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干旱胁迫对芋球茎淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响

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西南农业学报 2024年第4期37卷 738-747页

作者：董伟清刘莉莉邱祖杨何芳练广西农业科学院蔬菜研究所南宁530007 荔浦市农业农村局广西荔浦546600

[目的]探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制,特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响,为耐旱品种选育提供依据。[方法]以荔浦芋1号为试验材料,对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序,对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分... 详细信息

[目的]探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制,特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响,为耐旱品种选育提供依据。[方法]以荔浦芋1号为试验材料,对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序,对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢通路相关的酶基因,并分析这些酶基因在干旱胁迫下的表达模式。[结果]芋球茎在干旱胁迫下筛选到差异表达基因1983个,其中上调表达基因373个,下调表达基因1610个。GO富集分析显示,差异表达基因在生物过程富集最多的是细胞过程和代谢过程,在细胞组分富集最多的是细胞解剖实体,在分子功能富集最多的催化活性和结合。KEGG富集分析显示,富集最多的通路分别是代谢通路、氮素代谢通路、抗坏血酸和醛酸代谢通路。对淀粉和蔗糖代谢通路的差异表达基因进行统计,共筛选到26个差异表达基因,涉及11种酶,其中上调表达基因5个,下调表达基因21个。在干旱胁迫下,淀粉合成酶、己糖激酶、果糖激酶、UTP-葡萄糖-1-磷酸盐尿苷酸转移酶、α-淀粉酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和β-呋喃果糖苷酶的基因下调表达;UDP-葡萄糖磷酸水解酶和海藻-6-磷酸合成/磷酸酶的基因上调表达;蔗糖合成酶和β-呋喃果糖苷酶的基因既有上调表达,也有下调表达。[结论]淀粉和蔗糖代谢通路相关基因的表达受到干旱胁迫的影响。调控淀粉代谢和海藻糖生物合成相关基因下调表达,而调控蔗糖代谢相关基因既有上调表达,也有下调表达。

关键词：芋干旱胁迫表达分析淀粉蔗糖

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芋资源遗传多样性分析

分子植物育种 2024年第14期 4754-4766页

作者：汪端华杨建国李倩王鑫吴双花湖南省农业科学院南省蔬菜研究所

为研究芋资源的遗传多样性，对湖南收集的67份芋资源的28个表型性状进行了多样性分析、主成分分析、相关性分析和聚类分析。结果表明：在调查的17个质量性状中，芋变异不大，大部分表现为叶箭形锐尖，叶姿杯状，叶面褶皱，叶缘紫红色，... 详细信息

为研究芋资源的遗传多样性，对湖南收集的67份芋资源的28个表型性状进行了多样性分析、主成分分析、相关性分析和聚类分析。结果表明：在调查的17个质量性状中，芋变异不大，大部分表现为叶箭形锐尖，叶姿杯状，叶面褶皱，叶缘紫红色，叶斑黄色或黄绿色，叶心有紫红色色斑，叶基弯缺为锐尖，叶柄紫红色，不开花，母芋肉质色淡黄色。在调查的11个数量性状中，变异系数在17.01%～139.39%之间，其中子芋孙芋质量变异系数最大。对11个数量性状进行主成分分析，发现影响最大的主要是与叶大小相关的数量性状。在与植株相关的性状中，后裂片长度与叶片长度、叶片宽度、叶鞘长度、叶柄长度、母芋纵茎、母芋、横茎、母芋总质量呈极显著正相关。67份资源通过聚类分析基本分为三类，第Ⅰ类含30份资源，基本为母芋较大，子孙芋数量较少的类型；第Ⅱ类包含25份资源，为子孙芋数量较多的类型；第Ⅲ类包含11份资源，为母芋大小一般，子孙芋含量也不多的类型，如广禾。本研究结果为芋种质资源的创制和利用提供了一定科学依据。

关键词：芋湖南遗传多样性种质资源表型性状

基于SNP标记的二倍体芋种质群体结构和遗传多样性分析

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分子植物育种 2024年第10期22卷 3236-3246页

作者：王直新孙亚林黄新芳刘玉平朱红莲李峰李明华柯卫东武汉市农业科学院蔬菜研究所武汉430207

为评价国内外二倍体芋种质资源的群体结构和遗传多样性,本研究选取来自国内和东南亚的69份二倍体芋种质资源,利用扩增片段长度测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)技术开发SNP标记;基于这些高质量的SNP标记,... 详细信息

为评价国内外二倍体芋种质资源的群体结构和遗传多样性,本研究选取来自国内和东南亚的69份二倍体芋种质资源,利用扩增片段长度测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)技术开发SNP标记;基于这些高质量的SNP标记,进行了群体结构、系统进化树、主成分和遗传多样性分析。结果显示,经筛选共获得了27 121个高质量SNP标记;将69份芋种质分为5个群,与形态分类的结果一致。其中,野芋和匍匐茎魁芋的遗传关系较近,槟榔芋与花用芋遗传关系较近;野芋遗传多样性最高(Nei氏遗传多样性指数H=0.246,核苷酸多样性指数π=0.260),而槟榔芋的遗传多样性最低(H=0.127,π=0.118);5种形态类型的二倍体芋遗传分化明显(Fst=0.109~0.422),能够解释67.1%的遗传变异;而地理分布对芋种质资源的遗传变异贡献仅为18.5%。本研究为芋种质资源鉴定、保存和遗传育种提供理论基础。

