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全基因组鉴定普通菜豆WOX基因及出愈率相关分析

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植物遗传资源学报 2025年

作者：叶宗茂谢迅侯思宇武晶山西农业大学农学院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

出愈率是影响遗传转化效率的关键因素，WOX基因能促进细胞增值和芽分化。本研究对普通菜豆WOX基因家族进行了全基因组鉴定，鉴定到18个普通菜豆WOX基因，编码177-847个氨基酸，其蛋白序列均包含保守的HD结构域，亚细胞定位于细胞核中，... 详细信息

出愈率是影响遗传转化效率的关键因素，WOX基因能促进细胞增值和芽分化。本研究对普通菜豆WOX基因家族进行了全基因组鉴定，鉴定到18个普通菜豆WOX基因，编码177-847个氨基酸，其蛋白序列均包含保守的HD结构域，亚细胞定位于细胞核中，启动子主要含有“分生组织形成相关”及“生长素反应相关”的顺式作用元件。并与绿豆、大豆和拟南芥WOX基因家族成员，进行了共线性和系统进化树分析，124个WOX基因可分为三大类群，四个物种间的WOX同源基因受纯化选择作用。通过筛选了不同浓度6-BA和2，4-D激素配比的培养基，成功建立了两个普通菜豆品种的愈伤组织诱导体系。通过转录组结合qRT-PCR分析，鉴定到8个WOX差异表达基因，其中PvWOX1/15/16基因与出愈率显著相关。qRT-PCR验证了这3个基因表达模式与转录组结果一致。以上结果表明PvWOX1/15/16基因可作为潜在的靶基因用于普通菜豆遗传转化的研究。

关键词：普通菜豆 WOX基因愈伤组织转录组

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苗草专用型大麦品种鉴定及全基因组关联分析

作物学报 2025年第1期51卷 91-102页

作者：马敏虎常华瑜陈朝燕仁增刘廷辉邢国芳郭刚刚山西农业大学农学院/杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室山西晋中030801 中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部粮食作物基因资源评价利用重点实验室/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程北京100081 甘孜藏族自治州农业科学研究所四川甘孜626000

苗草工厂为实现草食动物的饲草周年供应提供了新的解决方案。针对苗草生产的品种需求,本研究对124份中国大麦育成品种(系)与种质开展了苗草转化率鉴定和生物量调控位点发掘。结果显示,大麦种子萌动后,水培条件下苗草生物量呈指数增长趋... 详细信息

苗草工厂为实现草食动物的饲草周年供应提供了新的解决方案。针对苗草生产的品种需求,本研究对124份中国大麦育成品种(系)与种质开展了苗草转化率鉴定和生物量调控位点发掘。结果显示,大麦种子萌动后,水培条件下苗草生物量呈指数增长趋势并在7 d后进入平台期。在植物工厂条件下,鉴定出冬青16、扎青6号等10个高苗草转化率品种且分析发现苗草生物量与籽粒千粒重呈一定的负相关。进一步通过全基因组关联分析,共鉴定到12个苗草生物量相关QTL位点,从中预测出8个调控苗草生物量的候选基因。本研究不仅为大麦苗草工厂化生产筛选出高转化率品种,同时也为苗草专用型大麦品种的遗传改良奠定了基础。

关键词：大麦苗草生物量调控位点全基因组关联分析

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普通菜豆FWR1基因克隆及功能验证

植物遗传资源学报 2025年

作者：赵莉莉常玉洁王绪敏曲江勇武晶烟台大学生命科学学院中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部粮食作物基因资源评价利用重点实验室

目前普通菜豆中克隆到的枯萎病抗性基因还较少，因此，从种质资源中鉴定挖掘枯萎病抗性基因对于普通菜豆的分子育种具有重要的意义。课题组前期通过全基因组关联分析定位到PvFWR1 (Fusarium Wilt Resistance 1)，并且通过单倍型分析推... 详细信息

目前普通菜豆中克隆到的枯萎病抗性基因还较少，因此，从种质资源中鉴定挖掘枯萎病抗性基因对于普通菜豆的分子育种具有重要的意义。课题组前期通过全基因组关联分析定位到PvFWR1 (Fusarium Wilt Resistance 1)，并且通过单倍型分析推断其可能与普通菜豆枯萎病抗性相关，在此基础上本研究对其进行深入研究。首先，在抗病材料土褐腰子豆、感病材料龙芸豆3号中克隆PvFWR1基因序列，经序列比对分析发现PvFWR1是一个无内含子基因，CDS全长1104 bp，编码367个氨基酸，属于LRR-RLKs家族蛋白；然后，RT-qPCR发现PvFWR1在抗性材料根组织中表达量为感病材料的2.1倍，且在接种枯萎病病原菌后，根组织中表达量明显上升；最后，利用VIGS技术在抗病材料对PvFWR1沉默，接种病原菌后，植株抗性减弱；同时，基于普通菜豆毛状根转化法在感病材料中对PvFWR1过表达，接种病原菌后，过表达植株抗性显著增强，综合以上分析，认为PvFWR1基因是枯萎病抗性基因。研究结果为普通菜豆枯萎病抗性机制解析及该基因的育种利用奠定了基础。

