CUC)转录因子家族成员在衰老及非生物胁迫调控中具有重要的作用，为探究NAC基因在毛竹(Phyllostachys edulis)衰老调控和响应环境胁迫的功能和分子机制，本研究克隆获得毛竹PheNAC2基因的全长CDS序列，PheNAC2基因编码区为879 bp，编码292个氨基酸，含有典型的NAM结构域，与水稻的ONAC011具有较近的亲缘关系(序列相似性为83%)，属于NAC转录因子。亚细胞定位和转录激活活性分析显示PheNAC2在细胞核中发挥转录调控作用。组织特异性表达分析显示：PheNAC2在毛竹根中表达丰度最高，茎和叶中次之；在毛竹花发育过程持续上调表达，主要在毛竹花颖片和稃片中表达，可能在花的颖片和稃片中发挥作用，但不参与毛竹笋的发育。在干旱胁迫和盐胁迫后，PheNAC2基因均上调表达。在不同的衰老过程中，PheNAC2基因在成熟叶和衰老叶中的表达显著高于幼叶；PheNAC2基因的启动子区含有较多的脱落酸(abscisic acid， ABA)响应元件，且在ABA诱导后显著上调表达，可能在ABA响应路径中具有重要作用；水杨酸(salicylic acid， SA)和黑暗处理也诱导PheNAC2的表达；但在茉莉酸甲酯(methyl jasmonate， MeJA)处理后PheNAC2的表达受到抑制。推测PheNAC2基因可能通过不同的信号途径参与毛竹非生物胁迫、激素和衰老调控。本研究结果将为进一步阐明PheNAC2基因在毛竹环境胁迫和衰老中的调控机制提供科学依据。

关键词：毛竹 NAC转录因子非生物胁迫衰老

葱鳞葡萄孢菌诱导下韭菜RT-qPCR内参基因的筛选和验证

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生物技术通报 2023年第3期39卷 101-115页

作者：宋海娜吴心桐杨鲁豫耿喜宁张华敏宋小龙平顶山学院化学与环境工程学院河南省生态经济型木本植物种质创新与利用重点实验室平顶山467000 河南城建学院生命科学与工程学院平顶山467036 河南科技大学化工与制药学院洛阳471000

葱鳞葡萄胞菌引起的韭菜灰霉病是影响韭菜产量和品质的主要因素之一。为了筛选出感染灰霉病后韭菜叶片中稳定表达的内参基因用于基因定量表达分析,以模拟接种和接种葱鳞葡萄孢菌24、48、72 h的韭菜叶片为材料,基于前期的转录组测序结果... 详细信息

葱鳞葡萄胞菌引起的韭菜灰霉病是影响韭菜产量和品质的主要因素之一。为了筛选出感染灰霉病后韭菜叶片中稳定表达的内参基因用于基因定量表达分析,以模拟接种和接种葱鳞葡萄孢菌24、48、72 h的韭菜叶片为材料,基于前期的转录组测序结果选取UBC1、UBC2、UBQ1、UBQ2、GAPDH3、GAPDH4、TUB、EF-1α、40S RP、DDX、eIF-1A、PABP和DnaJ共13个基因为候选内参基因,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测13个基因的表达情况,采用geNorm、NormFinder、BestKeeper软件和Reffinder在线程序对候选内参基因的表达稳定性进行评估。结果表明,13个候选内参基因中UBQ1的Ct值变化范围最小,表达水平最稳定。GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件筛选出的最佳内参基因不同,RefFinder综合评估显示,UBC2和UBQ1是韭菜叶片接种葱鳞葡萄孢菌后表达稳定性较好的基因,DDX是稳定性较差的基因。为了验证所筛选内参基因的可靠性,选择6个稳定性不同的候选内参基因分别作为定量分析的内部参照,对接种葱鳞葡萄孢菌后不同时间韭菜叶片中GST676和PRP902基因的表达水平进行归一化处理。结果显示,以稳定性较高的UBC2或UBQ1为内参基因时,校正的GST676和PRP902基因的表达趋势与转录组测序结果一致,而以稳定性相对较差的40S RP、eIF-1A、GAPDH4或DDX为内参基因时,校正的目的基因的表达趋势与转录组测序结果稍有差异。软件分析和实验验证结果表明,UBC2和UBQ1基因可作为葱鳞葡萄孢菌侵染韭菜叶片后相关基因定量表达分析的最合适内参基因。研究结果为后续开展韭菜抗灰霉病关键基因表达分析和功能研究奠定了基础。

关键词：韭菜葱鳞葡萄孢菌内参基因实时荧光定量PCR 表达稳定性灰霉病

超高功率激光-电弧复合焊接飞溅演化行为及抑制方法

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机械工程学报 2024年第16期 98-107页

作者：李艳耿韶宁蒋平李元泰顾思远王建庄华中科技大学机械科学与工程学院

超高功率激光-电弧复合焊接为实现厚壁构件的高效焊接提供有效手段，但面临焊接飞溅严重的问题。针对超高功率激光-电弧复合焊接飞溅问题，开展飞溅演化行为及抑制方法研究，阐明电弧热输入对飞溅的影响及抑制机制，并分析不同电弧热输... 详细信息

超高功率激光-电弧复合焊接为实现厚壁构件的高效焊接提供有效手段，但面临焊接飞溅严重的问题。针对超高功率激光-电弧复合焊接飞溅问题，开展飞溅演化行为及抑制方法研究，阐明电弧热输入对飞溅的影响及抑制机制，并分析不同电弧热输入对焊缝宏观成形及组织性能的影响。结果表明，电弧热输入增加能显著增大匙孔开度，抑制飞溅形成。电弧热输入由139 J/mm提升至479 J/mm，匙孔开口尺寸由56.57 mm2增至243.29 mm2，匙孔周围熔融金属与金属蒸汽/等离子体间的摩擦剪切力减小，熔融金属柱高度由15.96 mm降至5.27 mm，且在匙孔前沿熔融金属表面张力及流体静压力作用下，熔融金属柱回落至熔池，焊缝表面飞溅数量减少87%，焊缝成形质量显著提高。并发现电弧热输入增加在提高焊缝熔宽熔深同时，虽会导致微观组织粗化、热影响区宽度增加，但所有试样焊缝均表现出良好拉伸性能。超高功率激光-电弧复合焊接过程中飞溅的有效抑制为该技术在厚板焊接领域的工艺参数调控提供数据及理论支撑。

关键词：超高功率激光-电弧复合焊接飞溅形成抑制方法电弧热输入匙孔开口

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