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OcBSA:An NGS-based bulk segregant analysis tool for outcross populations

Molecular Plant 2024年第4期17卷 648-657页

作者： Lingkui Zhang Yanfeng duan Zewei Zhang Lei Zhang Shumin Chen Chengcheng Cai shaoguang duan Kang Zhang Guangcun Li Feng Cheng State Key Laboratory of Vegetable Biobreeding Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops of the Ministry of Agriculture and Rural AffairsKey Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Tuber and Root Crop of Ministry of Agriculture and Rural AffairsSino-Dutch Joint Laboratory of Horticultural GenomicsInstitute of Vegetables and FlowersChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China

Constructing inbred lines for self-incompatible species and species with long generation times is challenging,making the use of F1 outcross/segregating populations the main strategy for genetic studies of such ***,there is a lack of dedicated algorithms/tools for rapid quantitative trait locus(QTL)mapping using the F1 *** this end,we have designed and developed an algorithm/tool called OcBSA specifically for QTL mapping of F1 *** transforms the four-haplotype inheritance problem from the two heterozygous diploid parents of the F1 population into the two-haplotype inheritance problem common in current genetic studies by removing the two haplotypes from the heterozygous parent that do not contribute to phenotype segregation in the F1 *** of OcBSA on 1800 simulated F1 populations demonstrated its advantages over other currently available tools in terms of sensitivity and *** addition,the broad applicability of OcBSA was validated by QTL mapping using seven reported F1 populations of apple,pear,peach,citrus,grape,tea,and *** also used OcBSA to map the QTL for flower color in a newly constructed F1 population of potato generated in this *** OcBSA mapping result was verified by the insertion or deletion markers to be consistent with a previously reported locus harboring the ANTHOCYANIN 2 gene,which regulates potato flower *** together,these results highlight the power and broad utility of OcBSA for QTL mapping using F1 populations and thus a great potential for functional gene mining in outcrossing *** ease of use,we have developed both Windows and Linux versions of OcBSA,which are freely available at:https://***/Bioinformaticslab/OcBSA.

关键词： outcross BSA self-incompatible F1 population QTL mapping potato

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Overexpression of galactinol synthase 1 from Solanum commersonii(ScGolS1) confers freezing tolerance in transgenic potato

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Horticultural Plant Journal 2023年第3期9卷 541-552页

作者： Feiyan He Jianfei Xu Yinqiao Jian shaoguang duan Jun Hu Liping Jin Guangcun Li State Key Laboratory of Vegetable Biobreeding/Ministry of Agriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Tuber and Root Crop/Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China

Potato(Solanum tuberosum L.) is the fourth largest food crop in the world. Low temperatures cause serious damage to potato plants every year, and freezing tolerance has become a hot spot in potato research. Galactinol synthase(GolS) is a key enzyme in the synthesis of raffinose family oligosaccharides(RFOs), and plays an important role in the response of plants to abiotic stress. In this study, the ScGolS1 gene from Solanum commersonii was cloned and introduced into the S. tuberosum cultivars 'Atlantic' and 'Desiree' via Agrobacterium-mediated transformation. Phenotyping assays showed that overexpression of ScGolS1 could significantly improve freezing tolerance in transgenic potato *** physiological and biochemical experiments showed that the transgenic lines had lower relative conductivity, malondialdehyde content,and 3,3-diaminobenzidine staining and a higher plant survival rate compared with wild type(WT) under cold stress. Moreover, the C-repeat binding factors(CBF1, CBF2 and CBF3), the downstream cold-responsive genes COR413 and COR47, and the ethylene-responsive factor(ERF)transcription factor genes ERF3, ERF4 and ERF6, which function in the ethylene signaling pathway, were all induced by freezing treatment and expressed at higher levels in the ScGolS1 overexpression lines compared with WT. Besides, the expression of some genes such as MIPS, STS and RS from the RFO metabolic pathway was up-regulated under cold stress, resulting in changes in the content of some soluble sugars. This indicated that ScGolS1 overexpression altered the sugar composition and enhanced freezing tolerance in transgenic potato by inducing the ethylene and CBF signaling pathways. These results provided theoretical support and genetic resources for freezing tolerance breeding in potato.