关键词：普通菜豆镰孢菌枯萎病 PvFWR1 LRR-RLKs家族

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菠萝AcKNOX1影响叶缘发育的功能研究

园艺学报 2025年

作者：荆永琳陈浪欣李俊国王加宾王小冰杨庆全孟春阳徐立中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所农业农村部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室国家热带作物中期库

以菠萝‘台农16’为材料，克隆得到基因AcKNOX1。AcKNOX1是同源异型盒基因，属于3个氨基酸环延伸蛋白超家族。AcKNOX1的开放阅读框为990 bp，编码329个氨基酸，编码蛋白定位于细胞核中。AcKNOX1启动子区域除核心启动子元件TATA-box和CAA... 详细信息

以菠萝‘台农16’为材料，克隆得到基因AcKNOX1。AcKNOX1是同源异型盒基因，属于3个氨基酸环延伸蛋白超家族。AcKNOX1的开放阅读框为990 bp，编码329个氨基酸，编码蛋白定位于细胞核中。AcKNOX1启动子区域除核心启动子元件TATA-box和CAAT-box外，还包含许多与光响应、激素响应和非生物胁迫响应相关的元件。AcKNOX1在不同组织中均有表达，但具有明显的组织表达特异性，在茎的表达量最高，其次是叶，且在有刺叶片显著高于无刺叶片。AcKNOX1响应GA3、ABA和6-BA信号诱导其表达上调。异源表达拟南芥，叶缘裂刻加深。利用酵母单双杂进行互作蛋白筛选，发现AcKNOX1可以与AcCUC1和AcCUC2启动子区域结合激活其表达；与AcBLH1、AcBLH4可形成异源二聚体，在细胞核中互作，且荧光素酶互补和双分子荧光互补实验验证了其互作的准确性。研究结果表明AcKNOX1在菠萝叶缘发育中起重要作用。

关键词：菠萝叶缘发育 AcKNOX1 蛋白互作

甘蓝型油菜腺苷5'-磷酰硫酸还原酶(APR)基因家族的鉴定及其非生物胁迫下的响应

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农业生物技术学报 2025年第1期33卷 15-29页

作者：张小雪冀功海穆雨姜伟高刘清云王新发顿小玲任丽军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浠水县农业技术推广中心

腺苷5'-磷酰硫酸还原酶(adenosine 5'-phosphosulfate reductase, APR)是植物硫酸盐同化途径中的关键酶，对硫酸盐代谢和硫循环至关重要。该蛋白包含2个保守结构域：PAPS＿reductase和Thioredoxin，主要在质体中执行催化功能，对植物的... 详细信息

腺苷5'-磷酰硫酸还原酶(adenosine 5'-phosphosulfate reductase, APR)是植物硫酸盐同化途径中的关键酶，对硫酸盐代谢和硫循环至关重要。该蛋白包含2个保守结构域：PAPS＿reductase和Thioredoxin，主要在质体中执行催化功能，对植物的生长发育和逆境应答有重要影响。为系统研究甘蓝型油菜(Brassica napus)中APR家族基因的结构与功能特征，本研究以拟南芥APR蛋白序列为模板，对甘蓝型油菜'中双11号'全基因组进行同源比对，共鉴定到10个APR家族基因，分布于9条染色体。进一步对该基因家族进行鉴定和分析，并初步探讨了甘蓝型油菜APR基因在非生物胁迫下的表达模式。结果显示，甘蓝型油菜APR蛋白的氨基酸序列长度为219～468 aa，相对分子质量范围为24.29～51.69 kD，等电点跨度为5.43～8.84；系统发育分析显示，甘蓝型油菜APR基因被分为3个亚族，各亚族成员具有相似的外显子-内含子结构；且APR蛋白均含有PAPS＿reductase和Thioredoxin保守结构域；共线性分析表明，片段复制是甘蓝型油菜APR基因家族扩张的主要机制；表达模式分析显示，APR基因在不同发育时期的组织器官中具有时空表达特异性，在油菜的子叶、营养莲座叶和角果皮中表达量较高；对甘蓝型油菜APR家族的启动子顺式作用元件和非生物胁迫条件下的表达模式进行分析，结果表明，甘蓝型油菜APR家族成员启动子区域富集了与激素响应和逆境适应相关的顺式作用元件，且该家族基因表达受重金属镉、铅和缺硫胁迫所诱导。上述结果表明，甘蓝型油菜APR基因在响应重金属镉、铅胁迫中发挥着重要的作用，这为进一步深入解析甘蓝型油菜APR家族基因的分子功能提供了参考。

