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绣球花铝转运蛋白HmALMT11的生物信息学及其表达特性分析

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华北农学报 2024年第4期39卷 94-101页

作者：王晓玥陈双双齐香玉冯景陈慧杰孙明邓衍明林木资源高效生产全国重点实验室(北京林业大学) 花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室北京林业大学园林学院北京100083 江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室江苏省农业科学院休闲农业研究所江苏南京210014

铝激活苹果酸转运蛋白(ALMT)是植物中广泛存在的一个基因家族,其编码的蛋白质在调控植物根部酸分泌和对铝离子的响应方面起着重要作用。为了明晰大花绣球无尽夏HmALMT11的序列特征及其在逆境胁迫后的表达特征,进一步探索大花绣球无尽夏... 详细信息

铝激活苹果酸转运蛋白(ALMT)是植物中广泛存在的一个基因家族,其编码的蛋白质在调控植物根部酸分泌和对铝离子的响应方面起着重要作用。为了明晰大花绣球无尽夏HmALMT11的序列特征及其在逆境胁迫后的表达特征,进一步探索大花绣球无尽夏的生物学功能,为后续HmALMT11功能鉴定提供理论依据。以大花绣球无尽夏为材料,克隆得到HmALMT11基因,并对其进行生物信息学、亚细胞定位和铝胁迫响应分析。结果表明,HmALMT11包含1个1590 bp的开放阅读框,编码529个氨基酸,蛋白分子质量为59.1 ku,理论等电点为9.10。为不稳定的碱性蛋白;HmALMT11蛋白含有6个跨膜结构域,定位于细胞质膜;实时荧光定量PCR分析发现,低浓度100μmol/L和高浓度800μmol/L的Al 2(SO 4)3处理都可诱导HmALMT11在无尽夏根、茎、叶中的上调表达,且在根中相对表达量最高,具有明显的组织表达特异性。研究表明,HmALMT11蛋白可能在绣球花适应铝胁迫过程中发挥重要调控作用。

关键词：绣球花 ALMT 铝胁迫生物信息学分析亚细胞定位实时荧光定量PCR

2017-2022年我国花生登记品种主要性状演变分析

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中国油料作物学报 2024年

作者：汪娅梅谭家壮吴小丽陈少菜宋昌艺黄小妹洪彦彬鲁清湛江市农业科学研究院广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室/国家油料作物改良中心南方花生分中心

为提升花生育种水平、加速品种改良，对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明：2017-2022年我国共登记了1168个品种，以普通型花生为主，通过杂交育成的品种占比达85.6%，科研院所是... 详细信息

为提升花生育种水平、加速品种改良，对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明：2017-2022年我国共登记了1168个品种，以普通型花生为主，通过杂交育成的品种占比达85.6%，科研院所是花生育种的主导力量。对其进行亲本分析，发现亲本利用较为集中，开选01-6、白沙1016、豫花15号等9个骨干亲本育成新品种数多达300个，是国内花生育种重要的骨干亲本。登记品种的单株结果数、油酸含量随年份增长不断上升，但抗性等级有明显下降，产量及其它性状变幅较小，相对稳定。相关性分析发现，干荚果产量、籽仁产量均与总分枝、结果枝、百果重、百仁重、含油量呈极显著正相关，与主茎高、侧枝长、蛋白质含量呈极显著负相关，这说明产量可以通过增加分枝数、适当降低主茎高等措施来提高，产量与品质的协同提升关系为高产高油高油酸花生品种的选育提供了可能。

关键词：花生登记品种产量和农艺性状高油酸抗病性演变分析

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大豆根瘤菌Y63菌株的分离与鉴定

中国油料作物学报 2024年第4期46卷 920-929页

作者：孙帅冷飘杨姝琦周顺馨张婵娟黄毅单志慧杨中路郝青南陈水莲曹东陈李淼郭葳杨红丽王贤智周新安袁松丽陈海峰中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室湖北武汉430062 云南大学农学院云南昆明650504

