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紫玉兰‘红元宝’MIKC型MADS-box家族鉴定及其在多季成花中的作用探析

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热带亚热带植物学报 2024年

作者：陈小珺朱森宇田丰王晶晶吴超申亚梅马晶晶浙江农林大学风景园林与建筑学院浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室

为了解紫玉兰(Yulania liliiflora) MADS-box基因家族成员的功能和表达模式，基于‘红元宝’ (‘Hongyuanbao’)转录组数据，对其MIKC型MADS-box基因家族成员进行鉴定、理化性质、系统进化和保守结构域分析。结果表明，共鉴定出19个MIKC... 详细信息

为了解紫玉兰(Yulania liliiflora) MADS-box基因家族成员的功能和表达模式，基于‘红元宝’ (‘Hongyuanbao’)转录组数据，对其MIKC型MADS-box基因家族成员进行鉴定、理化性质、系统进化和保守结构域分析。结果表明，共鉴定出19个MIKC型MADS-box基因家族成员，均定位于细胞核中且拥有共同的MADS或K-box保守结构域。大部分MlMADSs在花器官建成中发挥功能，且MlAGL6和MlAGL12-c作为蛋白质互作网络的中心节点可能发挥关键作用。MlMADS-box成员在雄蕊、花芽和茎等组织中均有较高的表达水平，在花器官形成和花发育过程中发挥重要作用，并筛选到调控紫玉兰‘红元宝’二次成花的候选关键基因MlAGL6。这为探索MIKC型MADS-box基因在紫玉兰‘红元宝’生殖发育过程的功能提供数据支持。

关键词：紫玉兰 MIKC型MADS-box基因家族花发育基因表达

杜仲法呢基焦磷酸合酶EuFPS1互作蛋白筛选及分析

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植物生理学报 2024年第3期60卷 585-595页

作者：曾琴梁青赵丹贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025

法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPS)是杜仲胶生物合成途径中的关键酶之一,EuFPS1基因对杜仲胶积累有促进作用,但对其调控的分子机制尚不清楚。本研究采用SMART同源重组技术构建了杜仲酵母cDNA表达文库,以EuFPS1基因... 详细信息

法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPS)是杜仲胶生物合成途径中的关键酶之一,EuFPS1基因对杜仲胶积累有促进作用,但对其调控的分子机制尚不清楚。本研究采用SMART同源重组技术构建了杜仲酵母cDNA表达文库,以EuFPS1基因为诱饵筛选互作蛋白,经测序和BLAST比对初步筛选出41个互作蛋白。GO和KEGG分析结果显示,互作蛋白主要参与卟啉化合物代谢调控、紫外线与冷响应、叶片发育等生物进程,MEP代谢、卟啉代谢、泛素介导的蛋白质水解等代谢途径。选取3个互作蛋白(EuUFM1、EuLHC1、EuKS1)进一步验证互作关系,qRT-PCR分析发现EuFPS1与EuUFM1、EuLHC1、EuKS1基因在杜仲不同组织中均表达,其中EuFPS1与EuKS1的表达呈负相关。本研究为解析杜仲EuFPS1及其与互作蛋白的作用机制奠定了基础。

关键词：杜仲法呢基焦磷酸合酶酵母双杂交互作蛋白基因表达

生物炭还田对稻田土壤和水稻根系形态生理影响的研究进展

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杂交水稻 2024年

作者：聂媛卿王俊季杨贝贝秦莉刘立军扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省粮食作物现代生产技术协同创新中心

水稻是我国最主要的粮食作物之一，土壤性状和根系发育状况对水稻生长和产量形成有重要影响。生物炭是生物质热解产生的富碳产物，具有多官能团、高比表面积、强稳定性等特性，被广泛用于改善土壤肥力、促进植物生长和提高作物产量等方... 详细信息

水稻是我国最主要的粮食作物之一，土壤性状和根系发育状况对水稻生长和产量形成有重要影响。生物炭是生物质热解产生的富碳产物，具有多官能团、高比表面积、强稳定性等特性，被广泛用于改善土壤肥力、促进植物生长和提高作物产量等方面。总结了生物炭的理化性质，系统分析了生物炭还田对稻田土壤性质的影响及其与水稻根系形态生理的关系，并就未来生物炭对水稻影响的研究方向进行了展望，包括生物炭还田条件下土壤性状的改变与根系生长的相互关系、生物炭与不同碳源之间的协同作用、生物炭对稻田土壤和水稻生长潜在的负面影响等，以期为稻田生物炭合理利用提供理论依据。

