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甘蔗类钙调素ScCML13与SCMV运动蛋白P3N-PIPO的互作研究

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作物学报 2024年第7期50卷 1855-1866页

作者：玉泉馨杨宗桃张海程光远焦文迪曾康罗廷绪黄国强王璐徐景升福建农林大学/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum ***)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(***)... 详细信息

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum ***)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(***)中克隆了一个CML基因,命名为ScCML13。该基因开放读码框(open reading frame,ORF)长度为519 bp,编码172 aa。生物信息学分析表明,ScCML13属于稳定的亲水脂溶蛋白,无跨膜结构域,有4个结合Ca2+的EF-hand结构域;系统进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物中及单子叶C3和C_(4)植物中具有明显分化;酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验表明,ScCML13与SCMV的运动蛋白P3N-PIPO互作。亚细胞定位试验表明ScCML13定位于内质网和细胞核。共定位试验发现ScCML13会干扰SCMV-P3N-PIPO的质膜(plasma membrane)或胞间连丝(plasmodesmata)定位。实时荧光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)分析发现,ScCML13基因主要在甘蔗叶片中表达,在节间和根中的相对表达量低;ScCML13基因在感染SCMV后2 h显著上调,随后下调至与对照组相比的水平,而在感染后期上调。

关键词：类钙调素甘蔗花叶病毒 P3N-PIPO 蛋白互作

基于黄棪(Camellia sinensis)基因组的DXS基因家族鉴定及表达

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应用与环境生物学报 2024年第4期30卷 811-817页

作者：曾珊珊高婷谷梦雅侯炳豪任卫威张宇航叶乃兴福建农林大学园艺学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)是MEP途径的第一个限速酶,在茶树抗性的形成中起到重要作用.为探究茶树DXS基因家族的潜在功能,利用生物信息学和实时荧光定量PCR技术,对茶树DXS基因家族进行鉴定及表达分析.采用生物信息学方法,从‘... 详细信息

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)是MEP途径的第一个限速酶,在茶树抗性的形成中起到重要作用.为探究茶树DXS基因家族的潜在功能,利用生物信息学和实时荧光定量PCR技术,对茶树DXS基因家族进行鉴定及表达分析.采用生物信息学方法,从‘黄棪’和‘铁观音’茶树中分别鉴定出5个DXS基因家族成员,分别命名为HD-CsDXS1-CsDXS5和TGY-CsDXS1-CsDXS5,系统发育结果表明其分属3个亚家族,相同亚家族的CsDXS基因外显子-内含子数目及排列顺序基本一致.CsDXS启动子上存在众多与植物发育、激素和胁迫响应相关的顺式作用元件.荧光定量检测发现,HD-CsDXS2和HD-CsDXS5在MeJA、GA、ABA、低温和干旱处理下表达量均显著上调,HD-CsDXS1和HD-CsDXS4在GA、ABA和干旱处理下表达量显著上调,HD-CsDXS3仅在GA和干旱处理下表达量上调.本研究表明CsDXS在非生物胁迫下均被诱导表达,可能与茶树抗逆性密切相关,结果可为进一步探究茶树DXS基因家族的功能研究提供参考.(图8表2参30)

关键词：茶树 1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶非生物胁迫表达分析

红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

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作物学报 2024年第3期50卷 645-655页

作者：吴法轩李秦杨昕李新根徐建堂陶爱芬方平平祁建民张立武福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/农业农村部闽台作物生物育种重点实验室/福建省作物设计育种重点实验室福建福州350002 福建农林大学农业农村部东南黄红麻实验观测站/福建省麻类种质资源共享平台/福建省南方经济作物遗传育种与多用途开发国际科技合作基地福建福州350002

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因... 详细信息

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因克隆显示,HcKAN4基因开放阅读框(open reading frame,ORF)全长为966 bp,编码322个氨基酸,包含一个MYB保守结构域。进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近。表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增。VIGS诱导基因沉默显示,6株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果。进一步实时荧光定量PCR检测发现,类黄酮合成相关基因HcCHS、HcF3’5’H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的0.51、0.14、0.23、0.11倍,表明HcKAN4基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因。这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路。