在大豆生产中充分发挥共生固氮作用,在减少氮肥的施用、增加土壤微生物的活性、保证耕地及农业生态系统健康、促进绿色农业的可持续性发展等方面具有重要意义。本研究以高产、优质、多抗、广适的大豆品种中豆63为捕获宿主,对湖北省洪湖... 详细信息

在大豆生产中充分发挥共生固氮作用,在减少氮肥的施用、增加土壤微生物的活性、保证耕地及农业生态系统健康、促进绿色农业的可持续性发展等方面具有重要意义。本研究以高产、优质、多抗、广适的大豆品种中豆63为捕获宿主,对湖北省洪湖市高产示范田中的中豆63根瘤菌进行分离与鉴定。采用平板划线分离、BTB反应试验等方法筛选出符合根瘤菌表观特征的菌株,并将获得的菌株进行16S rDNA序列扩增,构建系统发育树,鉴定从中豆63的单个根瘤中分离得到的2个大豆根瘤菌菌株,分别命名为Y63-1与Y63-2。通过抗生素抗性分析表明,Y63-1具有羧苄青霉素(Carbenicillin)、头孢霉素(Cefotaximesodium)、氨苄青霉素(Ampicillin)和利福平(Rifampin)4种抗性,Y63-2具有硫酸卡那霉素(Kanamycin)、羧苄青霉素(Carbenicillin)、氨苄青霉素(Ampicillin)和利福平(Rifampin)4种抗性。最后以慢生型根瘤菌113-2及快生型根瘤菌HH103作为对照,将获得的两个根瘤菌Y63-1与Y63-2按一定的比例通过盆栽回接中豆63,在接种后42天及51天分别对不同接种比例下中豆63植株地上部分鲜重、结瘤数及根瘤干重进行统计学分析,结果表明Y63-1∶Y63-2=2∶1接种中豆63时结瘤效应最佳。混合接种后根瘤中Y63-1与Y63-2的比例初步鉴定结果显示,Y63-1为主效根瘤菌。本研究丰富了我国的根瘤菌资源,研究结果为大豆根瘤菌混合接种技术在大豆生产中的推广应用提供了理论依据,也为生产中通过接种高效根瘤菌提升中豆63及其它品种产量潜力奠定了理论基础。

关键词：大豆中豆63 根瘤菌分离与鉴定根瘤共生

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澳洲白羊生长和繁殖性状的遗传评估

中国畜禽种业 2024年第4期20卷 85-97页

作者：朱亚宁秦浩张清峰林春建郑文新吴伟伟韩红兵禽畜遗传改良北京市重点实验室/中国农业大学动物科技学院北京100193 农业与农村部动物遗传育种与繁育重点实验室/中国农业大学动物科学技术学院北京100193 天津奥群牧业有限公司天津301607 新疆畜牧科学院新疆乌鲁木齐830011

该研究旨在评估澳洲白羊的生长和繁殖性状的遗传特性,为科学选育、良种扩繁和提高优良特性提供理论基础。在对生长性状(初生重、 90天体重、 180天体重、 240天体重、 0~90 d日增重、 90~240 d日增重)和繁殖性状(头胎产羔数、经产羔羊... 详细信息

该研究旨在评估澳洲白羊的生长和繁殖性状的遗传特性,为科学选育、良种扩繁和提高优良特性提供理论基础。在对生长性状(初生重、 90天体重、 180天体重、 240天体重、 0~90 d日增重、 90~240 d日增重)和繁殖性状(头胎产羔数、经产羔羊数、头胎窝均重、经产窝均重、头胎窝总重、经产窝总重)进行遗传评估时,使用R包AEFchida建立动物线性混合模型,进行方差组分、遗传参数、遗传相关性和育种值的估计;对于初生重,根据不同母体效应,运用R(v4-1-1)包AEFchida,比较了6种随机效应不同的动物线性混合模型。结果表明,考虑个体加性效应、母体环境效应和母体遗传效应的模型BW1为最优模型,计算初生重遗传力为(0.33±0.04)。繁殖性状在0.03~0.12为低遗传力,其中活羔数(头胎、经产)的遗传力在0.03~0.04,而生长性状在0.33~0.77之间为高遗传力,其中日增重(0~90日、 90~240日)的遗传力在0.46~0.67。产羔数与生长性状相关性较低(0~0.25),初生重与生长性状相关性适中(0.14~0.64),且表型相关性和遗传相关性基本一致。生长性状的育种均值随着年份的增加,整体呈上升趋势;繁殖性状的育种均值则变化幅度较小,选育效果不明显。可见,澳洲白羊繁殖性状和生长性状遗传特性相差较大,应采用不同的选育方式来进一步优化澳洲白羊的生产性能和遗传特性。

