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大豆GmRSM1通过调节PIN基因表达促进顶端弯钩消失

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作物学报 2024年第11期 2731-2741页

作者：付佳祺李世宽谭萌慧罗方张传玲刘祾悦卢倩谷勇哲哈尔滨师范大学生命科学与技术学院中国农业科学院作物科学研究所阿荣旗农业事业发展中心

顶端弯钩是双子叶植物黄化幼苗短暂出现的独有结构,尽管当前拟南芥顶端弯钩的模型网络已经相对透彻,但在大豆中的研究却非常少。本试验构建pBAR-GmRSM1过表达载体,通过遗传转化和阳性植株筛选,得到3个拟南芥过表达纯合株系(OE-GmRSM1#64... 详细信息

顶端弯钩是双子叶植物黄化幼苗短暂出现的独有结构,尽管当前拟南芥顶端弯钩的模型网络已经相对透彻,但在大豆中的研究却非常少。本试验构建pBAR-GmRSM1过表达载体,通过遗传转化和阳性植株筛选,得到3个拟南芥过表达纯合株系(OE-GmRSM1#64、#69和#70)和3个大豆纯合株系(OE-GmRSM1#103、#78和#95),转化体的表达量均显著高于野生型。暗培养拟南芥和大豆,过表达转化体的顶端弯钩消失或消失速度快于野生型。在扫描电镜下观察拟南芥野生型和转化体植株顶端弯钩部位细胞长度发现,野生型在弯钩维持阶段弯钩内侧细胞长度小于外侧,而转化体植株两侧细胞长度相同。分离大豆顶端弯钩内外两侧,并通过检测PIN基因在大豆野生型与3个过表达转化体顶端弯钩的表达情况,发现PIN1e、PIN3d和PIN6a三个基因在子叶出土时的顶端弯钩部位表达量显著高于顶端弯钩展开后的表达量,而转化体中弯钩处这3个基因在弯钩维持阶段的表达量显著高于野生型,但在展开后的表达量并无显著性差异。经过烟草瞬时表达,确定GmRSM1蛋白定位在细胞核和细胞膜。因此,顶端弯钩出现的原因是弯钩内外两侧细胞差异伸长,因而导致下胚轴弯曲。GmRSM1可以通过正向调控生长素运输载体PIN1e、PIN3d和PIN6a缩短弯钩维持和展开时间,验证了该基因对生长素转运的调控作用。本试验通过验证GmRSM1基因在顶端弯钩消失表型中的作用,进一步完善了顶端弯钩的基因通路,为后续研究奠定基础。

关键词：顶端弯钩大豆拟南芥 PIN家族生长素

大豆GmRSM1通过调节PIN基因表达促进顶端弯钩消失

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作物学报 2024年

作者：付佳祺李世宽谭萌慧罗方张传玲刘祾悦卢倩谷勇哲哈尔滨师范大学生命科学与技术学院中国农业科学院作物科学研究所阿荣旗农业事业发展中心

顶端弯钩是双子叶植物黄化幼苗短暂出现的独有结构，尽管当前拟南芥顶端弯钩的模型网络已经相对透彻，但在大豆中的研究却非常少。本试验构建pBAR-GmRSM1过表达载体，通过遗传转化和阳性植株筛选，得到3个拟南芥过表达纯合株系(OE-GmRSM... 详细信息

顶端弯钩是双子叶植物黄化幼苗短暂出现的独有结构，尽管当前拟南芥顶端弯钩的模型网络已经相对透彻，但在大豆中的研究却非常少。本试验构建pBAR-GmRSM1过表达载体，通过遗传转化和阳性植株筛选，得到3个拟南芥过表达纯合株系(OE-GmRSM1#64、#69和#70)和3个大豆纯合株系(OE-GmRSM1#103、#78和#95)，转化体的表达量显著均高于野生型。暗培养拟南芥和大豆，过表达转化体的顶端弯钩消失或消失速度快于野生型。在扫描电镜下观察拟南芥野生型和转化体植株顶端弯钩部位细胞长度发现，野生型在弯钩维持阶段弯钩内侧细胞长度小于外侧，而转化体植株两侧细胞长度相同。分离大豆顶端弯钩内外两侧，并通过检测PIN基因在大豆野生型与3个过表达转化体顶端弯钩的表达情况，发现PIN1e、PIN3d和PIN6a三个基因在子叶出土时的顶端弯钩部位表达量显著高于顶端弯钩展开后的表达量，而转化体中弯钩处这3个基因在弯钩维持阶段的表达量显著高于野生型，但在展开后的表达量并无显著性差异。经过烟草瞬时表达，确定GmRSM1蛋白定位在细胞核和细胞膜。因此，顶端弯钩出现的原因是由于弯钩内外两侧细胞差异伸长，因而导致下胚轴弯曲。GmRSM1可以通过调控生长素运输载体PIN1e、PIN3d和PIN6a缩短弯钩维持和展开时间，这几个基因在弯钩时期受到了GmRSM1的正调控，检验了该基因对生长素的调控作用。本试验通过验证GmRSM1基因在顶端弯钩消失表型中的作用，进一步完善了顶端弯钩的基因通路，为后续研究奠定基础。

