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壳聚糖调控橡胶树生长发育的分子机制分析

分子植物育种 2024年第6期22卷 2009-2016页

作者：周凯张宇王立丰海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院橡胶研究所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-省部共建国家重点实验室培育基地农业农村部儋州热带作物科学观测实验站海口571101

为了证明其对橡胶树生长发育的促进作用,本研究采用叶面喷施的方法处理橡胶树‘热研73397’和‘热研917’组培苗叶片,分析与橡胶树生长发育相关基因的表达规律,并对其进行相关分析和主成分分析。结果表明,壳聚糖可显著上调与橡胶树生长... 详细信息

为了证明其对橡胶树生长发育的促进作用,本研究采用叶面喷施的方法处理橡胶树‘热研73397’和‘热研917’组培苗叶片,分析与橡胶树生长发育相关基因的表达规律,并对其进行相关分析和主成分分析。结果表明,壳聚糖可显著上调与橡胶树生长发育相关的能量合成基因HbATP、光合作用基因HbRbsS和活性氧淬灭酶基因HbAPX、HbCuZnSOD的表达量。相关和主成分分析表明,‘热研73397’品种的12个基因均呈正相关关系,且主成分只有1个。‘热研917’品种的12个基因中除HbMnSOD和HbCOXI不相关外,其余基因表达正相关,且有2个主成分。本研究结果表明,壳聚糖对橡胶树生长发育具有明显的促进作用并具有品种特异性,可作为橡胶树抗病和抗逆等化学调控剂的使用载体广泛应用,为橡胶树生长发育和抗逆机制研究提供科学依据,为新型栽培技术研发提供技术指导。

关键词：壳聚糖橡胶树相关分析主成分分析表达分析

冠菌素诱导橡胶树次生乳管分化的形成层细胞CUT&Tag文库构建和初步分析

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热带作物学报 2024年第10期45卷 2010-2024页

作者：张世鑫葛立鑫吴绍华晁金泉杨署光史敏晶张华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南海口571101 西藏农牧学院西藏林芝860000 中国科学院西双版纳热带植物园云南勐腊666303

CUT&Tag技术是一种研究蛋白质-DNA互作的新方法,使用超高活性的新型pG-Tn5转座酶,在抗体引导下精准靶向切割目的蛋白附近的DNA序列,从而进行cDNA建库和测序分析。此技术在人类和动物研究中应用广泛,由于植物细胞结构特殊,该技术在植物... 详细信息

CUT&Tag技术是一种研究蛋白质-DNA互作的新方法,使用超高活性的新型pG-Tn5转座酶,在抗体引导下精准靶向切割目的蛋白附近的DNA序列,从而进行cDNA建库和测序分析。此技术在人类和动物研究中应用广泛,由于植物细胞结构特殊,该技术在植物研究中应用较少。在前期研究中,我们发现组蛋白乙酰化修饰参与茉莉酸诱导橡胶树次生乳管分化的调控,但其分子机制尚未阐明。本研究利用冠菌素(COR)诱导橡胶树萌条维管形成层分化次生乳管的实验系统,通过酶解法获取高质量的形成层区细胞原生质体,使用组蛋白H3乙酰化修饰抗体对次生乳管分化过程中发生组蛋白乙酰化修饰的区域进行原位识别,采用CUT&Tag技术成功构建COR处理橡胶树树皮形成层细胞的cDNA文库。对构建cDNA文库进行质检和测序分析,发现文库质量较好,并通过差异基因的GO和KEGG富集分析,发现生长素、类黄酮代谢和蛋白质泛素化等相关基因得到富集。本研究结果为使用CUT&Tag技术构建植物组织的cDNA文库提供操作方法,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理论基础。

关键词：巴西橡胶树次生乳管分化维管形成层原生质体组蛋白乙酰化 CUT&Tag

橡胶树热垦525胚性悬浮细胞系的建立及其胚性能力的维持

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热带作物学报 2024年第7期45卷 1385-1392页

作者：戴雪梅彭素娜成镜顾晓川黄天带中国热带农业科学院橡胶研究所/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/热带林木种子种苗工程中心/海口市热带植物种苗创新重点实验室海南海口571101

