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中波紫外线辐照对甜玉米种子萌发的影响及转录组分析

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：赵欣悦湛东武周富亮梁思维刘家奇宁丹段旭旋蒋锋刘鹏飞仲恺农业工程学院广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室仲恺农业工程学院农业与生物学院广东省阳江市农业科学研究所

【目的】研究中波紫外线(UV-B)辐照处理对甜玉米种子萌发及相关基因表达的影响,为解析UV-B辐照促进种子活力的分子机理奠定基础。【方法】以甜玉米自交系T28种子为材料,设置0(CK),0.5,1,2,4和8 h共6个不同时长的UV-B辐照处理,对处理和对... 详细信息

【目的】研究中波紫外线(UV-B)辐照处理对甜玉米种子萌发及相关基因表达的影响,为解析UV-B辐照促进种子活力的分子机理奠定基础。【方法】以甜玉米自交系T28种子为材料,设置0(CK),0.5,1,2,4和8 h共6个不同时长的UV-B辐照处理,对处理和对照(CK)种子萌发相关的表型指标、生理指标进行分析,同时借助转录组测序技术筛选促进玉米种子萌发的差异表达基因。【结果】 UV-B辐照处理1 h时甜玉米自交系T28种子的发芽率最高,发芽势、发芽指数和活力指数随着UV-B处理时间的延长均呈先上升后下降的趋势,且在UV-B辐照处理1 h时达到最高。UV-B辐照处理1和2 h的甜玉米种子萌发72 h后,萌发种子的CAT、POD活性和游离脯氨酸含量均高于CK。对0(CK),1和2 h辐照处理下的差异表达基因进行趋势表达分析,获得8个不同趋势的基因集profile(0—7),其中profile2中1716个转录本表达量呈先下降后上升趋势,profile5中919个转录本表达量呈先上升后下降趋势。GO富集分析表明,在生物过程、细胞组分、分子功能类别中,profile2基因集中富集最显著的分别为蛋白磷酸化、膜整体组件、转移酶活性和转移己糖基,profile5基因集中富集为翻译、核糖体、核糖体的结构组分。KEGG富集分析发现,profile2基因集中显著富集的通路主要注释在苯丙素类生物合成、次生代谢物的生物合成、代谢途径等;profile5基因集中显著富集的通路为淀粉和蔗糖代谢、氧化磷酸化及蛋白酶体。淀粉和蔗糖代谢通路中13个基因与各样本表达量聚类分析表明,在处理1h样本中这些基因的表达显著上调。【结论】UV-B处理可以提高甜玉米种子的活力,处理时长1h的效果最显著,推测不同时长处理下的差异表达基因与种子活力密切相关。

关键词： UV-B辐照玉米育种种子萌发种子活力转录组分析

大豆DELLA基因家族的泛基因组比较和功能分析

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西南大学学报(自然科学版) 2024年第8期 2-11页

作者：胡明瑜郝培媛白文钦王忠伟张继君杜成章重庆市农业科学院农业农村部西南山地特色作物种质资源评价与利用重点实验室(部省共建) 云南大学农学院

DELLA基因与绿色革命密切相关，在提高作物单产上发挥了重要作用.我国大豆单产偏低，对大豆DELLA基因深入研究，创制耐密植的大豆品种，有望大幅提高大豆单产.本研究利用29个大豆种质资源的基因组数据，通过泛基因组分析鉴定了232个大豆... 详细信息

DELLA基因与绿色革命密切相关，在提高作物单产上发挥了重要作用.我国大豆单产偏低，对大豆DELLA基因深入研究，创制耐密植的大豆品种，有望大幅提高大豆单产.本研究利用29个大豆种质资源的基因组数据，通过泛基因组分析鉴定了232个大豆DELLA基因，其中19个基因发生移码突变，不能编码有DELLA蛋白特征的产物.分析结果显示，每个种质资源有8个DELLA基因，分别位于不同的染色体上，GmGAI1s和GmGAI2s编码的蛋白具有典型的DELLA结构域；GmRGL2s和10号染色体上GmRGL1编码的蛋白在DELLA, LExLE和TVHYNP保守序列上与GmGAI1s和GmGAI2s蛋白不一致；而来源于20号染色体的GmRGL1蛋白缺失DELLA结构域.表达模式分析显示，GmGAI1s在植物不同组织器官中表达水平较高，可能发挥主要作用；GmGAI2s,GmRGL1s和GmRGL2s分别在花、果荚、籽粒等的发育过程中优势表达，可能参与了这些组织器官的发育调控.此外，对大豆DELLA蛋白进行互作分析，提出DELLA蛋白调控下游基因表达可能的作用机制.这些结果为进一步明确大豆DELLA基因的生物学功能、创制耐密植大豆种质提供参考.

