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无患子（Sapindus mukorossi Gaertn.）雄性不育品种‘琦蕊’不同发育时期雄花转录组分析

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生物技术通报 2024年

作者：廖杨梅赵国春翁学煌贾黎明陈仲北京林业大学林学院林木资源高效生产全国重点实验室省部共建森林培育与保护教育部重点实验室国家能源非粮生物质原料研发中心福建源华林业生物科技有限公司

【目的】探究无患子（Sapindus mukorossi Gaertn.）雄性不育品种‘琦蕊’雄花不同发育时期的细胞学特征及差异表达基因，为深入解析无患子雄性不育发生的分子机制提供理论依据。【方法】在观察雄花花药不同发育过程的细胞学特点基础上... 详细信息

【目的】探究无患子（Sapindus mukorossi Gaertn.）雄性不育品种‘琦蕊’雄花不同发育时期的细胞学特征及差异表达基因，为深入解析无患子雄性不育发生的分子机制提供理论依据。【方法】在观察雄花花药不同发育过程的细胞学特点基础上，进一步利用RNA-Seq技术分别对小孢子母细胞时期（T1）、四分体时期（T2）、单核小孢子时期（T3）的雄花进行转录组比较分析，筛选关键差异表达基因。【结果】‘琦蕊’绒毡层和内层细胞的持续膨大与增殖使得药室结构混乱，药室空间不足，最终导致无可育花粉产生。内源激素测定发现，茉莉酸水平在‘琦蕊’雄花发育过程中呈下降趋势。3个时期的转录组分析共筛选到2 990个差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs），其中T2＿vs＿T1中722个（516个上调，206个下调），T3＿vs＿T2中1 741个（765个上调，976个下调）。GO和KEGG分析表明，这些DEGs主要富集在代谢过程、细胞分裂、花粉壁合成、激素信号转导等方面，共鉴定到32个花粉发育相关DEGs、27个激素合成及信号转导DEGs。随机选取9个DEGs进行RT-qPCR分析，结果与RNA-Seq数据趋势一致，证明转录组数据的准确性。【结论】绒毡层细胞持续增殖和内层细胞延迟退化不断挤压小孢子是导致无患子‘琦蕊’雄性不育发生的主要原因，物质代谢、细胞分裂、激素水平、花粉发育等相关基因在雄性不育发生过程中发挥重要作用。

关键词：无患子雄性不育转录组差异表达基因绒毡层细胞分裂茉莉酸

灰毡毛忍冬花器官发育相关LmSOC1基因克隆及表达分析

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中南林业科技大学学报 2024年第5期44卷 181-190页

作者：龙丽君马英姿曾慧杰李昌珠张岗刘思思李依民湖南省林业科学院经济林研究所湖南长沙410004 中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046 陕西中医药大学省部共建特色秦药资源研究开发国家重点实验室(培育)陕西咸阳712083

【目的】克隆灰毡毛忍冬MADS-box家族基因SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1),对其进行生物信息学和表达模式分析,为探究灰毡毛忍冬花冠不开放机制奠定理论基础。【方法】基于花蕾型灰毡毛忍冬转录组数据,筛选到开花调控基因LmS... 详细信息

【目的】克隆灰毡毛忍冬MADS-box家族基因SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1),对其进行生物信息学和表达模式分析,为探究灰毡毛忍冬花冠不开放机制奠定理论基础。【方法】基于花蕾型灰毡毛忍冬转录组数据,筛选到开花调控基因LmSOC1的Unigene序列并克隆全长cDNA序列,通过生物信息学分析和实时荧光定量PCR技术分析编码蛋白特性和不同品种中LmSOC1基因的表达特异性,最后将LmSOC1基因插入到原核表达质粒载体pTOPO-D1中,并在表达宿主BL21(DE3)中进行蛋白表达。【结果】LmSOC1基因包含645bp的ORF区,LmSOC1蛋白不含信号肽、无跨膜区,为稳定的亲水性蛋白。系统进化树分析表明,LmSOC1蛋白与黄花蒿、榴莲、可可等的SOC1蛋白亲缘关系更近。实时荧光定量PCR分析表明,在2个花蕾型灰毡毛忍冬品种的花蕾和叶片中均检测到LmSOC1基因的表达,而叶片中表达量明显高于花蕾。同时,在早期花蕾中LmSOC1基因的表达量高于晚期花蕾,在‘金翠蕾’品种中这一表达差异极显著(P发育过程中发挥重要作用,为进一步研究该基因在植物花发育中的生物学功能奠定了基础。