关键词：水稻生物炭稻田土壤根系形态生理

葡萄VvWRKY13介导乙烯生物合成调控果实发育

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华北农学报 2024年第2期39卷 99-105页

作者：车永梅陈慧婷张岁芳惠梦玲叶青侯丽霞刘新青岛农业大学生命科学学院山东省高校植物生物技术重点实验室山东青岛266109

果实发育是决定葡萄产量和质量的关键时期,WRKY家族转录因子在调节植物生长发育和环境适应过程中发挥重要作用。乙烯是调控果实发育的重要植物激素,ACC合成酶是调节乙烯合成的关键酶。为研究葡萄WRKY家族转录因子VvWRKY13在果实发育过... 详细信息

果实发育是决定葡萄产量和质量的关键时期,WRKY家族转录因子在调节植物生长发育和环境适应过程中发挥重要作用。乙烯是调控果实发育的重要植物激素,ACC合成酶是调节乙烯合成的关键酶。为研究葡萄WRKY家族转录因子VvWRKY13在果实发育过程中的作用及其与乙烯之间的作用关系,以葡萄品种左优红、VvWRKY13过表达葡萄愈伤组织以及转VvWRKY13番茄株系为材料,利用植物生理生化方法及分子生物学技术进行研究。结果表明,在葡萄果实发育早期VvWRKY13、ACC合成酶基因VvACS2和VvACS7表达量均显著上调;VvWRKY13过表达葡萄愈伤组织中VvACS7表达量显著高于对照,VvACS2与对照差异不显著;酵母单杂交试验证明,VvWRKY13可与VvACS7启动子直接结合,与VvACS2无直接作用。同时,异源过表达VvWRKY13番茄中乙烯含量与合成酶基因ACS家族一些成员,如SlACS1b、SlACS4和SlACS6,表达量显著高于野生型,番茄开花—果实转色的时间比野生型缩短3~6 d。以上结果表明,VvWRKY13能够通过促进ACC合成酶基因表达调控乙烯合成,进而促进果实发育。

关键词：葡萄 VvWRKY13 VvACS7 乙烯果实发育

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水淹-盐胁迫对两耐淹树种生理生态及Na^(+)、K^(+)和Cl^(-)离子积累的影响

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植物科学学报 2024年第3期42卷 377-386页

作者：陈柏燊苗灵凤杨帆海南省农林环境过程与生态调控重点实验室海南省热带生态环境修复工程研究中心海南大学生态与环境学院海口570228 海南大学植物保护学院海口570228

滨海河口河岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响。前期研究表明水翁(Syzygium nervosum *** DC.)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)具有较强的耐水淹能力,然而两种植物对水淹-盐复合胁迫的耐受性尚不清楚。本研究设置水淹、盐(350 mm... 详细信息

滨海河口河岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响。前期研究表明水翁(Syzygium nervosum *** DC.)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)具有较强的耐水淹能力,然而两种植物对水淹-盐复合胁迫的耐受性尚不清楚。本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)及水淹-盐(175 mmol/L)复合胁迫3种胁迫处理,比较两物种对不同胁迫的生长、生理生化和盐胁迫相关离子积累的响应。结果显示,经过24 d处理,3种胁迫处理均低了两物种的生物量,提高了还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性。水淹胁迫下两物种的超氧阴离子(O_(2)^(·-))和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量下降,根系K^(+)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降;盐胁迫下乌墨幼苗O_(2)^(·-)含量下降,水翁幼苗O_(2)^(·-)含量上升,两物种幼苗的脯氨酸含量、H_(2)O_(2)含量、Na^(+)、Cl^(-)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降;水淹-盐复合胁迫下两物种的O_(2)^(·-)、Na^(+)、Cl^(-)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降。此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫降低了两物种的生物量,提升了两物种的O_(2)^(·-)、Na^(+)、Cl^(-)含量。与水翁相比,乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下有较高的生物量、脯氨酸含量、GR活性和K^(+)/Na^(+),以及较低的H_(2)O_(2)、Na^(+)和Cl^(-)含量,具有更强的盐、水淹-盐复合胁迫耐受能力。

关键词：水淹-盐复合胁迫水翁水淹乌墨盐胁迫

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巴西橡胶树HbPSKR2基因克隆及互作蛋白鉴定

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热带作物学报 2024年第4期45卷 653-662页

作者：杜晓愚赵一杰张世鑫田维敏晁金泉浙江农林大学现代农学院浙江杭州311300 中国热带农业科学院橡胶研究所/热带作物生物育种全国重点实验室/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室海南海口571101 海南大学热带作物学院海南海口570228

磺肽素是一种高等植物特有的小肽类激素,广泛参与植物的生长发育、分裂分化、生物或非生物胁迫等生物学过程。磺肽素受体蛋白(phytosulfokine receptor,PSKR)是磺肽素的直接受体,对于磺肽素信号传导至关重要。本研究采用RT-PCR(reverse ... 详细信息

