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The WRKY46–MYC2 module plays a critical role in E-2-hexenal-induced anti-herbivore responses by promoting flavonoid accumulation

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Plant Communications 2024年第2期5卷 228-242页

作者： Xin Hao Shuyao Wang Yu Fu Yahui Liu Hongyu shen Libo Jiang Eric SMcLamore yingbai shen National Engineering Research Center of Tree Breeding and Ecological Restoration College of Biological Sciences and TechnologyBeijing Forestry UniversityBeijing 100083China State Key Laboratory of Animal Biotech Breeding College of Animal Science and TechnologyChina Agricultural UniversityBeijing 100193China University of Illinois at Urbana-Champaign ChampaignIL 61820USA Department of Agricultural Sciences Clemson UniversityClemsonSC 29634USA

Volatile organic compounds(VOCs)play key roles in plant–plant communication,especially in response to pest attack.E-2-hexenal is an important component of VOCs,but it is unclear whether it can induce endog-enous plant resistance to ***,we show that E-2-hexenal activates early signaling events in Ara-bidopsis(Arabidopsis thaliana)mesophyll cells,including an H2O2 burst at the plasma membrane,the directedflow of calcium ions,and an increase in cytosolic calcium *** of wild-type Arabidopsis plants with E-2-hexenal increases their resistance when challenged with the diamond-back moth Plutella xylostella L.,and this phenomenon is largely lost in the wrky46 ***,E-2-hexenal induces the expression of WRKY46 and MYC2,and the physical interaction of their encoded proteins was verified by yeast two-hybrid,firefly luciferase complementation imaging,and in vitro pull-down *** WRKY46–MYC2 complex directly binds to the promoter of RBOHD to promote its expres-sion,as demonstrated by luciferase reporter,yeast one-hybrid,chromatin immunoprecipitation,and electrophoretic mobility shift *** module also positively regulates the expression of E-2-hexenal-induced naringenin biosynthesis genes(TT4 and CHIL)and the accumulation of totalflavonoids,thereby modulating plant tolerance to ***,our results highlight an important role for the WRKY46–MYC2 module in the E-2-hexenal-induced defense response of Arabidopsis,providing new in-sights into the mechanisms by which VOCs trigger plant defense responses.

关键词： E-2-hexenal early signaling events WRKY46–MYC2 RBOHD naringenin

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NADPH氧化酶参与1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥抗虫防御反应

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植物生理学报 2024年第6期60卷 1027-1034页

作者：张笑丁玉勤季亚溪沈应柏太原师范学院生物科学与技术学院山西晋中030619 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 河北唐山外国语学校河北唐山063000

1-戊烯-3-酮(1-penten-3-one)作为挥发性气体能够诱导拟南芥叶肉细胞早期信号的产生和抗虫性的增加。为了探究质膜NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥抗虫防御反应中的作用,本研究以野生型拟南芥和2种拟南芥质膜NADPH氧化酶的突变体(... 详细信息

1-戊烯-3-酮(1-penten-3-one)作为挥发性气体能够诱导拟南芥叶肉细胞早期信号的产生和抗虫性的增加。为了探究质膜NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥抗虫防御反应中的作用,本研究以野生型拟南芥和2种拟南芥质膜NADPH氧化酶的突变体(Atrbohd和Atrbohf)为实验材料,通过生物学实验的测定和实时定量荧光PCR技术研究1-戊烯-3-酮诱导的野生型拟南芥与突变体不同的抗虫性。结果表明,用1-戊烯-3-酮熏蒸可以诱导拟南芥NADPH氧化酶基因的表达,NADPH氧化酶通过影响小菜蛾的取食行为来提高拟南芥抵御虫害的能力,并参与1-戊烯-3-酮熏蒸诱导的拟南芥防御基因Thi2.1、VSP1、PDF1.2和VSP2的表达。本研究以期为揭示NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导拟南芥抗虫性增强过程中的分子机制提供一些理论依据。

