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A betaxanthin-based visible and fluorescent reporter for monitoring plant transformation

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The Crop Journal 2023年第2期11卷 666-671页

作者： Yuanjie Deng Aoqi Duan Tong Li Huiru Wang aisheng xiong State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement Ministry of Agriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Biology and Germplasm Enhancement of Horticultural Crops in East ChinaCollege of HorticultureNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095JiangsuChina

Commonly used reporters rely on a single property,such as the fluorescence of GFP and visible color of anthocyanins,therefore these reporters hardly handle the complicated condition in *** are a group of plant natural products derived from the amino acid *** visible yellow-orange color and green fluorescence under blue light make it a promising new *** two enzymatic reactions are required to convert tyrosine into ***,we synthesized an open reading frame named Bx that contained all the betaxanthins biosynthetic genes and demonstrated its use as a powerful and efficient reporter in tobacco,carrot,and tomato.

关键词： Reporter Betaxanthins Visible Fluorescent Plant transformation

Dc GA20ox2 and DcGA2ox1 alter endogenous gibberellin contents and adjust lignin accumulation in carrot

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Horticultural Plant Journal 2024年第6期10卷 1398-1413页

作者： Min Jia Yahui Wang Chen Chen Rongrong Zhang Guanglong Wang aisheng xiong State Key Laboratory of Crop Genetics&Germplasm Enhancement and Utilization Ministry of Agriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Biology and Germplasm Enhancement of Horticultural Crops in East ChinaCollege of HorticultureNanjing Agricultural UniversityNanjingJiangsu 210095China School of Life Science and Food Engineering Huaiyin Institute of TechnologyHuaianJiangsu 223003China

Gibberellins(GAs)are a class of plant hormones that can affect plant growth and ***-oxidases are rate-limiting enzymes,which play a direct role in GA accumulation in ***,the roles of GA-oxidase on carrot(Daucus carota L.)taproot development are still *** this study,two GA-oxidase genes,DcGA20ox2 and DcGA2ox1,were identified in *** carrot plants were obtained by using Agrobacterium-mediated genetic transformation *** results showed that overexpression of DcGA20ox2 significantly promoted the accumulation of active GAs in carrot,increased plant height,generated more branches,and enhanced xylem *** of DcGA2ox1 significantly reduced the total contents of active GAs compared with the control group,resulting in a dwarf phenotype and markedly increased lignin content of the transgenic *** expression profiling showed that the genes of GA metabolic pathway responded to the negative feedback regulation *** the same time,the expression of most genes in lignin biosynthesis and polymerization process was up-regulated,corresponding to the massive accumulation of *** findings indicated that DcGA20ox2 and DcGA2ox1affected carrot growth and development by regulating the levels of endogenous *** results from current work might shed light on further studies aimed to regulate lignification in carrot and other crops.

关键词： Daucus carota Gibberellin GA-oxidase Lignin GA accumulation

Transcriptomic analysis of interstockinduced dwarfism in Sweet Persimmon(Diospyros kaki Thunb.)

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Horticulture Research 2019年第1期6卷 1086-1102页

作者： Yanying Shen Weibing Zhuang Xutong Tu Zhihong Gao aisheng xiong Xinyi Yu Xuehan Li Feihong Li Shenchun Qu College of Horticulture Nanjing Agricultural University210095 NanjingJiangsuChina Jiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement 210014 NanjingChina Jiangsu Key Laboratory for the Research and Utilization of Plant Resources Institute of BotanyJiangsu Province and Chinese Academy of Sciences210014 NanjingChina

Growth monitoring indicated that the height of‘Kanshu’plants with‘Nantong-xiaofangshi’as an interstock was significantly shorter than that of‘Kanshu’plants with no interstock.A transcriptome analysis of the two graft combinations(‘Kanshu’/Diospyros lotus and‘Kanshu’/‘Nantong-xiaofangshi’/Diospyros lotus)was conducted to explore the dwarfing genes related to the use of the‘Nantong-xiaofangshi’*** levels and water conductance were also measured in these two graft *** results indicated that the levels of both IAA and GA were lower in‘Kanshu’that had been grafted onto the‘Nantong-xiaofangshi’interstock than in‘Kanshu’with no interstock;additionally,the water conductance was lower in grafts with interstocks than in grafts without *** expression of AUX/IAA and auxin-responsive GH3 genes was enhanced in scions grafted on the interstock and was negatively correlated with the IAA content and growth of *** expression of GA2ox,DELLA,and SPINDLY genes were also upregulated and associated with a decrease in the level of GA in scions grafted on the *** one of the GA2ox unigenes was annotated as DkGA2ox1 in Diospyros kaki,but was not functionally validated,a functional analysis was conducted in transgenic *** of DkGA2ox1 in transgenic plants resulted in a dwarf phenotype that could be recovered by the exogenous application of *** conclude that the‘Nantong-xiaofangshi’interstock affects the water conductance and expression of genes related to the metabolism and transduction of IAA and GA in the grafted scion and thus regulates phytohormone levels,producing dwarfing.