关键词：大豆 DELLA基因泛基因组分析

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花生香味物质的研究进展

广东农业科学 2024年第4期51卷 89-100页

作者：李林乔景璇丁超何汶珈郑奕雄万小荣包格根仲恺农业工程学院农业与生物学院/广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广东广州510225

花生是我国重要的油料作物,花生仁和其加工品可以产生独特的香气,其香味品质是决定市场经济价值的最重要指标之一。花生仁通过不同的加工方式可以产生不同的香味物质,而花生香味由多种挥发性物质共同组成,包括吡嗪类、吡咯类、呋喃类、... 详细信息

花生是我国重要的油料作物,花生仁和其加工品可以产生独特的香气,其香味品质是决定市场经济价值的最重要指标之一。花生仁通过不同的加工方式可以产生不同的香味物质,而花生香味由多种挥发性物质共同组成,包括吡嗪类、吡咯类、呋喃类、吡啶类、醛类、酮类、酸类、烃类、芳香类等化合物,且不同挥发性物质具有不同的香味。花生的香味物质主要来源途径有美拉德反应、脂肪氧化和热降解反应、氨基酸和糖类降解反应3种途径,目前花生香味物质的生物合成途径研究还较少。随着科技发展,越来越多的挥发性物质被鉴定,目前主要通过顶空固相微萃取对花生香味进行提取,并结合气相色谱-质谱联用仪对香味进行检测。花生香味物质的形成主要受基因型、加工方式和时间、籽粒含水量等因素影响,已有大量文献表明耕作栽培模式影响水稻香味物质的积累,但不同耕作栽培模式影响花生香味物质积累的文章未见报道。同时,利用花生香味物质还可以抑制黄曲霉的污染,减少花生的经济损失,以及利用挥发性物质鉴别不同种类的植物油。该文以花生仁为对象,通过对花生香味物质成分分析、花生香味物质分类、花生香味物质的提取和鉴定方法,影响花生香味物质形成的因素以及花生香味物质抑制黄曲霉的污染等方面进行综述,为研究花生香味品质形成提供理论依据。

关键词：花生香味挥发性物质品质形成栽培模式调控

基于重测序的广西野生宜昌橙资源遗传多样性分析

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分子植物育种 2024年

作者：武晓晓邓崇岭陈传武蓝琳钰付慧敏广西特色作物研究院广西桂北特色经济作物种质创新与利用重点实验室广西柑橘育种与栽培技术创新中心

为了明确广西野生宜昌橙资源的遗传多样性，本研究以广西桂林市龙胜县、兴安县，柳州市融水县，百色市田林县的25份野生宜昌橙和12份其他柑橘种质为试验材料，采用重测序技术进行基因组比对、SNP 检测、PCA 主成分分析、系统发育进化... 详细信息

为了明确广西野生宜昌橙资源的遗传多样性，本研究以广西桂林市龙胜县、兴安县，柳州市融水县，百色市田林县的25份野生宜昌橙和12份其他柑橘种质为试验材料，采用重测序技术进行基因组比对、SNP 检测、PCA 主成分分析、系统发育进化树分析。结果显示每个样本SNP位点数4877704 - 6761563，所有样本纯合子SNP位点比率高于89%，系统发育树表明广西野生宜昌橙具有丰富的遗传多样性，且具有明显的群体结构，与地理分布存在一定的关联；相对于其他柑橘材料，宜昌橙与枳亲缘关系较近。本研究为探究宜昌橙的分类地位、亲缘关系及遗传多样性提供了理论基础。