关键词：红麻 HcKAN4 类黄酮合成 VIGS

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三系紫色杂交水稻新组合农紫优1131的选育与应用

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杂交水稻 2024年第3期39卷 86-88页

作者：夏法刚官华忠潘明章清杞潘润森毛大梅陈志伟福建农林大学农学院/福建省作物设计育种重点实验室/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350028

农紫优1131是福建农林大学农学院用自主选育的籼型三系紫色不育系农紫A与自主育成的抗稻瘟病恢复系金恢1131配组育成的紫色杂交水稻新组合,于2021年通过福建省农作物品种审定委员会审定。

关键词：杂交水稻紫色稻黑米农紫优1131 选育

红米水稻抗氧化活性成分的遗传效应与环境互作

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中国水稻科学 2024年第1期38卷 25-32页

作者：程祖锌肖长春张玉婷黄昕颖史夏蕾凌波王泓超陈小玲林荔辉福建农林大学农学院/福建省特种作物育种与利用工程技术研究中心福州350002 福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建省(山区)作物遗传改良与创新利用重点实验室福建三明365500

【目的】剖析红米水稻总酚、总黄酮、原花青素和花色苷的遗传效应,为高营养价值红米杂交稻的培育提供参考。【方法】以8个红米恢复系为父本,6个不育系为母本,配制48个杂交组合为遗传材料,利用加性-显性遗传模型(AD模型)及统计方法,分析... 详细信息

【目的】剖析红米水稻总酚、总黄酮、原花青素和花色苷的遗传效应,为高营养价值红米杂交稻的培育提供参考。【方法】以8个红米恢复系为父本,6个不育系为母本,配制48个杂交组合为遗传材料,利用加性-显性遗传模型(AD模型)及统计方法,分析在不同环境下红米水稻抗氧化活性成分的遗传效应、杂种优势、遗传相关及其与环境互作。【结果】花色苷、原花青素、总酚和总黄酮主要受遗传主效应控制,其中原花青素、总酚和总黄酮总狭义遗传率高,以基因加性效应为主,低代选择有效;花色苷以显性效应为主,适宜中、高世代选择。这4种抗氧化活性成分的表型、遗传、加性、显性、加性×环境互作和显性×环境互作均呈正向相关,相关系数大;原花青素的基因型×环境互作效应小,稳定性好,以此为选择指标可有效提高其他3种成分,减轻工作量,提高育种效率。高温有利红米水稻杂种后代抗氧化活性成分的积累,提高群体杂种优势。此外,提高不育系抗氧化活性成分含量,有利于培育高抗氧化活性成分含量的杂交后代;恢复系18Rr174、18Rr175可有效提高后代总酚、总黄酮、原花青素含量,且受环境影响小。【结论】采用植物数量性状的加性-显性遗传模型,可有效预测亲本抗氧化活性成分的遗传效应,18Rr174、18Rr175在高抗氧化活性成分红米杂交稻的选育上具有较高应用价值。

关键词：红米水稻抗氧化成分遗传效应基因型×环境互作效应

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盐胁迫下大豆抗感品种根系微生物群落结构分析

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河南农业大学学报 2024年第1期58卷 59-68页

作者：陈昕宇张真张早立宋圆圆曾任森卢龙福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002

【目的】探究盐胁迫下大豆根系微生物群落结构变化及耐盐大豆的根系微生物群落结构特征。【方法】以2种耐盐性不同的大豆品种科丰1(盐敏感)和南农1183-2(耐盐)为试验材料,通过盆栽种植,盐胁迫(120 mmol·L^(-1)NaCl)处理,利用16S扩增子... 详细信息