关键词：澳洲白羊生长性状繁殖性状初生重随机模型遗传评估

矮腥黑粉菌胁迫的小麦全基因组重测序与转录组联合分析

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分子植物育种 2024年第9期22卷 2793-2801页

作者：沈潼肖越粟神强贾玉凤郭巧玲刘琦肖永贵新疆农业大学农学院农林有害生物监测与安全防控重点实验室乌鲁木齐830052 中国农业科学院作物科学研究所国家小麦改良中心北京100081

为揭示矮腥黑粉菌胁迫下的小麦抗感品种间遗传背景差异,筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因。本研究以小麦感病品种‘伊犁053’和中抗品种‘中麦175’为研究对象,在接种矮腥黑粉菌后对籽粒组织进行重测序与转录组测序的联合分析。经过差异In... 详细信息

为揭示矮腥黑粉菌胁迫下的小麦抗感品种间遗传背景差异,筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因。本研究以小麦感病品种‘伊犁053’和中抗品种‘中麦175’为研究对象,在接种矮腥黑粉菌后对籽粒组织进行重测序与转录组测序的联合分析。经过差异InDel分析后,共有69840个变异基因与转录组数据进行了联合分析,有7300个基因在小麦发病籽粒组织中有表达,有162个(2.22%)基因呈极显著差异表达,且基因表达量倍数变化≥1.5倍(‘中麦175’相对于‘伊犁053’,有125个上调,37个下调);经过差异SNP分析后,共有98331个变异基因与转录组数据进行了联合分析,有7438个基因在小麦发病籽粒组织中有表达,有126个(1.69%)基因呈极显著差异表达,且基因表达量倍数变化≥1.5倍(‘中麦175’相对于‘伊犁053’,有86个上调,40个下调)。本研究成功揭示了在矮腥黑穗病胁迫下抗感病小麦品种间的遗传差异表达信息,为进一步筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因提供参考。

关键词：小麦矮腥黑穗病全基因组重测序转录组联合分析

剑麻AhMADS8937基因酵母双杂交诱饵载体的构建、毒性和自激活检测

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分子植物育种 2024年第18期22卷 5994-5999页

作者：杨茜徐蕾汪询杨子平周文钊海南大学园艺学院海口570208 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所湛江市热带作物遗传改良重点实验室湛江524091 云南农业大学热带作物学院昆明650100

MADS-box是植物重要的转录调控因子,参与种子休眠和萌发、根系生长、花器官发育、果实成熟等营养生长和生殖生长过程。前期研究结果表明AhMADS8937可能参与调控剑麻株芽的发育。鉴于MADS-box蛋白能以复合体的形式调控植物发育,因此为筛... 详细信息

MADS-box是植物重要的转录调控因子,参与种子休眠和萌发、根系生长、花器官发育、果实成熟等营养生长和生殖生长过程。前期研究结果表明AhMADS8937可能参与调控剑麻株芽的发育。鉴于MADS-box蛋白能以复合体的形式调控植物发育,因此为筛选剑麻(Agave hybrid No.11648)中与AhMADS8937蛋白相互作用的蛋白,本研究构建了pGBKT7-AhMADS8937诱饵表达载体,酶切验证和测序结果表明载体构建成功。将重组载体转化Y2HGold酵母感受态,检测其对酵母菌株是否有毒性,以及是否存在自激活。结果表明pGBKT7-Ah MADS8937诱饵载体对Y2HGold酵母菌无毒性但存在自激活,5 mmol/L的3-氨基1,2,4-三唑(3-Amino-1,2,4-triazole,3-AT)可抑制其自激活。本研究成功构建AhMADS8937酵母双杂交诱饵载体,为筛选与AhMADS8937相互作用的蛋白,解析剑麻株芽发育的分子调控网络打下基础。