关键词：芋种质资源 SNP标记群体结构遗传多样性

多子芋种质资源主要农艺及品质性状鉴定评价与优异种质筛选

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中国蔬菜 2024年

作者：黄新芳孙亚林杨英楠柯卫东彭静董红霞刘玉平李峰李双梅朱红莲刘义满黄来春李明华周凯匡晶刘正位王芸钟兰季群王直新武汉市农业科学院蔬菜研究所

从国家水生蔬菜种质资源圃（武汉）中选择62份有代表性的不同类型多子芋种质资源，对其主要农艺性状及品质性状进行鉴定评价和优异种质资源筛选。结果表明，白芽多子芋的株高、生育期、单个子孙芋质量、干物质含量、淀粉含量均低于红芽... 详细信息

从国家水生蔬菜种质资源圃（武汉）中选择62份有代表性的不同类型多子芋种质资源，对其主要农艺性状及品质性状进行鉴定评价和优异种质资源筛选。结果表明，白芽多子芋的株高、生育期、单个子孙芋质量、干物质含量、淀粉含量均低于红芽多子芋，而叶面积、分株数量、母芋质量、子孙芋质量、球茎总质量、商品芋质量、子孙芋数量均高于红芽多子芋。生育期与株高、母芋质量、单个子孙芋质量呈极显著正相关，与分株数量呈极显著负相关，与叶面积、干物质含量、淀粉含量呈显著正相关，与子孙芋数量呈显著负相关。株高、叶面积、子孙芋质量、球茎总质量、商品芋质量间两两呈极显著正相关。干物质含量和淀粉含量与子孙芋质量、球茎总质量、商品芋质量呈极显著负相关，与单个子孙芋质量呈显著负相关。在此基础上，筛选出优异种质资源10份，其中包含3份特异种质资源。

关键词：芋多子芋种质资源农艺性状品质性状鉴定评价筛选

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崇明岛露地芋病虫草害全程绿色防控技术

长江蔬菜 2024年第1期 59-61页

作者：周金陆冬进张瑜李文强上海市崇明区港沿镇农业综合技术推广服务中心 202158 上海市崇明区竖新镇农业综合技术推广服务中心上海市崇明区蔬菜科学技术推广站上海市崇明区中兴镇农业综合技术推广服务中心

芋的常见病虫害有污斑病、病毒病、疫病、小地老虎、蚜虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等,从苗前预防技术、苗期预防技术、生产中期防控技术、生产后期防控技术方面进行剖析,并提出具体的病虫草害全程绿色防控方法,供广大农户提供参考。

关键词：崇明岛芋病虫草害绿色防控

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5种药剂防治芋田跳虫药效试验

长江蔬菜 2024年第4期 72-74页

作者：徐晓芳谢昀烨李月红张旭升李维哲盛仙俏金华市农业技术推广与种子管理中心浙江金华321017 浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所金华市经济特产技术推广站永康市维哲家庭农场有限公司

为解决芋田跳虫引起的芋“烂芋皮”现象,本研究通过对5种制剂防治芋“烂芋皮”的田间防效进行评价以及对地下球茎产量进行测定,研究结果表明,41.7%氟吡菌酰胺悬浮剂对芋“烂芋皮”的防治效果最好,病株率为23.7%,相对防效达69.17%,明显... 详细信息

为解决芋田跳虫引起的芋“烂芋皮”现象,本研究通过对5种制剂防治芋“烂芋皮”的田间防效进行评价以及对地下球茎产量进行测定,研究结果表明,41.7%氟吡菌酰胺悬浮剂对芋“烂芋皮”的防治效果最好,病株率为23.7%,相对防效达69.17%,明显高于其他药剂处理,且有助于植株的生长,667 m2产量可达1700 kg及以上。

关键词：芋跳虫氟吡菌酰胺相对防效绿色防控

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3个不同多子芋品种主要营养物质的含量分析

上海蔬菜 2024年第3期 95-97页

作者：张宇邵锋上海市崇明区蔬菜科学技术推广站上海崇明202150

作者比较了产自崇明的香酥芋、黄荷芋与产自浙江金华的红芽芋在口感及主要营养物质含量等方面的差异。试验结果表明,香酥芋块茎偏硬,糯性好,香味浓郁,口感更好,每100 g蛋白质含量为9.13 g,显著高于黄荷芋,且其脂肪和膳食纤维含量较低;... 详细信息

作者比较了产自崇明的香酥芋、黄荷芋与产自浙江金华的红芽芋在口感及主要营养物质含量等方面的差异。试验结果表明,香酥芋块茎偏硬,糯性好,香味浓郁,口感更好,每100 g蛋白质含量为9.13 g,显著高于黄荷芋,且其脂肪和膳食纤维含量较低;金华的红芽芋与崇明的香酥芋、黄荷芋块茎的矿质元素含量差异较大,香酥芋块茎的Fe和Zn含量较高,分别比黄荷芋高41.22%和18.53%。研究结果可为崇明香酥芋的开发利用提供数据支撑。