易碎胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系都是基因工程和细胞工程的理想受体材料。然而橡胶树(Hevea brasil-iensis)易碎胚性愈伤组织诱导频率低、耗时长,且其胚性能力通常随继代次数的增加而下降甚至完全丧失,限制了相关研究的持续开展。因此... 详细信息

易碎胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系都是基因工程和细胞工程的理想受体材料。然而橡胶树(Hevea brasil-iensis)易碎胚性愈伤组织诱导频率低、耗时长,且其胚性能力通常随继代次数的增加而下降甚至完全丧失,限制了相关研究的持续开展。因此,快速获得易碎胚性愈伤组织,建立具有高效体胚发生能力的胚性悬浮细胞系,并尽可能较长时间维持其胚性能力是当前橡胶树基因工程和细胞工程研究的重要内容。本研究以橡胶树热垦525未成熟花药为外植体进行愈伤组织的诱导和胚性悬浮细胞系的建立,分析比较固液2种长期继代方式对维持其胚性能力的影响。结果表明:花药外植体在愈伤诱导培养基中获得的黄色致密初代愈伤组织体胚发生能力低,分散性差,不适合进行悬浮培养。将初代愈伤组织转移至胚性愈伤组织诱导培养基中培养70~80 d后,可观察到有胚性结构的形成和早期体细胞胚发生,同时周围长出鲜黄色小颗粒状易碎胚性愈伤组织。通过常规方法建立的Ⅰ型胚性悬浮细胞系具备胚性细胞的典型特征,体胚发生能力显著高于胚性愈伤组织,但在体胚发生过程中容易重新愈伤化;而通过筛选特定形态的胚性愈伤组织低密度启动悬浮培养建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系,在显微镜下可观察到细胞处在有序的胚性结构中,其体胚发生频率可达100%。在含2 mg/L2,4-D的液体培养中持续继代2 a后细胞明显老化且增殖缓慢,体胚发生能力几近丧失;而在去除2,4-D并添加低浓度脱落酸(0.1 mg/L)和水解酪蛋白(0.5 g/L)的固体培养基上持续继代2 a后,体胚发生能力仍能维持在较高水平。所建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系可为橡胶树遗传转化及原生质体培养等相关研究长期提供优质充足且状态相对稳定的材料来源。

关键词：橡胶树易碎胚性愈伤组织胚性悬浮细胞系体胚发生胚性维持

中国云南省热带地区大型木生真菌多样性（英文）

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菌物学报 2024年第3期 104-126页

作者：朱安红张秋月罗凯月何双辉马海霞北京林业大学生态与自然保护学院中国热带农业科学院橡胶研究所中国热带农业科学院热带生物技术研究所

云南热带地区独特的地理气候条件及多样性的植被孕育了极其丰富的大型真菌资源。本研究对云南省热带地区大型木生真菌资源进行调查,采用形态学和分子生物学相结合的方法,对2100余份馆藏标本和新采集标本进行研究,共鉴定发现大型木生真菌... 详细信息

云南热带地区独特的地理气候条件及多样性的植被孕育了极其丰富的大型真菌资源。本研究对云南省热带地区大型木生真菌资源进行调查,采用形态学和分子生物学相结合的方法,对2100余份馆藏标本和新采集标本进行研究,共鉴定发现大型木生真菌668个种,隶属于2门、17目、67科、245属,其中1个新科、4个新属和64个新种是作者等人根据云南省热带地区的模式标本发现描述的。物种组成分析表明:含10种以上的优势科有14科,分别为多孔菌科、锈革菌科、炭角菌科、齿耳菌科、木耳菌科、炭团菌科、皮孔菌科、原毛平革菌科、皱孔菌科、小菇菌科、白肉迷孔菌科、裂孔菌科、韧革菌科和花耳科,共500个种,占总数的74.85%;含5种以上的优势属有锈革菌属、炭角菌属、栓菌属、灵芝属、褐孔菌属、干皮菌属等34个属,共336个种,占总数的50.30%。云南热带地区大型木生真菌属级和种级成分主要以热带分布为主,说明该地区大型木生真菌具有明显的热带性质。在所有种类中,共有27个种为食用菌,75个种是药用菌,6个种是有毒菌类,部分种类具有良好的开发应用前景。

