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结缕草属种质资源形态特征变异

分子植物育种 2024年第13期22卷 4364-4376页

作者：何潇段宏利罗丽娟黄春琼海南大学热带作物学院海口570228 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口571101

为了提高结缕草属(Zoysia Willd.)种质资源的利用率,本研究以43份结缕草属种质为材料,对其11个数量性状和9个质量性状的遗传变异、性状相关性、主成分和聚类进行分析。结果表明:结缕草属不同种质资源形态特征具有广泛的变异,变异系数均... 详细信息

为了提高结缕草属(Zoysia Willd.)种质资源的利用率,本研究以43份结缕草属种质为材料,对其11个数量性状和9个质量性状的遗传变异、性状相关性、主成分和聚类进行分析。结果表明:结缕草属不同种质资源形态特征具有广泛的变异,变异系数均大于20%,尤其是小穗柄长、花序长、小穗长和叶长;相关性分析展现出各个指标间不是相互独立的,其关联度程度高;主成分分析将20个性状归为6个主成分,累计贡献率为67.526%。聚类分析将43份结缕草材料分为4个类群,其中第Ⅰ类群草层低矮稀疏,整体表现不佳,第Ⅱ类群草层低矮浓密,可用作草坪草育种的材料,第Ⅲ类群草层高大,叶片长而宽,可以作为固土护坡草或牧草的育种材料,第Ⅳ类群整体表现居中。本研究为不同形态特征结缕草属种质资源的筛选提供了参考依据。

关键词：结缕草种质资源形态特征变异

木薯MeCYP79D1和MeCYP79D2基因启动子克隆及表达模式分析

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分子植物育种 2024年第11期22卷 3487-3494页

作者：王昕符东青李瑞梅刘姣郭建春胡新文姚远王亚杰海南大学生命科学学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南热带农业资源研究院农业农村部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海南省热带农业生物资源保护与利用重点实验室海口571101 海南大学热带作物学院海口570228

MeCYP79D1和MeCYP79D2基因是调控木薯生氰糖苷合成的关键基因,研究其表达特性对低氰木薯改良具有重要意义。为了探究MeCYP79D1和MeCYP79D2基因在SC8木薯品种中的表达模式,本研究克隆获得了SC8木薯品种的MeCYP79D1和MeCYP79D2基因启动子... 详细信息

MeCYP79D1和MeCYP79D2基因是调控木薯生氰糖苷合成的关键基因,研究其表达特性对低氰木薯改良具有重要意义。为了探究MeCYP79D1和MeCYP79D2基因在SC8木薯品种中的表达模式,本研究克隆获得了SC8木薯品种的MeCYP79D1和MeCYP79D2基因启动子,发现它们的启动子上具有ABA、SA、GA、Me JA及生长素等激素响应元件,同时具有低温、干旱、伤害胁迫相关元件。采用ABA、SA、GA3、MeJA、低温处理,证明MeCYP79D1和MeCYP79D2基因表达受激素和低温调控。MeCYP79D1和MeCYP79D2基因主要在须根中表达,其次为嫩叶;在块根发育过程中,MeCYP79D1和MeCYP79D2基因主要在块根形成期和膨大前期表达。此研究结果为解析MeCYP79D1和MeCYP79D2基因表达调控机理提供了新的线索。

关键词：木薯(Manihot esculenta) 启动子克隆基因表达生氰糖苷

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

作者：张世鑫葛立鑫吴绍华晁金泉杨署光史敏晶田维敏中国科学院西双版纳热带植物园西藏农牧学院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

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建库和测序分析的技术。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，... 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建库和测序分析的技术。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。前期研究中，我们发现组蛋白乙酰化修饰能够参与茉莉酸诱导橡胶树次生乳管分化的调控，但是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。本文利用冠菌素(COR)诱导橡胶树萌条维管形成层分化次生乳管的实验系统，通过酶解法获取了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技术成功构建了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。研究成果，为使用CUT&Tag技术构建植物组织的cDNA文库提供了操作方法，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

CMV通过影响效应因子MpC002的表达干预桃蚜种群增长的机制

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生物技术通报 2024年第4期40卷 271-277页

作者：毛立杰梁晓刘迎伍春玲韩晓燕陈青海南大学南繁学院(三亚南繁研究院) 三亚572025 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室海南省热带作物病虫害生物防治工程技术研究中心海口571101 中国热带农业科学院三亚研究院海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室三亚572000

【目的】桃蚜是CMV的重要传毒媒介,效应因子MpC002在桃蚜取食寄主过程中发挥关键作用,CMV和MpC002均存在于蚜虫唾液中,但两者如何相互作用从而利于病毒传播知之甚少。为探讨CMV影响MpC002表达干预桃蚜种群增长的机制。【方法】利用绝对... 详细信息