关键词： Solanum commersonii ScGolS1 Freezing tolerance RFOs ERF CBF

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Horticultural Plant Journal 2022年第3期8卷 369-380页

作者： Yumeng Niu Guangcun Li Yinqiao Jian shaoguang duan Ju Liu Jianfei Xu Liping Jin Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Tuber and Root CropsMinistry of Agriculture and Rural AffairsBeijing 100081China

Early tuberization,a short period from stolon occurrence to tuber formation,is one of the major characteristics of a good early-maturing potato cultivar,while the regulatory mechanism of tuberization time(TT)is still *** this study,two tetraploid cultivars,Zhongshu 3(Z3)and Zhongshu 18(Z18),with short and long TT respectively,were examined to reveal regulatory genes related to TT using RNA sequencing of tissue samples taken during stolon occurrence,stolon swelling and tuber *** analysis showed that the gene expression patterns at the stolon swelling and tuber formation stages were significantly different from those at stolon occurrence in both Z3 and ***,we screened the differentially expressed genes(DEGs)at stolon swelling and tuber formation and compared them to those at stolon occurrence.A total of 3085 DEGs were specifically identified and analyzed according to Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes enrichment,and DEGs involved in starch and sucrose metabolism,plant hormone signal transduction and plant circadian clock were significantly *** circadian clock genes were significantly differentially expressed between Z3 and Z18,revealing an important role for the plant circadian pathway in regulating ***,three candidate genes,StGI,StPRR and StEFM involved in circadian regulation and significantly differentially expressed between Z3 and Z18,were discovered and confirmed by *** results provide valuable information for understanding the regulatory mechanisms of potato TT and represent a step toward breeding early-maturing potato cultivars.

关键词： Potato Tuberization time Transcriptome analysis Circadian rhythm genes

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Rabi Sidebands of Dressed Na Atom Excited By a Pulsed laser

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Chinese Physics Letters 1991年第3期8卷 141-144页

作者： CHEN Tianjie duan shaoguang Deportment of Physics Peking UniversityBeijing 100871

The observation of Rabi sideband of Na atom shows the two-level dressed atom model is over *** a multi-level model and considering the time evolution of the laser pulse the experiment is well explained.

关键词： laser bands pulse

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水氮耦合对马铃薯光合特性、块茎形成和品质的影响

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园艺学报 2022年第7期49卷 1491-1504页

作者：闫文渊秦军红段绍光徐建飞简银巧金黎平李广存农业农村部薯类作物生物学和遗传育种重点实验室中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

采用抗旱棚盆栽试验,以‘中薯18号’‘中薯28号’为材料,设定3种施氮与灌溉水平(低氮、中氮、高氮;水分亏缺、水分正常、水分过量),研究不同水氮处理对株高、块茎形成、光合特性、块茎质量和品质的影响,筛选最佳水氮组合。结果表明,不... 详细信息

采用抗旱棚盆栽试验,以‘中薯18号’‘中薯28号’为材料,设定3种施氮与灌溉水平(低氮、中氮、高氮;水分亏缺、水分正常、水分过量),研究不同水氮处理对株高、块茎形成、光合特性、块茎质量和品质的影响,筛选最佳水氮组合。结果表明,不同水分处理下,低氮促进了匍匐茎次顶端膨大,使块茎形成期提前,但最终未能形成高产。正常和过量水分下,两品种叶片气孔导度、净光合速率、叶绿素相对含量、株高均随着施氮量的增加而增加。同一水分处理下,地下部(地下茎和根)鲜质量、茎和叶的鲜质量均随施氮量的增加而增加。两品种在水分正常高氮处理下单株块茎质量为711.1 g、637.2 g,且此处理下两品种的净光合速率、产量水分利用效率、块茎淀粉与粗蛋白含量均达到最高水平。因此,马铃薯生育期宜采用水分正常高氮处理。

