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山药块茎膨大期DoCDPK1基因生物信息学及低温胁迫下的表达分析

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中国瓜菜 2024年第7期37卷 42-51页

作者：高晶晶张艳芳邢丽南葛明然季祥霍秀文内蒙古农业大学园艺与植物保护学院呼和浩特010019 内蒙古自治区农牧业技术推广中心呼和浩特010011

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在植物的生长发育及逆境胁迫方面发挥着重要作用。以大和长芋和毕克齐山药为试验材料,克隆钙依赖性蛋白激酶基因DoCDPK1,并对其进行生物信息学分析,为DoCDPK1基因的功能研究奠定基础。采用生物信息学方法分析DoCD... 详细信息

钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在植物的生长发育及逆境胁迫方面发挥着重要作用。以大和长芋和毕克齐山药为试验材料,克隆钙依赖性蛋白激酶基因DoCDPK1,并对其进行生物信息学分析,为DoCDPK1基因的功能研究奠定基础。采用生物信息学方法分析DoCDPK1基因结构,构建瞬时表达载体,对DoCDPK1蛋白进行亚细胞定位;采用qRT-PCR分析DoCDPK1基因在不同山药品种的不同发育阶段及低温胁迫处理下的表达模式。结果表明(:1)DoCDPK1基因序列长度为2023 bp,编码521个氨基酸。(2)DoCDPK1与几内亚薯蓣CDPK蛋白序列的一致性为97%,且DoCDPK1存在STKc_CAMK结构域。(3)瞬时表达分析表明,DoCDPK1蛋白定位于细胞核与细胞膜。(4)大和长芋山药中的CDPK活性更高,DoCDPK1可能参与调控山药块茎膨大后期的生长发育。(5)经4℃低温胁迫后,CDPK活性降低,DoCDPK1表达量上调,且表达水平在不同时间处理下存在差异。综上所述,DoCDPK1可能参与调控山药块茎膨大后期的生长发育及低温胁迫响应过程。

关键词：山药钙依赖性蛋白激酶亚细胞定位低温胁迫基因表达量

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光强对山药叶片结构和光合特性的影响

植物生理学报 2024年第5期60卷 808-822页

作者：黄小龙张艳芳郭树春邢丽南葛明然张晓蒙张勇霍秀文内蒙古农业大学园艺与植物保护学院呼和浩特010019 内蒙古自治区农牧业科学研究院呼和浩特010019 巴彦淖尔市农牧业科学研究所内蒙古巴彦淖尔015000

为探讨山药对不同光环境的适应机制,本研究以‘大和长芋’山药为试验材料,设置不同光强,比较分析不同光强下叶片形态结构、组织结构、超微结构、光合特性、光合产物及光响应基因表达量的变化。结果表明:(1)光强减弱,山药通过增大叶片面... 详细信息

为探讨山药对不同光环境的适应机制,本研究以‘大和长芋’山药为试验材料,设置不同光强,比较分析不同光强下叶片形态结构、组织结构、超微结构、光合特性、光合产物及光响应基因表达量的变化。结果表明:(1)光强减弱,山药通过增大叶片面积、叶绿素含量,使叶片结构变疏松、细胞变小和类囊体基粒片层数增加,增加光吸收面积从而提高光吸收能力;(2)55%~70%遮光率下叶片净光合速率(P_(n))和蒸腾速率(T_(r))显著降低,淀粉及可溶性糖含量显著下降,山药通过提高叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性和CO_(2)同化率,降低弱光对光合作用的影响;(3)55%~70%遮光率下DA1、TCP-1、TOR-1、TOR-2表达量显著增加,DA1、TOR-2表达量与叶面积和叶片厚度呈显著正相关,正向调控山药叶片变大变厚,提高光能利用率。综上所述,山药在不同光强下通过调整叶片结构特征捕获更多的光能,弱光强下改变光合特性和光响应基因表达量以适应不同光环境,这为解析山药叶片应对不同光强的反应机制提供了理论依据。

