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菊花CmERA1基因的克隆与表达模式分析

南京农业大学学报 2022年第2期45卷 254-260页

作者：李菲户倩翟怡雯陈发棣蒋甲福南京农业大学园艺学院江苏南京210095

[目的]本文旨在克隆菊花ERA1(ENHANCED RESPONSE TO ABA)基因,并分析其表达模式,为探究其在调控菊花开花中的作用奠定基础。[方法]从夏菊品种‘优香’的转录组数据库中筛选得到菊花中编码法尼基转移酶β亚基基因,并命名为CmERA1。提取... 详细信息

[目的]本文旨在克隆菊花ERA1(ENHANCED RESPONSE TO ABA)基因,并分析其表达模式,为探究其在调控菊花开花中的作用奠定基础。[方法]从夏菊品种‘优香’的转录组数据库中筛选得到菊花中编码法尼基转移酶β亚基基因,并命名为CmERA1。提取野生型菊花‘神马’叶片总RNA,以反转录后的cDNA为模板,对该基因cDNA全长进行克隆。运用生物信息学方法对其亲缘关系及其编码蛋白的特性进行分析预测;利用酵母单杂交系统对其转录激活活性进行分析;以绿色荧光蛋白GFP作为标签确定其亚细胞定位情况;利用实时荧光定量PCR对其在不同组织及不同光周期下的表达水平进行分析。[结果]CmERA1基因开放阅读框(ORF)全长1356 bp,编码451个氨基酸,相对分子质量为50.0×10^(3),理论pI为5.12。系统进化分析显示其与青蒿中ERA1亲缘关系最近。蛋白质二级结构分析表明,CmERA1蛋白中α-螺旋含量最高。转录激活活性分析表明,CmERA1蛋白没有转录激活活性;亚细胞定位表明,CmERA1定位于细胞核中。CmERA1基因启动子分析表明,其含有分生组织表达元件、光响应元件、ABA和SA响应元件。荧光定量PCR结果表明,CmERA1在营养生长时期的叶片中表达最高,根中表达最低;在生殖生长时期的根中表达最高,舌状花中表达最低。CmERA1的表达能够响应光周期而呈节律性的变化。[结论]CmERA1基因的表达模式分析表明其响应光周期变化。

关键词：菊花基因克隆 CmERA1 表达模式

蓝光处理对夏菊优香组培苗生长发育的影响及其分子机制

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江苏农业科学 2022年第12期50卷 150-156页

作者：刘涛程培蕾赵坤坤王丽君蒋甲福青岛西海岸农高科技服务有限公司山东青岛266400 南京农业大学江苏南京210000 浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州310021

为研究蓝光对夏菊生长发育的影响,并探究光质影响菊花生长发育的分子机制,选用菊花优香[Chrysanthemum morflorium(Ramat.)Kitam.‘Yuuka’]为试验材料,应用植物组织培养技术,经蓝光照射组培苗后,对组培苗进行表型观察、叶绿素含量测定... 详细信息

为研究蓝光对夏菊生长发育的影响,并探究光质影响菊花生长发育的分子机制,选用菊花优香[Chrysanthemum morflorium(Ramat.)Kitam.‘Yuuka’]为试验材料,应用植物组织培养技术,经蓝光照射组培苗后,对组培苗进行表型观察、叶绿素含量测定、石蜡切片制作及相关基因表达量分析,进而从表观、细胞、分子3个层面来观察蓝光照射对菊花的影响。结果表明,在组培苗生长前期,蓝光处理会抑制菊花根的发育,而在后期该抑制作用减弱;同时蓝光照射会使植株发生矮化,且叶片明显变小,但植株总叶片数并未改变。基于石蜡切片的结果显示,蓝光处理60 d后,植株较白光对照组,茎明显变细,根变粗,叶片中栅栏细胞明显变大;同时,在叶绿素含量方面,蓝光照射对叶绿素含量的影响并不明显;而在基因表达水平上,蓝光处理会使光敏色素基因CmPHYA、CmPHYB、CmPHYC和隐花色素基因CmCRY1、CmCRY2的表达量升高,使CmCRY1.2的表达量下降。另外,蓝光处理对开花调控基因CmCO的表达没有明显影响,但能诱导开花素基因CmFT1、CmFT2、CmFT3的表达。