关键词：马铃薯光合特性块茎形成水氮耦合

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集体林权制度改革后经营林地面临的新形势及对策

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林业资源管理 2009年第1期 11-13页

作者：刘国顺王彬段绍光河南农业大学林学园艺学院河南省林业厅

全国集体林权制度改革正在全面展开。改革以后,涉及的利益主体出现了多元化,涉林单位和实体大量增加,林农成为林业经营的主要力量,林业生产关系发生了变化,对以后的林业经营将会产生重要的影响。本文主要从经营林地面临的灾害防治、科... 详细信息

全国集体林权制度改革正在全面展开。改革以后,涉及的利益主体出现了多元化,涉林单位和实体大量增加,林农成为林业经营的主要力量,林业生产关系发生了变化,对以后的林业经营将会产生重要的影响。本文主要从经营林地面临的灾害防治、科学技术管理、种苗种植与选择等入手,分析和预测集体林权改革后经营林地面临的新形势,提出经营林地的建议和想法。

关键词：集体林权制度改革经营林业灾害林农

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水分胁迫对不同熟性马铃薯生理特性的影响

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中国蔬菜 2022年第5期 44-52页

作者：闫文渊秦军红段绍光徐建飞简银巧金黎平李广存农业农村部薯类作物生物学和遗传育种重点实验室中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

为了明确水分亏缺对不同熟性马铃薯生长发育的影响。采用盆栽试验,研究4种土壤相对含水量(W1,75%~85%;W2,55%~65%;W3,35%~45%;W4,15%~25%)对不同熟性的7个马铃薯品种株高、叶绿素相对含量、各器官鲜质量、光合特性、产量及水分利用率的... 详细信息

为了明确水分亏缺对不同熟性马铃薯生长发育的影响。采用盆栽试验,研究4种土壤相对含水量(W1,75%~85%;W2,55%~65%;W3,35%~45%;W4,15%~25%)对不同熟性的7个马铃薯品种株高、叶绿素相对含量、各器官鲜质量、光合特性、产量及水分利用率的影响。结果表明,所有水分胁迫下,早熟品种株高、胞间CO_(2)浓度平均下降幅度均大于晚熟品种。重度干旱胁迫(土壤相对含水量15%~25%)下早熟品种单株结薯数量与单株产量平均下降幅度均大于晚熟品种,而净光合速率、蒸腾速率、气孔导度平均下降幅度均小于晚熟品种。综合各指标可知,在轻中度干旱胁迫(土壤相对含水量35%~85%)下早熟和晚熟马铃薯品种均可种植;重度干旱胁迫下,更适宜栽培晚熟马铃薯品种。

关键词：熟性马铃薯水分胁迫

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不同夜间温度处理对马铃薯试管薯及块茎形成相关基因表达的影响

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作物杂志 2022年第3期 92-98页

作者：刘菊李广存段绍光胡军简银巧刘建刚金黎平徐建飞中国农业科学院蔬菜花卉研究所/农业农村部薯类作物生物学和遗传育种重点实验室北京100081

为探究不同夜间温度处理对马铃薯试管薯形成的影响,以7个马铃薯品种或材料的试管苗为试材,在昼/夜温度分别为23℃/13℃、23℃/18℃和23℃/23℃条件下进行试管薯的诱导培养,调查记录试管薯初始结薯时间、结薯率和结薯方式变化,并分析不... 详细信息

