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火焰兰属间杂交育种研究进展

中国农学通报 2024年第13期40卷 76-82页

作者：杨松敏姜潇程梦雅王顺顺段燕如陈和明彭东辉福建农林大学风景园林与艺术学院/兰科植物保护与利用国家林草局重点实验室/福建省观赏植物种质资源创新与应用工程技术研究中心福州350002 广东省农业科学院环境园艺研究所/广东省园林花卉种质创新综合利用重点实验室广州510640

杂交育种是兰花资源开发和利用的重要手段。火焰兰属(Renanthera)植物杂交亲和力较好,常进行属间杂交,也是研究植物远缘杂交障碍的重要研究材料之一。本研究简述了火焰兰属植物种植资源基本特征及资源分布情况,总结了火焰兰属与近缘属... 详细信息

杂交育种是兰花资源开发和利用的重要手段。火焰兰属(Renanthera)植物杂交亲和力较好,常进行属间杂交,也是研究植物远缘杂交障碍的重要研究材料之一。本研究简述了火焰兰属植物种植资源基本特征及资源分布情况,总结了火焰兰属与近缘属杂交育种与杂交组合登录概况,指出火焰兰属植物存在幼苗更新率较低、分子研究水平较低等问题,提出了重视亲本的选择、加强基础育种研究、扩大与近缘属间的杂交育种工作及加大属间杂交后代在分子水平的深入研究等促进火焰兰属间育种的相关措施。

关键词：火焰兰属近缘属杂交育种亲本选择种质资源分子研究

紫薇WOX家族基因鉴定及其对愈伤诱导的影响

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农业生物技术学报 2024年第10期32卷 2255-2264页

作者：康佳音池秀凤申萍王鑫万志庭蔡明程堂仁王佳张启翔潘会堂北京林业大学园林学院/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/城乡生态环境北京实验室

作为植物特有的转录因子，WUSCHEL同源异型盒(WUSCHEL-related homeobox, WOX)基因家族对植物的生长发育、组织器官发生和形成具有重要的调节作用。本研究利用生物信息学方法，在紫薇(Lagerstroemia indica)全基因组中鉴定出15个WOX基... 详细信息

作为植物特有的转录因子，WUSCHEL同源异型盒(WUSCHEL-related homeobox, WOX)基因家族对植物的生长发育、组织器官发生和形成具有重要的调节作用。本研究利用生物信息学方法，在紫薇(Lagerstroemia indica)全基因组中鉴定出15个WOX基因家族成员，命名为LfiWOX1～LfiWOX15，分布在14条染色体上，家族成员间分子量和等电点有较大差异，亚细胞预测15个基因均定位于细胞核上。系统进化分析表明，15个基因共聚为3类，紫薇WOX家族成员中存在5个与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)紧密相关的直系同源WOX成员，多个含有特定保守基序的WOX蛋白在进化树的同一分支上，所有家族成员都含有motif 1、motif 2和motif 5。WOX家族基因包含9种与植物生长发育、激素调控和逆境胁迫相关的顺式作用元件，不同成员含有不同的元件。qRT-PCR分析表明，与叶片相比，LfiWOX12、LfiWOX13、LfiWOX15在愈伤组织中表达量升高，是叶片中的1.5～1.9倍，其他基因在愈伤组织中表达量降低，是叶片中的0.1%～90%，说明LfiWOX12、LfiWOX13、LfiWOX15与愈伤形成相关。本研究为进一步研究紫薇WOX基因对愈伤诱导的调控提供了依据，为紫薇高效再生及遗传转化体系的建立提供参考。

关键词：紫薇 WUSCHEL同源异型盒基因家族(WOX) 愈伤诱导基因表达生物信息学分析

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毛华菊3种瓣型株系再生体系的建立

植物学报 2024年第2期59卷 245-256页

作者：武晓云廖敏凌李雪茹舒梓淳辛佳潼张伯晗戴思兰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国家花卉工程技术研究中心北京100083