关键词： metabolism Sweet dwarf

黑田五寸胡萝卜中3个Orange基因的克隆与表达分析

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核农学报 2021年第11期35卷 2482-2492页

作者：王迎港熊爱生徐志胜南京农业大学园艺学院江苏南京210095

在植物中Orange(Or)蛋白对类胡萝卜素的生物合成和积累具有重要的作用。对胡萝卜全基因组分析后鉴定到3个Or基因,为分析3个Or基因与类胡萝卜素合成的相关性,以橙色胡萝卜品种黑田五寸为研究材料,克隆得到3个Or基因,并对其进行生物信息... 详细信息

在植物中Orange(Or)蛋白对类胡萝卜素的生物合成和积累具有重要的作用。对胡萝卜全基因组分析后鉴定到3个Or基因,为分析3个Or基因与类胡萝卜素合成的相关性,以橙色胡萝卜品种黑田五寸为研究材料,克隆得到3个Or基因,并对其进行生物信息学分析及实时荧光定量(qRT-PCR)分析。序列分析表明,DcOr1、DcOr2和DcOr3的开放阅读框(ORF)全长分别为933、858和939 bp,分别编码310、285和312个氨基酸;推测的氨基酸序列含有4个高度保守的富含半胱氨酸区域。DcOr1和DcOr3均由8个外显子和7个内含子组成,DcOr2由7个外显子和6个内含子组成。进化树分析显示,DcOr1与DcOr2进化关系最近,而DcOr3与三裂叶薯Or蛋白(XP;31112030.1)进化关系最近。qRT-PCR结果表明,3个DcOr基因在30、60、90和120 d的胡萝卜根中均有表达,其中DcOr2的相对表达量最低,DcOr3在各个阶段的相对表达量都为最高,在90 d时达到峰值,且相对表达量趋势与DcPSY1和DcPSY2最接近,推测DcOr3与胡萝卜类胡萝卜素合成最相关。本研究为探究胡萝卜生长发育过程中类胡萝卜素的生物合成机制提供了一定的理论依据。

关键词： Orange蛋白类胡萝卜素基因克隆表达分析胡萝卜

芹菜品种‘六合黄心芹’AgCCoAOMT基因的克隆及表达特性分析

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植物资源与环境学报 2016年第3期25卷 19-27页

作者：苑笑阳吴雪君聂力许珂熊爱生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部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室江苏南京210095

根据伞形科(Apiaceae)植物芹菜(Apium graveolens Linn.)的转录组数据库,从芹菜品种‘六合黄心芹’(‘Liuhe Huangxinqin’)叶片总RNA中克隆获得咖啡碱-辅酶A-O-甲基转移酶基因,命名为Ag CCo AOMT基因。序列分析结果表明:Ag CCo AOMT基... 详细信息

根据伞形科(Apiaceae)植物芹菜(Apium graveolens Linn.)的转录组数据库,从芹菜品种‘六合黄心芹’(‘Liuhe Huangxinqin’)叶片总RNA中克隆获得咖啡碱-辅酶A-O-甲基转移酶基因,命名为Ag CCo AOMT基因。序列分析结果表明:Ag CCo AOMT基因包含1个长度726 bp的开放阅读框(ORF),编码241个氨基酸;该基因编码的蛋白质为Ag CCo AOMT,其理论相对分子质量为27 010,理论等电点p I 5.35;在Ag CCo AOMT蛋白中,酸性氨基酸所占比例高于碱性氨基酸,脂肪族氨基酸所占比例约为芳香族氨基酸的3倍;该蛋白属于疏水性蛋白,并含有1个保守的Ado Met_MTases结构域,说明Ag CCo AOMT蛋白属于Ado Met_MTases超级家族;Ag CCo AOMT蛋白的三级结构包含多个α-螺旋和β-折叠,与紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)CCo AOMT蛋白三级结构的一致性为84.58%。多重比对和系统树分析结果表明:Ag CCo AOMT蛋白有较高的保守性;该蛋白与同科植物大阿米芹(Ammi majus Linn.)和欧芹〔Petroselinum crispum(Mill.)Nyman ex ***〕CCo AOMT蛋白的进化关系最近,与睡莲科(Nymphaeaceae)植物莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)CCo AOMT蛋白的进化关系较近。qRT-PCR检测结果表明:Ag CCo AOMT基因能够在‘六合黄心芹’的根、茎、叶柄和叶片中表达,且在叶片中的相对表达量极显著(P<0.01)高于其他组织,说明该基因的表达具有明显的组织特异性;不同生长发育阶段该基因在叶片中的相对表达量有明显差异,其在商品期(播种后第65天)的相对表达量极显著高于幼苗期(播种后第25天)和生长旺盛期(播种后第45天)。研究结果显示:Ag CCo AOMT基因与‘六合黄心芹’叶的老化和木质素含量升高有关,且在进化过程中具有较高的保守性。

