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不同性型蓖麻花粉的生活力及形态特征研究

中国油料作物学报 2023年

作者：杨俊芳王宏伟王宙赵宜婷王亚张宏斌张晋龙黄晋玲曹越山西农业大学财务资产部山西农业大学农学院山西农业大学经济作物研究所

研究不同性型蓖麻(Ricinus communis L.)花粉的育性，尤其是雌性系的花粉育性，对于蓖麻杂交育种工作意义重大。本研究首先利用TTC染色法和花粉萌发法分别检测了镶嵌型雌性系、两性系共6种蓖麻种质材料花粉的生活力，随后通过扫描电子... 详细信息

研究不同性型蓖麻(Ricinus communis L.)花粉的育性，尤其是雌性系的花粉育性，对于蓖麻杂交育种工作意义重大。本研究首先利用TTC染色法和花粉萌发法分别检测了镶嵌型雌性系、两性系共6种蓖麻种质材料花粉的生活力，随后通过扫描电子显微镜观察了他们的花粉形态，并利用SPSS软件分析了其形态特征值。结果显示：TTC染色和花粉萌发结果基本一致，不同材料间花粉生活力差异显著，蓖麻镶嵌型雌性系HCH3花粉生活力最大(96.97%)、镶嵌型雌性系HCH1花粉生活力次之。两种性型的花粉均呈现为单粒，长球形，赤道面观为长球形，极面观为三裂近圆形，中等大小(花粉极轴长为30.17～42.07μm)，属于N3P4C3型花粉。花粉外壁为网状纹饰，脊顶部具有密集的瘤状突起。然而，不同材料间花粉的极轴长、网眼直径、网脊宽度、单位面积网眼数形态值上差异显著。主成分析和聚类分析将6份蓖麻材料按花粉大小分为两类。本研究为蓖麻的花粉可育性和杂交选育提供了新的数据支撑。

关键词：雌性系花粉生活力扫描电子显微镜形态特征

蓖麻ARF转录因子家族鉴定与生物信息学分析

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分子植物育种 2022年

作者：王宙王宏伟王亚杨俊芳赵宜婷张宏斌曹越山西农业大学经济作物研究所

生长素响应因子(auxin response factors， ARF)是一种能够与生长素响应基因启动子区域结合的转录因子，具有与植物生长发育有关的顺式作用元件。ARF是生长素响应基因表达的重要调控因子，参与植物生长发育过程。本研究通过对蓖麻(Ricin...

生长素响应因子(auxin response factors， ARF)是一种能够与生长素响应基因启动子区域结合的转录因子，具有与植物生长发育有关的顺式作用元件。ARF是生长素响应基因表达的重要调控因子，参与植物生长发育过程。本研究通过对蓖麻(Ricinus communis)参考基因组ARF基因的识别和生物遗传信息学的研究，结合蓖麻基因组数据库对ARF基因家族进行了鉴定和表达分析，应用生物遗传信息学技术对其基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构、信号肽与亚细胞定位、保守基序、启动子顺式作用元件及系统进化进行分析和预测。从蓖麻参考基因组鉴定出17个ARF转录因子，命名为RcARF1～RcARF17，分布在16条染色体上；17个RcARFs蛋白质都是亲水性蛋白，不含信号肽，且蛋白亚细胞定位主要集中在细胞质和细胞核上；二级结构中70%为α-螺旋和无规则卷曲；RcARFs蛋白结构域均含有Auxin＿resp和B3；基因保守性分析表明，motif1、motif2、motif5、motif7和motif10是RcARFs家族中较为保守的基序；基因启动子顺式作用元件分析发现，RcARF1、RcARF3、RcARF13等转录因子的启动子区域中存在TGA-element、ABRE、MBS、LTR、TC-rich repeats等逆境响应相关的元件，可能会在逆境条件下快速表达，发挥其潜在功能；系统进化树分析表明，蓖麻ARF家族与拟南芥亲缘关系更近。本研究结果为进一步探讨蓖麻生长发育相关转录因子的功能研究提供了基础。