毛华菊(Chrysanthemum vestitum)是栽培菊花(C.×morifolium)的近缘六倍体野生种之一,其自然群体中的舌状花与栽培菊花一样具有典型的平瓣型、管瓣型和混合瓣型变异,是研究菊属植物瓣型变异的理想材料。其舌状花发育过程受生长素和花器... 详细信息

毛华菊(Chrysanthemum vestitum)是栽培菊花(C.×morifolium)的近缘六倍体野生种之一,其自然群体中的舌状花与栽培菊花一样具有典型的平瓣型、管瓣型和混合瓣型变异,是研究菊属植物瓣型变异的理想材料。其舌状花发育过程受生长素和花器官发育关键差异基因的影响,但目前缺乏稳定高效的不同瓣型毛华菊株系的再生体系,制约了毛华菊瓣型相关基因的研究。利用在河南省伏牛山收集的3种瓣型毛华菊株系,以叶片和茎间薄层为外植体建立再生体系。结果表明,以平瓣型叶片为外植体,其愈伤组织诱导和不定芽分化最佳培养基为MS+1 mg·L^(-1)NAA+2mg·L^(-1)6-BA,接种20天愈伤组织诱导率为100%,不定芽分化率达100%;最佳生根培养基为1/2MS+0.2 mg·L^(-1)NAA,生根率达100%。平瓣型毛华菊的叶片最佳再生体系也适用于管瓣型和混合瓣型株系,不定芽分化率分别为83.46%和91.67%,生根率均为100%。移栽后对开花植株进行观察,发现利用叶片再生体系获得的3种不同瓣型再生植株花型稳定,为后续利用不同瓣型株系解析舌状花形态变异机理提供了技术方法。

关键词：毛华菊不同瓣型叶片再生体系茎间薄层

景宁木兰ZF-HD家族全基因组鉴定及其表达模式分析

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农业生物技术学报 2024年第8期32卷 1809-1820页

作者：朱森宇陈小珺马晶晶任明杰王晶晶吴超田丰刘志高樊民亮申亚梅浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室/浙江农林大学风景园林与建筑学院浙江省林业科学研究院

景宁木兰(Magnolia sinostellata)为浙江省特有极小种群，受到冠层遮荫胁迫影响，目前处于濒危状态。锌指同源结构域(zinc finger homeodomain, ZF-HD)是一类在植物发育及生物、非生物胁迫响应过程中发挥重要作用的转录因子。为了明确... 详细信息

景宁木兰(Magnolia sinostellata)为浙江省特有极小种群，受到冠层遮荫胁迫影响，目前处于濒危状态。锌指同源结构域(zinc finger homeodomain, ZF-HD)是一类在植物发育及生物、非生物胁迫响应过程中发挥重要作用的转录因子。为了明确景宁木兰ZF-HD基因家族在弱光胁迫下的作用机制，本研究利用转录组数据对MsZF-HD家族成员进行鉴定及表达模式解析。基于景宁木兰叶片转录组数据和望春玉兰(M. biondii)基因组数据，本研究鉴定了12个MsZF-HD家族成员，均定位于细胞核，MsZF-HD2b也定位于叶绿体。系统发育分析表明，MsZF-HD家族分为4个亚族，所有成员均含有ZF-HD＿dimer结构域，同一亚族成员之间的基序(motif)数量及其类型高度保守。GO分析表明，MsZF-HD家族成员广泛参与景宁木兰的生长发育。组织特异性表达分析表明，大部分MsZF-HD家族成员在景宁木兰叶芽和叶中具有较高表达量，其中MsZF-HD8在茎和叶中均高表达，而MsZF-HD13和MsZF-HD14在花和茎中高表达，说明其参与调控花发育和茎的伸长过程。此外，对遮荫胁迫下MsZF-HDs基因的表达模式进行分析，发现MsZF-HDs对弱光胁迫产生积极响应，其中MsZF-HD1a、MsZF-HD1b、MsZF-HD1c、MsZF-HD2a、MsZFHD2b以及MsZF-HD14在受到弱光胁迫后显著下调表达(P<0.05);MsZF-HD13在弱光处理21和28 d的基因表达显著上调(P<0.05);MsZF-HD11、MsZF-HD12和MsZF-HD8在弱光处理7 d的基因表达显著上调(P<0.05)，之后则呈下调趋势。本研究对景宁木兰ZF-HD家族成员进行了鉴定，并发现其在叶片、茎等组织中对弱光胁迫存在显著表达响应；筛选到MsZF-HD13与MsZF-HD8可能是景宁木兰响应遮荫，协调生殖生长、茎伸长及叶片衰老等过程的关键基因。本研究为解析景宁木兰遮荫响应机制提供理论依据。