磺肽素是一种高等植物特有的小肽类激素,广泛参与植物的生长发育、分裂分化、生物或非生物胁迫等生物学过程。磺肽素受体蛋白(phytosulfokine receptor,PSKR)是磺肽素的直接受体,对于磺肽素信号传导至关重要。本研究采用RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)技术克隆了橡胶树的HbPSKR2基因,并对其进行生物信息学、基因表达模式、互作蛋白筛选及鉴定分析。结果显示HbPSKR2基因的开放阅读框全长3159 bp,编码1052个氨基酸,理论分子量为114.84 kDa,理论等电点为6.34。结构域分析显示HbPSKR2属于典型的跨膜蛋白,前640个氨基酸是由亮氨酸重复组成的天线结构,第692~714个氨基酸是跨膜结构域,第765~1052个氨基酸是膜内激酶结构域。对HbPSKR2膜内激酶结构域以及拟南芥和水稻的PSKR同源序列进行多重比对,结果显示均存在ATP binding site、CaM binding site、Activation segment、GC Centre等保守性位点。表达模式分析显示,HbPSKR2基因在橡胶树形成层区高丰度表达,其表达量在冠菌素处理前期显著上升。通过酵母双杂交技术筛选到12个与HbPSKR2互作的候选蛋白,并对其中的2个蛋白激酶(HbPBL8和HbPIX13)与HbPSKR2的互作关系进行荧光素酶互补成像验证。结果显示,在烟草中共转化HbPSKR2-nLUC/HbPBL8-cLUC和HbPSKR2-nLUC/HbPIX13-cLUC可以观察到强烈的荧光信号,进一步证明了HbPSKR2在体内可与HbPBL8激酶和HbPIX13激酶互作。橡胶树HbPSKR2基因克隆及互作蛋白鉴定将为深入揭示橡胶树乳管分化分子机制提供新的思路。

关键词：巴西橡胶树 HbPSKR2 酵母双杂交荧光素酶互补成像互作蛋白

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橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库构建及HbHDA6互作蛋白筛选

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广西植物 2024年第2期44卷 245-256页

作者：张世鑫吴绍华杨署光晁金泉史敏晶葛立鑫蒋毅田维敏中国热带农业科学院橡胶研究所/热带作物生物育种全国重点实验室/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/海南省热带作物栽培生理学重点实验室海口571101 西藏农牧学院西藏林芝860000

次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究... 详细信息

次生乳管是天然橡胶合成和贮存的场所,是由橡胶树树干树皮中维管形成层细胞分裂分化而来。次生乳管的数量与天然橡胶产量直接相关,而这些乳管的数量取决于形成层分化次生乳管的频率(乳管分化能力),是橡胶树产量育种的主要指标。前期研究中,我们发现组蛋白去乙酰化酶(HDA)抑制剂曲古抑菌素A(TSA)能诱导橡胶树乳管分化且组蛋白去乙酰化酶基因(HbHDA6)能够参与橡胶树乳管分化调控。由于组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制尚未阐明,因此该文使用冠菌素(COR)诱导橡胶树形成层分化产生次生乳管的实验系统,以分离形成层组织为材料,构建酵母双杂交cDNA文库,以HbHDA6基因为诱饵来筛选酵母双杂交文库,确定与HbHDA6相互作用的蛋白。结果表明:(1)利用Gateway技术构建的均一化COR诱导橡胶树形成层组织的酵母双杂交cDNA文库,初级文库的容量为6.34×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.27×10^(7),文库重组率为100%;次级文库的容量为7.72×10^(6)CFU·mL^(-1),总单克隆数为1.54×10^(7),文库重组率为100%。初级文库和次级文库的插入片段平均长度分别为1.1 kb和1.2 kb。(2)成功构建了筛选HbHDA6互作蛋白的pGBKT7-HbHDA6诱饵载体,并确认无自激活活性。(3)使用该诱饵载体对构建的酵母双杂交cDNA文库进行筛选,并通过NCBI_BLAST比对和去除重复以后,获得了22个与HbHDA6发生互作的蛋白,包括CLP1、ERF3、ERF4、HSP82、LARP6a、APT5、PP2A、FBA6等。该研究成果为解析组蛋白乙酰化修饰调控橡胶树次生乳管分化的分子机制提供了理论基础,为转基因改良橡胶树的产胶潜力提供了候选基因,为高性能天然橡胶遗传改良育种提供了新线索。

关键词：巴西橡胶树次生乳管分化维管形成层酵母双杂交 HbHDA6

生理性拉应力通过Nell-1/Ihh信号通路对ATDC5软骨细胞分化的调控作用

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吉林大学学报（医学版） 2024年第1期50卷 1-9页