关键词：担子菌子囊菌分类物种名录物种组成分析

橡胶树硫氧还蛋白基因HbTRXo2克隆、表达及功能分析

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热带作物学报 2024年第10期45卷 1999-2009页

作者：杨娜吴双逯锐琳何其光胡义钰朱春梅王真辉刘辉中国热带农业科学院橡胶研究所/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 云南农业大学热带作物学院云南普洱665099 海南大学热带农林学院海南海口570228

硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)作为氧化还原调节蛋白在植物抵御非生物逆境胁迫中发挥重要作用。本研究采用RT-PCR从橡胶树(Heveabrasiliensis)中克隆了硫氧还蛋白基因HbTRXo2,该基因编码区长594bp,编码197个氨基酸。预测HbTRXo2蛋白的分... 详细信息

硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)作为氧化还原调节蛋白在植物抵御非生物逆境胁迫中发挥重要作用。本研究采用RT-PCR从橡胶树(Heveabrasiliensis)中克隆了硫氧还蛋白基因HbTRXo2,该基因编码区长594bp,编码197个氨基酸。预测HbTRXo2蛋白的分子量为21.90 kDa,理论等电点为7.59。蛋白保守结构域和系统进化分析结果显示,HbTRXo2含有TRX保守结构域,与其他植物o型硫氧还蛋白聚在一起,表明该蛋白属于o型硫氧还蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,HbTRXo2基因在橡胶树根、树皮、胶乳、成熟叶、衰老叶、新梢、雌花和雄花组织中均表达,其中在胶乳中的表达量显著高于其他组织。同健康橡胶树相比,割面干涸橡胶树树皮和胶乳中HbTRXo2的表达量显著降低。在低温、聚乙二醇(PEG)诱导的干旱以及过氧化氢(H_(2)O_(2))和甲基紫精(MV)诱导的氧化胁迫处理下,HbTRXo2基因的表达显著上调,表明该基因参与了橡胶树对非生物胁迫的应答。为了研究HbTRXo2在抗逆中的功能,本研究构建其酵母表达载体,并转入酿酒酵母INVSc1菌株中,获得重组酵母INVSc1(pYES2-HbTRXo2)。比较重组酵母INVSc1(pYES2-HbTRXo2)和转空载体对照酵母INVSc1(pYES2)在H_(2)O_(2)、PEG和低温胁迫处理后的存活差异。结果显示,重组酵母INVSc1(pYES2-HbTRXo2)在PEG和H_(2)O_(2)处理后的存活率明显高于对照酵母,而在低温胁迫处理后的存活率明显低于对照酵母,表明转HbTRXo2基因提高了重组酵母对干旱和氧化胁迫的抗性,但降低了对低温胁迫的抗性。以上研究结果证明,HbTRXo2在橡胶树产排胶和抗逆过程中起着重要作用。本研究为进一步解析HbTRXo2在橡胶树中的生物学功能提供重要的参考依据。

关键词：硫氧还蛋白橡胶树基因表达酵母表达抗氧化性非生物逆境胁迫

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油棕SCoT-PCR反应体系的建立与优化

分子植物育种 2024年第21期 7067-7075页

作者：曾精黄成龙王冰洁潘登浪曾宪海中国热带农业科学院橡胶研究所农业农村部儋州油棕种质资源圃海南省油棕种质资源圃中国热带农业科学院中国热带农业科学院环境与植物保护研究所

为获得油棕SCoT-PCR反应的最佳反应体系以及筛选适用于该体系的SCoT引物，本研究首先通过利用L16（45）正交设计试验和单因素实验2种方法，对反应体系中的各因子进行优化，并在此基础上确定最优退火温度和循环数。结果表明，各因子对SCo... 详细信息