关键词：锌指同源结构域(ZF-HD)转录因子家族景宁木兰弱光基因表达

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遮光对单叶铁线莲生长与生理特性的影响

浙江农林大学学报 2024年第3期41卷 615-623页

作者：陈子航陶丽侴天泽杨晗曦刘志高俞慧婷申亚梅浙江农林大学风景园林与建筑学院浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室浙江杭州311300

【目的】探讨单叶铁线莲Clematis henryi对不同光照强度的生理响应机制,为单叶铁线莲的引种栽培和园林应用提供依据。【方法】以3年生单叶铁线莲扦插苗为研究材料,设置遮光率为0(ck)、80%(T1)、60%(T2)、50%(T3)和40%(T4)5种光照处理,... 详细信息

【目的】探讨单叶铁线莲Clematis henryi对不同光照强度的生理响应机制,为单叶铁线莲的引种栽培和园林应用提供依据。【方法】以3年生单叶铁线莲扦插苗为研究材料,设置遮光率为0(ck)、80%(T1)、60%(T2)、50%(T3)和40%(T4)5种光照处理,研究不同遮光强度对单叶铁线莲植株生长和生理的影响。【结果】①遮光处理显著增加植株分蘖数量、节数和节间距(P<0.05),T1处理的分蘖数和节数增幅最大,分别增加63.0%和24.3%,T1、T2、T3处理的节间距分别高于对照27.5%、8.4%和32.1%,T3处理的生物量最高,高于对照36.7%;②遮光处理极显著促进蛋白质合成,同时减少丙二醛(MDA)的产生(P<0.01),T1处理的MDA质量摩尔浓度最低,可溶性蛋白质量分数于30 d达最大值(11.2 mg·g^(−1));③叶绿素a和叶绿素b质量浓度不断增加,60 d时各处理组均高于对照,T1处理的叶绿素总量于30 d时达最大值(2.28 mg·L^(−1)),为对照的3.9倍;④随遮光强度由高到低,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈升—降—升的变化趋势,同时2种酶的活性随时间推移逐步上升,超氧化物歧化酶(SOD)则相反。【结论】单叶铁线莲有较强耐阴性,50%~60%的光照强度可显著促进枝和叶的生长和干物质积累,提高观赏价值。夏季栽培单叶铁线莲应选择适宜的遮光环境,保障植株的健康生长。

关键词：单叶铁线莲遮光保护酶活性叶绿素生理指标

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瓜叶菊miR156-PhSPL3调控花青素代谢的研究

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生物技术通报 2024年

作者：孙丹旎李好崔宇萌黄河北京林业大学园林学院花卉种质资源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城乡生态环境北京实验室

【目的】瓜叶菊（Pericallis hybrida）是重要的盆栽观赏花卉，具有多种花色和花青素代谢支路，是研究花色调控分子机制的理想材料。miR156-PhSPL3模块在瓜叶菊不同花色品种中差异表达，探究该模块在花色形成中的作用机制，为花卉花青... 详细信息