关键词：芹菜 AgCCoAOMT基因序列分析多重比对表达特性

基于代谢组学分析丝瓜果肉褐变过程酚酸类物质变化

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中国农业科学 2021年第22期54卷 4869-4879页

作者：王雅慧刘晓宏雍明丽熊爱生苏小俊江苏省农业科学院蔬菜研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室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/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室

【目的】褐变是影响丝瓜商品价值的主要因素,酚酸类物质代谢是导致褐变的主要原因。研究丝瓜褐变过程酚酸类物质变化有助于深入了解丝瓜褐变的生理机制,为丝瓜的贮藏和加工、品种选育和种质资源利用提供依据。【方法】以耐褐变丝瓜品种... 详细信息

【目的】褐变是影响丝瓜商品价值的主要因素,酚酸类物质代谢是导致褐变的主要原因。研究丝瓜褐变过程酚酸类物质变化有助于深入了解丝瓜褐变的生理机制,为丝瓜的贮藏和加工、品种选育和种质资源利用提供依据。【方法】以耐褐变丝瓜品种‘2D-2’和易褐变丝瓜品种‘35D-7’为试验材料,测定其鲜切后放置不同时间的褐变程度、总酚含量和多酚氧化酶活性,并借助超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)联用的方法对沸水浴褐变前后的丝瓜果肉样品进行代谢组学分析。【结果】鲜切褐变处理后,2个品种丝瓜果肉中的多酚含量及多酚氧化酶活性均有所增加。与‘2D-2’相比,丝瓜品种‘35D-7’的褐变程度较重,放置24 h后的总酚含量约为‘2D-2’的3倍以上;多酚氧化酶活性在放置12 h时最高,达174.23 U·g·min。通过代谢组学对易褐变丝瓜品种‘35D-7’酶促褐变反应底物及褐变前后的差异代谢物进行分析,经检测共获得420种代谢物,其中229种为差异代谢物。经褐变处理后,140种差异代谢物含量显著下降,89种升高。KEGG通路富集分析结果表明,苯丙素类生物合成、脯氨酸代谢和类黄酮生物合成等代谢途径中的代谢物含量发生了显著变化。代谢组定性定量分析结果发现,供试样品丝瓜果肉中鉴定出的酚酸类物质中对香豆酸含量最高,其次是松柏苷和龙胆酸。经褐变处理后,共有35种差异代谢物被鉴定为酚酸类代谢物。其中,松柏醛、3-氨基水杨酸和咖啡酸苯乙酯的含量下降最明显。相反地,紫丁香苷、2,5-二羟基苯甲酸O-己糖苷和异绿原酸A的含量显著提高,log2变化倍数达10以上。【结论】易褐变丝瓜品种‘35D-7’果肉中的主要酚类物质为对香豆酸,参与丝瓜‘35D-7’果肉褐变过程的主要酚酸类代谢物有松柏醛、紫丁香苷和异绿原酸A等。

关键词：丝瓜果肉酶促褐变代谢组酚酸

次氯酸钠处理种子对芹菜幼苗可溶性糖含量及相关基因表达的影响

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植物生理学报 2022年第1期58卷 165-172页

作者：谭杉杉仇亮段奥其贾敏刘燕花熊爱生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华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室南京210095 江苏沿江地区农业科学研究所江苏南通226001

种皮革质化、透水性差的特点导致芹菜种子发芽慢、发芽不整齐。次氯酸钠溶液作为消毒剂可以促进种子萌发,但次氯酸钠处理种子对芹菜幼苗的影响尚不清楚。本文探讨了不同浓度次氯酸钠溶液浸种对芹菜3个生长阶段(播种后20、40、60 d)幼苗... 详细信息