关键词：山药光强叶片结构光合特性基因表达

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乌兰布和沙漠山药机械化种植技术及存在问题探究

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农业技术与装备 2024年第1期 47-49,52页

作者：张勇张晓蒙张艳芳菅志亮霍秀文边学忠赵瑞平巴彦淖尔市农牧业科学研究所内蒙古自治区临河015000 内蒙古农业大学内蒙古自治区呼和浩特010000

以乌兰布和沙漠种植山药生产实践为依据,从品种选择、选地、耕整地、播种、田间管理、收获、贮存等方面分析,以山药种植农艺和农机融合为技术路线,总结了乌兰布和沙漠山药机械化种植技术关键要点,旨在为乌兰布和沙漠山药种植提供技术支... 详细信息

以乌兰布和沙漠种植山药生产实践为依据,从品种选择、选地、耕整地、播种、田间管理、收获、贮存等方面分析,以山药种植农艺和农机融合为技术路线,总结了乌兰布和沙漠山药机械化种植技术关键要点,旨在为乌兰布和沙漠山药种植提供技术支撑;对当前乌兰布和沙漠种植山药存在的制约因素、瓶颈性问题进行了讨论,提出急需在山药播种一体机、山药收获机具、生物降解地膜的应用方面开展攻关研究的建议,以实现山药的全程机械化和绿色高质量种植。

关键词：山药机械化种植技术乌兰布和沙漠

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山药CDPK20基因的应答低温胁迫的表达特征与功能分析

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分子植物育种 2022年

作者：高圆丽季祥张艳芳王金鑫张勇张晓蒙刘小燕霍秀文内蒙古农业大学园艺与植物保护学院内蒙古自治区野生特有蔬菜种质资源与种质创新重点实验室巴彦淖尔市农牧业科学研究院鄂尔多斯市农牧业科学研究院

钙依赖性蛋白激酶在植物适应各种环境变化中扮演了重要的角色。为了验证山药钙依赖性蛋白激酶CDPK20基因对山药的耐低温作用，试验以大和长芋山药(Dioscorea opposite Thunb.)组培苗为试验材料，以正常生长状态下植株为对照，分别测定在...

钙依赖性蛋白激酶在植物适应各种环境变化中扮演了重要的角色。为了验证山药钙依赖性蛋白激酶CDPK20基因对山药的耐低温作用，试验以大和长芋山药(Dioscorea opposite Thunb.)组培苗为试验材料，以正常生长状态下植株为对照，分别测定在-4 ℃低温胁迫下1 h、2 h、4 h、8 h和12 h钙依赖性蛋白激酶活性，并采用RT-qPCR技术分析不同时间低温胁迫下CDPK20基因的表达量，结果表明，山药内部钙依赖性蛋白激酶活性在低温胁迫下先降后升再降的趋势，且显著低于对照株，同时低温胁迫诱导了山药内源基因CDPK20的表达量升高，趋势与钙依赖性蛋白激酶活性协同一致。采用农杆菌介导法，利用pPZP221-CDPK20对烟草叶片进行遗传转化。对成功转入CDPK20基因的烟草进行分析表明，转基因烟草的超氧化物歧化酶活性，过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性，钙依赖性蛋白激酶活性，可溶性蛋白含量、脯氨酸含量明显增加，MDA含量和相对电导率降低，转基因烟草的耐低温性增强。验证了低温胁迫下山药钙依赖性蛋白激酶CDPK20基因在植株体内的具有调控作用。

关键词：

光照强度对山药光合特性的影响和Rubisco羧化酶基因的克隆及表达分析

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植物生理学报 2023年第6期59卷 1169-1183页

作者：陈妍张艳芳赵令敏葛明然邢丽南霍秀文内蒙古农业大学园艺与植物保护学院内蒙古自治区野生特有蔬菜种质资源与种质创新重点实验室呼和浩特010019

核糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中参与CO_(2)同化的关键酶,Rubisco酶的活化取决于Rubisco活化酶(rubisco activase,RCA)的活性。为探讨不同光照强度下山药形态结构变化和生理响应特征,本试验以‘大和长芋’山药为材料... 详细信息

核糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中参与CO_(2)同化的关键酶,Rubisco酶的活化取决于Rubisco活化酶(rubisco activase,RCA)的活性。为探讨不同光照强度下山药形态结构变化和生理响应特征,本试验以‘大和长芋’山药为材料,研究在全光照及2种不同透光率T1(60%~75%FL)、T2(30%~45%FL)下山药叶片形态结构、光合特性及块茎淀粉积累相关指标,采用RT-PCR技术克隆山药Rubisco羧化酶基因,并分析其表达模式。结果表明:山药在遮光下,叶面积分别增大17.2%和33.43%;对气孔开度的变化显著,叶片厚度显著降低且上表皮厚度也明显减少,栅栏组织细胞彼此融合而变粗,海绵组织细胞排列较稀疏。净光合速率、蒸腾速率和气孔导度随光照强度的降低而减小,胞间CO_(2)浓度没有明显变化;叶绿素含量显著上升以及Rubisco、RCA酶活力下降。遮光影响块茎的膨大,淀粉、蔗糖含量及相关酶活性呈不同程度的降低。山药Rubisco羧化酶基因(DoRbcL)的ORF长度为1752 bp,编码583个氨基酸,与几内亚薯蓣的氨基酸序列相似度较高。DoRbcL基因呈组织特异性表达,在叶中表达量最高且遮光后基因表达量显著降低,且与遮光程度呈正相关。这为解析山药对光照变化的适应性和响应机制提供了理论依据。

关键词：山药光照强度光合特性 Rubisco羧化酶基因克隆表达分析

山药异淀粉酶基因克隆及其在淀粉代谢中的作用

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西北植物学报 2022年第11期42卷 1827-1834页

作者：赵令敏张艳芳邢丽南葛明然刘小燕霍秀文内蒙古农业大学园艺与植物保护学院内蒙古自治区野生特有蔬菜种质资源与种质创新重点实验室呼和浩特010019 鄂尔多斯市农牧业科学研究院内蒙古鄂尔多斯017000

为了明确异淀粉酶基因(ISA 3)在山药淀粉代谢中的作用,该研究以‘毕克齐’和‘大和长芋’山药为试验材料,测定了块茎中淀粉及组分含量和异淀粉酶活性等;采用RT-PCR技术克隆了ISA 3,并进行生物学分析及山药块茎不同膨大期和不同组织间IS... 详细信息

为了明确异淀粉酶基因(ISA 3)在山药淀粉代谢中的作用,该研究以‘毕克齐’和‘大和长芋’山药为试验材料,测定了块茎中淀粉及组分含量和异淀粉酶活性等;采用RT-PCR技术克隆了ISA 3,并进行生物学分析及山药块茎不同膨大期和不同组织间ISA 3基因的表达等。结果表明:(1)山药‘大和长芋’的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均显著高于‘毕克齐’,且两品种的淀粉含量随生长发育的变化均呈先升高后降低的趋势,并均于种植后120 d时达到最高,但‘毕克齐’的异淀粉酶(ISA)活性在整个膨大期均高于‘大和长芋’。(2)成功克隆获得山药ISA 3开放阅读框长1584 bp,编码527个氨基酸;ISA3为亲水性蛋白。(3)不同品种块茎在膨大时期的ISA 3基因表达趋势不同,‘毕克齐’中呈先显著上调随后下调,而在‘大和长芋’中表达总体下调,且在山药的叶、茎和块茎中均有表达,存在明显的组织特异性。(4)ISA活性与山药淀粉及支链淀粉含量呈显著和极显著正相关关系,但ISA活性与ISA 3的表达量呈负相关关系。研究表明,异淀粉酶参与了山药块茎中淀粉的合成,且主要对支链淀粉的合成起关键作用,ISA 3基因的表达可能对异淀粉酶活性和淀粉的合成起负调控作用。