【目的】瓜叶菊（Pericallis hybrida）是重要的盆栽观赏花卉，具有多种花色和花青素代谢支路，是研究花色调控分子机制的理想材料。miR156-PhSPL3模块在瓜叶菊不同花色品种中差异表达，探究该模块在花色形成中的作用机制，为花卉花青素代谢调控机制提供理论依据。【方法】从瓜叶菊中克隆获得一个PhSPL3基因和两个Ph-miR156前体基因（Ph-MIR156a和PhMIR156b），对其进行生物信息学分析及表达模式分析，利用VIGS、酵母杂交实验和双荧光素酶实验等方法研究miR156-PhSPL3参与花青素代谢的功能和调控机制。【结果】PhSPL3基因开放阅读框长1 119 bp，编码372个氨基酸，属于SPL家族的CladeⅦ分支。Ph-MIR156a和Ph-MIR156b前体茎环序列长度分别为108 bp和104 bp，均含miR156成熟序列。表达分析显示PhSPL3在玫色和蓝色品种的瓜叶菊舌状花中高表达，与Ph-miR156表达呈负相关。双荧光素酶实验表明，Ph-miR156可靶向PhSPL3。PhSPL3的VIGS沉默株系中花青素含量降低，花青素代谢结构基因PhCHS2、PhF3H1、PhANS及调节基因PhbHLH17的表达下调。酵母杂交结果显示，PhSPL3可与PhMYB5和PhMYB7互作，并特异性结合PhCHS2和PhbHLH17的启动子，从而调控其表达。【结论】瓜叶菊miR156-PhSPL3可通过直接调控花青素代谢分支上结构基因，或间接调控花青素代谢调节基因的方式，在瓜叶菊花青素物质的生物合成中发挥作用。

关键词：瓜叶菊 miR156 PhSPL3 花青素代谢

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彩叶桂叶色变化及生理特征分析

浙江农林大学学报 2024年第5期41卷 1056-1065页

作者：金笑雨王艺光赵宏波董彬浙江农林大学风景园林与建筑学院浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室浙江杭州311300

【目的】探讨彩叶桂Osmanthusfragrans Colour Group在生长过程中叶色变化及相关生理特征,为彩叶桂的品种分类、筛选和改良提供理论依据。【方法】选取29份彩叶桂种质材料,运用量化标准并结合聚类分析方法对其进行分类。同时,从中选择2... 详细信息

【目的】探讨彩叶桂Osmanthusfragrans Colour Group在生长过程中叶色变化及相关生理特征,为彩叶桂的品种分类、筛选和改良提供理论依据。【方法】选取29份彩叶桂种质材料,运用量化标准并结合聚类分析方法对其进行分类。同时,从中选择2个代表性品系(‘罗彩3号’‘Luocai 3’和‘罗彩28号’‘Luocai 28’)进行色素分布观察、组分定性、质量分数测定以及生理指标测定。【结果】基于叶片变色30%的叶色参数进行聚类分析,将彩叶桂品系分为两大类共3个色系,即红棕色系(第Ⅰ类第1亚类)、橙棕色系(第Ⅰ类第2亚类)和紫粉色系(第Ⅱ类)。解剖结构显示:花青素主要分布在幼嫩叶片的上下表皮细胞中,并随着叶片生长逐渐减退。同时,花青素质量分数逐渐下降,叶绿素质量分数持续上升,而类胡萝卜素质量分数虽逐渐上升但变化不显著。在叶片生长过程中,2个品系可溶性蛋白和可溶性糖质量分数的变化无明显规律,但在叶片变色为0时相对较高;过氧化物酶(POD)活性不断增加,但‘罗彩3号’在每个时期均高于‘罗彩28号’;叶片pH无显著变化且始终处于酸性范围。【结论】基于叶片变色30%的叶色参数可对彩叶桂进行色系划分。彩叶桂叶色变化主要受花青素质量分数减少和叶绿素质量分数增加的影响,而POD在其中发挥了重要作用。红棕色系和橙棕色系之间的区别在于花青素和类胡萝卜素的质量分数及其比值。图7表1参29.

