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A及LA型百合耐涝表型性状综合评价

热带作物学报 2021年第8期42卷 2219-2227页

作者：聂功平陈敏敏杨柳燕张永春蔡友铭上海市农业科学院林木果树研究所/上海市设施园艺技术重点实验室上海201403 长江大学园艺园林学院湖北荆州434025

观赏百合耐涝性鉴定对引种驯化和抗性育种具有重要指导意义。本研究以16份亚洲百合和16份亚洲百合与麝香百合杂交系观赏百合品种为试材,采用“双套盆”法模拟淹水胁迫,确定观赏百合耐涝性鉴定的最佳时间及根、鳞茎、茎、叶表型涝害症状... 详细信息

观赏百合耐涝性鉴定对引种驯化和抗性育种具有重要指导意义。本研究以16份亚洲百合和16份亚洲百合与麝香百合杂交系观赏百合品种为试材,采用“双套盆”法模拟淹水胁迫,确定观赏百合耐涝性鉴定的最佳时间及根、鳞茎、茎、叶表型涝害症状指标量化评价标准,并通过积分评价法和聚类分析法鉴定不同种系百合品种的耐涝性差异。结果,本文根据预实验确定耐涝性评价时间为淹水胁迫处理13 d;聚类分析将32份百合根据抗性强弱划分为耐涝型、中间型和敏感型,积分评价法从32份供试百合中鉴定出极端耐涝型品种为‘Nashville’‘Brindisi’,极端敏感型品种为‘Levi’‘Fata Morgana’;供试亚洲百合品种间耐涝性差异较大,亚洲百合与麝香百合杂交系普遍具有较强的耐涝性。分析耐涝型、中间型和敏感型百合涝害症状特征,初步建立百合耐涝性评价体系,为进一步鉴定其他品种百合耐涝性奠定基础。

关键词：观赏百合耐涝性表型性状淹水胁迫综合评价

生理和时序转录组分析揭示百合‘Brindisi’响应淹水胁迫的机制

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生理和时序转录组分析揭示百合‘Brindisi’响应淹水胁迫的机制

第十五届中国球宿根花卉年会

作者：聂功平陈敏敏杨柳燕蔡友铭张永春上海市农业科学院林木果树研究所上海市设施园艺技术重点实验室长江大学园艺园林学院

百合在世界范围内分布广泛,具有观赏、食用和药用等多种价值。淹水胁迫是自然界普遍存在的非生物胁迫,对百合生长和观赏、食药用品质影响较大。为了更好地理解百合响应淹水胁迫的调节机制,我们通过生理和RNA-Seq分析了淹水胁迫后0d、1d... 详细信息

百合在世界范围内分布广泛,具有观赏、食用和药用等多种价值。淹水胁迫是自然界普遍存在的非生物胁迫,对百合生长和观赏、食药用品质影响较大。为了更好地理解百合响应淹水胁迫的调节机制,我们通过生理和RNA-Seq分析了淹水胁迫后0d、1d、4d、8d、13d的百合叶片生理指标和转录谱的变化。生理检测结果显示叶片中Chl a、Chl b、Chl(a+b)和类胡萝卜素含量降低,SOD和PDC活性变化不大,脯氨酸、可溶性糖、蛋白质、含量显着增加,APX、CAT、ADH和LDH活性显著上升。转录组差异分析结果表明,淹水胁迫1d、4d、8d、13d分别导致10 360、8010、8000和13 086个基因的mRNA丰度发生显著变化。KEGG功能富集分析结果显示,4个时间点分别显著富集了120、88、116和122个KEGG通路,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷生物合成、以及植物MAPK信号通路在所有时间点均参与百合响应淹水胁迫。STEM分析共获得50个基因模块,其中18个基因模块趋势显著。转录因子分析鉴定出34种淹水胁迫诱导的转录因子,其中AP2/ERF、MYB、WRKY、bHLH和NAC家族成员受淹水胁迫影响较大,表达差异显著。生理和转录组的综合分析显示糖代谢、厌氧呼吸酶、植物激素和抗氧化酶相关生理和分子指标均上调,碳水化合物合成和光合作用相关生理和分子指标均下调,表明淹水胁迫显著促进了植株的低氧和无氧呼吸反应、激素信号转导和抗氧化酶活性氧离子清除能力,同时,淹水胁迫还抑制了碳水化合物的合成和植株的光合作用。本研究揭示了球根类植物百合淹水胁迫后的生理和分子响应,为今后培育耐涝百合品种提供了参考。

