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木薯己糖激酶MeHXK5的催化功能鉴定

广西植物 2017年第12期37卷 1545-1550页

作者：姚远孙冲陆小花王运林耿梦婷吴晓慧尚璐李崭符少萍李瑞梅段瑞军刘姣胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江大庆163319 海南大学农学院海口570228 上海浦灵生物科技有限公司上海201203

己糖激酶是植物体内催化己糖磷酸化的关键酶,参与植物的生长发育过程。前期已克隆获得了主要在木薯花中表达的己糖激酶基因MeHXK5。该研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,验证MeHXK5催化己糖磷酸化的功能... 详细信息

己糖激酶是植物体内催化己糖磷酸化的关键酶,参与植物的生长发育过程。前期已克隆获得了主要在木薯花中表达的己糖激酶基因MeHXK5。该研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,验证MeHXK5催化己糖磷酸化的功能。结果表明:转pDR195-MeHXK5载体的YSH7.4-3C酵母可以在以葡萄糖或果糖为唯一碳源的培养基中生长,表明MeHXK5能催化己糖磷酸化为酵母的生长提供碳水化合物和能量。该研究结果为进一步研究MeHXK5参与木薯的开花过程的生理功能奠定了基础。

关键词：木薯己糖激酶己糖磷酸化功能鉴定

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木薯己糖激酶MeHXK4的功能鉴定

分子植物育种 2017年第12期15卷 4842-4846页

作者：姚远陆小花王运林孙冲吴晓慧耿梦婷尚璐李崭符少萍李瑞梅段瑞军刘姣胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 海南大学农学院海口570228 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院大庆163319 上海浦灵生物科技有限公司上海201203

己糖激酶可催化葡萄糖和果糖磷酸化生成磷酸己糖,在植物的碳水化合物代谢及糖信号转导中具有重要的作用。前期我们已克隆获得木薯己糖激酶基因Me HXK4,根据生物信息学分析其编码的蛋白可能不具有催化活性。本研究主要利用己糖激酶酵母... 详细信息

己糖激酶可催化葡萄糖和果糖磷酸化生成磷酸己糖,在植物的碳水化合物代谢及糖信号转导中具有重要的作用。前期我们已克隆获得木薯己糖激酶基因Me HXK4,根据生物信息学分析其编码的蛋白可能不具有催化活性。本研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,鉴定Me HXK4是否具有催化己糖磷酸化的功能。结果发现,转了p DR195-Me HXK4的YSH7.4-3C酵母可以在以葡萄糖或果糖为唯一碳源的培养基中生长,表明Me HXK4能催化己糖磷酸化为酵母的生长提供碳水化合物和能量。本研究结果为进一步研究Me HXK4的生理功能提供依据。

关键词：木薯己糖激酶己糖磷酸化功能互补

木薯MeSSⅢ基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体构建及验证

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分子植物育种 2020年第16期18卷 5367-5372页

作者：李崭王亚杰陆小花李瑞梅刘姣符少萍胡新文郭建春姚远海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海口571101

木薯块根淀粉葡聚糖链结构是决定淀粉品质的关键因素,可溶性淀粉合成酶Ⅲ(SSⅢ)是调控植物支链淀粉葡聚糖长链合成的关键酶,木薯有两个MeSSⅢ的同源基因MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2。为了研究木薯MeSSⅢ对木薯块根淀粉品质形成的影响,根据MeSS... 详细信息

木薯块根淀粉葡聚糖链结构是决定淀粉品质的关键因素,可溶性淀粉合成酶Ⅲ(SSⅢ)是调控植物支链淀粉葡聚糖长链合成的关键酶,木薯有两个MeSSⅢ的同源基因MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2。为了研究木薯MeSSⅢ对木薯块根淀粉品质形成的影响,根据MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2的保守区段,本研究构建了MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2的双基因编辑载体。利用在线软件CRISPR-P v2.0同时设计靶标MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2的sg RNA,通过酶切连接构建重组pCAMBIAP1301-Cas9-MeSSⅢ-gRNA质粒。将基因编辑载体转化农杆菌LBA4404后侵染木薯脆性胚性愈伤组织,筛选阳性脆性胚性愈伤组织,并提取其总DNA。通过PCR扩增靶点MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2的区段,并将扩增片段进行Sanger测序,分析其编辑的靶标位点。结果发现MeSSⅢ-1和MeSSⅢ-2靶标位点被成功编辑,本研究有助于进一步获得MeSSⅢ基因突变体,以深入解析该基因在木薯淀粉合成通路中的作用。

关键词：木薯(Manihot esculenta Crantz.) 淀粉合成酶 MeSSⅢ CRISPR

木薯果胶甲基酯酶抑制因子MePMEI1的生物信息学分析

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基因组学与应用生物学 2019年第3期38卷 1186-1192页