关键词：彩叶桂聚类分析色素花青素生理特征

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不同梅品种花果特性分析与评价

浙江农林大学学报 2024年第1期41卷 113-123页

作者：王爽董彬王艺光赵宏波浙江农林大学风景园林与建筑学院浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室浙江杭州311300

【目的】梅Prunusmume是花果兼用型植物,在国内广泛应用。评价不同梅品种,为花果兼用梅品种选育以及梅果实加工利用提供依据。【方法】以梅28个品种为研究对象,测定其花部性状、结实量、果实品质指标,运用主成分分析与聚类分析法进行综... 详细信息

【目的】梅Prunusmume是花果兼用型植物,在国内广泛应用。评价不同梅品种,为花果兼用梅品种选育以及梅果实加工利用提供依据。【方法】以梅28个品种为研究对象,测定其花部性状、结实量、果实品质指标,运用主成分分析与聚类分析法进行综合评价。【结果】28个梅品种花径为19.14-31.38 mm,花瓣数量为5-23枚,花色以白色品种占比最大。不同梅品种结实量差异较大,其中‘丽江照水’‘玉龙红翡’‘玉龙绯雪’易结实。不同梅品种果实外观品质与内在品质均存在差异。对28个品种进行主成分分析,16个指标简化为4个公因子,方差解释百分比为80.77%;综合得分表明:‘蝶羽重’‘骨里红’‘单粉垂枝’‘红颜朱砂’‘ZAFU-CZ02’‘江梅’‘丽江照水’得分较高;对28个品种进行系统聚类分析,结果表明:当欧氏距离为24时,梅品种可分为6类。综合主成分与聚类分析结果,筛选出‘单粉垂枝’‘丽江照水’‘骨里红’‘红颜朱砂’4个优良的花果兼用梅品种。【结论】不同梅品种花部性状、结实量及果实品质均存在差异。综合花部性状、结实量、果实品质可知:‘单粉垂枝’‘丽江照水’花单瓣,易结实,果实综合品质最佳,适宜作为果品加工的花果兼用梅品种;‘骨里红’‘红颜朱砂’花色艳丽,半重瓣,较易结实,适宜作为实生选种的花果兼用梅品种。

关键词：梅品种花果兼用主成分分析聚类分析综合评价

马占相思幼苗不同器官非结构性碳水化合物含量对磷添加的响应

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应用与环境生物学报 2024年第2期30卷 247-253页

作者：吴妙兰官滢滢王艺颖刘悦何至杭张少纯曾睿楷莫其锋华南农业大学林学与风景园林学院广东省森林植物种质创新与利用重点实验室广州510642 中国森林生态系统定位观测研究网络广东鹅凰嶂野外科学观测研究站阳江529631

非结构性碳水化合物(NSC)在植物抵御生物和非生物胁迫时发挥着不可或缺的作用.以马占相思作为研究对象,设置对照(CK,不加磷)、低磷(LP,+50 kg hm^(-2)a^(-1))、高磷(HP,+100 kg hm^(-2)a^(-1))3种处理,探究不同浓度磷添加对马占相思幼... 详细信息

非结构性碳水化合物(NSC)在植物抵御生物和非生物胁迫时发挥着不可或缺的作用.以马占相思作为研究对象,设置对照(CK,不加磷)、低磷(LP,+50 kg hm^(-2)a^(-1))、高磷(HP,+100 kg hm^(-2)a^(-1))3种处理,探究不同浓度磷添加对马占相思幼苗各器官的NSC含量及分配格局的影响.结果表明:(1)低磷(LP)处理显著增加马占相思幼苗苗高和地径的相对生长速率(RGR);苗高、地径的RGR在不同处理下均表现为LP>HP>CK.低磷和高磷均显著增加植株的总生物量;但是低磷显著提高了叶、枝、茎和粗根的生物量占全株生物量的比例,高磷仅改变了粗根的生物量占比.(2)磷添加显著增加叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素浓度,具体表现为HP>LP>CK,(3)与CK相比,LP和HP处理下枝的NSC含量显著降低;粗根的NSC含量在LP处理下显著低于CK和HP处理.磷添加显著增加粗根可溶性糖占整株的百分比,同时磷添加显著增加枝、茎和粗根淀粉与NSC占整株含量的百分比.本研究表明低磷添加显著促进马占相思幼苗的生长,并通过调整NSC在不同器官的分配比例来应对土壤磷供应水平,以更好地适应土壤低磷环境.(图4表3参46)

关键词：非结构性碳磷添加分配格局马占相思人工林华南