关键词：菊花蓝光石蜡切片开花基因

菊花CmHB15-1基因克隆及调控木质素合成功能分析

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南京农业大学学报 2023年第3期46卷 473-481页

作者：甘好李菲蒋甲福宋爱萍丁莲陈发棣陈素梅南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/农业农村部花卉生物学与种质创制重点实验室(南方)/国家林业与草原局华东地区花卉生物学重点实验室/钟山生物育种实验室/园艺学院江苏南京210095

[目的]本文旨在探究菊花CmHB15-1基因调控木质素合成的功能。[方法]通过同源克隆,以菊花‘神马’cDNA为模板克隆CmHB15-1基因,利用DNAMAN 8.0软件对其进行序列分析,构建pORE-R4-CmHB15-1-GFP载体并导入烟草叶片中进行亚细胞定位分析;利... 详细信息

[目的]本文旨在探究菊花CmHB15-1基因调控木质素合成的功能。[方法]通过同源克隆,以菊花‘神马’cDNA为模板克隆CmHB15-1基因,利用DNAMAN 8.0软件对其进行序列分析,构建pORE-R4-CmHB15-1-GFP载体并导入烟草叶片中进行亚细胞定位分析;利用酵母杂交试验分析其转录激活活性;利用RT-qPCR技术对CmHB15-1基因进行组织特异性表达分析及潜在下游基因分析,并通过遗传转化拟南芥分析其对木质素合成的影响。[结果]CmHB15-1基因的开放阅读框为2520 bp,编码839个氨基酸,预测蛋白相对分子质量为92.44×10^(3),等电点为6.46。CmHB15-1蛋白具有Homeobox、bZIP、START、MEKHLA结构域,与除虫菊TcATHB-15亲缘关系最近。亚细胞定位显示CmHB15-1蛋白定位在细胞核上,有转录激活活性。CmHB15-1基因在茎中的表达量最高,且其表达量从茎顶端向基部节间逐渐增加,在茎基部节间表达量最高。CmHB15-1转基因拟南芥植株OE-20、OE-23木质素含量比野生型分别增加了15.98%和17.99%,且转基因拟南芥植株中木质素合成相关基因苯丙氨酸解氨酶基因(PAL1)、肉桂酸-4-羟基化酶基因(C4H)、4-香豆酰辅酶A连接酶基因(4CL1)、咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因(CCoAOMT1)、阿魏酸-5-羟基化酶基因(F5H)表达量均显著上调。[结论]CmHB15-1基因参与调控木质素生物合成。

关键词：菊花 CmHB15-1基因木质素合成

基于农杆菌真空渗透法的菊花瞬时表达系统的优化

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农业生物技术学报 2023年第12期31卷 2654-2664页

作者：俞瑶程华陈素梅陈发棣蒋甲福南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部景观农业重点实验室/华东地区花卉生物学国家林业和草原局重点实验室/园艺学院

菊花(Chrysanthemum morifolium)多是六倍体，遗传背景复杂，稳定遗传转化效率低。本研究旨在优化菊花中的瞬时表达系统，提高瞬转效率、目的基因表达活性，为开展菊花相关基因的功能研究提供有效手段。利用真空渗透法对’神马’(’Jinb... 详细信息