关键词：芋块茎口感蛋白质脂肪膳食纤维矿质元素

芋扩展蛋白基因家族的全基因组鉴定及其在球茎膨大中的表达分析

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浙江农业学报 2023年第7期35卷 1604-1616页

作者：李必聪李慧英肖遥罗莎周庆红黄英金朱强龙江西农业大学农学院江西南昌330045 江西省薯芋生物学重点实验室江西南昌330045

扩展蛋白是一类具有促进细胞壁伸长和增加细胞壁柔韧性作用的蛋白。本研究基于芋全基因组范围鉴定扩展蛋白基因,并分析该家族基因结构特征、系统发育及其在芋球茎膨大中的表达模式。结果表明,芋全基因组包含31个扩展蛋白基因,分布在芋8... 详细信息

扩展蛋白是一类具有促进细胞壁伸长和增加细胞壁柔韧性作用的蛋白。本研究基于芋全基因组范围鉴定扩展蛋白基因,并分析该家族基因结构特征、系统发育及其在芋球茎膨大中的表达模式。结果表明,芋全基因组包含31个扩展蛋白基因,分布在芋8条染色体及2个重叠群上。在芋和拟南芥、水稻、马铃薯等4个物种中的扩展蛋白基因进行系统发育树分析中,所有的扩展蛋白基因划分到4个亚家族中,其中EXPA有23个,EXPB有5个,EXLA有1个,EXLB有2个。共线性分析表明,芋和拟南芥之间存在7对共线性扩展蛋白基因。基因表达分析发现,芋扩展蛋白基因家族不同成员在不同组织中有不同的表达模式,其中CeEXPA 2、CeEXPA 11、CeEXPA 13、CeEXPA 23和CeEXLA 1等5个基因在球茎膨大过程中高表达且差异显著,表明它们可能对芋球茎的膨大发挥了重要的调控作用。本研究结果将有助于了解芋扩展蛋白基因家族的特征及其在球茎膨大中的分子功能,为揭示芋球茎生长发育的分子调控机理提供理论依据。

关键词：芋扩展蛋白基因家族球茎膨大基因表达分析

芋ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)基因家族的克隆、生物信息学及表达分析

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热带作物学报 2022年第8期43卷 1554-1564页

作者：何芳练刘莉莉蒋慧萍邱祖杨黄诗宇董伟清广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所广西南宁530007 荔浦市农业农村局广西荔浦546600

芋(Colocasia esculenta)为天南星科芋属成员,在世界范围内广泛种植,其球茎主要贮藏物质为淀粉。ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉合成的第一个关键酶和限速酶,在植物淀粉合成中发挥关键作用,但目前关于芋AGPase基因家族的分子结构... 详细信息

芋(Colocasia esculenta)为天南星科芋属成员,在世界范围内广泛种植,其球茎主要贮藏物质为淀粉。ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉合成的第一个关键酶和限速酶,在植物淀粉合成中发挥关键作用,但目前关于芋AGPase基因家族的分子结构特征和表达模式还不清楚。本研究以芋新品种‘荔浦芋1号’为试材,从全长转录组注释信息中筛选到6个AGPase基因家族成员,利用RT-PCR技术克隆了6个基因的编码区,利用生物信息学对其理化性质、进化关系和保守motif进行分析;同时利用转录组学和荧光定量RT-PCR技术对6个基因在不同组织和球茎不同发育阶段的表达模式进行分析。结果表明:克隆获得6个芋AGPase基因编码区的cDNA序列,序列长度为1398~2028bp,编码的蛋白大小为350~543 aa,其中4个基因(CeAGPL1~CeAGPL4)编码AGPase的大亚基,2个基因(CeAGPS1,CeAGPS2)编码AGPase的小亚基。系统进化分析显示,所有的AGPase分成了大亚基和小亚基2个群组,4个大亚基分在了大亚基组,2个小亚基分在了小亚基组。CeAGP家族蛋白分子质量范围为38753.22~59743.05kDa,等电点范围为5.64~8.82,亚细胞定位为叶绿体、淀粉体和细胞质等。蛋白的保守motif分析发现,CeAGP家族蛋白共预测到11个保守motif,6个motif功能注释为NTP_transferase,除CeAGPS2外,另外5个CeAGP蛋白均包含11个motif。在不同组织中,6个CeAGP基因均能在所有组织中表达,其中CeAGPL3和CeAGPS1基因在叶片和叶柄中高表达,CeAGPL1和CeAGPS1基因在球茎中高表达,6个CeAGP基因在根的表达量均较低。在球茎不同发育阶段中,CeAGPL1和CeAGPS1高表达且均表现先升高后降低的趋势,2个基因分别在4月龄和5月龄阶段的表达量最高。该研究结果为后续阐明芋淀粉合成的分子机制提供依据。

关键词：芋 AGPase 基因克隆表达分析