关键词：剑麻 AhMADS8937 酵母双杂交诱饵载体毒性和自激活性

小麦烯醇化酶基因TaENO1-5B在多种环境下对株高与穗粒数的调控

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中国农业科学 2024年第14期57卷 2717-2731页

作者：张紫慧张艳菲李龙李超男王景一杨德龙毛新国景蕊莲甘肃农业大学生命科学技术学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室河南农业大学/国家小麦技术创新中心(筹)

【目的】烯醇化酶是糖酵解过程中的关键限速酶，在植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用。揭示小麦烯醇化酶基因TaENO1-5B的功能，开发分子标记，为通过分子育种改良小麦提供基因资源。【方法】以小麦品种旱选10号为材料克隆TaENO1... 详细信息

【目的】烯醇化酶是糖酵解过程中的关键限速酶，在植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用。揭示小麦烯醇化酶基因TaENO1-5B的功能，开发分子标记，为通过分子育种改良小麦提供基因资源。【方法】以小麦品种旱选10号为材料克隆TaENO1-5B，在SMART网站分析其编码蛋白的结构域，采用Phyre2软件预测蛋白的二级和三级结构；采用实时荧光定量PCR技术分析基因在小麦不同发育时期的组织表达水平，以及在植物激素处理和逆境胁迫下的表达模式；以30份遗传多样性丰富的小麦种质为材料分析基因序列多态性，开发分子标记；以323份小麦构成的自然群体为材料进行TaENO1-5B单倍型与表型性状的关联分析，利用小麦地方品种和现代育成品种群体分析优异单倍型在我国不同麦区受育种选择的趋势。【结果】TaENO1-5B由17个外显子和16个内含子组成，编码446个氨基酸，含有保守的N端结构域和C端TIM(triose-phosphate isomerase)桶状结构域；TaENO1-5B在小麦幼苗期、拔节期、抽穗期和开花期的各个组织中均有表达，在根、根基和穗中表达量较高；TaENO1-5B启动子区含有多种顺式作用元件，包括脱落酸（ABA）、生长素（IAA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等激素应答元件和干旱、低温胁迫相关的多种应答元件，TaENO1-5B的表达受植物激素和干旱、低温等胁迫的显著诱导；在TaENO1-5B的启动子区检测到4个SNP，基因区检测到3个SNP，组成3种单倍型Hap-5B-1、Hap-5B-2和Hap-5B-3。在干旱、高温等多种环境下，单倍型Hap-5B-2为优异单倍型，与矮秆、多小穗数和穗粒数显著相关，在我国小麦主产区的育种历史中受到了正向选择。基于TaENO1-5B启动子区SNP(2 399 bp,G/A)开发的KASP标记，与多种环境下的每穗小穗数显著相关。【结论】TaENO1-5B响应植物激素信号及非生物胁迫，在干旱、高温等多种环境下，与株高、每穗小穗数和穗粒数显著相关，Hap-5B-2是矮秆及每穗小穗数和穗粒数较多的优异单倍型。根据TaENO1-5B变异位点开发的分子标记可用于小麦株高及相关产量性状的遗传改良。

关键词：小麦 TaENO1-5B 农艺性状 KASP标记单倍型

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植物光信号转导研究领域近十年重要研究进展

植物生理学报 2024年第3期60卷 399-429页

作者：林荣呈刘宏涛李继刚孔凡江刘斌王海洋杨洪全钟上威朱丹萌淮俊玲李洪刘双荣王璠王文秀茅志磊邓兴旺中国科学院植物研究所光生物学重点实验室北京100093 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032 中国农业大学生物学院植物抗逆高效全国重点实验室北京100193 广州大学生命科学学院分子遗传与进化创新研究中心广东省植物适应性与分子设计重点实验室广州510006 中国农业科学院作物科学研究所作物基因与分子设计中心作物基因资源与育种全国重点实验室北京100081 华南农业大学生命科学学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广州510642 上海师范大学生命科学学院上海市植物分子科学重点实验室上海200234 北京大学生命科学学院蛋白质与植物基因研究国家重点实验室北京100871 北京大学现代农业研究院潍坊现代农业山东省实验室小麦育种全国重点实验室山东潍坊261325 北京大学现代农学院小麦育种全国重点实验室北京100871