关键词： 1-戊烯-3-酮拟南芥 NADPH氧化酶防御基因

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Adaptive strategy of Nitraria sibirica to transient salt,alkali and osmotic stresses via the alteration of Na+/K+fluxes around root tips

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Journal of Forestry Research 2023年第2期34卷 425-432页

作者： Xindi Mei Ting Dai yingbai shen Xinjiang Key Laboratory of Biological Resources and Genetic Engineering College of Life Science and TechnologyXinjiang UniversityUrumqi 830046People’s Republic of China National Engineering Laboratory for Tree Breeding Key Laboratory of Genetics and Breeding in Forest Trees and Ornamental PlantsMinistry of EducationThe Tree and Ornamental Plant Breeding and Biotechnology Laboratory of National Forestry and Grassland AdministrationCollege of Biological Sciences and BiotechnologyBeijing Forestry UniversityBeijing 100083People’s Republic of China

Nitraria sibirica *** an important shrub with a strong salt-alkali tolerance,but the mechanism underlying this tolerance remains *** this study,***,with salt-sensitive Vigna radiata(Linn.)Wilczek as the control,was subjected to transient salt stress(100 mM NaCl),alkali stress(50 mM Na_(2)CO_(3)),and osmotic stress(175 mM mannitol).The ionic fluxes of Na^(+)and K^(+)in the root apical region were *** show that,under salt and alkali stress,*** roots exhibited higher capacities to limit Na+influx and reduce K+efflux,thereby resulting in lower Na^(+)/K^(+)ratios compared with *** *** stress induced stronger Na^(+)influx and K+efflux in the root salt stress treatment;Na^(+)influx was mainly observed in the root cap,while K^(+)efflux was mainly observed in the elongation *** under osmotic stress,*** roots showed stronger Na+efflux and weaker K+efflux than *** ***+efflux was mainly observed in the root elongation zone,while K+efflux was in the root *** results reveal the ionic strategy of *** in response to transient salt,alkali,and osmotic stresses through the regulation of Na+/K+flux homeostasis.

关键词： Nirtaria sibirica Na^(+)/K^(+)fl uxes Na^(+)/K^(+)ratios Salt stress Alkali stress Osmotic stress

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Nitraria sibirica cell suspension culture:establishment,characterization and application

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Journal of Forestry Research 2017年第5期28卷 935-942页

作者： Xindi Mei yingbai shen National Engineering Laboratory for Tree Breeding College of Biological Sciences and BiotechnologyBeijing Forestry University College of Life Science and Technology Xinjiang University

Nitraria sibirica Pall. is a shrub that grows in saline-alkali soil and has traditional medicinal value and potential commercial value. The objectives of this study include induction and multiplication of callus, establishment of a suspension cell line, and isolation of protoplasts from cell suspensions. Murashige and Skoog (MS) medium was used for callus induction from mature seeds of N. sibirica. Seed-derived calluses were further multiplied on MS medium augmented with 0.5 mg L-1 6-benzylaminopurine (6-BA) and 1.0 mg L-1 2,4-dichlorophenoxy (2,4-D) acetic acid. Suspension cultures of N. sibirica were initiated by transferring friable calli to the same liquid multiplication medium. Characterization of the suspension culture was assessed based on fresh mass, dry mass, cell viability and pH value of the culture. A typical growth curve was observed after inoculating 1.5 g of callus in 40 mL liquid medium, including a lag phase, an exponential growth phase, a stationary phase, and a negative acceleration phase. The effect of factors such as pre-plasmolysis, enzyme combination, enzymolysis time and mannitol concentration, on the isolation of cell-derived protoplasts were evaluated to determine the usefulness of suspension cultures. The maximum yield (9.79 x 10(6) cells/g) and highest viability (79.97%) of protoplast were reached when approximately 1 g of cell suspension (cultured for 6 days) was inoculated for 12 h in cell and protoplast washing solution made of 0.8 mol L-1 mannitol mixture solution, cellulose onozuka R-10 2% (w/v), hemicellulose 0.2%, macerozyme R-10 1%, and pectolyase Y-23 0.5%. Protoplast yield was significantly influenced by pre-plasmolysis and cellulose onozuka R-10 (P < 0.05).