关键词：顶端弯钩大豆拟南芥 PIN家族生长素

香蕉枯萎病菌内源报告基因Foc4carS的鉴定及其应用

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热带作物学报 2024年第5期45卷 873-885页

作者：彭军曾凡云王艳玮漆艳香丁兆建王少伶谢艺贤张欣中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室/海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室海南海口571101 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572000 琼台师范学院生物科学系海南海口571127

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴转化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc)引起的香蕉毁灭性土传病害,其中4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的香蕉品系,危害最严重。carS基因通过调控下游car结构基因参与调控镰刀菌类胡萝卜素的生... 详细信息

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴转化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc)引起的香蕉毁灭性土传病害,其中4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的香蕉品系,危害最严重。carS基因通过调控下游car结构基因参与调控镰刀菌类胡萝卜素的生物合成,本研究克隆鉴定了Foc4carS基因(FOIG_05085),Foc4carS蛋白具有典型的RING-finger蛋白结构域。利用分割标记法(Split-marker PCR)获得Foc4carS基因的融合片段,同时构建含有Foc4carS基因sgRNA591序列的pUC-fFuCas9-HTBNLS-hph-Foc4carS基因编辑载体,通过PEG介导的原生质体转化获得该基因的敲除突变体、回补突变体以及基因编辑敲除体,并对敲除和回补突变体的生物学特性和致病力进行分析。结果显示:ΔFoc4carS突变体的菌落直径、产孢量和致病力等生物学表型与野生菌株Foc4无显著差异,而ΔFoc4carS突变体菌落颜色呈深橙色,Foc4carS基因的缺失影响了次生代谢产物类胡萝卜素的生物合成;基因编辑的ΔFoc4carS(HDR)突变体不论是再生筛选板还是继代后的PDA平板,其菌落均出现典型的深橙色,表明Foc4carS可作为内源报告基因,在香蕉枯萎菌Foc4中进行基因质粒型CRISPR/Cas9编辑可行。

关键词：香蕉枯萎菌Foc4 Foc4carS基因类胡萝卜素基因敲除 CRISPR/Cas9基因编辑

植物响应镉胁迫的生理分子和根际微生态机制研究进展

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江苏农业科学 2024年

作者：李娜王剑峰龚记熠陈兰兰陈显磊王丽张晶刘杰乙引贵州师范大学生命科学学院贵州师范大学西南喀斯特山地生物多样性保护国家林业和草原局重点实验室兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/草地微生物研究中心

随着工业化进程的加快，重金属镉在土壤中的累积已成为一个严重的环境问题。镉具有较高的毒性和持久性，会通过食物链进入人体，对人类健康造成严重威胁。因此，寻求有效的方法治理镉污染并深入研究其生物学机制已成为当务之急。目前，... 详细信息

随着工业化进程的加快，重金属镉在土壤中的累积已成为一个严重的环境问题。镉具有较高的毒性和持久性，会通过食物链进入人体，对人类健康造成严重威胁。因此，寻求有效的方法治理镉污染并深入研究其生物学机制已成为当务之急。目前，物理和化学修复技术虽然能够有效去除土壤中的镉，但存在成本高昂、操作复杂、可能导致二次污染等问题。相比之下，生物修复技术具有成本低、环境友好等优势，尤其是利用超积累植物对镉进行吸收富集，已成为一种有前景的修复方式。植物主要通过内在的生理生化调节和基因表达调控，以及外在的根际微生物群落作用来响应镉胁迫。在分子水平上，植物会抑制镉的吸收、促进镉的液泡区室化和细胞外排，并通过植物激素调节等机制提高对镉的耐受性。同时，一些有益根际微生物可以提高植物生物量、改变土壤镉的有效性，从而促进在镉污染土壤中的生长或植物对镉的富集。综上所述，深入探究植物耐镉的分子机制和微生态机制并将二者有效结合，不仅有助于阐明植物应对镉胁迫的生物学基础，也将为镉污染的生态修复提供新的理论支持和技术路径。