种皮革质化、透水性差的特点导致芹菜种子发芽慢、发芽不整齐。次氯酸钠溶液作为消毒剂可以促进种子萌发,但次氯酸钠处理种子对芹菜幼苗的影响尚不清楚。本文探讨了不同浓度次氯酸钠溶液浸种对芹菜3个生长阶段(播种后20、40、60 d)幼苗可溶性糖含量的影响,并结合RT-qPCR技术分析了与可溶性糖代谢通路相关基因表达情况(蔗糖合成酶基因SS、蔗糖磷酸合成酶基因SPS、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因UGPase、蔗糖磷酸磷酸酶基因SPP、转化酶基因Ivr)。研究发现5%的次氯酸钠溶液浸种可提高芹菜幼苗叶片可溶性糖含量且效果最佳,其中‘六合黄心芹’和‘赛雪’芹菜幼苗叶片在播种后60 d的含糖量分别为13.20和14.00 mg·g^(-1) (FW);此外,两个品种三个生长阶段的可溶性糖合成相关基因SS和SPS的相对表达量均在5%次氯酸钠浸种最高。结果表明5%次氯酸钠溶液浸泡芹菜种子是提高幼苗可溶性糖含量的适合浓度,可为提高芹菜产量提供理论依据。

关键词：芹菜种子次氯酸钠幼苗可溶性糖基因表达

基于HS-SPME-GC-MS与电子鼻分析芹菜贮藏期间挥发性物质的变化

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食品工业科技 2024年第5期45卷 212-222页

作者：芦佳琪吴玉珍张瑞韩晶晶熊爱生郁志芳南京农业大学食品科技学院江苏南京210095 南京农业大学园艺学院江苏南京210095

采用顶空固相微萃取技术结合气相色谱-质谱联用(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)和电子鼻技术分析了20.0℃贮藏期间芹菜叶片挥发性物质的组成和含量的变化。结果显示,采用HS-SPME-GC-MS技术从芹菜中共检测到108种挥发性物质,单萜类(43.2%~52.92%)和苯酞类(19.93%~28.97%)为主要组分,其中D-柠檬烯含量丰富(6600.64~48566.12μg/kg)。新鲜芹菜总挥发性物质含量为165682.48μg/kg,贮藏9 d后含量下降了40.92%,单萜类和苯酞类物质分别下降了9.72%和上升了8.98%。OAV分析结果表明芹菜叶片中共有31种OAV>1的特征挥发性物质,0~7 d特征挥发性物质有31种且组成相同,第9 d特征挥发性物质减少至29种,贮藏期间总OAV值呈下降趋势。聚类分析结果表明,0~3 d芹菜叶片以薄荷香和青草香为主,第7 d具有甜香、木香和樟脑香,第9 d后以辛辣和药草气味为主。基于电子鼻检测结果的主成分分析可以清晰区分不同贮藏时间芹菜叶片的香气,基于Pearson相关性分析,引起电子鼻响应值变化的物质主要是芹菜中萜类、醇类、芳香型挥发性物质(r≥0.80,P<0.05)。本研究的结果阐明了贮藏期间芹菜叶片挥发性物质组成和含量的变化规律,为贮藏期间芹菜新鲜度的判断提供了理论基础。

关键词：芹菜贮藏 HS-SPME-GC-MS 电子鼻挥发性物质 OAV

胡萝卜转录因子Dc BZR1基因的克隆及组织表达特异性分析

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植物生理学报 2021年第2期57卷 451-460页

作者：王欣蕊王雅慧张榕蓉徐志胜熊爱生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华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室南京210095

本研究以胡萝卜(Daucus carota ssp. sativus)‘黑田五寸’为试验材料克隆得到DcBZR1基因。该基因开放阅读框长939 bp,编码312个氨基酸。氨基酸序列比对和保守结构域分析结果表明DcBZR1含有bHLH结构域,属于BZR1/BES1家族。利用实时荧光... 详细信息

本研究以胡萝卜(Daucus carota ssp. sativus)‘黑田五寸’为试验材料克隆得到DcBZR1基因。该基因开放阅读框长939 bp,编码312个氨基酸。氨基酸序列比对和保守结构域分析结果表明DcBZR1含有bHLH结构域,属于BZR1/BES1家族。利用实时荧光定量PCR技术检测‘黑田五寸’(橙色)、‘紫宙’(紫色)和‘白玉’(白色)胡萝卜不同组织中和不同发育阶段下DcBZR1基因的相对表达水平,结果表明:不同组织中, DcBZR1基因均有表达且具有组织表达特异性,在根中的表达量最高;不同发育阶段下,各品种胡萝卜DcBZR1基因的相对表达水平变化规律基本一致,在播种后75 d时达到峰值;不同根色胡萝卜材料中, DcBZR1基因在橙色胡萝卜‘黑田五寸’中的表达水平较高。研究结果表明DcBZR1可能与类胡萝卜素合成相关并在胡萝卜肉质根发育过程中发挥重要作用。

关键词：胡萝卜 BZR1 基因克隆表达分析类胡萝卜素