关键词：宜昌橙重测序遗传多样性

大豆地方种质资源鲜籽粒可溶性糖含量的全基因组关联分析

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2079-2091页

作者：张玉梅丁文涛蓝新隆李清华胡润芳郭娜林国强赵晋铭福建省农业科学院作物研究所/福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心/福建省蔬菜遗传育种重点实验室生物育种钟山实验室南京农业大学农学院/国家大豆生物育种产教融合创新平台/农业农村部大豆生物学与遗传育种重点实验室/作物遗传与种质创新全国重点实验室莆田市农业科学研究所

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一，研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异，深入解析可溶性糖含量的遗传机制，为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆... 详细信息

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一，研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异，深入解析可溶性糖含量的遗传机制，为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆生态区和南方大豆生态区的133份大豆地方种质，在2021年连江春季、福清春季和秋季3个环境下对鲜籽粒可溶性糖含量进行表型测定，结合82 187个高质量SNP标记，基于混合线性模型MLM（Q+K）对可溶性糖含量进行全基因组关联分析，挖掘可溶性糖含量显著相关的SNP位点，并以显著SNP位点为中心，两端各扩展119.07 kb连锁不平衡衰减距离为候选区间，根据候选区间内基因的注释和组织表达信息预测候选基因。【结果】3个环境下，鲜籽粒可溶性糖含量的变异范围为3.37—33.84 mg·g-1，遗传变异系数为24.59%—32.69%，可溶性糖含量遗传率为68.14%。通过全基因组关联分析，连江春季、福清春季和秋季3个环境下分别检测到与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP有6、8和22个，表型变异解释率为12.43%—29.27%，以表型变异解释率较高的9个显著SNP位点所在的候选区间进行搜索，共获得86个基因，结合基因注释和组织表达信息，进一步筛选到9个候选基因，主要涉及转录因子、糖蛋白家族和糖类合成转运等生物学过程。其中，Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300在大豆种子及荚中表达水平较高，可作为大豆鲜籽粒可溶性糖的最具潜力候选基因。【结论】通过全基因组关联分析，检测到36个与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP，进一步筛选出9个候选基因可能参与大豆鲜籽粒可溶性糖含量的调控，其中，Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300可作为调控大豆鲜籽粒可溶性糖含量的关键目标基因。

关键词：大豆鲜籽粒可溶性糖含量全基因组关联分析候选基因

水稻籽粒锌含量全基因组关联分析及候选基因筛选

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植物遗传资源学报 2024年

作者：刘阳杜怀东孙志勇于雪然李培富宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室赤峰市农牧科学研究所

通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL，并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，筛选出与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料，结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs... 详细信息

通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL，并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，筛选出与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料，结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs，基于一般线性模型（GLM，general linear model）进行全基因组关联分析，对显著QTL区间内候选基因进行功能注释，并对进一步筛选后的基因进行单倍型和籽粒灌浆期相对表达量分析，以期筛选出与籽粒锌含量相关的候选基因和优势单倍型。结果表明，139份水稻中籽粒锌含量存在丰富的表型变异，且符合正态分布。通过对水稻籽粒锌含量进行全基因组关联分析，共关联到12个显著SNP，分布在1、2、4、10、11号染色体上，结合候选区间内的基因功能注释，推测定位在囊泡中OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关，通过单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，发现OsFRDL2在优势单倍型Hap5中表达量相对较高。故推测OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关。研究结果为解析水稻籽粒锌元素富集机制和开发富锌水稻分子标记提供理论基础，为培育富锌水稻提供基因资源。

关键词：水稻籽粒锌含量全基因组关联分析基因候选

吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用

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中国农业科学 2024年第2期57卷 236-249页

作者：张茗起王蕊张春宵孙擘任洁李淑芳王璐朱少喜张江斌施昕晨王海杰张云龙田红丽赵怡锟匡猛王元东易红梅李晓辉王凤格北京市农林科学院玉米研究所/农业农村部农作物DNA指纹创新利用重点实验室(部省共建)/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室吉林省农业科学院玉米研究所吉林省农业科学院作物资源研究所

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状，利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种... 详细信息