关键词：甘蓝型油菜 APR基因家族非生物胁迫基因表达

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200份梨资源萼片表型性状评价

植物遗传资源学报 2025年

作者：解亚容张向展王亚楠杨健王龙王苏珂苏艳丽郝峰鸽薛华柏河南科技学院园艺园林学院果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室/中国农业科学院郑州果树研究所中国农业科学院中原研究中心楚雄云果产业技术研究院

为了解梨种质资源萼片性状的多样性，分析萼片对果实外观的影响，本研究对200份梨种质资源萼片相关性状进行多样性分析、相关性分析和聚类分析。结果表明，脱萼率极高和极低的梨种质资源数量显著高于中间各组，不同脱萼率包含的种质资... 详细信息

为了解梨种质资源萼片性状的多样性，分析萼片对果实外观的影响，本研究对200份梨种质资源萼片相关性状进行多样性分析、相关性分析和聚类分析。结果表明，脱萼率极高和极低的梨种质资源数量显著高于中间各组，不同脱萼率包含的种质资源数量呈“U”形分布。在萼片脱落的种质资源中，萼片发育过程可分为离区形成前（落花后2～4 d）、离区形成期（落花后5～7 d）和离区形成后（落花后8～10 d）三个阶段。在萼片宿存和残存的种质资源中，萼片姿态以“聚合”和“直立”为主。在东方梨中，脱萼果一般没有萼凸，宿萼果上的萼凸大多会影响果形；萼片表型数据分析表明，萼片厚度、萼片面积在不同种质资源中变异较大，但对果形没有直接影响。在西洋梨中，萼片一般薄而小，对果形影响不大。萼片宿存对果实畸形的分析结果表明，33个宿萼品种均存在不同程度的畸形果现象，宿萼果的畸形果主要包括偏斜果和突萼果2种类型，而残萼果中畸形果为偏斜果，说明萼片的存在会一定程度上影响果形，但并不是唯一因素。相关性分析表明，脱萼率与萼凸呈显著负相关，即脱萼率越高，萼凸越不明显。系统聚类将200份梨种质资源分为以脱萼率为主要特征 (80.7%～100.0%、16.6%～40.2%、45.5%～78.5%、0.00%～11.9%)的4个类群。相关结果为梨种质资源的利用及品种选育提供重要参考。

关键词：梨萼片果实品质脱萼率

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黄瓜抗病分子育种研究进展

园艺学报 2025年

作者：张圣平董邵云官健涛苗晗刘小萍顾兴芳中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜生物育种全国重点实验室

黄瓜是我国产量最高的设施蔬菜。近年来，新兴流行病害对黄瓜生产造成了严重影响。利用抗病分子育种技术提高选择效率、培育抗病新品种并推广应用，是防治病害最经济有效的方法，对黄瓜稳产保供和绿色生产具有重要意义。本文从抗病种质... 详细信息

黄瓜是我国产量最高的设施蔬菜。近年来，新兴流行病害对黄瓜生产造成了严重影响。利用抗病分子育种技术提高选择效率、培育抗病新品种并推广应用，是防治病害最经济有效的方法，对黄瓜稳产保供和绿色生产具有重要意义。本文从抗病种质资源发掘抗病基因/QTL定位、抗病基因克隆及分子机制解析、抗病新品种培育等方面对黄瓜抗病分子育种研究进行综述，分析了目前存在问题，并对未来工作进行展望，以期为抗病育种提供参考。

关键词：黄瓜抗病分子育种研究进展

整合转录组和代谢组学分析揭示玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制

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中国农业科学 2025年第1期 75-90页

作者：曹言勇程泽强马娟杨文博朱卫红孙新艳李慧敏夏来坤段灿星河南省农业科学院粮食作物研究所/神农种业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

【目的】玉米茎腐病严重威胁玉米的产量与品质，其致病菌复杂，层出镰孢（Fusarium proliferatum）近年来逐渐成为主要病原之一。本研究旨在通过多组学联合分析，深入探究玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制，明确差异基因和差异代谢物富... 详细信息

