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基于加权基因共表达网络分析法挖掘谷子LRR-RLK类抗白发病相关基因

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植物病理学报 2024年

作者：韩彦卿武晓雄蒋思铭卫安琪田娜娜王鹤山西农业大学植物保护学院山西农业大学农学院山西农业大学创新创业学院杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室

富含亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like protein kinase,LRR-RLK)在植物抵抗病原菌侵染过程中发挥着重要作用。为了明确谷子LRR-RLK基因家族的基本特征，以及该家族成员在谷子对抗白发病菌（Sclerospora ... 详细信息

富含亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like protein kinase,LRR-RLK)在植物抵抗病原菌侵染过程中发挥着重要作用。为了明确谷子LRR-RLK基因家族的基本特征，以及该家族成员在谷子对抗白发病菌（Sclerospora graminicola）中的作用，本研究利用生物信息学方法对谷子LRR-RLK基因家族进行了鉴定和分类，对其进化模式、序列特征、基因结构、启动子序列和表达模式进行了分析。进一步利用谷子抗病和感病品种受***侵染后3个不同生育期的转录组数据，采用加权基因共表达网络分析(the weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)方法，对抗病基因共表达模块和核心基因进行鉴定。结果表明，LRR-RLK家族基因在谷子9条染色体上呈现不均匀分布；对谷子和拟南芥LRR-RLK类基因进行系统进化分析，发现这些基因主要分为4类；多数基因编码的激酶蛋白的结构域相对保守，其启动子区包含防御和应激反应、分生组织表达相关的多种顺式作用元件，表明这些基因可能受多种因子调控；利用WGCNA构建与抗病相关的基因共表达网络，共鉴定到44个基因共表达模块，其中3个为抗病相关的特异性模块(Turquoise、Blue和Yellow)，从中发掘到12个核心基因，功能注释结果表明这些基因参与植物抗病调控；从中选取6个基因(Seita.9G413000、Seita.9G296000、Seita.9G557200、Seita.9G493600、Seita.3G241700和Seita.9G163200)，利用RT-qPCR分析其表达量，证实了这些基因在S. graminicola侵染的不同时期被诱导表达，推测这些基因可能在谷子抵抗谷子白发病的过程中起着重要作用。研究结果为揭示谷子抗白发病的分子机制提供了参考。

关键词：谷子富含亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶加权基因共表达网络分析核心基因表达分析抗病基因

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拟南芥光敏色素突变体种子萌发的光温敏感性

植物学报 2024年

作者：罗燕刘奇源吕元兵吴越田耀宇安田李振华贵州大学农学院贵州省粮油作物分子育种重点实验室贵州省高等学校功能农业重点实验室

为阐明光敏色素家族基因突变对拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子萌发时环境适应性的影响,以野生型(Col-0)种子为对照,对比了phyA、phyB、phyC、phyD和phyE单突变体种子在12种光温环境下萌发率的差异。结果表明, phyA突变体种子适应在... 详细信息

为阐明光敏色素家族基因突变对拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子萌发时环境适应性的影响,以野生型(Col-0)种子为对照,对比了phyA、phyB、phyC、phyD和phyE单突变体种子在12种光温环境下萌发率的差异。结果表明, phyA突变体种子适应在红光下萌发,而不适应在远红光和高温(35°C)下萌发。phyB突变体种子适应在白光和远红光背景下的低温(15°C)和适温(25°C)下萌发;而不适应在高温(35°C)下萌发。phyC突变体种子适应在除白光35°C以外的11种光温环境下萌发。phyD或phyE突变体种子适应在低温(15°C)和适温(25°C)下萌发,而不适应在高温(35°C)下萌发;适应在红光和白光下萌发,而不适应在黑暗和远红光下萌发。5个成员中, phyB、phyC和phyD的突变体种子可能丧失光温整合能力,而phyA和phyE的突变体种子未丧失光温整合能力。综上,光敏色素家族基因突变导致种子萌发对光、温和光×温的适应性改变,通过靶向修饰光敏色素家族基因可提升种子萌发对不同生态环境的适应性。

关键词：光敏色素拟南芥种子萌发光质温度生态适应性

不同品种鸡腹脂游离脂肪酸差异比较及转录组分析

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中国家禽 2024年

作者：赵国玺符蓉李秋梅邹佳佳雷芷琳张细权华南农业大学动物科学学院农业农村部鸡遗传育种与繁殖重点实验室广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室