为获得油棕SCoT-PCR反应的最佳反应体系以及筛选适用于该体系的SCoT引物，本研究首先通过利用L16（45）正交设计试验和单因素实验2种方法，对反应体系中的各因子进行优化，并在此基础上确定最优退火温度和循环数。结果表明，各因子对SCoT-PCR扩增影响大小依次为：dNTPs浓度>Mg2+浓度>DNA模板量>Taq DNA聚合酶量>引物浓度；最佳反应体系（25μL）为：DNA模板量为120 ng,dNTPs浓度为0.2 mmol/L,Mg2+浓度为1.5 mmol/L，引物浓度为0.6μmol/L,Taq DNA聚合酶量为2.0 U，其余用灭菌ddH2O补足至25μL。最优扩增程序为：95℃预变性3 min;95℃变性30 s,55℃退火复性30 s,72℃延伸1 min,30个循环；最终72℃延伸5 min，保存于4℃恒温冰箱中。此外，利用优化体系从36条SCoT引物中筛选出30条可从油棕中扩增条带清晰的引物。使用SCoT-2等3条引物对30份油棕材料进行扩增，扩增产物均具有良好的多态性、可靠性和稳定性。本研究结果为油棕种质资源鉴定、遗传多样性分析以及品种遗传图谱构建等提供理论依据。

关键词：油棕 SCoT-PCR 正交设计单因素实验体系验证

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中国云南省热带地区大型木生真菌多样性

菌物学报 2024年第3期43卷 101-123页

作者：朱安红张秋月罗凯月何双辉马海霞北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口571101

关键词：担子菌子囊菌分类物种名录物种组成分析

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植物激素对棉花蕾铃脱落的调控研究进展

作物学报 2024年

作者：谢章书谢学方屠小菊刘爱玉董合忠周仲华湖南农业大学农学院/作物生理与分子生物学教育部重点实验室中国热带农业科学院橡胶研究所山东省农业科学院经济作物研究所

棉花蕾铃脱落是一个普遍存在的现象，有对逆境环境胁迫的主动适应性脱落，也有因品种遗传特性、环境条件、栽培措施以及生物和非生物胁迫下被动的受损脱落。蕾铃脱落直接影响着棉花的产量，国内外现有公开报道中多集中于20世纪50、60年... 详细信息

棉花蕾铃脱落是一个普遍存在的现象，有对逆境环境胁迫的主动适应性脱落，也有因品种遗传特性、环境条件、栽培措施以及生物和非生物胁迫下被动的受损脱落。蕾铃脱落直接影响着棉花的产量，国内外现有公开报道中多集中于20世纪50、60年代关于乙烯和脱落酸对棉花蕾铃脱落影响的初步发现。结合其他植物的研究结果来看，蕾铃脱落似乎与生长素、赤霉素和细胞分裂素等促生长类激素的下降以及乙烯和脱落酸等抑制生长类激素的升高密切相关，激素在植物体内不仅介导新陈代谢过程，还协调着与信号通路相关的调控因子，在脱落过程中起着关键作用。本文从植物激素调控入手，综述了近年来包括脱落区形成和作用的分子调控机制以及各激素在棉花蕾铃脱落以及其他植物(生殖)器官脱落过程中的响应和调控机制等。发现目前以棉花蕾铃脱落为对象的研究非常匮乏，且多集中于少数激素对棉花生殖生长影响的有限研究，缺乏对导致蕾铃脱落的深层次机制的探究和解析。因此，未来研究方向应着重于探究棉花蕾铃脱落的遗传基础、发掘新的抗脱落基因资源和培育抗脱落棉花品种，同时加强在以棉花为模型植物下，蕾铃脱落与植物激素调节的关系研究，为提高棉花产量提供理论依据和技术支持。

关键词：棉花植物激素蕾铃脱落研究现状研究方向

CRISPR/Cas9技术在热带作物育种中的应用研究进展

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植物遗传资源学报 2024年第3期25卷 312-322页

作者：王静毅甘珊珊贾彩红刘菊华中国热带农业科学院热带作物生物技术研究所农业农村部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室/三亚研究院热带作物生物育种全国重点实验室/海南热带农业资源研究院海南省热带农业生物资源保护与利用重点实验室海口571101 华中农业大学园艺林学学院武汉430000

在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作... 详细信息

在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。

关键词：热带作物基因组编辑 CRISPR/Cas9

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