关键词：百合淹水胁迫转录组分子响应

转录组分析挖掘百合‘Elodie’雄蕊向花瓣同源转化关键基因

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转录组分析挖掘百合‘Elodie’雄蕊向花瓣同源转化关键基因

第十五届中国球宿根花卉年会

作者：陈敏敏聂功平杨柳燕张永春蔡友铭上海市农业科学院林木果树研究所上海市设施园艺技术重点实验室长江大学园艺园林学院

作为观赏价值高的球根植物,百合已被广泛用于城市景观和家庭园艺。观赏百合品种‘Elodie’花瓣有3种表型,分别为正常雄蕊、部分雄蕊花瓣状和全部雄蕊花瓣状。为了深入了解雄蕊同源转化产生变异的分子基础,本研究采用定量RNA-Seq分析筛... 详细信息

作为观赏价值高的球根植物,百合已被广泛用于城市景观和家庭园艺。观赏百合品种‘Elodie’花瓣有3种表型,分别为正常雄蕊、部分雄蕊花瓣状和全部雄蕊花瓣状。为了深入了解雄蕊同源转化产生变异的分子基础,本研究采用定量RNA-Seq分析筛选关键基因,并检测了3种不同表型材料中生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等内源激素的含量差异。结果表明:转录组测序组装并注释了53 182个单基因。雄蕊部分瓣化vs正常雄蕊,雄蕊完全瓣化vs正常雄蕊,雄蕊部分瓣化vs雄蕊完全瓣化分别鉴定出8453、21 281和7646个差异表达基因（DEG）,其中2241个为共有差异基因。MADS-box家族基因（AGL,AG,PMADS,SOC,AP,MADS,MGS）和MYB家族共20个转录因子,植物激素信号传导和合成途径中的43个基因包括生长素（ARF,IAA,AUX,LAX,SAUR）,细胞分裂素（CKX,AHP,AHK,ARR）,GA(GID,GAI,GAST,GASA,GID1C,SLR,GAOX),ABA（PYL）和乙烯（ETR,ERS,EIN,ERF）等显着差异表达。同时,完全瓣化材料中生长素、细胞分裂素、GA和ABA等内源激素含量显著下降,其中编码GA合成的GAOX基因和编码细胞分裂素生物合成的CYP735A2基因表达趋势与激素测定结果一致。本研究挖掘百合花发育过程中雄蕊瓣化关键基因,为重瓣百合育种提供理论基础。

关键词：百合‘Elodie’ 定量转录组雄蕊瓣化同源转化基因

芝麻AP2/ERF基因家族生物信息学鉴定与分析

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应用技术学报 2022年第4期22卷 399-412页

作者：赵冰雪聂功平张小惠黄清俊上海应用技术大学生态技术与工程学院上海201418 长江大学园艺园林学院湖北荆州434023

AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)是植物所特有的一类家族转录因子,在控制植物生长发育、参与次级代谢以及抵抗非生物胁迫等方面起重要作用。根据已报道的拟南芥AP2/ERF基因,利用生物信息学手段在最新发布的芝麻(Sesamum i... 详细信息

AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)是植物所特有的一类家族转录因子,在控制植物生长发育、参与次级代谢以及抵抗非生物胁迫等方面起重要作用。根据已报道的拟南芥AP2/ERF基因,利用生物信息学手段在最新发布的芝麻(Sesamum indicum L.)参考序列共鉴定出142个AP2/ERF基因,并对其理化性质、系统进化、结构域、保守基序、染色体定位、物种共线性、不同组织的表达特异性以及基因表达对胁迫响应等信息进行分析。根据理化性质分析,将芝麻AP2/ERF基因家族成员编码为121~697个氨基酸,其编码蛋白相对分子量介于13428.04~76020.09 kD之间,理论等电点介于4.50~10.24之间。根据结构域和系统进化分析,将芝麻AP2/ERF蛋白分为4个亚家族,其中AP2包含26个成员、ERF包含116个成员、Soloist包含2个成员以及RAV包含3个成员。其中136个成员不均匀分布于16条染色体上,且集中成簇分布于第1~4和6~12染色体同源群。根据共线性分析,在芝麻染色体上分别有32、49个与大麦、玉米具有共线性的AP2/ERF基因。在演化过程中,芝麻与玉米之间的保守性高于大麦,而与大麦之间的变异性高于玉米。Ⅶ亚组中LOC105157874基因在2个芝麻品种中均上调,可能参与了芝麻响应淹水胁迫调控。为进一步研究芝麻AP2/ERF转录因子家族生物学功能及芝麻抗逆改良提供科学依据。

关键词：芝麻 AP2/ERF 转录因子基因家族分析

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蝉花外泌氮形态及其对细菌群落结构的调控

蝉花外泌氮形态及其对细菌群落结构的调控

作者：胡功平贵州大学

学位级别：硕士

转录组和代谢组联合分析挖掘百合鳞茎活性物质

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转录组和代谢组联合分析挖掘百合鳞茎活性物质

第十六届中国球宿根花卉学术年会

作者：陈敏敏蔡友铭李心杨柳燕聂功平周琳张永春上海市农业科学院林木果树研究所上海市设施园艺技术重点实验室

百合(Lilium spp.)是世界著名的球根花卉,具有很高的观赏、食用与药用价值。开展食用百合口感评价、挖掘鉴定重要活性物质及合成关键基因是种质资源改良、新品种选育及加工应用的前提。本研究以传统食用百合中苦百合‘卷丹’(Lilium lan... 详细信息

百合(Lilium spp.)是世界著名的球根花卉,具有很高的观赏、食用与药用价值。开展食用百合口感评价、挖掘鉴定重要活性物质及合成关键基因是种质资源改良、新品种选育及加工应用的前提。本研究以传统食用百合中苦百合‘卷丹’(Lilium lancifolium Thunb.)和甜百合‘兰州百合’(Lilium davidii ***)种球鳞片为试验材料,用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)和高通量RNA测序的方法开展代谢组与转录组关联分析。结果表明:转录组、代谢组联合分析共鉴定出20520个差异表达基因,其中10209个差异基因上调表达,10311个差异基因下调表达;共检测出差异代谢物383个,其中246个代谢物上调,137个代谢物下调,差异代谢物主要包括83个酚酸、49个黄酮、45个生物碱、31个氨基酸及衍生物、17个核苷酸及其衍生物、12个木脂素和香豆素、2个鞣质、17个萜类、27个有机酸、37个甾体、30个脂质,9个糖醇类、其他24个,其中35个代谢物为‘兰州百合’特有,101个代谢物为‘卷丹’特有,247个代谢物为二者共有。KEGG分析共富集到17条主要差异代谢通路,酚酸、黄酮、皂苷、生物碱、糖醇类为主要差异代谢物,这些差异代谢物及合成代谢通路基因可能是引起‘兰州百合’与‘卷丹’口感差异的主要原因。

关键词：百合转录组代谢组鳞茎活性物质

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光温影响苦荞开花时间及产量的调控机制探究

光温影响苦荞开花时间及产量的调控机制探究

作者：聂梦平成都大学

学位级别：硕士

苦荞(Fagopyrum titanium Gaertn.)营养物质丰富,同时还具有较高的药用价值。近年来,随着苦荞的价值被广泛认可,全球对于苦荞的需求迅速增长。扩大苦荞的种植面积,提高苦荞的产量迫在眉睫。苦荞的生长发育过程中花期转换和结实又极易受... 详细信息