为挖掘鸡腹脂中游离脂肪酸的候选基因，试验以上市日龄的杏花鸡、沙栏鸡、清远麻鸡、胡须鸡、怀乡鸡、文昌鸡和固始鸡为研究对象，测定其游离脂肪酸的组成及含量，并选取游离脂肪酸差异较大的鸡进行转录组测序分析。结果显示：胡须鸡腹... 详细信息

为挖掘鸡腹脂中游离脂肪酸的候选基因，试验以上市日龄的杏花鸡、沙栏鸡、清远麻鸡、胡须鸡、怀乡鸡、文昌鸡和固始鸡为研究对象，测定其游离脂肪酸的组成及含量，并选取游离脂肪酸差异较大的鸡进行转录组测序分析。结果显示：胡须鸡腹脂中的C18∶1n9c、C16∶0和C18∶0显著高于其它6个品种鸡（P<0.05）；清远麻鸡腹脂中的C18∶2n6c显著高于其它6个品种鸡（P<0.05）；沙栏鸡腹脂中的C16∶1n7显著高于固始鸡、杏花鸡和清远麻鸡（P<0.05）。此外，杏花鸡腹脂中的C20∶4n6不仅显著高于固始鸡、怀乡鸡、文昌鸡、沙栏鸡（P<0.05），且杏花鸡腹脂中的C20∶4n6与固始鸡差异最大，C18∶3n3与固始鸡差异倍数也较大（P<0.05），其差异游离脂肪酸与差异基因显著富集在α-亚麻酸代谢等通路中（P<0.05）。ABHD3、PINK1、ACOX1、OSBPL2、GPD2、STAU1、ALDH2、CIDEA、TLCD1、IGFBP2、IRS2基因的下调与C18∶3n3/C20∶4n6的含量极显著负相关（P<0.01）。结果表明，不同品种鸡腹脂中主要的脂肪酸含量存在差异，通过对固始鸡与杏花鸡进行代谢组与转录组联合分析，在腹脂中发现11个与风味有关的C20∶4n6和C18∶3n3的形成有关基因，为后续研究与风味有关的游离脂肪酸提供理论依据。

关键词：鸡腹脂游离脂肪酸风味候选基因

Pcgf2对鸡胚胎成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞的促进

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华南农业大学学报 2024年

作者：姚梓淇廖立钦宋佳蓓张新珩谢青梅华南农业大学动物科学学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室河源分中心/广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室

【目的】以提高诱导鸡多能干细胞干性为目的，利用Pcgf2基因与传统诱导多能干细胞的重编程因子共同诱导鸡多能干细胞。【方法】以鸡早期胚胎为模板对Oct4、Sox2、Nanog、Lin28、C-myc、Klf4这6种传统的重编程因子及Pcgf2进行基因扩增，... 详细信息

【目的】以提高诱导鸡多能干细胞干性为目的，利用Pcgf2基因与传统诱导多能干细胞的重编程因子共同诱导鸡多能干细胞。【方法】以鸡早期胚胎为模板对Oct4、Sox2、Nanog、Lin28、C-myc、Klf4这6种传统的重编程因子及Pcgf2进行基因扩增，并与慢病毒载体重组为慢病毒质粒，在包装慢病毒后且测定相对应的病毒滴度后，分组感染鸡胚胎成纤维细胞，在诱导的过程中对干细胞标记物进行检测。【结果】利用传统的重编程因子组合与加入Pcgf2共同诱导后的细胞都较早地表达出磷酸酶活性。加入Pcgf2诱导多能干细胞可以使细胞更早地出现类干细胞形态，且内源性基因Oct4、Sox2、Nanog以及Lin28的表达得到更为稳定的提高。【结论】Pcgf2在加入诱导体系后可以有效提高细胞的重编程接近干细胞状态。该试验结果可为诱导鸡完全重编程细胞的重编程因子的选择与机制研究提供理论参考。

关键词：慢病毒多能转录因子 CEF 体细胞重编程鸡iPSC

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特种稻黑米和红米研究进展

植物遗传资源学报 2024年第7期25卷 1046-1055页

作者：武文豪何冲冲王传波杨小川方中明贵州大学农学院/贵州省粮油作物分子育种重点实验室/贵州省高等学校功能农业重点实验室贵阳550025

黑米和红米特种稻是一类由于色素沉积而导致种皮表现出黑(紫)色或红色的特殊稻种资源,其营养物质丰富,除了含有比白米更多的蛋白质、矿物质及膳食纤维外,还富含花青素(原花青素)、黄酮类、萜类等生理活性物质,其营养物质及价值都远超白... 详细信息