关键词： Callus Growth curve Protoplast isolation Nitraria sibirica Suspension culture

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五个杨树品种生长、光合生理及根尖离子流速特性比较分析

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植物研究 2024年第1期44卷 96-106页

作者：张婧张伟溪丁昌俊苑正赛代丽蕊苏晓华沈应柏曲冠证林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学哈尔滨150040 林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 北京林业大学北京100083

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P.×euramericana‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P.×euramericana‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P.×euramericana... 详细信息

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P.×euramericana‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P.×euramericana‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P.×euramericana‘Xixiong 1’)、中雄7号杨(P.×euramericana‘Zhongxiong 7’)和中雄4号杨(***×*** cl.‘Zhongxiong 4’)5个杨树品种1年生苗为研究对象,于正常培养条件下的试验开始和试验结束(30 d)时分别测定株高、地径等生长指标,并于10、20、30 d时分别测定幼苗的叶片数量、单叶面积、叶长、叶宽、瞬时净光合速率(P_(n))、胞间CO_(2)摩尔浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、叶绿素相对含量以及根尖K^(+)、Ca^(2+)、H^(+)流速等指标,经过30 d的正常管理,5个品种的株高生长量之间的差异达到显著水平,由高到低依次为中雄4号杨、西雄1号杨、渤丰3号杨、中雄7号杨、渤丰1号杨;其中光合特性指标和蒸腾速率渤丰1号杨均表现为最大,中雄4号杨均表现为最小,但是中雄4号杨的单叶面积((57.49±2.37)cm^(2))、总叶面积((1721.10±28.59)cm^(2))、单株净光合速率((17863.10±910.21)μmol·m-2·s-1)和水分利用率((3.15±0.06)μmol·mmol^(-1))均表现为最大,且K^(+)外排流速最慢,为(62.68±0.45)pmol·cm^(-2)·g^(-1),Ca^(2+)内流流速最快,为(-74.24±1.29)pmol·cm^(-2)·g^(-1),而渤丰1号的单株净光合速率((8539.70±164.64)μmol·m-2·s-1)和水分利用率((2.64±0.07)μmol·mmol^(-1))最小,且K^(+)外排流速((130.81±1.71)pmol·cm^(-2)·g^(-1))最快,Ca^(2+)内流流速((-34.43±0.84)pmol·cm^(-2)·g^(-1))最慢。综上所述,5个杨树品种中,中雄4号杨总叶面积、单株净光合速率、水分利用率最高,蒸腾速率最小,根尖K^(+)外排流速最慢,Ca^(2+)内流流速最快,植物体内K^(+)、Ca^(2+)离子含量最多,H^(+)最活跃,株高生长表现最好,可能具有潜在的较强环境适应能力,适宜种植的范围更广。

关键词：杨树品种生长差异光合作用蒸腾作用根尖离子流速

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The importance of proleptic branch traits in biomass production of poplar in high-density plantations

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Journal of Forestry Research 2022年第2期33卷 463-473页

作者： Changjun Ding Ningning Wang Qinjun Huang Weixi Zhang Juan Huang Suli Yan Boyi Chen Dejun Liang Yufeng Dong yingbai shen Xiaohua Su State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding Research Institute of ForestryChinese Academy of ForestryBeijingPeople’s Republic of China Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation of State Forestry Administration Research Institute of ForestryChinese Academy of ForestryBeijingPeople’s Republic of China College of Biological Sciences and Technology Beijing Forestry UniversityBeijing 100083People’s Republic of China National Engineering Laboratory for Tree Breeding Beijing Forestry UniversityBeijing 100083People’s Republic of China Liaoning Provincial Poplar Institute Gaizhou 115200LiaoningPeople’s Republic of China Shandong Provincial Key Laboratory of Forest Tree Genetic Improvement Shandong Academy of ForestryJinan 250014ShandongPeople’s Republic of China