【目的】探究盐胁迫下大豆根系微生物群落结构变化及耐盐大豆的根系微生物群落结构特征。【方法】以2种耐盐性不同的大豆品种科丰1(盐敏感)和南农1183-2(耐盐)为试验材料,通过盆栽种植,盐胁迫(120 mmol·L^(-1)NaCl)处理,利用16S扩增子测序技术对其根系微生物组进行高通量测序。【结果】门一级水平上2种大豆优势菌门均为变形菌门Proteobacteria,属水平上不同大豆不同条件下的优势菌属各不相同。盐胁迫条件下,盐敏感品种根系微生物优势菌属组成无较大改变,耐盐品种根系中,根系促生菌(PGPB)假单胞菌属Pseudomonas丰度所占比例明显上升。共现性网络分析表明,盐胁迫条件下变形菌门为维持根系微生物多样性做出了最大贡献。对大豆根系微生物组的功能预测表明,耐盐大豆根际微生物在脂类以及氨基酸代谢途径等方面优于盐敏感大豆。【结论】盐胁迫下2种大豆根系微生物的多样性发生改变,假单胞菌属是盐胁迫条件下耐盐大豆根系微生物的优势菌属,大豆根际的假单胞菌属或可成为盐胁迫下大豆栽培及土壤改良的可利用资源。

关键词：大豆盐胁迫根系微生物微生物多样性假单胞菌属

L-甲硫氨酸和L-半胱氨酸混合液对抗二氯喹啉酸孔雀稗生长、生理和乙烯信号途径相关基因表达的影响

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农药学学报 2024年第1期26卷 123-131页

作者：汪鹏周浪赵义林熠斌姚明王向磊宋圆圆福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建农林大学作物生物技术福建省高校重点实验室福州350002 福建农林大学闽台作物生物育种农业农村部重点实验室福州350002 山东京卫制药有限公司山东泰安271000

除草剂二氯喹啉酸长期使用已导致部分稗草出现高水平抗药性,氨基酸在植物代谢中发挥着重要作用。本研究以抗二氯喹啉酸的孔雀稗Echinochloa crus-pavonis为试材,研究了在500μmol/L二氯喹啉酸胁迫下,外源添加200、400、600和800μmol/L... 详细信息

除草剂二氯喹啉酸长期使用已导致部分稗草出现高水平抗药性,氨基酸在植物代谢中发挥着重要作用。本研究以抗二氯喹啉酸的孔雀稗Echinochloa crus-pavonis为试材,研究了在500μmol/L二氯喹啉酸胁迫下,外源添加200、400、600和800μmol/L系列浓度的L-甲硫氨酸和L-半胱氨酸的等摩尔浓度混合液处理,对抗性型孔雀稗生长、抗氧化酶和解毒酶活性以及乙烯生物合成及氰化物解毒相关基因表达的影响。结果表明:在没有除草剂胁迫时,上述氨基酸混合液处理对抗性孔雀稗生长无显著影响,对其超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性也没有影响,仅600和800μmol/L氨基酸混合液处理可显著抑制多酚氧化酶(PPO)活性;而在500μmol/L的二氯喹啉酸胁迫下,氨基酸混合液预处理对抗性稗草的生长存在低浓度促进高浓度抑制现象,同时,随着氨基酸混合液浓度升高,稗草抗氧化酶(SOD、CAT、PPO)及解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)活性整体表现为逐渐降低趋势,而过氧化物酶(POD)活性则逐渐升高。此外,外源添加L-甲硫氨酸和L-半胱氨酸混合液处理显著激活了乙烯信号途径,乙烯信号途径1-氨基环丙烷基-1-羧酸(ACC)合成酶基因、ACC氧化酶基因以及与氰化物解毒相关的β-氰丙氨酸合成酶基因EC_CAS均随着氨基酸混合液浓度的升高而上调表达,其中600和800μmol/L混合液预处理强烈诱导了所有5个测试基因的表达水平。本研究发现,外源施加L-甲硫氨酸和L-半胱氨酸混合液可通过影响植物乙烯信号途径而调控稗草对除草剂二氯喹啉酸的抗性,对降低稻田中除草剂的施用量以及减缓稗草对二氯喹啉酸抗性的产生和发展均有重要意义。

关键词：孔雀稗除草剂抗性二氯喹啉酸氨基酸酶活性乙烯信号途径

Ca+GA_(3)处理对减轻芦柑裂果的生理与分子机制研究

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果树学报 2024年第8期41卷 1563-1576页

作者：吴维林周秋蓉黄嘉康任华晴陈伊冉张加成杜茜张宇平王平福建农林大学园艺学院·作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建省永春县天马柑橘场福建永春362600