作者：周杨骄李瑞梅袁帅仇婷婷姚远刘姣符少萍段瑞军胡新文郭建春海南大学热带农林学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海口571101

为探讨木薯MePMEI1的分子结构特征。通过PCR扩增和测序技术及生物信息学分析工具对木薯MePMEI1基因进行克隆、测序及相关生物信息学分析。结果表明木薯MePMEI1基因编码区全长609 bp,编码202个氨基酸残基;MePMEI1基因编码蛋白分子量21.78... 详细信息

为探讨木薯MePMEI1的分子结构特征。通过PCR扩增和测序技术及生物信息学分析工具对木薯MePMEI1基因进行克隆、测序及相关生物信息学分析。结果表明木薯MePMEI1基因编码区全长609 bp,编码202个氨基酸残基;MePMEI1基因编码蛋白分子量21.78 k D,理论等电点(pI)约为5.51;生物信息学预测发现,木薯MePMEI1蛋白是稳定的亲水蛋白;具有跨膜区为分泌蛋白;含有1个PMEI结构域,1个糖基化位点,31个磷酸化位点;二、三级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。该蛋白的生物功能可能与细胞被膜、酶和生长因子等相关。木薯MePMEI1基因的生物信息学分析为进一步研究其遗传特性和生理生化机制提供了理论依据。

关键词：木薯果胶甲基酯酶抑制因子 MePMEI1 生物信息学

两个木薯种质田间农艺性状及叶片生理指标比较分析

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分子植物育种 2018年第7期16卷 2316-2321页

作者：袁帅李瑞梅周杨骄仇婷婷姚远刘姣段瑞军符少萍胡新文郭建春海南大学农学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海口571101

块根采后变质是困扰木薯产业发展的重要问题之一。筛选抗采后变质木薯种质是解决该问题的途径之一。本研究对一个抗采后变质木薯种质与SC8木薯的田间农艺性状和叶绿素含量进行了比较。实验结果显示两个种质外观表型上差别不大。但RYG-1... 详细信息

块根采后变质是困扰木薯产业发展的重要问题之一。筛选抗采后变质木薯种质是解决该问题的途径之一。本研究对一个抗采后变质木薯种质与SC8木薯的田间农艺性状和叶绿素含量进行了比较。实验结果显示两个种质外观表型上差别不大。但RYG-1木薯块根较SC8块根更耐储藏。通过对两个种质的株高、叶面积、茎粗、节间长、单株薯数、单株薯重和干物质率等比较发现,RYG-1在株高、叶面积、节间长、单株薯数、单株薯重方面较SC8高,而RYG-1在茎粗和干物质含量方面较SC8低。生理指标的比较发现RYG-1中叶绿素含量较SC8含量略高,但二者在不同生长期的变化不大。可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量在两个种质中的变化不规则。H2O2含量测定显示四个时期的波动幅度较小,但在11和12月份RYG-1中的H2O2含量低于SC8。两个种质中SOD和CAT酶活性均随着种植时间的延长而逐渐升高,且RYG-1中的两种酶活性均高于对照SC8。综合所有的结果显示SOD和CAT酶活性可作为抗采后变质木薯的筛选指标。本研究结果为木薯育种上种质筛选提供了一定的理论基础。

关键词：木薯农艺性状变质

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木薯种质'F200'耐盐生理特性探究

分子植物育种 2019年第6期17卷 2004-2010页

作者：吕瑞姚远段瑞军李瑞梅刘姣符少萍胡新文郭建春海南大学热带农林学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101

为研究木薯(Manihot esculenta Crantz)种质‘F200’的耐盐性及其在盐胁迫下生理特性的变化,本试验在室内用300 mL 300 mmol/L的Na Cl处理植株,对照用Hoagland营养液代替,分别测定处理前和处理3 d、6 d、9 d、12 d的H_2O_2、MDA、相对... 详细信息

为研究木薯(Manihot esculenta Crantz)种质‘F200’的耐盐性及其在盐胁迫下生理特性的变化,本试验在室内用300 mL 300 mmol/L的Na Cl处理植株,对照用Hoagland营养液代替,分别测定处理前和处理3 d、6 d、9 d、12 d的H_2O_2、MDA、相对电导率、CAT、POD、SOD、脯氨酸、可溶性糖、相对含水量、叶绿素含量的变化。结果表明:在NaCl处理初期,H_2O_2含量增加,植株通过维持较高的SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性,同时主动积累脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质来清除活性氧、维持细胞膜的稳定性及含水量,随着胁迫时间的增加,胁迫损伤逐渐加重,植株无法维持高水平的酶活性,酶活下降。因此,抗氧化酶活性的上升及渗透调节物质含量的增加可能是木薯种质‘F200’初期耐盐的主要生理因素,叶绿素含量则仅作为‘F200’耐盐性判断的参考指标,本研究为木薯耐盐机制的深入探究及其耐盐育种提供了参考依据。