菊花(Chrysanthemum morifolium)多是六倍体，遗传背景复杂，稳定遗传转化效率低。本研究旨在优化菊花中的瞬时表达系统，提高瞬转效率、目的基因表达活性，为开展菊花相关基因的功能研究提供有效手段。利用真空渗透法对’神马’(’Jinba’)菊花插穗进行瞬时转化，通过选择不同种类的悬浮液、不同悬浮液pH、是否添加乙酰丁香酮、不同悬浮终浓度、农杆菌(Agrobacterium)菌液暗培养时间以及植物暗培养温度6个方面进行研究，对所得侵染效率进行统计分析，同时通过测定分析荧光素酶(luciferase, LUC)平均荧光强度进一步判断表达效率，探索这6种条件对菊花瞬时转化效率及目标基因表达活性的影响程度。结果表明，侵染菊花时，2-(N-吗啡啉)乙磺酸(2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid hydrate, MES)缓冲液为最适宜的悬浮液；且悬浮液pH=6.0时，荧光值表达水平最高；其次，加入乙酰丁香酮(100μmol/L)能够提高瞬时侵染的转化效率和荧光值的表达水平；当悬浮菌液的OD600值为1.8时，荧光值表达量显著上升(P<0.05)；菌液悬浮后置于28℃暗培养4 h更有利于荧光值的表达；另外，10℃低温暗培养植物时侵染效率和荧光值表达量均有所提升。本研究通过更改悬浮液的成分、悬浮菌液的浓度、悬浮菌液和瞬时转化后植株的培养条件显著提高了菊花荧光值表达量，在较短的实验周期内做到了有效的瞬时表达，可为菊花基因功能研究提供有效手段。

关键词：菊花根癌农杆菌瞬时表达系统荧光值

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ABA调控植物盐胁迫应答机制研究进展

南京农业大学学报 2022年第5期45卷 856-863页

作者：陈素梅王新慧李菲周李杰蒋甲福管志勇陈发棣南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部景观设计重点实验室/国家林业和草原局华东地区花卉生物学重点实验室/园艺学院江苏南京210095

土壤盐渍化是植物生长发育过程面临的主要非生物胁迫之一。植物激素脱落酸(ABA)在植物应对盐胁迫过程中发挥着重要作用。新近研究发现,分子伴侣信号路径中的热休克蛋白/热激转录因子(HSP/HSF)多个成员、表观遗传修饰也与植物应对盐胁迫... 详细信息

土壤盐渍化是植物生长发育过程面临的主要非生物胁迫之一。植物激素脱落酸(ABA)在植物应对盐胁迫过程中发挥着重要作用。新近研究发现,分子伴侣信号路径中的热休克蛋白/热激转录因子(HSP/HSF)多个成员、表观遗传修饰也与植物应对盐胁迫密切相关。本文对ABA信号路径及其与分子伴侣信号路径以及表观遗传修饰协同调控植物盐胁迫应答机制进行综述,以期为植物应答盐等逆境胁迫研究提供新思路。

关键词：盐胁迫脱落酸(ABA) 分子伴侣信号表观遗传修饰

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切花菊F_(1)代光反应周期的遗传表现

园艺学报 2023年第10期50卷 2104-2116页

作者：袁储聪苏江硕蒋甲福邓波张飞管志勇房伟民陈发棣南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新国家重点实验室、农业农村部景观农业重点实验室、华东地区花卉生物学国家林业和草原局重点实验室南京210095

光反应周期在切花菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)生产中是一个非常重要的性状。选择光反应周期差异较大的6个品种配置3个杂交组合:‘Q-17’×‘绿黄红边’、‘南农庐火’×‘迷你黄’和‘Q1-39’×‘黑心黄’,3个组合分别获得了38... 详细信息