【目的】玉米茎腐病严重威胁玉米的产量与品质，其致病菌复杂，层出镰孢（Fusarium proliferatum）近年来逐渐成为主要病原之一。本研究旨在通过多组学联合分析，深入探究玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制，明确差异基因和差异代谢物富集的信号通路在玉米抗病过程中的关键作用，为玉米抗茎腐病育种和病害防控提供理论依据。【方法】选择对层出镰孢具有不同抗性的玉米自交系ZC17（抗病）和CH72（感病）作为研究材料。在玉米9叶期，对其进行接种处理，接种组注射层出镰孢菌液，模拟接种组注射等量的PDB，随后用凡士林封闭伤口。接种后7 d，采集接种区域上下茎段中间位置的组织样本，分别用于转录组测序和非靶向代谢组学检测。同时对接种后的植株进行茎腐病症状评估，计算茎腐病平均评分（SRSA）和病情指数（DSI）。利用多种生物信息学工具对转录组测序数据和代谢组学数据进行分析，并通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）对差异基因进行验证。【结果】表型和生理数据显示，接种层出镰孢后，CH72发病程度显著高于ZC17，其SRSA增加2.48倍，DSI增加35.36%。转录组和代谢组的PCA结果显示，各组内样本的重现性很高，ZC17和CH72相互分离，FP组和MK组相互分离。转录组分析表明，接种后CH72的差异表达基因数量多于ZC17，但二者近50%的差异基因表达趋势相同。功能注释和富集分析发现，差异基因和差异代谢物主要富集于植物次生代谢产物生物合成、苯丙氨酸代谢、植物激素生物合成及植物-病原体相互作用等途径。转录组和代谢组联合分析证实，苯丙氨酸代谢以及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成在玉米抗层出镰孢过程中起关键作用。此外，多个转录因子家族（如MYB、bHLH、NAC和WRKY等）在接种层出镰孢后被显著激活，表明这些转录因子在玉米抗病分子调控网络中可能发挥重要作用。qPCR与转录组测序结果在4个组中的表达趋势一致，Spearman相关分析也显示转录组测序数据和qPCR结果之间高度一致（r=0.75,P=7.5e-05）。【结论】苯丙氨酸代谢相关途径在玉米响应层出镰孢茎腐病中至关重要；C4H、PAL、ADT、GOT等关键酶以及显著上调的代谢物如2-香豆酸、3-羟基肉桂酸、吲哚、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸在植物抗病中起重要作用。本研究挖掘出的潜在抗病相关转录因子、基因和代谢物可为深入解析玉米对层出镰孢茎腐病的分子响应机制提供重要依据。

关键词：转录组代谢组玉米茎腐病层出镰孢苯丙氨酸代谢

小麦抗条锈基因Yr5、Yr9和Yr18分子标记的特异性评估

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麦类作物学报 2025年第1期45卷 45-51页

作者：孙振宇黄亮黄苗苗刘太国甘肃省农业科学院植物保护研究所甘肃兰州730070 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193 青海大学农林科学院青海西宁810016

Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr18基因的自身性状或连锁性状在中国小麦育种中具有重要的应用前景。本研究运用以Avocet S为背景的单基因近等基因系及其对应基因的载体品种,对Yr5基因的连锁标记STS9/10,Yr9(1B/1R)基因的分子标记AF1/4、D15、20H,Y... 详细信息

Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr18基因的自身性状或连锁性状在中国小麦育种中具有重要的应用前景。本研究运用以Avocet S为背景的单基因近等基因系及其对应基因的载体品种,对Yr5基因的连锁标记STS9/10,Yr9(1B/1R)基因的分子标记AF1/4、D15、20H,Yr18基因的分子标记csLV34、cssfr1~cssfr5进行有效性验证。结果表明,Yr5基因的特异性分子标记STS9/10、Yr9(1B/1R)基因的特异性分子标记AF1/4、D15和20H均能够准确识别不同遗传背景材料中的相应抗性基因;Yr18基因分子标记cssfr2能够准确检测Yr18的非载体材料,并检测出Avocet S*6/Yr5、Avocet S*6/Yr24、Avocet S*6/Yr27三个材料具有Yr18的等位变异。这说明Yr5基因的连锁标记STS9/10,Yr9(1B/1R)基因的分子标记AF1/4、D15、20H能对目的基因进行有效检测,Yr18基因的几个分子标记结合使用不仅能够对目的基因进行有效检测,而且能够识别该位点的等位变异。

关键词：抗条锈基因分子标记特异性

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