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状，利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份，强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源，推动共享利用。【方法】以吉林省玉米种质资源库中的2 918份玉米种质资源为研究对象，采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记，以及61 214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理，并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】为2 918份种质资源构建了SSR分子身份证，为除异质性种质外的2 502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中，SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成，并以二维码形式存储；SNP分子身份证由61 214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征，将样品划分为1 561份核心类、705份同近源类、416份异质类及236份群体类种质资源。遗传多样性分析表明，以旅大红骨群、黄改群为代表的国内种质资源是该库的主要种质资源，占全部核心种质资源的64.38%。【结论】提出了玉米种质资源分子身份证构建流程，为吉林省玉米种质资源库2 918份种质资源构建了全部的SSR分子身份证和2 502份SNP分子身份证；建立了核心、同近源、异质、群体四类种质资源筛选方案，实现了种质资源的分类管理。

关键词：玉米种质资源吉林 SSR SNP 分子身份证

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药食同源植物水芹的研究进展

植物遗传资源学报 2024年

作者：罗庆张新圻李梦瑶朱顺华熊爱生谭国飞贵州省农业科学院园艺研究所/贵州省园艺工程技术中心/农业农村部喀斯特山区作物基因资源与种质创新重点实验室贵州大学农学院四川农业大学园艺学院南京农业大学园艺学院/作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室

水芹[Oenanthe javanica（Bl.）DC.]是伞形科水芹属多年生水生蔬菜植物，其营养成分丰富、富含多种功能性生物活性成分，也是一种具有保健功能的药食同源蔬菜。我国水芹种质资源丰富，其利用涉及食用、药用、污水净化、提取加工等方面... 详细信息

水芹[Oenanthe javanica（Bl.）DC.]是伞形科水芹属多年生水生蔬菜植物，其营养成分丰富、富含多种功能性生物活性成分，也是一种具有保健功能的药食同源蔬菜。我国水芹种质资源丰富，其利用涉及食用、药用、污水净化、提取加工等方面，但育种及其分子机理方面的研究较少。本文综述了近20年来水芹种质资源、营养品质、生理生化、育种、基因及组学研究的进展，具体内容包括：（1）伞形科植物及水芹种质资源研究；（2）水芹营养品质及生长调控研究；（3）水芹生理生化及次生代谢物质研究；（4）水芹功能基因及组学（包括基因组学、转录组学、代谢组学及蛋白质组学）研究，旨在为我国水芹在资源创新和保护、遗传育种、基因挖掘、加工、栽培及环境治理等方面的进一步研究利用提供理论依据。

关键词：水芹种质资源生理生化基因功能组学

tsRNAs及其对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控

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科学通报 2022年第22期67卷 2616-2626页

作者：罗凯晴李晟昱郑召赖晓凤瞿梦卓李春梅万小荣仲恺农业工程学院广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广州510225

转运RNA(tRNA)衍生的小RNA(tRNA-derived small RNAs,tsRNAs)是一类新兴的保守非编码RNA,通常由在胁迫条件下发生的核酸内切酶切割t RNA前体或成熟t RNA而产生.tsRNAs主要有两种类型,即tRNA衍生的胁迫诱导RNA(tRNA-derived stress-induced RNAs,tiRNAs,也称为tRNA半分子(tRNA halves,tRHs))和t RNA衍生的片段(tRNA-derived fragments,tRFs),两者在成熟t RNA或tRNA前体的切割位点不同.tsRNAs在原核生物和真核生物中都广泛存在,呈现时空特异性表达模式以发挥其功能,它们的失调会引发内稳态失衡(homeostatic imbalance).越来越多的证据表明,tsRNAs主要通过调控基因表达的转录、转录后和翻译水平在各种生物学过程中发挥重要作用.因此,研究tsRNAs的生物学功能及其作用分子机制已成为小分子非编码RNA领域的一个新研究热点.本文主要综述了tsRNAs的分类、生物发生、特征和生物学功能方面的进展,重点介绍了tsRNAs对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控作用和植物tsRNAs的研究方法,并讨论了tsRNAs生物学的未来方向,特别是植物tsRNAs的研究方向,将促进对植物小分子非编码RNA的理解.

关键词：转运RNA(tRNA) tRNA衍生的小RNA(tsRNAs) 非生物胁迫植物

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