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早花露地小菊杂交后代株系的综合评价与筛选

中国农业科学 2024年第1期57卷 173-189页

作者：宋想王钟曼张秋玲魏媛媛赵小刚刘波戴思兰北京林业大学园林学院/北京市林木分子设计育种高精尖创新中心/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/城乡生态环境北京实验室/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心

【目的】建立早花露地小菊综合评价体系，筛选出花期为9月中旬至10月中旬、花色接近纯正红色或黄色、花型和株型等综合表现优异的株系，丰富华北地区早秋节庆用花。为进一步培育早花露地小菊新品种提供育种材料和选择方法。【方法】以... 详细信息

【目的】建立早花露地小菊综合评价体系，筛选出花期为9月中旬至10月中旬、花色接近纯正红色或黄色、花型和株型等综合表现优异的株系，丰富华北地区早秋节庆用花。为进一步培育早花露地小菊新品种提供育种材料和选择方法。【方法】以露地小菊3个早花亲本和1个重瓣性高且花色鲜艳亲本及其25个经田间初选的杂交后代无性株系为供试材料，划分花色、花期、花型、株型和叶型5个层次，从观测的30个原始性状中筛选出18个关键性状指标作为评价因子，利用层次分析法及K-Means聚类分析法建立综合评价体系，开展杂种株系的综合筛选。【结果】以早花、花型圆整丰满、红黄两种花色稳定为育种目标确定了层次分析法各性状的权重值，其中初花期起始时间（0.1817）权重值最大，其次是花色稳定性（0.1695）、盛花期单株着花数量（0.1383）、开花持续时间（0.1301），再次是花色适宜度（0.0565）、盛花期着花整齐度（0.0565）、花序直径（0.0539）、舌状花数量（0.0574）。通过K-Means聚类分析法将29份材料划分为3个等级，Ⅰ级10个（34.38%），Ⅱ级11个（37.93%），Ⅲ级8个（27.59%）；杂交子代性状分离广泛，花色、花型和株型均出现了超亲性状，但花期仍以2个早花亲本初花期最早，符合前人研究认为花期为多基因控制的数量性状。因此，早花露地小菊育种仍需筛选更多亲本，增加可早秋使用的露地小菊资源。【结论】本评价方法综合各类评价体系优势，以数量化结果充分表征田间观测的性状特征，以育种目标为导向进行层次分析赋值评价，为综合评价和筛选早花露地小菊优良品种提供了量化方法。建立的评价体系可以很好地对早花露地小菊进行评价与筛选，为后期早花露地小菊新品种的选育提供了一种可靠方法，有助于提高后代优良种质筛选效率。最终筛选出10个观赏性状优良的早花露地小菊株系，可作为新品种或新品系应用，也可作为育种材料。

关键词：露地小菊杂交后代综合评价层次分析法 K-Means聚类分析早花性状

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单叶蔷薇的开花特性和繁育系统

草地学报 2024年

作者：肖丽张晓龙李娜张晨洁卢昕妤于超张启翔罗乐北京林业大学园林学院花卉种质创新与分子育种重点实验室城乡生态环境北京实验室教育部园林环境工程研究中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室林木资源高效生产全国重点实验室国家花卉工程技术研究中心

为了解单叶蔷薇（Rosa persica）的开花特性与繁育类型，通过对野生种群进行实地观察，观测花部特征、花粉活力、柱头可授性等开花动态特征，运用杂交指数（OCI，Outcrossing index）、花粉胚珠比（P/O，Pollen-ovule ratio）等指标综... 详细信息

为了解单叶蔷薇（Rosa persica）的开花特性与繁育类型，通过对野生种群进行实地观察，观测花部特征、花粉活力、柱头可授性等开花动态特征，运用杂交指数（OCI，Outcrossing index）、花粉胚珠比（P/O，Pollen-ovule ratio）等指标综合分析其繁育系统特点。本研究结果表明，单叶蔷薇种群花期为5月上旬至5月下旬，单花、单株和群体水平的开放持续时间分别为1～1.5 d，10～20 d，23 d；单花开花进程可分为6个时期：花蕾期、显色期、初开期、盛开期、衰败期、凋谢期；雌雄异位且成熟期高度重叠，柱头在显色期开始具有可授性，花粉活力最高达86.91%；P/O为13087.22，OCI为4，访花者涉及6目18科，其中主要传粉昆虫为意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）；繁育系统为混合交配系统，异交需要传粉媒介。该结果可为深入研究单叶蔷薇生殖策略和资源保护的提供理论依据。

关键词：单叶蔷薇开花特性繁育系统传粉昆虫

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观赏植物叶斑的研究进展

植物遗传资源学报 2024年第5期25卷 704-717页

作者：冉浩然张毓陈简村于超张启翔罗乐北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/教育部园林环境工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 国家植物园北京100093

斑叶植物种类丰富,其叶片上色彩各异的斑纹具有特殊的观赏性,不仅是植物重要的观赏性状,还有着一定的生物学和生态学意义,具有帮助繁衍、抵御天敌和适应环境变化等作用。本文综述了近年来观赏植物叶斑分类和形成的相关进展,根据叶片中... 详细信息