【目的】探究减轻芦柑裂果的生理与分子机制。【方法】以10年生早熟芦柑(易裂品种)为试材,果面喷施0.3 g·L^(-1)螯合钙和10 mg·L^(-1)GA_(3)为处理,以清水为对照(CK)。测定裂果率和果实外观品质,同时测定果皮ROS含量和抗氧化能力、细... 详细信息

【目的】探究减轻芦柑裂果的生理与分子机制。【方法】以10年生早熟芦柑(易裂品种)为试材,果面喷施0.3 g·L^(-1)螯合钙和10 mg·L^(-1)GA_(3)为处理,以清水为对照(CK)。测定裂果率和果实外观品质,同时测定果皮ROS含量和抗氧化能力、细胞壁代谢酶活性和结构成分含量,以及抗氧化酶和细胞壁代谢酶相关基因表达差异。【结果】Ca+GA_(3)处理有效降低了裂果率,增大了芦柑果形指数、单果质量和果顶果皮厚度;提高了芦柑果皮中抗氧化酶SOD、CAT活性,降低了H_(2)O_(2)、O_(2)^(·-)产生速率和MDA含量以及POD、PPO活性。同时,Ca+GA_(3)处理提高了芦柑果皮果胶、纤维素含量,降低木质素含量以及PME、PL、PG、CX和PAL、4CL、C4H活性;提高了果皮的延展性和韧性,减少了裂果的发生。Ca+GA_(3)处理显著提高了抗氧化酶相关基因CrSOD、CrCAT在芦柑果皮中的相对表达量,降低了CrPOD、CrPPO以及细胞壁代谢相关基因CrPME、CrPL、CrPG、CrCX、CrPAL、Cr4CL、CrC4H的相对表达量。【结论】在生理与分子水平上明确了Ca+GA_(3)处理可以通过调控果皮活性氧代谢与细胞壁代谢来降低裂果率。研究结果对生产上预防和减轻芦柑裂果具有一定理论意义和应用价值。

关键词：芦柑裂果 Ca+GA_(3)处理活性氧代谢细胞壁代谢

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基于UPLC-MS/MS的豆瓣菜酚酸类组分分析

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天然产物研究与开发 2024年

作者：廖素凤罗进凤兰孜怡黄婷婷熊钒杨志坚许明郑金贵福建农林大学农学院海峡两岸农业技术合作中心福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室

为深入了解和挖掘豆瓣菜的功能性营养物质，本研究采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法对18个豆瓣菜品种的酚酸类成分进行定性和定量分析。结果表明，运用HSS T3色谱柱，流动相0.1%甲酸水溶液-乙腈梯度洗脱，流速0.3 mL/min，... 详细信息

为深入了解和挖掘豆瓣菜的功能性营养物质，本研究采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）法对18个豆瓣菜品种的酚酸类成分进行定性和定量分析。结果表明，运用HSS T3色谱柱，流动相0.1%甲酸水溶液-乙腈梯度洗脱，流速0.3 mL/min，柱温30 ℃，选择电喷雾离子源在负离子模式下扫描，共鉴定出豆瓣菜的17种酚酸类物质，各化合物分离效果好，标准曲线在检测范围内具有良好的线性（R ≥ 0.999 2），检出限在0.8401～4.040 μg/mL，定量限在2.001～20.50 μg/mL，平均加样回收率在94.63%～102.4%，相对标准偏差≤4.4%（n = 6）。该方法测定的18份豆瓣菜中17种酚酸均可定量，不同品种豆瓣菜的总酚酸含量以及同一品种的各酚酸含量均存在明显差异，总酚酸含量范围为106.0～230.0 mg/g DW，其中羟基苯甲酸、鞣花酸、绿原酸和3，5二羟基苯甲酸是主要的酚酸类物质。综上所述，基于UPLC-MS/MS方法可快速精准分析豆瓣菜中酚酸类化合物的组成和分布，为后续富含酚酸的豆瓣菜优异种质资源的挖掘建立了技术平台，有助于加快豆瓣菜品种改良。

关键词：豆瓣菜酚酸超高效液相色谱串联质谱