黑米和红米特种稻是一类由于色素沉积而导致种皮表现出黑(紫)色或红色的特殊稻种资源,其营养物质丰富,除了含有比白米更多的蛋白质、矿物质及膳食纤维外,还富含花青素(原花青素)、黄酮类、萜类等生理活性物质,其营养物质及价值都远超白米,因此受到越来越多稻米消费者的青睐。我国黑米和红米资源丰富,合理利用这些营养丰富的黑米和红米资源,创制优异的黑米和红米新种质并培育出新品种,对于推动特种稻产业发展意义重大。本文分4个阶段概括了黑米和红米的研究历史并介绍了我国黑米和红米资源的分布情况,综述了黑米和红米的品质、产量、抗性及开发利用等方面的研究进展,重点阐述了黑米和红米在品质差异及形成机制上的最新研究进展。最后总结了黑米和红米当前研究的薄弱之处并提出了对黑米和红米未来研究方向的展望,为黑米和红米的新品种培育及进一步开发利用提供参考。

关键词：黑米红米品质产量抗性加工应用

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GHR基因多态性与鸡生长、屠体性状的相关性分析

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中国畜牧杂志 2024年第7期60卷 95-100页

作者：张帅郑子健罗文华南农业大学动物科学学院广东广州510642 广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室广东广州510642

鸡的生长轴上,GH(生长激素)作为调节动物生长的重要激素,具有促进生长的功能。GH通过结合靶细胞表面的GHR(生长激素受体),形成GHR传导信号进入细胞产生生理功能。因此,GHR基因是GH调节细胞生理功能的关键基因。为了解GHR基因多态性与肉... 详细信息

鸡的生长轴上,GH(生长激素)作为调节动物生长的重要激素,具有促进生长的功能。GH通过结合靶细胞表面的GHR(生长激素受体),形成GHR传导信号进入细胞产生生理功能。因此,GHR基因是GH调节细胞生理功能的关键基因。为了解GHR基因多态性与肉鸡生长、屠体性状的关联,本试验以“杏花鸡×隐性白洛克鸡”F2代资源群作为试验材料,通过PCR扩增和直接测序方法对GHR基因外显子的多态性进行检测,在第10外显子区域中发现2个SNP位点:A1514T和G1595A。关联分析结果显示,A1514T与鸡的活重、胸重、腿重、翅膀重、屠体重、胸肌剪切力等多个与生长和肉质相关的性状显著关联,G1595A与鸡的活重、腿肉重、屠体重、腿肌肉色、腿肌剪切力、胸肌剪切力、腿肌pH值和腿肌电导率等多个性状显著相关。生物信息学分析表明,2个SNPs属于同义突变,其可能导致GHR mRNA二级结构改变,还将导致GHR mRNA翻译过程中选择使用频率更低的密码子,从而可能影响GHR mRNA的翻译效率,进而影响GHR蛋白含量。综上所述,鸡GHR基因第10外显子上的2个同义突变可影响肉鸡生长和屠体性状。

关键词：生长激素受体基因(GHR) SNP 生长性状同义突变鸡

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中国一级保护野生兰科植物杂交育种进展

植物遗传资源学报 2024年第3期25卷 323-339页

作者：黄小艳夏池黄玮婷方中明贵州大学林学院贵阳550025 贵州大学农学院/贵州省粮油作物分子育种重点实验室/贵州省高等学校功能农业重点实验室贵阳550025

中国一级保护野生兰科植物共33种,隶属于兜兰属、杓兰属、兰属、石斛属、蝴蝶兰属和虾脊兰属,具有重要的观赏和药用价值。本研究对这些种类的杂种登录情况、亲本选择、授粉及播种时期选择、属间杂交进展、杂交育种存在的问题等进行综述... 详细信息

中国一级保护野生兰科植物共33种,隶属于兜兰属、杓兰属、兰属、石斛属、蝴蝶兰属和虾脊兰属,具有重要的观赏和药用价值。本研究对这些种类的杂种登录情况、亲本选择、授粉及播种时期选择、属间杂交进展、杂交育种存在的问题等进行综述,并结合育种现状提出了未来育种方向。研究表明,以中国一级保护野生兰科植物为亲本已有3611个杂种在英国皇家园艺学会上登录,杂种数最多的前10名均为兜兰属植物,包括巨瓣兜兰、波瓣兜兰、白旗兜兰等,其次为美花兰,而红花兜兰、广东兜兰、紫斑兜兰和暖地杓兰未见杂种登录。绿叶兜兰、曲茎石斛、霍山石斛、文山红柱兰等为极具潜力的优秀种质资源,但以其为亲本的杂种较少。建议未来开展杂交育种工作时,应当充分利用上述野生种质资源、加强属间杂交,并利用分子标记辅助育种加速新品种培育,以提高野生兰科种质资源的利用水平。本研究可为中国一级保护野生兰科植物的杂交育种工作提供参考,为兰科植物种质资源创新和兰花产业持续发展提供支撑。