关键词：木薯耐盐性抗氧化酶渗透调节

木薯耐盐种质筛选及盐种质SC8盐胁迫转录组分析

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木薯耐盐种质筛选及盐种质SC8盐胁迫转录组分析

作者：吕瑞海南大学

学位级别：硕士

土壤盐渍化是限制作物生长和生产力的主要环境因素,开发和利用盐渍化土壤十分必要,而耐盐种质的筛选及其耐盐机理的探究,对盐渍化土壤的开发利用具有重要意义。木薯(Manihot esculenta Crantz),是大戟科(Euphorbiaceae)、木薯属(Maniho... 详细信息

土壤盐渍化是限制作物生长和生产力的主要环境因素,开发和利用盐渍化土壤十分必要,而耐盐种质的筛选及其耐盐机理的探究,对盐渍化土壤的开发利用具有重要意义。木薯(Manihot esculenta Crantz),是大戟科(Euphorbiaceae)、木薯属(Manihot.)植物,其块根淀粉含量丰富,是工业淀粉、酒精加工的重要原料,且木薯适应性强、耐旱耐瘠薄,这为其在盐渍地上推广种植奠定了基础。本研究以28个木薯种质为实验材料,通过聚类分析、隶属函数分析、相关性分析等统计学方法,对28个木薯种质的农艺性状进行分析,从中筛选出9个典型种质(耐盐、中耐、盐敏感各3个)进行生理生化指标的测定,探讨木薯盐胁迫下生理变化特征,并进一步筛选出耐盐种质SC8,对其在盐胁迫不同时期的叶片进行转录组测序,分析木薯盐胁迫响应中的关键基因及代谢通路,探讨木薯盐胁迫的分子机制,具体研究结果如下:1.田间农艺性状分析通过对28个参试木薯种质的7个农艺性状的耐盐指数进行分析发现,相对株高、相对茎粗、相对叶片数、相对成活率、相对单株结薯率、相对单株产量、相对干物率的耐盐指数均小于1,说明在盐渍地下,7个农艺性状均受到盐胁迫的影响呈降低趋势。聚类分析将28个种质分为3大类,其中耐盐种质有6个,分别为罗勇90、F03P、泰国、SC124、罗勇9号、SC8,占供试材料的21.4%;中耐盐种质有13个,分别为桂热 3 号、CH16 抗寒、F274 抗寒、GR911、KU50、COL173、F297、Q10、2B、F200、F124抗寒、CH20抗寒、SC205,占供试材料的46.4%;盐敏感种质有9个,分别为F173①②、18R、27-6、11K、桂热 5 号、HB60、BRA755、BRA755-1、F128,占供试材料的32.2%。2.生理生化指标研究分析对9个典型种质(耐盐、中耐、盐敏感各3个)的1 1个生理生化指标进行分析发现,随着胁迫时间的增加,9个木薯种质的H2O2、O2-、相对电导率、CAT、脯氨酸含量均持续增加,POD含量先增加后降低再增加,相对含水量持续降低,叶绿素含量先增加后降低;丙二醛(MDA)含量在胁迫前期,部分种质出现应激反应,呈降低趋势,后期含量持续增加,SOD、可溶性糖含量在盐敏感种质中先增加后降低,在耐盐和中耐种质中呈持续上升趋势;隶属函数分析结果表明,9个种质的耐盐性排序为:SC8>F03P>罗勇9号>Q10>SC205>F297>桂热5号>27-6>BRA755-1:相关性结果表明:脯氨酸含量与平均隶属函数的相关性最大,相关系数绝对值为0.973,MDA、O2-与平均隶属函数间的相关性次之,相关系数绝对值分别为0.94、0.896,H2O2、SOD、相对含水量、POD、相对电导率、可溶性糖、叶绿素含量、CAT含量与平均隶属函数的相关系数绝对值分别为 0.884、0.873、0.848、0.845、0.812、0.694、0.633、-0.345,初步判定脯氨酸、MDA、O2-可以作为木薯耐盐性的参考指标。3.耐盐种质SC8盐胁迫转录组分析对耐盐种质SC8在盐处理Oh、12h、72h下的叶片进行建库测序,共建立9个cDNA文库,获得31.2G高质量碱基序列,Clean bases均在3.2G以上,Q20均在99.97%以上;在SC8 h-vs-SC82 h中,差异表达基因数目有1591个,其中上调的基因有689个,下调的基因有902个,在SC8 h-vs-SC82 h中,有5791个差异表达基因,其中上调的基因有2507,下调的基因有3284个,在SC82 h-vs-SC82 h中差异表达基因数量有5893个,其中上调3183个,下调2710个。对 SC8h-vs-SC82h、SC8h-vs-SC82h、SC82h-vs-SC82h 的差异表达基因进行GO 比较分析发现,三个时间点的GO富集条目存在差异,其中在SC8h-vs-SC82h中所特有的条目是质膜组分,可能与SC8对盐胁迫的应激响应有关;仅在SC8h-vs-SC82h中的特有条目是蛋白质折叠、呼吸爆发等,这些条目可能与SC8长期响应盐胁迫有关;仅在SC82h-vs-SC82h中所特有的条目是免疫应答反应、异构酶活性,这可能与保护SC8免受盐胁迫损伤有关。对 SC8h-vs-SC82h、SC8h-vs-SC82h、SC82h-vs-SC82h 的差异表达基因进行KEGG分析发现,植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、α-亚麻酸代谢在SC8h-vs-SC82h、SC8h-vs-SC82h中均显著富集,其中植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢等途径已经被证明与植物抗逆有关。随着盐胁迫时间的增加,在SC8h-vs-SC82h中没有显著富集,仅在SC8h-vs-S