关键词：镉胁迫分子机制根际促生菌微生物群落微生态研究进展重金属

BrGRF5基因参与植物生长以及盐和渗透胁迫抗性的调控

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分子植物育种 2024年第2期22卷 365-370页

作者：赵乾宇张慧敏刘倩邱念伟李化银王凤德高建伟曲阜师范大学生命科学学院曲阜273165 山东省农业科学院蔬菜花卉研究所国家蔬菜改良中心山东分中心山东省设施蔬菜生物学重点实验室济南250100 山东师范大学生命科学学院济南250100

大白菜(Brassica rapa ***)年播种面积约2×10^(6)hm^(2),在保障国民蔬菜正常供应中发挥了重要作用。叶是大白菜的主要食用器官,因此挖掘调控大白菜叶大小发育的关键基因将会对下一步通过基因工程等手段改良大白菜提供帮助。本研究从大... 详细信息

大白菜(Brassica rapa ***)年播种面积约2×10^(6)hm^(2),在保障国民蔬菜正常供应中发挥了重要作用。叶是大白菜的主要食用器官,因此挖掘调控大白菜叶大小发育的关键基因将会对下一步通过基因工程等手段改良大白菜提供帮助。本研究从大白菜自交系‘福山包头’中克隆了一个GRF基因,命名为BrGRF5。通过生物信息学的分析发现,BrGRF5基因含有1个内含子,CDS序列长1044 bp,在进化上BrGRF5与拟南芥AtGRF7处于同一个分支并且二者的氨基酸一致性高达70.7%,暗示二者在功能上可能具有一定的相似性。进一步的研究也证实了上述猜测,在拟南芥中过量表达BrGRF5基因明显促进了转基因植株不同组织器官的增大,但也同时降低了转基因植株对盐和渗透胁迫的抗性,该结果与对AtGRF7的研究结果一致。研究结果将为下一步BrGRF5基因应用于大白菜遗传改良提供一定的基础。

关键词：大白菜 GRF基因生长发育非生物胁迫

45份多年生黑麦草种质资源遗传多样性的SSR分析

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分子植物育种 2022年第7期20卷 2341-2349页

作者：蒙宇王誉绯绵阳师范学院城乡建设与规划学院绵阳621000

为研究多年生黑麦草种质资源的遗传多样性,本试验选用SSR分子标记技术对45份来自于24个不同国家的多年生黑麦草资源的遗传多样性进行分析。结果表明,23对引物共扩增出78条清晰可识别条带,其中多态性条带有54条,占比69.2%。每个SSR位点的... 详细信息

为研究多年生黑麦草种质资源的遗传多样性,本试验选用SSR分子标记技术对45份来自于24个不同国家的多年生黑麦草资源的遗传多样性进行分析。结果表明,23对引物共扩增出78条清晰可识别条带,其中多态性条带有54条,占比69.2%。每个SSR位点的PIC值为0.0819~0.4988,平均值为0.3238。45份供试材料的遗传相似性指数介于0.487~0.949,NTSYS聚类分析结果显示,在GS为0.652时,45份材料被划分为2大类。综合聚类分析、主成分分析及STRUCTURE群体遗传结构分析表明,供试材料的遗传关系与其地理来源具有明显的关联性。本研究结果将为多年生黑麦草种质资源评价利用及育种提供理论基础。

关键词：多年生黑麦草(Lolium perenne L.) 种质资源遗传多样性 SSR

中华山蝠的昼夜活动节律与光照等环境因子的关系

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动物学杂志 2003年第5期38卷 25-30页

作者：石红艳吴毅胡锦矗绵阳师范学院川西北保护大熊猫教育研究中心绵阳621000 广州大学生物与化学工程学院广州510405 四川师范学院珍稀动植物研究所南充637002

借助于超声波接收器 ,采用定点、非定点观察、昼夜连续观察的方法 ,并结合标志重捕、拍照、录像等方法 ,对四川师范学院校舍的中华山蝠活动节律进行研究。中华山蝠属晨昏性动物 ,有两次活动高潮 ,傍晚 1 9:0 0～ 2 1 :0 0时 ,凌晨 3 :0 ... 详细信息