关键词：灰毡毛忍冬 MADS-box LmSOC1 基因克隆表达分析原核表达

无患子雄性不育品种‘琦蕊’不同发育时期雄花转录组分析

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生物技术通报 2024年第7期40卷 197-206页

作者：廖杨梅赵国春翁学煌贾黎明陈仲北京林业大学林学院林木资源高效生产全国重点实验室省部共建森林培育与保护教育部重点实验室国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083 福建源华林业生物科技有限公司三明354500

【目的】探究无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)雄性不育品种‘琦蕊’雄花不同发育时期的细胞学特征及差异表达基因,为深入解析无患子雄性不育发生的分子机制提供理论依据。【方法】在观察雄花花药不同发育过程的细胞学特点基础上,进... 详细信息

【目的】探究无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)雄性不育品种‘琦蕊’雄花不同发育时期的细胞学特征及差异表达基因,为深入解析无患子雄性不育发生的分子机制提供理论依据。【方法】在观察雄花花药不同发育过程的细胞学特点基础上,进一步利用RNA-Seq技术分别对小孢子母细胞时期(T1)、四分体时期(T2)、单核小孢子时期(T3)的雄花进行转录组比较分析,筛选关键差异表达基因。【结果】‘琦蕊’绒毡层和内层细胞的持续膨大与增殖使得药室结构混乱,药室空间不足,最终导致无可育花粉产生。内源激素测定发现,茉莉酸水平在‘琦蕊’雄花发育过程中呈下降趋势。3个时期的转录组分析共筛选到2990个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中T2_vs_T1中722个(516个上调,206个下调),T3_vs_T2中1741个(765个上调,976个下调)。GO和KEGG分析表明,这些DEGs主要富集在代谢过程、细胞分裂、花粉壁合成、激素信号转导等方面,共鉴定到32个花粉发育相关DEGs、27个激素合成及信号转导DEGs。随机选取9个DEGs进行RT-qPCR分析,结果与RNA-Seq数据趋势一致,证明转录组数据的准确性。【结论】绒毡层细胞持续增殖和内层细胞延迟退化不断挤压小孢子是导致无患子‘琦蕊’雄性不育发生的主要原因,物质代谢、细胞分裂、激素水平、花粉发育等相关基因在雄性不育发生过程中发挥重要作用。

关键词：无患子雄性不育转录组差异表达基因绒毡层细胞分裂茉莉酸

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大叶黄杨窄吉丁的鉴定及生物学特性研究

应用昆虫学报 2024年第2期61卷 442-455页

作者：张旭东任利利宋海天葛思勋付宁宁骆有庆北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室福建省林业科学研究院国家林业和草原局南方山地用材林培育重点实验室

【目的】本文研究并描述危害大叶黄杨（冬青卫矛）Euonymus japonicus Thunb的钻蛀性害虫大叶黄杨窄吉丁Agrilus euonymi T?yama, 1985各虫态的形态特征及危害特性，并观察其虫道三维结构，以期为大叶黄杨窄吉丁的发生监测及防控提供依... 详细信息