为探究不同夜间温度处理对马铃薯试管薯形成的影响,以7个马铃薯品种或材料的试管苗为试材,在昼/夜温度分别为23℃/13℃、23℃/18℃和23℃/23℃条件下进行试管薯的诱导培养,调查记录试管薯初始结薯时间、结薯率和结薯方式变化,并分析不同夜间温度处理下试管薯初始形成植株及同期未形成试管薯植株参与块茎形成相关基因的表达量变化。结果表明,对于大多数基因型,与其他处理相比,23℃/13℃处理显著延长试管薯初始结薯时间,23℃/23℃处理降低结薯率,而23℃/18℃处理结薯较早且试管薯结薯率平均达84.3%,最利于试管薯形成。夜间温度可通过影响生物钟、糖代谢和光周期通路中StFKF1、StCO1和StSWEET1等相关基因的表达而调控块茎形成。

关键词：马铃薯试管薯形成夜间温度初始结薯时间基因表达

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二倍体马铃薯抗旱相关指标筛选

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中国蔬菜 2022年第1期 58-66页

作者：高春燕秦军红段绍光徐建飞卞春松金黎平李广存农业农村部薯类作物生物学和遗传育种重点实验室中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

马铃薯是重要的粮菜饲料兼用作物,在我国主要分布在干旱和半干旱地区,干旱严重影响马铃薯的产量。因此,筛选抗旱资源、培育高产抗旱马铃薯品种至关重要。本试验首先对包含121个基因型的二倍体马铃薯群体进行抗旱性评价,依据抗旱系数将... 详细信息

马铃薯是重要的粮菜饲料兼用作物,在我国主要分布在干旱和半干旱地区,干旱严重影响马铃薯的产量。因此,筛选抗旱资源、培育高产抗旱马铃薯品种至关重要。本试验首先对包含121个基因型的二倍体马铃薯群体进行抗旱性评价,依据抗旱系数将所有基因型分为5类。其中高抗旱材料16份,高旱敏感材料14份,进一步从各类别中分别选择1个基因型进行不同水分处理,测定株高、光合作用和叶绿素荧光相关指标及产量等,并计算各指标与产量和抗旱系数的相关性。结果表明:不同水分条件下,随着马铃薯的生长发育和干旱胁迫的加重,各指标与产量及抗旱系数的相关性会发生变化。因此,在筛选高产抗旱材料时,某些指标的测定需要在特定时期进行;盆栽条件下,基质相对含水量为35%~45%时,各基因型抗旱系数与大田的抗旱系数相关性最高,且在该水分处理下与抗旱系数显著相关的指标最多;现蕾期Height和Chl、盛花期P_WUE和Tr与产量显著相关,可以用来初步判断各基因型产量的高低;盛花期基质相对含水量为75%~85%时,P_WUE与抗旱系数显著正相关,可以用来区分所选基因型抗旱性的强弱。

关键词：马铃薯抗旱生理指标材料筛选

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马铃薯幼苗在冷驯化期间的生理生化变化

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中国马铃薯 2008年第5期22卷 257-260页

作者：李飞刘杰段绍光金黎平中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081 贵州省马铃薯研究所贵州贵阳550006

以霜冻敏感的中薯3号和耐冻的野生马铃薯03079-435(Solanum acaule)的幼苗为试材,对其总叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的变化进行测定。结果表明:冷驯化期间(4℃/2℃,昼/夜),两者的总叶绿素... 详细信息

以霜冻敏感的中薯3号和耐冻的野生马铃薯03079-435(Solanum acaule)的幼苗为试材,对其总叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的变化进行测定。结果表明:冷驯化期间(4℃/2℃,昼/夜),两者的总叶绿素含量都呈先降后升的变化趋势;03079-435叶片的脯氨酸含量先升高后降低,总体呈升高趋势,而中薯3号叶片的脯氨酸含量逐渐降低;两个基因型的可溶性糖和可溶性蛋白含量均有所升高,中薯3号叶片的可溶性蛋白含量增加幅度明显低于03079-435。推断幼苗叶片脯氨酸和可溶性蛋白含量的增加与冷驯化能力的增强密切相关。

关键词：马铃薯幼苗冷驯化生理生化变化

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