光反应周期在切花菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)生产中是一个非常重要的性状。选择光反应周期差异较大的6个品种配置3个杂交组合:‘Q-17’×‘绿黄红边’、‘南农庐火’×‘迷你黄’和‘Q1-39’×‘黑心黄’,3个组合分别获得了386、208和181株F_(1)后代。光反应周期的变异系数依次为5.85%、10.94%和8.76%,现蕾期、露色期、株高、节间长和叶片数等5个性状的变异系数在6.27%~27.21%之间,光反应周期在3个组合F_(1)群体中的中亲优势分别为5.81、6.88和9.69;除‘Q1-39’×‘黑心黄’组合的株高中亲优势不显著外,其他的5个性状均存在极显著的正向或负向中亲优势。混和遗传模型分析发现,光反应周期、现蕾期、露色期在3个杂交组合中的遗传模型存在差异。光反应周期在‘Q-17’×‘绿黄红边’组合中符合A-1模型,主基因遗传率为50.4%;在‘南农庐火’×‘迷你黄’组合中符合A-0模型,没有主基因控制;在‘Q1-39’×‘黑心黄’组合中符合B-1模型,主基因遗传率为84.93%,属于高度遗传力。

关键词：切花菊光反应周期杂种优势混合遗传分析

小菊若干性状在F1代的表现及细胞悬浮培养与再生体系的建立

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小菊若干性状在F1代的表现及细胞悬浮培养与再生体系的建立

作者：蒋甲福南京农业大学

学位级别：硕士

用‘水晶白’、‘托桂’等30个小菊品种为亲本，配制成26个杂交组合，对杂交后代的性状进行统计分析，结果发现：红色遗传能力大于黄色，且表现出较强的偏母性遗传特点，而原始色黄色和白色没有明显的偏母性遗传特点，以白色系品种作母... 详细信息

用‘水晶白’、‘托桂’等30个小菊品种为亲本，配制成26个杂交组合，对杂交后代的性状进行统计分析，结果发现：红色遗传能力大于黄色，且表现出较强的偏母性遗传特点，而原始色黄色和白色没有明显的偏母性遗传特点，以白色系品种作母本后代会出现许多亲本不具有的花色。杂交后代的冠幅、株高与双亲比较，F代的冠幅、株高表现出明显的弱势，杂种总平均冠幅和株高仅分别相当于亲中值的63.2％和71.8％，且随着母本冠幅、株高的增大，杂种平均冠幅、株高与亲中值的比值分别由71.6％降到49.3％，76.5％降到63.0％，但因变异幅度大，仍有超亲个体存在。杂交后代的舌状花数目、筒状花数目和花序直径与双亲比较，F代表现出明显的遗传优势，杂种总平均舌状花数目、筒状花数目和花序直径分别相当于亲中值的122.6％、128.7％、124.7％，随着母本舌状花数目和筒状花数目的增大，杂种平均舌状花数目、筒状花数目和花序直径的增加幅度变缓，甚至出现衰弱的趋势，但花序直径除外。在花型上，平盘型的遗传能力比单窄瓣型的强。正叶遗传能力比长叶强，托叶有很强的遗传能力。以小菊‘七月红’、‘金莲’、‘七月蜂黄’、‘矮红’、‘盏黄’等5个品种的叶片为外植体，在MS+2.0mg．L2，4-D+0.2mg．L6-BA的培养基上诱导愈伤组织，转接到MS+2.0mg．L6-BA+0.1mg．LNAA分化培养基上，选出分化能力较强的品种为‘七月红’。再以‘七月红’的叶片上部、叶片下部、叶柄、茎段为外植体，在不同培养基(B5、MS)上诱导愈伤组织，发现茎段最易诱导出愈伤组织，培养基以B5添加0.5mg．L2，4-D+0.2mg．L6-BA，MS添加1.0mg．L2，4-D+0.2mg．L6-BA效果较好;在添加2mg．L6-BA+0.1mg．LNAA的分化培养基(B5、MS)上，茎段再生芽能力较理想。利用小菊品种‘七月红’，对小菊细胞悬浮培养及植株再生进行了研究。将长约0.3cm的茎段在含有1.0mg．L2，4-D+0.2mg．L6-BA和0.2mg．LKT+1.0mg．LNAA+0.2mg．L2，4-D的MS培养基上，诱导出生长迅速、质地疏松的愈伤组织。将得到的愈伤组织在含0.5mg．L2，4-D+0.2mg．L6-BA的MS液体培养基中进行振荡培养，建立了细胞悬浮系。取适量悬浮液，采用固液双层培养，转到含0.2mg．LKT+0.2mg．L2，4-D的MS固体培养基上，会有最高的植板率，达0.09％，一个月后再生的愈伤组织直径约0.2cm。将愈伤组织进一步转移到添加2mg．L6-BA+0.1mg．LNAA的MS培养基上，继代第4次，开始分化出芽，转到生根培养基上生根形成了小植株。