关键词：木薯盐胁迫生理响应隶属函数转录组分析

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植物膜联蛋白(Annexin)的研究进展

基因组学与应用生物学 2017年第5期36卷 2128-2136页

作者：李瑞梅王雨晴张帆袁帅耿梦婷姚远刘姣段瑞军符少萍胡新文郭建春中国热带农业科学院热带生物技术研究所海口571101 海南大学农学院海口570288

植物膜联蛋白属于D类膜联蛋白是在植物中的一类钙和磷脂结合蛋白。植物膜联蛋白约占植物总蛋白含量的0.1%,与动物膜联蛋白在分子量、氨基酸序列及Ca^(2+)与磷脂结合的能力上,都拥有较高的同源性。植物膜联蛋白的亚细胞定位具有多样性,... 详细信息

植物膜联蛋白属于D类膜联蛋白是在植物中的一类钙和磷脂结合蛋白。植物膜联蛋白约占植物总蛋白含量的0.1%,与动物膜联蛋白在分子量、氨基酸序列及Ca^(2+)与磷脂结合的能力上,都拥有较高的同源性。植物膜联蛋白的亚细胞定位具有多样性,与胞质Ca^(2+)浓度、细胞所处pH、植物组织及外界环境有关。植物膜联蛋白的表达具有组织特异性,且受到各种生物及非生物因子在转录及翻译后水平的调控。植物膜联蛋白具有与植物肌动蛋白结合、参与钙离子通道形成、膜动力学功能、具有ATPase/GTPase及过氧化物酶活性等生物功能,在植物生长发育及响应逆境胁迫过程中起重要作用。本综述从植物膜联蛋白的进化、结构、亚细胞定位、表达调控和生物学功能方面进行综述,旨在为深入研究植物膜联蛋白的功能及其应用提供参考。

关键词：植物膜联蛋白研究进展

EMS不同浓度和处理时间对华南5号木薯种子的影响

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分子植物育种 2019年第9期17卷 2965-2973页

作者：仇婷婷李瑞梅周杨骄林雪君姚远刘姣符少萍胡新文郭建春海南大学热带农林学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海口571101

EMS (甲基磺酸乙酯)具有诱变效率高、操作简便、安全性高的特点,是目前最常用的化学诱变剂。为了探究EMS对华南5号(SC5)木薯种子生长的影响,加快SC5的品种改良进程,获得具有优良性状的突变株系。本实验利用EMS诱变SC5木薯种子,设置不同... 详细信息

EMS (甲基磺酸乙酯)具有诱变效率高、操作简便、安全性高的特点,是目前最常用的化学诱变剂。为了探究EMS对华南5号(SC5)木薯种子生长的影响,加快SC5的品种改良进程,获得具有优良性状的突变株系。本实验利用EMS诱变SC5木薯种子,设置不同浓度(1.0%, 2.0%, 4.0%)和不同处理时间(10 h, 12 h, 14 h),计算种子发芽率。观察移栽30 d和60 d时诱变植株的表型变化,探究EMS对SC5种子诱变的影响。结果表明,不同浓度的EMS及不同处理时间对种子发芽率有影响,且随着EMS浓度和处理时间的增加,种子的发芽率逐渐降低。诱变后共获得74株诱变后植株,其中初步筛选出9株(Hn1～Hn9)具有明显表型变异的植株,并对其进行形态学观察及形态指标测定分析,发现表型突变体的变异主要包括叶片颜色变异、叶片裂叶数变异、叶片大小变异、叶柄颜色变异和茎秆颜色变异等变异类型。该研究结果为木薯种子诱变突变体库的建立及其他物种种子诱变提供思路。

关键词：华南5号化学诱变甲基磺酸乙酯突变体