斑叶植物种类丰富,其叶片上色彩各异的斑纹具有特殊的观赏性,不仅是植物重要的观赏性状,还有着一定的生物学和生态学意义,具有帮助繁衍、抵御天敌和适应环境变化等作用。本文综述了近年来观赏植物叶斑分类和形成的相关进展,根据叶片中不同的色素积累和结构区别,在微观结构上对叶斑类型进行划分并总结了叶斑形成的分子机制。现有研究表明,叶片发育过程中色素合成和代谢有关的结构基因和转录因子CHLH、DFR、CRD1等的改变、细胞器发育的受损、细胞发育和分化基因ZAT10、VAR3等的突变会通过影响色素的差异积累、改变叶片结构直接或间接的参与叶斑的形成。虽然目前已有较多对于观赏植物叶斑形成机制的研究,但观赏植物叶斑的遗传机制尚不清晰,叶斑部分的差异基因表达的原因、叶斑图案的空间分布机制等仍有待进一步研究。未来可以通过对斑叶植物中模式植物的筛选,构建泛基因组,与基因组学、蛋白组学、代谢组学等多组学技术结合,研究叶斑的起源、斑叶植物对于环境的适应等问题,探索植物的重要性状与环境适应的进化机制。

关键词：叶斑形成观赏植物分子机制叶斑分型

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北京地区四种百合病毒的检测及病毒序列分析

农业生物技术学报 2024年第10期 2424-2436页

作者：鲁婧童孔祥凤李介文贾桂霞北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/国家花卉工程技术研究中心

百合属植物(Lilium spp.)易受多种病毒复合侵染，病毒检测与序列分析有助于明确感染病毒种类、揭示病毒变异情况。本研究基于百合无症病毒(Lily symptomless virus, LSV)、百合斑驳病毒(Lily mottle virus, LMoV)、黄瓜花叶病毒(Cucumbe... 详细信息

百合属植物(Lilium spp.)易受多种病毒复合侵染，病毒检测与序列分析有助于明确感染病毒种类、揭示病毒变异情况。本研究基于百合无症病毒(Lily symptomless virus, LSV)、百合斑驳病毒(Lily mottle virus, LMoV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)和车前草花叶病毒(Plantago asiatica mosaic virus, PLAMV)中保守基因序列的4对引物，通过优化PCR延伸时间建立上述4种病毒的多重RT-PCR检测方法，并利用该方法抽检了北京地区田间种植百合的病毒感染情况，进一步分离4种病毒产物进行测序与比对，构建系统进化树。结果表明，在多重RT-PCR反应中，增加延伸反应时间至90 s时可扩增出全部4种病毒及18S rRNA (内参基因)条带；抽样检测结果显示，田间种植的百合多受2种及以上病毒复合侵染，其中病毒检出率由大到小依次为LSV (100%)>CMV (92.31%)>LMoV (30.77%)>PLAMV(15.38%)；序列分析发现，4种病毒分离物与其各自同种病毒序列平均相似性在84.4%以上，证明检测所得4种病毒为目标病毒；4种病毒变异分析发现，CMV分离物以百合为寄主时单独聚为一个分支，具有寄主差异性；LMoV在系统发育关系上可分为2个分支，实验中的分离物属于分支Ⅱ；LSV和PLAMV未见明显分支模式。本研究为百合病毒病的常规分子诊断与研究提供技术支持，为病害防治提供基础参考。

关键词：百合病毒检测多重RT-PCR 序列分析

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高等植物启动子元件鉴定与合成研究进展

植物学报 2024年

作者：宋想王璐瑶富博晓李双达魏媛媛洪艳戴思兰北京林业大学园林学院林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心

启动子是高等植物中驱动基因表达不可或缺的重要调控序列。启动子元件的不同功能是导致基因表达效率和时空特异性差异的根本原因,鉴定其结构和功能对理解植物生长发育进程、环境胁迫反应和进化发育均具有重要意义。随着高通量测序技术... 详细信息

启动子是高等植物中驱动基因表达不可或缺的重要调控序列。启动子元件的不同功能是导致基因表达效率和时空特异性差异的根本原因,鉴定其结构和功能对理解植物生长发育进程、环境胁迫反应和进化发育均具有重要意义。随着高通量测序技术、人工智能和合成生物学的发展,鉴定植物顺式作用元件组,将符合设计需求的元件构建成人工调控元件的技术已逐渐兴起,这些技术为分子育种中高效、精准和多样的基因调控奠定了基础。该文以启动子元件在分子设计中的重构应用为导向,介绍了高等植物启动子的详细结构和功能,及顺式作用元件的鉴定方法,系统梳理了27类共计174个已鉴定到的诱导型和组织特异性元件及其应用。据此,提出其设计方向和方法,旨在为高等植物基因工程启动子元件的研究现状、发掘方法和重新设计提供指导,提升分子设计育种中目的基因的表达效率和准确性。