苦荞(Fagopyrum titanium Gaertn.)营养物质丰富,同时还具有较高的药用价值。近年来,随着苦荞的价值被广泛认可,全球对于苦荞的需求迅速增长。扩大苦荞的种植面积,提高苦荞的产量迫在眉睫。苦荞的生长发育过程中花期转换和结实又极易受到光周期、温度等环境因素的影响,导致特定苦荞品种的种植范围有一定地域限制性,严重制约了优良品种的大面积种植和推广。有研究表明,开花时间与作物产量密切相关,并且开花基因被用于许多作物调控生育期、区域适应性和产量,其中PEBP基因家族中的许多FT基因具有调控作物开花时间的功能。但是光温是如何影响苦荞开花时间和产量,相关调控基因有哪些?目前苦荞该领域研究仍较少。针对以上问题,本研究通过分批播种实验,探究光周期和温度对苦荞开花时间及产量的影响,并筛选得到了不同开花时间和产量差异的苦荞材料。收集开花转换期的3种不同开花时间苦荞材料的花穗和叶片进行转录组测序,通过对差异基因进行基因本体论(Gene Ontology Database,GO)的功能分类和富集分析和基因共聚类表达模式(K-means)分析,挖掘了与苦荞开花时间、环境适应性相关的关键基因和转录因子。利用生物信息学的方法去鉴定和分析苦荞基因组中调控开花时间的PEBP基因家族,筛选了候选基因,构建了基因过表达载体,通过注射烟草做了亚细胞定位。本研究得到以下结论:1.分批播种试验结果表明:根据不同开花时间可将9个苦荞材料分为3类,即早花型(川荞、西荞、KQ185)、中间型(KQ168、KQ178、贵黑米)、晚花型(KQ146、KQ184、米荞)。光周期和温度对苦荞的农艺性状和产量构成因子有一定影响。在同一播种季节里,随着播期的推迟,光周期逐渐变长/变短、温度逐渐上升/下降,苦荞的株高、茎粗、主茎节数、分枝数、小花穗数、单株粒数、单株粒重和千粒重逐渐下降。光周期、温度对苦荞农艺性状的影响有显著差异(晚花型>中间型>早花型),因此,晚花型苦荞对光温最敏感、其次是中间型苦荞,早花型苦荞对光温最不敏感。2.采集晚、中、早花型材料,米荞,KQ178和西荞,进行转录组测序分析:一共构建了叶片和花序的18个转录组文库,得到323468个表达基因。对差异基因进行基因共表达模式聚类(K-means)分析,筛选出13个有一定规律的基因集,将其划分为三类:(1)米荞花穗中表达被特异抑制的基因集(cluster1、cluster10、cluster3、cluster5、cluster14),(2)米荞花穗或叶片中特异高表达的基因集(cluster6、cluster11、cluster17、cluster2、cluster16),(3)米荞叶和花穗中同时特异高表达或同时特异低表达的基因集(cluster12、cluster18、cluster13)。对这些基因进行GO富集分析,最终筛出8个可能参与调控开花时间的基因(如FT的同源基因)和25个热响应基因(如Hsp的同源基因)和103个可能参与光温影响苦荞开花时间和产量调控转录因子(如ERF、MYB等)。3.苦荞PEBP基因家族鉴定及功能分析:我们鉴定并全面分析了14个候选Ft PEBP基因。对Ft PEBP之间的进化关系、基因结构和基因复制进行研究,结果表明苦荞PEBP基因高度保守。本研究构建了包含Ft FT1,Ft FT3的4个过表达载体做亚细胞定位,结果显示,四个PEBP蛋白均定位于在细胞核和细胞质中。Ft PEBP基因在早中、晚花苦荞材料的花穗和叶片中的表达水平差异,表明Ft FT1/Ft FT3参与苦荞的开花时间和产量调控。综上所述,本研究挖掘了控制苦荞开花时间和产量的候选基因,为进一步阐明光温对苦荞开花时间和产量的分子调控机制奠定了基础,为提高苦荞产量和拓宽种植区域提供了有用的基因资源。