Branch phenotypic traits determine tree crown architecture,which in turn governs leaf display,light interception,and biomass *** and proleptic branches are the obviously different branch phenotypes in the poplar *** studies have focused on the influence of sylleptic branch numbers(SBN)on biomass production,but the research on the influence of proleptic branch phenotypes was only a *** explore the relationship between proleptic branch traits and biomass generation production in a high-density poplar plantation,we investigated the branch phenotypic traits of three poplar genotypes,all of which have high survival rates in forests(>95%)and significantly different crown architecture and biomass performance in the high-density plantations(1667 stems ha−1).The plantation site was established in 2007.A terrestrial laser scanner was used to measure branch characteristics such as length,angle of origin and termination,and azi-muth angle.A hierarchical cluster analysis performed on branch characteristics showed that SBN,crown depth,and proleptic branch curvature(PBC)were clustered with bio-mass production and leaf area index(LAI).Among all of the monitored traits,PBC played the second most important role in biomass production after SBN and was significantly correlated with SBN,LAI,and biomass *** positive correlation between PBC and SBN indicated that a larger PBC was associated with more sylleptic branches within the monitored genotypes planted in the high-density plantation,providing greater leaf area and biomass *** results of this study will improve the identification of high-production poplar varieties for cultivation in high-density plantations for biofuel production.

关键词： Populous Crown architecture Sylleptic branch Proleptic branch Biomass production Terrestrial laser scanner

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灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导沙冬青细胞Ca^(2+)内流及H_2O_2积累

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生态学报 2012年第20期32卷 6520-6526页

作者：高海波张淑静沈应柏临沂大学生命科学学院临沂276005 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

植物对昆虫取食活动进行成功防御的关键,取决于对昆虫口腔反吐物的激发子的快速识别。实验利用无损伤微测系统及激光共聚焦显微镜,研究了沙冬青细胞经灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导后Ca2+流及H2O2的变化。结果发现:灰斑古毒蛾口腔反吐物诱... 详细信息

植物对昆虫取食活动进行成功防御的关键,取决于对昆虫口腔反吐物的激发子的快速识别。实验利用无损伤微测系统及激光共聚焦显微镜,研究了沙冬青细胞经灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导后Ca2+流及H2O2的变化。结果发现:灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导沙冬青细胞Ca2+内流及H2O2的积累,表明Ca2+内流及H2O2的积累是沙冬青细胞对口腔反吐物产生应答的早期响应事件;Ca2+钙通道阻断剂仅部分抑制Ca2+内流,说明Ca2+内流除经过质膜上的Ca2+通道进入细胞外,尚存在其他的内流途径;灰斑古毒蛾口腔反吐物中的某些成分与沙冬青细胞的质膜结合后,诱导质膜上形成允许Ca2+通过的孔道,而GdCl3不能抑制这类孔道的活性。胞外Ca2+螯合剂EGTA完全抑制H2O2的积累,GdCl3预处理仅部分抑制了H2O2的积累,说明灰斑古毒蛾诱导的沙冬青细胞内H2O2的积累依赖于Ca2+内流;抑制剂实验表明,H2O2的积累主要来源于质膜上NADPH氧化酶的作用。

关键词：沙冬青非损伤微测系统灰斑古毒蛾 Ca2+流 H2O2

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激发子诱导下合作杨细胞钙、氢离子流的振荡

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西北农业学报 2011年第9期20卷 155-159页

作者：高海波沈应柏北京林业大学生命科学与技术学院北京100083 临沂大学生命科学学院山东临沂276002

利用非损伤微测技术研究合作杨细胞受到水杨酸甲酯和茉莉酸甲酯2种激发子诱导后,细胞H+、Ca2+流的变化。结果表明,2种激发子均诱导合作杨细胞H+、Ca2+流变化、并呈现震荡的特征,在细胞整体水平上2种激发子诱导H+净外流,Ca2+净内流;2种... 详细信息