关键词：启动子顺式作用元件诱导型组织特异性人工合成启动子

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高等植物启动子元件鉴定与合成研究进展

植物学报 2024年第5期 691-708页

关键词：启动子顺式作用元件诱导型组织特异性人工合成启动子

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新疆单叶蔷薇居群表型变异及多样性研究

北京林业大学学报 2024年第2期46卷 51-61页

作者：刘学森李娜张雪云肖丽江律罗乐于超张启翔北京林业大学园林学院国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室北京100083

【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种,是月季育种中的重要材料,在我国主要分布于新疆北部地区,但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性,探究其表型变异规律,旨在为更好地保护和... 详细信息

【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种,是月季育种中的重要材料,在我国主要分布于新疆北部地区,但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性,探究其表型变异规律,旨在为更好地保护和利用单叶蔷薇种质资源提供理论指导。【方法】本研究以9个单叶蔷薇天然居群中270个单株为研究材料,对其19个表型性状数据进行收集,利用巢式方差分析、皮尔逊相关性分析、主成分分析和聚类分析方法,探究其表型变异规律与多样性水平。【结果】(1)9个单叶蔷薇天然居群表型多样性水平较高,19个表型性状的变异系数和香农多样性指数均值分别为15.90%和2.031;9个居群的表型变异系数在10.32%(P4)~13.19%(P8),表现出中等程度的变异,香农多样性指数在1.274(P5)~1.825(P8)之间,其中P8居群呈现出较高的多样性水平。(2)19个表型性状在居群间和居群内均存在极显著性差异(P部分性状间存在显著相关性。(4)主成分分析共提炼出5个主成分,累计贡献率为80.463%,贡献率最大的2个主成分主要解释花与叶的性状。(5)聚类分析可将单叶蔷薇9个居群分为2类,第1类为大花类,包括P6、P7、P8;第2类为小花类,包括P1、P2、P3、P4、P5、P9。【结论】新疆单叶蔷薇具有较高的表型多样性和变异水平,且变异的来源主要集中在居群内。

关键词：单叶蔷薇居群表型变异表型多样性

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观赏植物NAC转录因子的研究进展

植物遗传资源学报 2024年第5期25卷 737-750页

作者：邓泽宜罗乐于超张启翔隋云吉北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/教育部园林环境工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/林木资源高效生产全国重点实验室/国家花卉工程技术研究中心北京100083 新疆应用职业技术学院奎屯833200

NAC转录因子家族在调节植物的生长发育中发挥着重要的作用,在模式植物、作物中已进行了大量研究,但是在观赏植物中的研究还缺乏系统性的梳理和探讨。本综述介绍了NAC转录因子的结构和分类,并梳理了2004-2023年NAC转录因子在观赏植物器... 详细信息

NAC转录因子家族在调节植物的生长发育中发挥着重要的作用,在模式植物、作物中已进行了大量研究,但是在观赏植物中的研究还缺乏系统性的梳理和探讨。本综述介绍了NAC转录因子的结构和分类,并梳理了2004-2023年NAC转录因子在观赏植物器官生长发育和胁迫响应上的生物学功能研究,其中观赏植物器官生长发育主要集中在叶缘形态建成、花器官发育、叶片衰老、花瓣衰老、种球休眠5个方面,胁迫响应则集中在干旱、盐、碱、冷、热等非生物胁迫,在生物胁迫中报道较少。最后,鉴于观赏植物NAC转录因子大部分都还停留在生物信息学分析以及表达模式分析等功能初探阶段,本文在结合观赏植物全基因组测序继续开展NAC转录因子鉴定研究、挖掘观赏植物中与模式植物存在不同作用机制的NAC转录因子、解析观赏植物NAC转录因子与其他转录因子间的调控网络、加快利用推进基因工程或编辑技术开展观赏植物的分子育种工作等4个方面,对未来NAC转录因子在观赏植物中的研究提出了展望。

关键词：观赏植物转录因子 NAC基因生长发育胁迫响应

关于我国林木育种向智能分子设计育种发展的思考

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北京林业大学学报 2024年第3期46卷 1-7页

作者：康向阳林木遗传育种全国重点实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京 100083

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展... 详细信息

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展对策等。林木遗传育种应该瞄准国家林业重大需求,有组织地选择重要树种系统布局,在推动树种高世代遗传改良及其利用的同时,准备系谱关系清晰的育种资源群体,做到等位变异有迹可循;解析重要性状遗传变异规律及其调控网络,实现基因调控有据可查;建立高效的多组学大数据整合分析以及育种群体构建、亲本选配和后代选择等分子设计育种技术方法体系,保证智能育种有“法”可依等。逐步解决我国林木遗传育种中存在的问题,为实施林木智能设计育种创造理想条件。在每一育种世代品种向理想品种选育的推进过程中,尽可能将智能分子设计育种的最新理论和技术成果应用于育种实践,选育出高产、优质、高抗的当前世代理想品种,满足国家林业发展的现实需要。

关键词：林木育种理想品种常规育种智能分子设计育种育种发展对策