关键词：开花时间产量光周期温度转录组 FtPEBP基因苦荞

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赏食百合杂交育种与授粉生物学特性研究

赏食百合杂交育种与授粉生物学特性研究

第十七届中国球宿根花卉年会

作者：陈敏敏毛聪明杨柳燕李心聂功平蔡友铭张永春上海市农业科学院林木果树研究所长江大学园艺园林学院

本研究以食用百合兰州百合（Lilium davrdii ***）和大花卷丹（*** ***）为主要亲本,分别与12份A及LA百合杂交,并结合观赏性状评价、遗传多样性分析和倍性鉴定确定杂交亲本遗传背景;通过花粉活力与萌发力鉴定和柱头可授性观测优化杂交... 详细信息

本研究以食用百合兰州百合（Lilium davrdii ***）和大花卷丹（*** ***）为主要亲本,分别与12份A及LA百合杂交,并结合观赏性状评价、遗传多样性分析和倍性鉴定确定杂交亲本遗传背景;通过花粉活力与萌发力鉴定和柱头可授性观测优化杂交组合配制、确定最佳授粉时间;优化授粉方式,提高杂交后代的结实率和有胚数,结合胚培养技术提高杂交后代的萌发率和成苗率,旨在创制赏食兼用百合新种质。结果表明:①12份观赏百合具有丰富的观赏性状,有利于杂种后代的改良;大花卷丹比兰州百合与12份观赏百合的亲缘关系更近;②流式细胞仪倍性鉴定技术和根尖染色体压片技术相结合鉴定亲本中4份为二倍体,6份为三倍体,4份为四倍体;③亚历山大染色法和花粉活力分析仪（Ampha Z32）测定法均适用于百合花粉活力的鉴定,二者相关系数为0.865;④花粉萌发液最佳配比为蔗糖:HBO:CaCl=100 g/L:100mg/L:20mg/L;⑤低温储藏影响花粉萌发力,25℃可储藏10～60d,4℃可储藏40～210d,-20℃可储藏50～300d,-80℃可储藏300d以上;(⑥重复授粉有利于提高杂交结实率和蒴果平均有胚数;⑦不同倍性百合杂交的亲和性不同,本研究中2x×2x>2x×4x,4x×2x>2x×4x;(⑧利用SSR分子标记技术鉴定出30个‘Tiny Double You’×兰州百合的真杂种。

关键词：百合倍性鉴定遗传多样性杂交授粉花粉活力杂种鉴定

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上海崇明地区百合适生性栽培研究

上海崇明地区百合适生性栽培研究

第十五届中国球宿根花卉年会

作者：陈敏敏蔡友铭杨柳燕朱娇聂功平毛聪明张永春上海市农业科学院林木果树研究所上海市设施园艺技术重点实验室长江大学园艺园林学院

为优化百合栽培技术并筛适合上海崇明地区栽培的百合(Lilium spp.)品种,本研究开展土壤改良对‘小黄龙’‘橙色珍珠’‘红色珍珠’‘小火箭’‘粉星’‘小珍珠’等6个品种株高、茎粗、花葶长、最大叶长、最大叶宽指标的影响研究,并对19... 详细信息

为优化百合栽培技术并筛适合上海崇明地区栽培的百合(Lilium spp.)品种,本研究开展土壤改良对‘小黄龙’‘橙色珍珠’‘红色珍珠’‘小火箭’‘粉星’‘小珍珠’等6个品种株高、茎粗、花葶长、最大叶长、最大叶宽指标的影响研究,并对19个品种在盛花期观赏性状开展统计分析。结果表明,上海崇明地区土壤略偏碱性,添加草炭进行土壤改良能显著促进百合植株株高、茎粗、花葶长、叶长及叶宽。10个品种在上海崇明地区生长状况良好,病虫害少,适宜推广种植。本研究为上海崇明百合推广种植提供参考,为百合商品化种植过程中的栽培管理提供理论依据。

关键词：上海崇明百合土壤改良适生性