利用非损伤微测技术研究合作杨细胞受到水杨酸甲酯和茉莉酸甲酯2种激发子诱导后,细胞H+、Ca2+流的变化。结果表明,2种激发子均诱导合作杨细胞H+、Ca2+流变化、并呈现震荡的特征,在细胞整体水平上2种激发子诱导H+净外流,Ca2+净内流;2种激发子诱导的H+、Ca2+流的振荡周期基本一致。

关键词：合作杨非损伤微测技术离子流激发子

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树木根系呼吸及其对环境的反应研究进展

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东北林业大学学报 2007年第2期35卷 78-81页

作者：张晶沈应柏徐程扬北京林业大学北京100083 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点开放实验室北京100083

对根系呼吸在植物生态系统碳平衡中的作用、根系呼吸的碳消耗、根系呼吸与林木生长间的关系、土壤温度、CO2、养分以及水分对根系呼吸的作用等方面进行了综述。结果认为,由于根系呼吸占土壤碳释放的40%～70%,是土壤碳过程的一个重要环节... 详细信息

对根系呼吸在植物生态系统碳平衡中的作用、根系呼吸的碳消耗、根系呼吸与林木生长间的关系、土壤温度、CO2、养分以及水分对根系呼吸的作用等方面进行了综述。结果认为,由于根系呼吸占土壤碳释放的40%～70%,是土壤碳过程的一个重要环节,是植物生态系统碳平衡的重要组成成分。植物通过根系呼吸可消耗8%～52%的叶片光合作用所固定的碳,是影响植物生态系统初级生产力的重要因素。通常根系维持呼吸占根系呼吸的大部分,它在一定范围内随根系年龄的升高而提高。土壤温度和CO2对根系呼吸的作用有一定争议,但普遍认为CO2体积分数升高大幅度降低根系呼吸强度,土壤温度升高会显著提高根系呼吸强度。土壤养分对根系呼吸的影响主要起因于根系生长和根系吸收养分对能量的消耗,尤其是根系蛋白质的周转和修复对能量的消耗。土壤水分显著影响根系呼吸强度,但这方面的研究较少。

关键词：根系呼吸碳平衡土壤温度土壤CO2 土壤养分土壤水分

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MeJA诱导的拟南芥保卫细胞H_2O_2积累与质膜H^+-ATPase的关系

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西北植物学报 2014年第2期34卷 298-303页

作者：闫素丽董杉杉张瑞鑫沈应柏北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

茉莉酸类物质(JAs)作为与昆虫啃噬及损伤相关的植物激素和信号分子在植物防御反应中起重要作用,但是茉莉酸引起的早期防御反应的机理仍不清楚。该研究以拟南芥叶片保卫细胞为材料,结合非损伤微测(NMT)及激光共聚焦技术探讨了茉莉酸诱导... 详细信息

茉莉酸类物质(JAs)作为与昆虫啃噬及损伤相关的植物激素和信号分子在植物防御反应中起重要作用,但是茉莉酸引起的早期防御反应的机理仍不清楚。该研究以拟南芥叶片保卫细胞为材料,结合非损伤微测(NMT)及激光共聚焦技术探讨了茉莉酸诱导的保卫细胞中质膜H+-ATPase与H2O2积累的调控关系。结果表明:茉莉酸甲酯(MeJA)处理导致H+迅速跨膜外排和H2O2积累,H+外排和H2O2积累能够被钒酸钠抑制,而二苯基碘(DPI)处理则对MeJA诱导的H+跨膜外排无显著影响。研究结果证明,在MeJA诱导的早期信号事件中,质膜H+-ATPase的激活先于H2O2的产生。

关键词：茉莉酸质膜H+-ATPase H2O2

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