关键词：小菊品种杂交性状遗传细胞悬浮培养植株再生

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菊花菌核病病原菌鉴定、抗性筛选与防治

核农学报 2022年第1期36卷 24-33页

作者：杨顺超刘晔蒋甲福陈素梅陈发棣管志勇房伟民南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部景观设计重点实验室/南京农业大学园艺学院江苏南京210095

菌核病是菊花生产中的一种重要病害。为明确菊花菌核病病原菌的种类、品种抗性差异和有效的防治药剂,本研究采用组织分离法对病原菌进行分离培养,结合形态学特征、生物学特征和分子生物学研究进行鉴定,并筛选了33个切花菊品种以及7种杀... 详细信息

菌核病是菊花生产中的一种重要病害。为明确菊花菌核病病原菌的种类、品种抗性差异和有效的防治药剂,本研究采用组织分离法对病原菌进行分离培养,结合形态学特征、生物学特征和分子生物学研究进行鉴定,并筛选了33个切花菊品种以及7种杀菌剂。结果表明,从感病植株上分离得到的病原菌能够重新感染菊花,并且再次分离得到的菌株与原菌株相同。通过病原菌的形态、感染特征和分子序列分析,确定了该病原菌为核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)。病原菌在酵母浸出粉胨葡萄糖培养基(YEPD)上的生长速度最快,在20~30℃时生长最好,在pH值5~7时生长较快,对碳源的种类要求不严格,以蛋白胨为氮源时生长较好。共筛选了33份菊花材料,未发现免疫及抗病品种,有6份中抗品种,13份中感品种,14份感病品种,且离体与活体接种差异性不大。氟酰胺和肟菌酯对核盘菌具有显著抑制效果,半数效应浓度(EC;)分别为0.09 mg·L^(-1)和0.65 mg·L^(-1);此外,通过接种后喷施杀菌剂发现,氟酰胺和肟菌酯的防治效果分别达到了98.26%和90.93%,显著优于其他杀菌剂。本研究建立了菊花菌核病的鉴定、筛选与防治的基本方法,为后续菊花抗性育种与品种改良奠定了基础。

关键词：菊花菌核病病原菌鉴定抗性筛选杀菌剂防治

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中国菊花遗传育种60年回顾与展望

园艺学报 2022年第10期49卷 2143-2162页

作者：苏江硕贾棣文王思悦张飞蒋甲福陈素梅房伟民陈发棣南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新国家重点实验室农业农村部花卉生物学与种质创制重点实验室农业农村部景观农业重点实验室国家林业和草原局华东地区花卉生物学重点实验室南京210095

简要介绍了菊花在中国的发展历程,回顾了60年来中国在菊花种质资源、重要性状遗传和形成的分子机制、传统育种和现代生物技术育种进展及取得的主要成就,阐述了转基因、基因编辑、分子标记辅助选择、多组学等现代生物学技术在中国菊花遗... 详细信息

简要介绍了菊花在中国的发展历程,回顾了60年来中国在菊花种质资源、重要性状遗传和形成的分子机制、传统育种和现代生物技术育种进展及取得的主要成就,阐述了转基因、基因编辑、分子标记辅助选择、多组学等现代生物学技术在中国菊花遗传育种研究中的应用现状,并针对存在的主要问题提出育种发展建议。

关键词：菊花种质资源遗传育种重要性状生物技术分子机制