【目的】本文研究并描述危害大叶黄杨（冬青卫矛）Euonymus japonicus Thunb的钻蛀性害虫大叶黄杨窄吉丁Agrilus euonymi T?yama, 1985各虫态的形态特征及危害特性，并观察其虫道三维结构，以期为大叶黄杨窄吉丁的发生监测及防控提供依据。【方法】查阅国内外相关文献，将大叶黄杨窄吉丁学名的变化过程进行记述整理，详细描述幼虫、蛹、成虫的形态特征；观察大叶黄杨窄吉丁危害的各个指标特征，包括虫口密度、坑道特征、羽化孔特征和蛹室特征等，明确了完整虫道的发生规律。利用分子生物学方法对大叶黄杨窄吉丁进行鉴定，提取其基因组DNA，使用鞘翅目通用引物扩增线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）序列并测序，在NCBI数据库进行序列比对，并构建系统发育树。基于对受害木段进行多角度，全方位的拍摄，首次在虫害木解析中使用Image-based-Rendering(IBR)技术对吉丁虫道三维模型进行重建。【结果】成虫形态特征完全符合大叶黄杨窄吉丁的描述，基于COⅠ基因序列构建系统发育树（Mrbayes树）显示，采集到的吉丁与2个俄罗斯远东样本序列聚为一支，结合文献，进一步明确其为大叶黄杨窄吉丁。大叶黄杨窄吉丁主要危害树干韧皮部及木质部，具向阳性；在树皮下钻蛀坑道，无明显侵入孔；蛹室米粒状，位于木质部；羽化孔“D”型；坑道形状有一定规律，可分为S型及其变型2种，密集纵向迂回型。【结论】详细的形态特征描述、正确的学名厘定、基因序列分析信息，有利于大叶黄杨窄吉丁的鉴定及学名的正确使用；复原完整虫道信息便于在非成虫期结合寄主种类鉴定害虫种类、评估虫口密度和危害程度，为大叶黄杨窄吉丁的监测提供了具体的判别方法，为化学防治、生物防治等提供参考与技术支持。

关键词：大叶黄杨窄吉丁形态特征危害特性学名厘定钻蛀性昆虫坑道重建

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花青素-壳聚糖基新鲜度指示膜的研究进展

食品与发酵工业 2024年第4期50卷 365-371页

作者：王凯付红军彭湘莲中南林业科技大学食品科学与工程学院湖南长沙410004 稻谷及副产物深加工国家工程实验室湖南长沙410004

消费者食品安全意识的提高为包装技术带来了新机遇,基于天然色素和生物聚合物的智能包装作为食品包装的最新技术被引入。这类包装可以将食品的状态在包装膜上显示出来,依据膜的颜色变化实时评估食品的新鲜度。近年来,花青素作为指示剂... 详细信息

消费者食品安全意识的提高为包装技术带来了新机遇,基于天然色素和生物聚合物的智能包装作为食品包装的最新技术被引入。这类包装可以将食品的状态在包装膜上显示出来,依据膜的颜色变化实时评估食品的新鲜度。近年来,花青素作为指示剂被广泛应用于智能包装膜,其中以壳聚糖为基质的指示膜用于食品的新鲜度监测较多。该文阐述了新鲜度指示膜的组成及监测原理,重点介绍了花青素-壳聚糖基指示膜的物理特性和功能特性及其在食品新鲜度监测中的研究进展,并指出新鲜度指示膜在应用过程中存在的问题,为进一步开发实用且准确的新鲜度指示膜提供一些思路。

关键词：花青素壳聚糖新鲜度指示膜稳定性灵敏性

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4种不同果形香花油茶果实生长动态变化分析

中南林业科技大学学报 2024年第4期44卷 36-43页

作者：程俊媛陈梦秋蔡娅张日清叶航中南林业科技大学湖南长沙410004 广西壮族自治区林业科学研究院广西特色经济林培育与利用重点实验室广西南宁530002 广西壮族自治区林业科学研究院广西油茶良种与栽培工程技术研究中心广西南宁530002

【目的】为了更好地指导香花油茶生产。【方法】选取4种不同果形香花油茶无性系68号(橄榄形)、70号(球形)、84号(桔形)、91号(卵形),对香花油茶果实生长发育动态变化进行观测和分析。【结果】1)香花油茶不同无性系果实迅速膨大开始和结... 详细信息