作者：董紫薇齐慧川马俊薛晴聂瑾涵于航胡敏吉林大学口腔医院正畸科吉林长春130021 吉林省牙发育及颌骨重塑与再生重点实验室吉林长春130021

目的:探讨生理性拉应力对软骨细胞分化的调控作用,并阐明其相关信号通路机制。方法:体外培养软骨ATDC5细胞,应用四点弯曲细胞力学加载仪对其施加生理性拉应力,首先分为对照组和拉应力组(2 000μstrain/2 h组),另分为不同力值(1 000、2 ... 详细信息

目的:探讨生理性拉应力对软骨细胞分化的调控作用,并阐明其相关信号通路机制。方法:体外培养软骨ATDC5细胞,应用四点弯曲细胞力学加载仪对其施加生理性拉应力,首先分为对照组和拉应力组(2 000μstrain/2 h组),另分为不同力值(1 000、2 000和3 000μstrain)加力时间为2 h和力值为2 000μstrain不同加力时间(1、2和4 h)组,同时设未加力的细胞为对照组,采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)法检测各组细胞中Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、Ⅹ型胶原(Col-Ⅹ)、聚集蛋白聚糖(Aggrecan)、性别决定区Y框蛋白9 (SOX9)、血管内皮生长因子(VEGF)、增殖细胞核抗原(PCNA)、Nel样1型分子(Nell-1)、Runt相关转录因子2 (Runx2)、印度刺猬因子(Ihh)、补缀同源物1 (Ptch-1)、GLI家族锌指蛋白1 (Gli-1)和刺猬因子相互作用蛋白1 (Hhip-1) mRNA表达水平,采用Western blotting法检测各组细胞中Nell-1、Runx2和Ihh蛋白表达水平。ATDC5细胞分为对照组、环巴胺组、拉应力组和环巴胺+拉应力组,采用RT-qPCR法检测各组细胞中Nell-1、Ihh、Ptch-1、Gli-1和Hhip-1 mRNA表达水平,采用Western blotting法检测各组细胞中Nell-1和Ihh蛋白表达水平。结果:与对照组比较,2 000μstrain/2 h组细胞中Col-Ⅱ、 Col-Ⅹ、 Aggrecan、 SOX9、VEGF和PCNA mRNA表达水平均明显升高(P0.05),拉应力组和环巴胺+拉应力组细胞中Nell-1和Ihh蛋白表达水平明显升高(P0.05)。结论:在生理性拉应力刺激下,Nell-1可在上游激活Ihh信号通路,进而调控ATDC5软骨细胞的分化。

关键词：生理性拉应力软骨细胞 Nel样1型分子印度刺猬因子信号通路 Runt相关转录因子2

UPLC-MS/MS法鉴选枣胚败育发生的关键代谢物及激素

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植物生理学报 2024年第3期60卷 507-517页

作者：任海燕李登科王永康赵爱玲薛晓芳苏万龙石美娟刘丽李毅山西农业大学果树研究所果树种质创制与利用山西省重点实验室山西太谷030815

为深入了解枣胚发育过程中激素和代谢物变化,揭示枣胚败育发生的生理机制。本研究以胚低败育枣品种‘灰枣’(H)和胚高败育枣品种‘孔府酥脆’(K)幼胚为试材,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术对2种材料发育不同时期胚的代谢... 详细信息

为深入了解枣胚发育过程中激素和代谢物变化,揭示枣胚败育发生的生理机制。本研究以胚低败育枣品种‘灰枣’(H)和胚高败育枣品种‘孔府酥脆’(K)幼胚为试材,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术对2种材料发育不同时期胚的代谢物和激素差异进行分析。结果表明,从2个品种胚不同发育过程中共鉴定出744个代谢物,差异代谢物597个;同H品种相比,K品种在胚败育高峰期有283个差异代谢物,且与激素相关的差异代谢物主要富集在色氨酸代谢(Ko00380)、类胡萝卜素生物合成(Ko00906)、玉米素生物合成(Ko00908)、植物激素信号转导(Ko04075)、二萜类化合物生物合成(Ko00904)通路;从2个品种胚发育过程中共鉴定出27种激素,其中生长素类(ME-IAA、IAA、IAA-Glc)、细胞分裂素类(IPR、tZR、tZ、DH_(2)7G)、赤霉素类(GA_(15))、脱落酸类(ABA)与枣胚败育显著相关。本研究表明,枣胚败育可能与IPR、ABA、DHZ7G、GA15、ME-IAA含量以及酚酸类(pmb3055、Zmhn002422、Lmtn003441)、脂质类(Zmgn005057)、黄酮类(mws0789)物质合成密切相关,且相关激素和代谢物主要集中在Ko04075代谢通路上,为日后以降低枣胚败育率为目的的代谢通路靶向改造和激素调控提供依据。

关键词：枣胚败育代谢物激素