光是影响植物生长和发育的一种环境信号,在植物的整个生命周期中发挥关键的调控功能。光信号转导的研究已有一百多年的历史,一直都是植物生物学研究领域的一个热点。本文从光敏色素、隐花素、紫外B受体等3种信号转导途径、光信号转导的... 详细信息

光是影响植物生长和发育的一种环境信号,在植物的整个生命周期中发挥关键的调控功能。光信号转导的研究已有一百多年的历史,一直都是植物生物学研究领域的一个热点。本文从光敏色素、隐花素、紫外B受体等3种信号转导途径、光信号转导的共性调控机制、光信号与内源激素信号和其他环境信号的互作、以及作物光形态建成等方面,对植物光信号转导研究领域近十年来的重要进展进行了概述。

关键词：光受体光信号转导信号互作

短期淹水胁迫和解除胁迫对诺丽生理及产量的影响

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热带作物学报 2024年第10期45卷 2117-2128页

作者：赵雅琦王昌跃杨建峰王鑫鑫张宝贵李志刚祖超陈小爱张彦军谭梦怡王鸿浩吴田王灿中国热带农业科学院香料饮料研究所/农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室海南万宁571533 中国农业大学北京100091 云南农业大学热带作物学院云南普洱665099 河北农业大学河北省山区研究所河北保定071001 西南林业大学园林园艺学院云南昆明650224

海南是我国诺丽主产区,夏季台风导致的短期淹水胁迫频发,但目前鲜有诺丽应对短期淹水胁迫和胁迫解除后生理响应研究,且胁迫对产量的影响尚不明晰。本研究以生长6个月的诺丽幼苗为试验材料,采用盆栽连续浸没15 d的方法模拟短期淹水胁迫,... 详细信息

海南是我国诺丽主产区,夏季台风导致的短期淹水胁迫频发,但目前鲜有诺丽应对短期淹水胁迫和胁迫解除后生理响应研究,且胁迫对产量的影响尚不明晰。本研究以生长6个月的诺丽幼苗为试验材料,采用盆栽连续浸没15 d的方法模拟短期淹水胁迫,在淹水后第1、3、7、10、15天时测定植株地上部和地下部干重、叶片净光合速率(P_(n))、脯氨酸(Pro)含量、根系活力(TTC)、根系丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等指标,并于解除胁迫后第1、7、15天测定相关指标,在主产区选取淹水和不淹水地块连续3 a测定产量。结果表明:诺丽受淹水胁迫后生理响应迅速,较不淹水对照处理,淹水第1天时叶片P_(n)下降,Pro含量增加,根系中MDA含量上升,根系活性下降,POD和SOD等抗氧化酶活性增加,这些指标在前7 d内均变化显著。而7 d后,除TTC和SOD活性仍显著变化外,其他指标的变化程度趋缓,表明叶片和根系逐步适应淹水胁迫;诺丽生物量根冠比(RSR)在淹水初期保持不变,但在3 d后显著下降,也在一定程度反映了诺丽植株短期内即已响应淹水胁迫;胁迫解除后各生理过程逐步恢复,在15 d时,诺丽光合作用、TTC基本恢复,但MDA等过氧化物含量仍然显著高于对照,表明前期胁迫形成的过氧化物其毒害作用短期难以消除。主产区多年多点的产量也表明,短期但频繁的淹水胁迫会导致产量大幅下降,降幅在21.64%~35.21%,这可能与胁迫造成的过氧化物毒害有关。因此,短期淹水胁迫不仅在胁迫期间对诺丽生理过程有较大影响,而且在胁迫解除后其不利影响仍长期存在,从而影响植株生长与产量。因此,在种植诺丽时应考虑地势较高且排水较好的地块,并做好排水系统;在易积水种植区,应在72 h内排走积水,可将影响降至最低。

关键词：诺丽淹水胁迫胁迫解除生理响应产量