【目的】为了更好地指导香花油茶生产。【方法】选取4种不同果形香花油茶无性系68号(橄榄形)、70号(球形)、84号(桔形)、91号(卵形),对香花油茶果实生长发育动态变化进行观测和分析。【结果】1)香花油茶不同无性系果实迅速膨大开始和结束时间均有明显差异。68、70和91号无性系果实体积迅速膨大均始于7月15日,其中70号无性系果实迅速膨大在8月5日结束,期间果实增幅达到8.82 cm^(3),占观测期体积总生长量的50.66%;68和91号无性系在8月25日结束果实迅速膨大,期间体积分别增长了5.47和8.71 cm^(3),分别占观测期体积总生长量的57.07%和51.96%。84号无性系果实体积迅速膨大始于8月5日,并一直持续到10月15日,8月5—25日及8月25日—10月15日期间果实体积增长分别占比34.52%和37.63%。2)果实中籽粒转黑时间与果实结束快速生长期的时间存在相关性,快速生长期结束时间早,籽粒转黑的时间也早。【结论】香花油茶不同无性系果实生长进程存在明显差异,果实迅速膨大关键期主要集中在7月15日—8月25日。

关键词：香花油茶无性系果实生长进程物候

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普通油茶种仁发育过程的代谢组学分析

云南农业大学学报（自然科学版） 2024年第3期39卷 116-126页

作者：龙雪燕闫道良李万春郑炳松胡玉玲浙江农林大学林业与生物技术学院省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江省森林芳香植物康养功能研究重点实验室浙江杭州311300 湖南应用技术学院农林科技学院湖南常德415000

【目的】了解普通油茶(Camellia oleifera)果实发育过程中种仁代谢物的变化。【方法】以普通油茶不同发育阶段(F1~F5)的种仁为材料,结合液相色谱与质谱联用(LC-MS/MS)代谢组学技术,分析普通油茶种仁发育过程中代谢物的变化规律。【结果... 详细信息

【目的】了解普通油茶(Camellia oleifera)果实发育过程中种仁代谢物的变化。【方法】以普通油茶不同发育阶段(F1~F5)的种仁为材料,结合液相色谱与质谱联用(LC-MS/MS)代谢组学技术,分析普通油茶种仁发育过程中代谢物的变化规律。【结果】共鉴定到15类1006种代谢物,主要包括脂类和类脂分子,苯丙素类和聚酮类,有机酸及其衍生物,芳烃类,有机氧化合物,杂环化合物,核苷、核苷酸和类似物;被注释的主要代谢通路包括代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物次生代谢产物的生物合成、氨基酸的生物合成、2-草酸代谢。不同发育时期普通油茶种仁的代谢物有显著差异,F1和F2的种仁代谢物最少,仅有3-甲基-1-(2,4,6-三羟基苯基)-1-丁酮、L-谷胱甘肽、蔗糖,说明种仁前期缓慢生长;F3的种仁代谢物最多,尤其是苯丙素类和聚酮类、芳烃类、脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物、有机杂环化合物的相对含量变化明显,其中黑色素、酪氨酸、苯丙氨酸、L-谷胱甘肽、1-甲基鸟嘌呤、3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-酮、(S)-匹诺森布林、山柰酚-3-O-芸香糖苷的相对含量较高,说明其在果实快速膨大期种仁成型发挥重要作用;F4和F5的代谢物逐渐减少,种仁进入油脂积累期。【结论】本研究运用代谢组学方法了解普通油茶果实发育过程中种仁代谢物的变化规律,可为普通油茶果优质丰产栽培和适时采收提供理论依据。

关键词：普通油茶果实发育进程种仁代谢组

小兴安岭次生林细根及枯落物分解影响因素的预测及对不同抚育间伐强度的响应

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中南林业科技大学学报 2024年第4期44卷 44-57,83页

作者：高然董希斌张宝山毛亮亮刘慧东北林业大学森林持续经营与环境微生物工程黑龙江省重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】探讨抚育间伐对细根及枯落物分解的影响,同时对细根及枯落物分解过程中养分释放的驱动因素进行预测,为研究森林生态系统内的养分循环奠定基础。【方法】在小兴安岭带岭林业实验局东方红林场,设置30 m×30 m的固定样地7块,分别为... 详细信息