关键词：

蓖麻MADS-box基因全基因组鉴定及生物信息学分析

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分子植物育种 2023年

作者：杨俊芳景盼盼王宙赵宜婷王亚张宏斌曹越王宏伟山西农业大学经济作物研究所山西农业大学农学院山西农业大学财务资产部

花器官是果实的直接来源。关于蓖麻花器官发育基因的研究较少，尚未见到MADS-box基因家族在蓖麻花器官发育上的研究报道。为了解蓖麻MADS-box基因家族的特征，本研究通过生物信息学方法在全基因组水平上对蓖麻中的MADS-box基因进行鉴定... 详细信息

花器官是果实的直接来源。关于蓖麻花器官发育基因的研究较少，尚未见到MADS-box基因家族在蓖麻花器官发育上的研究报道。为了解蓖麻MADS-box基因家族的特征，本研究通过生物信息学方法在全基因组水平上对蓖麻中的MADS-box基因进行鉴定、理化性质分析、系统进化分析、基因复制分析及GO富集分析。结果表明，蓖麻基因组中存在41个非冗余的MADS-box基因，根据系统发育结果将其分为type-Ⅰ型(24个)和type-Ⅱ型(17个)，位于同一亚族的RcMADS-box有着十分相似的保守基序及基因结构。其中MIKC*亚型，在花器官发育中发挥着重要的作用。串联重复和纯化选择是推动RcMADS-box基因进化的主要因素，其进化过程可能相对保守。结合顺式作用元件分析表明，RcMADS-box基因可能在蓖麻生长发育及花器官的发育中发挥着重要作用。GO富集分析表明：RcMADS-box基因与转录因子活性、核酸结合转录因子活性及转录调控等方面有着十分密切的联系。本研究可为蓖麻MADS-box基因生物学功能的进一步研究提供了参考。

关键词：蓖麻 MADS-box 生物信息学花器官发育

蓖麻CeSA转录因子基因家族的鉴定与表达分析

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激光生物学报 2023年第2期32卷 160-169页

作者：王宙王宏伟王亚杨俊芳赵宜婷张宏斌曹越山西农业大学经济作物研究所太原030031

纤维素合成酶(CeSA)是能在植物细胞质膜上合成纤维素的蛋白质,具有与叶片形态发育相关的顺式作用元件。在高等植物的生长发育过程中,细胞的伸长受到激素和环境的影响,使得植物生长高度具有差异性。其中细胞壁对细胞伸长起限制作用,而纤... 详细信息

纤维素合成酶(CeSA)是能在植物细胞质膜上合成纤维素的蛋白质,具有与叶片形态发育相关的顺式作用元件。在高等植物的生长发育过程中,细胞的伸长受到激素和环境的影响,使得植物生长高度具有差异性。其中细胞壁对细胞伸长起限制作用,而纤维素是细胞壁重要的组成成分,对植物的细胞形态有重要的影响。Ce SA是植物生长发育的重要调控因子。本研究通过对蓖麻(Ricinus communis)参考基因组CeSA基因的识别和生物遗传信息学的研究,结合蓖麻基因组数据库,对CeSA家族成员的基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构、三级结构、信号肽与亚细胞定位、蛋白跨膜结构域、共线性分析、保守基序、启动子顺势作用元件及系统进化进行了鉴定和表达分析。从蓖麻参考基因组中共鉴定出8个CeSA转录因子,命名为RcCeSA1~RcCeSA8,分布在8条染色体上;8个RcCeSAs蛋白都是亲水性蛋白,不含信号肽,蛋白亚细胞定位以在叶绿体和高尔基体上为主;在二级结构中有70%的α-螺旋和无规则卷曲;RcCeSAs基因保守性分析表明,除Motif1和Motif2外,其他Motif均为RcCeSA家族中较为保守的基序;基因启动子顺式作用元件分析发现,RcCeSA1、RcCeSA4、RcCeSA7转录因子的启动子区域中存在叶片形态发育以及参与防御和应激反应的相关的元件,可能会在逆境条件下快速表达,发挥其潜在功能。系统进化树分析表明,RcCeSA家族与大豆、向日葵的亲缘关系更近。本研究结果探究了蓖麻CeSA相关转录因子调控植物纤维素合成的分子机制功能,为进一步研究叶片形态差异、纤维素含量及纤维素合成相关基因在蓖麻中的表达与建立植物形态对实际生产中的重要作用奠定基础。

关键词：蓖麻 Ce SA转录因子基因家族植物纤维素合成生物信息学

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