借助于超声波接收器 ,采用定点、非定点观察、昼夜连续观察的方法 ,并结合标志重捕、拍照、录像等方法 ,对四川师范学院校舍的中华山蝠活动节律进行研究。中华山蝠属晨昏性动物 ,有两次活动高潮 ,傍晚 1 9:0 0～ 2 1 :0 0时 ,凌晨 3 :0 0～ 5 :0 0时左右。白天在栖息处休息 ,光照、温度、湿度、天气等环境因子对其活动均有影响。晴天傍晚一般当上空照度减弱到 60 0lx以下时开始外出觅食。出巢个体数(y)与照度 (X)负相关显著 (P <0 0 1 )。回归方程为 :Y =5 3 3 1 -0 2 3 5 9X(X =5 0lx,Y =lny)。中华山蝠外出活动的温度下限为 1 4℃。不同月份日平均飞出蝠数与傍晚平均气温呈极显著的正相关关系 (P <0 0 1 )。

关键词：翼手类中华山蝠活动节律环境因子

马铃薯CCD基因家族和互作miRNAs的鉴定及其在干旱适应中的作用

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植物生理学报 2024年第6期60卷 937-954页

作者：张艳红张作胜李洁沁易靖么梦凡兰珊珊龚明云南师范大学生命科学学院西南联合研究生院云南省马铃薯生物学重点实验室生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500 云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所昆明650031

马铃薯是干旱敏感作物,干旱严重影响其产量和品质。我们前期工作发现马铃薯类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)基因(StCCD)高响应干旱胁迫。本研究基于马铃薯在干旱-复水-再干旱过程中的转录组和miRNA组测序... 详细信息

马铃薯是干旱敏感作物,干旱严重影响其产量和品质。我们前期工作发现马铃薯类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)基因(StCCD)高响应干旱胁迫。本研究基于马铃薯在干旱-复水-再干旱过程中的转录组和miRNA组测序结果,在全基因组层面上对马铃薯CCD基因家族及其互作的miRNAs进行了鉴定、生物信息学及表达谱分析,并检测了干旱-复水循环过程中干旱响应的StCCDs及其互作miRNAs的共表达变化。结果表明,在马铃薯中鉴定到17个CCD基因,定位于5条染色体上,可分为6个亚家族,编码174~1115个氨基酸残基的多肽,均具有保守基序motif 5。表达谱分析结果表明,StCCD家族17个基因在马铃薯植株不同组织和器官、多种胁迫及不同植物生长调节剂处理下均有表达,并呈现显著的差异化表达趋势,提示StCCD家族各基因功能的多样化作用。其中StCCD家族中StNCED1、StNCED6和StCCD4节律性响应干旱-复水循环,暗示着这3个成员是StCCD基因家族中调控干旱胁迫响应与适应的关键基因。结合miRNAs组测序数据和生物信息学预测,发现有777个miRNAs靶向调控StCCD基因家族的17个成员。共表达分析结果表明,对干旱高响应的StCCDs基因和相应miRNAs表达总体呈负调控关系,且这种互作可能参与了马铃薯对干旱胁迫的响应与适应过程。研究结果有助于解析StCCD家族的多重功能,以及StCCDs和相应的miRNAs的互作如何参与马铃薯对干旱胁迫的响应和适应机制,也可为后续马铃薯抗旱精准分子育种提供候选基因。

关键词：类胡萝卜素裂解双加氧酶马铃薯基因家族 miRNAs 干旱适应

用体外定向进化的方法对EPSPS合酶基因草苷膦抗性机制的研究

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四川大学学报（自然科学版） 2007年第1期44卷 155-159页

作者：王劲徐婧金丹杜世章绵阳师范学院基因研究中心绵阳621000 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 四川大学生命科学学院成都610064

为了寻找EPSP合酶中某些与草苷膦抗性相关的位点,利用体外定向进化技术,对可变盐单胞菌HT7的EPSP合酶基因,荧光假单胞菌G2的EPSP合酶基因以及按植物偏爱密码子合成G2的EPSP合酶基因,进行DNA shuffling,通过EPSP合酶缺陷型菌株***2799的... 详细信息

为了寻找EPSP合酶中某些与草苷膦抗性相关的位点,利用体外定向进化技术,对可变盐单胞菌HT7的EPSP合酶基因,荧光假单胞菌G2的EPSP合酶基因以及按植物偏爱密码子合成G2的EPSP合酶基因,进行DNA shuffling,通过EPSP合酶缺陷型菌株***2799的功能互补筛选,获得了7个草苷膦抗性有较大变化的EPSP合酶突变体.

关键词：体外定向进化草苷膦 EPSP合酶