【目的】探讨抚育间伐对细根及枯落物分解的影响,同时对细根及枯落物分解过程中养分释放的驱动因素进行预测,为研究森林生态系统内的养分循环奠定基础。【方法】在小兴安岭带岭林业实验局东方红林场,设置30 m×30 m的固定样地7块,分别为:A(间伐强度10%)、B(15%)、C(20%)、D(25%)、E(30%)、F(35%),以未间伐样地作为对照样地,记为CK。于2021年7月进行细根及枯落物分解实验,使用Olson衰减模型来表征细根及枯落物分解的质量损失模式,研究不同抚育间伐强度下细根及枯落物的分解情况。同时调查并测定林分因子、土壤理化性质、土壤微生物的相关指标,运用随机森林(Random forest)模型对细根及枯落物养分释放(C释放、N释放、P释放、K释放)进行,确定影响养分释放最主要的因素。【结果】细根分解50%的时间在1.57~2.44 a,分解95%的时间6.8~19.6 a。枯落物分解50%的时间在0.94~1.24 a,分解95%的时间在4.05~4.06 a。枯落物分解速率显著快于细根分解速率。随机森林拟合模型对细根C释放的总方差解释率为67.42%,对细根N释放的总方差解释率为44.71%,对细根P释放的总解释率为79.43%,对细根K释放总方差解释率为73.96%。随机森林拟合模型对枯落物C的总方差解释率为60.61%,对枯落物N释放的总方差解释率为83.97%,对枯落物P释放的总解释率为60.21%,对枯落物K总方差解释率为82.98%。枯落物和细根养分释放主要受其初始的化学基质及化学计量比、微生物碳、氮及碳氮比的驱动。此外,乔木生物量对细根分解有显著的驱动效果;土壤容重及土壤速效钾对枯落物分解有显著的驱动效果。【结论】通过对不同抚育间伐强度下的细根及枯落物分解研究,林内养分循环主要受细根和枯落物本身性质及土壤微生物量的影响。

关键词：细根分解枯落物分解小兴安岭随机森林

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翅果油树种仁脂肪酸合成关键基因筛选

西北植物学报 2024年第6期44卷 938-949页

作者：程葆昶杜淑辉谷秋微付敬儒王兆山中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091 山西农业大学林学院北方功能油料树种培育与研发山西省重点实验室山西晋中030800

[目的]通过翅果油树不同时期种仁的转录组学分析挖掘与脂肪酸合成相关的关键基因。[方法]观察记录翅果油树果实发育情况并以成年翅果油树果实开始膨大期(C6)、迅速膨大期(C7)和成熟期(C8)的新鲜种仁为材料,以水解-提取法测定3个时期种... 详细信息

[目的]通过翅果油树不同时期种仁的转录组学分析挖掘与脂肪酸合成相关的关键基因。[方法]观察记录翅果油树果实发育情况并以成年翅果油树果实开始膨大期(C6)、迅速膨大期(C7)和成熟期(C8)的新鲜种仁为材料,以水解-提取法测定3个时期种仁的脂肪酸组分与含量,用转录组测序技术分析C6、C7时期样品的表达差异,并寻找关键差异表达基因。[结果]3个时期的脂肪酸平均含量随时间推移呈逐渐上升趋势;C6、C7时期的种仁数据中共获得6375个上调表达基因、8124个下调表达基因;8137个差异表达基因在GO数据库中获得注释;4275个差异表达基因在KEGG数据库中获得注释,主要涉及代谢途径、次生代谢物的生物合成、激素传导和氨基酸合成途径等通路,其中,脂肪酸生物合成、不饱和脂肪酸生物合成等与脂肪酸相关的通路均被富集,并重点挖掘出8个与脂肪酸合成相关的候选基因,发现与果实膨大时期(C6)相比,EmBCCP1、EmSAD1、EmFAD2-1、Em-FAD3-1、EmPDCT1基因上调表达,同时EmFAbG1、EmPDAT1、EmKASI1基因下调表达。[结论]EmBCCP1、EmSAD1、EmFAD2-1、EmFAD3-1、EmPDCT1、EmKASI1、EmFAbG1、EmPDAT1基因促进了翅果油树种仁油酸、亚油酸的合成积累,可作为翅果油树种仁脂肪酸合成的关键候选基因。

关键词：翅果油树种仁脂肪酸转录组测序