关键词：中国一级保护野生植物兰科植物兜兰杂交育种远缘杂交

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山羊circFDXR的鉴定及其在卵巢颗粒细胞中高效表达的研究

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中国畜牧兽医 2024年第6期51卷 2330-2341页

作者：刘杰李之瀚郭聪慧冯光杭薛文哲刘德武柳广斌孙宝丽郭勇庆邓铭邹娴李耀坤华南农业大学动物科学学院广州510642 华南农业大学畜禽育种国家地方联合工程研究中心广州510642 华南农业大学广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室广州510642 广东省农业科学院动物科学研究所畜禽育种国家重点实验室广东省畜禽育种与营养研究重点实验室广州510640

【目的】鉴定山羊环状RNA(circular RNA,circRNA)铁氧还蛋白还原酶(circFDXR)的表达,建立其在山羊原代卵巢颗粒细胞中的高效表达方式。【方法】利用PCR扩增、DNA测序、RNase R酶消化、实时荧光定量PCR鉴定circFDXR的环状性质。通过核质... 详细信息

【目的】鉴定山羊环状RNA(circular RNA,circRNA)铁氧还蛋白还原酶(circFDXR)的表达,建立其在山羊原代卵巢颗粒细胞中的高效表达方式。【方法】利用PCR扩增、DNA测序、RNase R酶消化、实时荧光定量PCR鉴定circFDXR的环状性质。通过核质分离、荧光原位杂交(FISH)检测circFDXR亚细胞定位。利用同源重组将circFDXR的线性序列无缝克隆至慢病毒载体pLC5-ciR,转染至293T细胞包装病毒后进行病毒滴度测定,并确定最佳感染复数(MOI),并以最佳MOI感染山羊原代卵巢颗粒细胞,通过实时荧光定量PCR检测过表达效率,并测序验证circFDXR是否正确环化。【结果】山羊circFDXR主要定位于卵巢颗粒细胞的细胞质中,耐受RNase R酶的消化。成功构建circFDXR慢病毒过表达载体,浓缩病毒滴度为5.49×10~9 TU/mL,感染山羊卵巢颗粒细胞的最佳MOI为100。实时荧光定量PCR结果显示,与对照组相比,过表达组circFDXR表达量极显著升高(P<0.01),测序结果显示过表达的circFDXR可以正确环化。【结论】circFDXR主要定位于卵巢颗粒细胞的细胞质中,相比线性RNA具有更高的稳定性。利用慢病毒包装的circFDXR在山羊原代卵巢颗粒细胞中可以正确环化,本试验结果为进一步研究circFDXR在山羊原代卵巢颗粒细胞中的功能奠定了理论基础。

关键词：山羊 circFDXR 慢病毒包装卵巢颗粒细胞

病毒-植物-媒介昆虫跨界互作与病毒病害流行

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中国科学:生命科学 2024年第5期54卷 769-788页

作者：赵娅玲王莹陈彪周国辉张彤华南农业大学植物保护学院绿色农药全国重点实验室广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室

植物病毒引发的病害严重制约农作物的产量和品质,在目前已报道的植物病毒中有约80%依赖媒介昆虫的传播.阐明虫媒病毒病害循环中病毒-植物-昆虫这三种跨界生物间互作的分子信号及分子机制,是更高效控制虫媒病毒病害的基础.病毒病害的流... 详细信息

植物病毒引发的病害严重制约农作物的产量和品质,在目前已报道的植物病毒中有约80%依赖媒介昆虫的传播.阐明虫媒病毒病害循环中病毒-植物-昆虫这三种跨界生物间互作的分子信号及分子机制,是更高效控制虫媒病毒病害的基础.病毒病害的流行范围和强度主要取决于病毒的侵染和传播这两个关键环节,得益于不断发展的分子生物学、细胞生物学和各种组学技术,植物病毒如何成功侵染寄主植物以及如何高效地通过媒介昆虫传播被不断解析.本文主要阐述了病毒逃逸植物免疫、突破媒介昆虫屏障和免疫、直接或间接地调控媒介昆虫传毒的具体机制,展现了虫媒病毒操控寄主植物和媒介昆虫促进病害流行中的强大能力,也揭示了虫媒病害防控中可供选择的分子靶标.

关键词：虫媒病毒病害流行植物免疫激素信号