关键词：山药异淀粉酶基因克隆表达分析

长山药块茎休眠期相关酶活性及内源激素含量变化

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华北农学报 2011年第2期26卷 198-202页

作者：朱海旺霍秀文内蒙古农业大学农学院内蒙古呼和浩特010019

以2个长山药栽培品种为材料,从采收到出苗设计了5个时期,研究其块茎内部相关酶活性及内源激素含量的变化,结果表明:休眠期间块茎内淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性较低,随着休眠的解除活性逐渐升高;过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)在块茎深... 详细信息

以2个长山药栽培品种为材料,从采收到出苗设计了5个时期,研究其块茎内部相关酶活性及内源激素含量的变化,结果表明:休眠期间块茎内淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性较低,随着休眠的解除活性逐渐升高;过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)在块茎深度休眠时活性较高,休眠解除块茎萌动后活性迅速下降,不同品种间以上几种酶的变化趋势基本相同。休眠期间长山药块茎中ABA含量随着休眠的进程而降低,GA3、IAA、ZR(玉米素核苷)含量及GA3/ABA、IAA/ABA比值变化随着休眠的进程而增加,ZR含量变化比较平缓;据酶活性与内源激素含量及比值的变化分析,可推断长山药在贮藏60 d后,休眠开始解除,贮藏150 d左右休眠基本解除,这一时期是块茎由休眠转向发芽状态的一个缓慢破除休眠的过渡时期。因此,在贮藏60 d后(休眠解除启动开始),才可以通过一定措施缩短或打破休眠。

关键词：长山药酶活性内源激素

“融合式、多元化”蔬菜育种学教学体系的构建与实施——以内蒙古农业大学园艺专业为例

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大学教育 2023年第10期 45-47,67页

作者：陈贵华霍秀文张艳芳孙婧内蒙古农业大学内蒙古呼和浩特010020

文章以“新农科”建设的八个举措为指导,以适应现代园艺产业发展需求为导向,以园艺专业蔬菜育种学课程为例,进行课程教学体系的改革与探索,构建并实施“融合式、多元化”教学体系。通过培养方案和教学大纲的修订,构建课程思政元素与专... 详细信息

文章以“新农科”建设的八个举措为指导,以适应现代园艺产业发展需求为导向,以园艺专业蔬菜育种学课程为例,进行课程教学体系的改革与探索,构建并实施“融合式、多元化”教学体系。通过培养方案和教学大纲的修订,构建课程思政元素与专业教育相融合、信息技术与传统教学相融合、科研项目与实践教学相融合、实验教学多元化的蔬菜育种学教学新体系。遵循“以立德树人为根本,以强农兴农为己任”,培养新农科人才,全面提升园艺专业服务区域经济发展的能力。

关键词：新农科蔬菜育种学融合式多元化教学体系

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冰草属植物组织培养再生体系的建立

华北农学报 2004年第1期19卷 17-20页

作者：霍秀文魏建华张辉米福贵云锦凤内蒙古农业大学农学院内蒙古呼和浩特010018 北京市农业生物技术研究中心北京100089 内蒙古农业大学生态环境学院内蒙古呼和浩特010018

以适宜西北地区种植的优质牧草冰草属(AgropyronGaertn)中的三个不同种———蒙古冰草新品系(***)、航道冰草(***)、诺丹冰草(***)和一个种间杂种冰草———蒙农杂种冰草(***×***)为材料,分别以幼穗为外植体建立了冰草组织培养再生体... 详细信息

以适宜西北地区种植的优质牧草冰草属(AgropyronGaertn)中的三个不同种———蒙古冰草新品系(***)、航道冰草(***)、诺丹冰草(***)和一个种间杂种冰草———蒙农杂种冰草(***×***)为材料,分别以幼穗为外植体建立了冰草组织培养再生体系。诱导愈伤组织的培养基为改良MS+2,4 D2.0mg/L,分化培养基为MS(无附加成分),在1/2MS培养基上生根后得到完整小植株。结果表明在本试验条件下,不同长度的幼穗在培养时,其愈伤组织发生的部位及其增殖速度不同;4种材料愈伤组织诱导率和分化率无明显差异,均可有效诱导愈伤组织并分化成再生植株,再生植株的产生主要通过直接器官发生途径。

关键词：冰草属植物组织培养再生体系外植体培养基