【目的】桃蚜是CMV的重要传毒媒介,效应因子MpC002在桃蚜取食寄主过程中发挥关键作用,CMV和MpC002均存在于蚜虫唾液中,但两者如何相互作用从而利于病毒传播知之甚少。为探讨CMV影响MpC002表达干预桃蚜种群增长的机制。【方法】利用绝对定量的qPCR法建立CMV拷贝数检测的标准曲线方程y=-3.1631x+39.763。【结果】桃蚜取食CMV感染辣椒10 s体内CMV含量最高,然后随着取食时间的延长CMV含量不断降低,其获毒过程符合非持久性传毒特征。取食CMV感染辣椒5 min-24 h的桃蚜MpC002表达量显著降低至取食前的37%-58%;取食CMV感染辣椒的3龄、4龄若蚜和1-4龄若蚜的平均发育历期分别为1.58 d、2.07 d和6.47 d,显著长于取食未处理辣椒的1.25 d、1.47 d和5.33 d,但1龄和2龄若蚜发育历期在CMV感染辣椒和未处理辣椒间无显著差异;平均产蚜期、总产蚜量和单日平均产蚜量分别为10.03 d、16.87头和1.67头,显著短于取食未处理辣椒桃蚜的14.27 d,39.73头和2.82头;净增殖率、内禀增长率、周限增长率分别为16.87、0.21、1.24,均显著低于取食未处理辣椒桃蚜的39.73、0.31、1.36,平均世代周期(13.02 d)和种群加倍时间(3.26 d)均显著长于取食未处理辣椒桃蚜的12.00 d和2.30 d。【结论】CMV能显著抑制桃蚜MpC002的表达,从而延长其发育历期和降低其繁殖,最终抑制其种群的增长。

关键词： CMV 辣椒桃蚜效应因子MpC002 种群增长

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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

剑麻行间间种平托花生对土壤微生物群落的影响

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分子植物育种 2024年第5期22卷 1613-1624页

作者：葛利芳李静刘萍黄兆雪谭施北吴伟怀陈涛黄兴易克贤陈河龙海南大学热带作物学院海口571101 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室海口571101 贵州大学绿色农药与农业生物工程教育部重点实验室绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地贵阳550025 广西壮族自治区亚热带作物研究所南宁530001 中国热带农业科学院三亚研究院三亚572025

为了探究间作平托花生还田后剑麻行间间作平托花生对剑麻园土壤质量的影响,对剑麻单作与间作平托花生进行大田实验,研究其不同种植模式的养分以及土壤微生物群落状况,以期为剑麻园剑麻轻简化栽培提供理论依据。间作后门水平细菌群落中... 详细信息

为了探究间作平托花生还田后剑麻行间间作平托花生对剑麻园土壤质量的影响,对剑麻单作与间作平托花生进行大田实验,研究其不同种植模式的养分以及土壤微生物群落状况,以期为剑麻园剑麻轻简化栽培提供理论依据。间作后门水平细菌群落中放线菌门相对丰度显著升高,肠杆菌门相对丰度显著下降。在门水平上,间作显著提高了真菌群落中子囊菌门和罗兹菌门的相对丰度。相关性分析以及RDA分析表明,土壤微生物群落主要受pH、TN、SOM、NO_(3)^(-)-N的影响。根据Tax4Fun细菌功能预测表明,碳水化合物代谢、氨基酸代谢、膜运输、翻译、复制与修复和能量代谢功能群为两种模式的主要功能群。利用FunGuild微生态工具进行功能预测表明,间作后植物病原-土壤腐生-木质腐生真菌和植物病原真菌得到了显著提升。间作平托花生显著提高了土壤的养分状况和土壤微生物群落多样性,提高了细菌群落的脂质代谢和遗传信息处理能力,并且增加了病原型、腐生型和地衣型真菌类群,显著改善剑麻单作土壤质量,有助于剑麻的健康生长,为剑麻园剑麻轻简化栽培技术提供科学依据。

关键词：剑麻土壤微生物间作土壤改良

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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采自海南省的环纹炭团菌属3个中国新记录种

热带作物学报 2024年第8期45卷 1605-1612页

作者：唐珂朱安红宋子坤李玉马海霞吉林农业大学植物保护学院吉林长春130118 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口571101 中国热带农业科学院海南海口571101

在形态学研究和分子系统发育分析的基础上,本研究报道了采集自海南省的环纹炭团菌属3个中国新记录种,分别为白色环纹炭团菌(Annulohypoxylon albidiscum)、班帕登环纹炭团菌(A. bahnphadengense)和斯普格环纹炭团菌(A. spougei)。根据... 详细信息

在形态学研究和分子系统发育分析的基础上,本研究报道了采集自海南省的环纹炭团菌属3个中国新记录种,分别为白色环纹炭团菌(Annulohypoxylon albidiscum)、班帕登环纹炭团菌(A. bahnphadengense)和斯普格环纹炭团菌(A. spougei)。根据国内采集标本材料,文中提供了3个新记录种形态特征描述和图示。基于ITS序列采用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树,3个种均得到分子数据的支持。此外,将每种都与模式标本的特征进行比较,并讨论与相似物种的鉴别特征。研究标本现存放于中国热带农业科学院热带生物技术研究所大型真菌标本馆(FCATAS)。

关键词：环纹炭团菌属新记录种热带雨林物种多样性

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木薯MeAHL17基因的克隆及表达分析

热带作物学报 2024年第7期45卷 1303-1313页

作者：张亚文王晓彤张兴龙唐湘宁刘姣郭建春海南大学生命健康学院海南海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所/农业农村部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室/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南海口571101 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572000

AT-hook核定位蛋白(AT-hook nuclear localized proteins,AHLs)是一种小的DNA结合蛋白基序,在植物的生长发育、器官构建、逆境胁迫与激素信号应答等方面发挥重要作用。本研究从华南8号木薯(SC8)中克隆获得MeAHL17基因,利用生物信息学方... 详细信息

AT-hook核定位蛋白(AT-hook nuclear localized proteins,AHLs)是一种小的DNA结合蛋白基序,在植物的生长发育、器官构建、逆境胁迫与激素信号应答等方面发挥重要作用。本研究从华南8号木薯(SC8)中克隆获得MeAHL17基因,利用生物信息学方法对MeAHL17基因进行启动子分析、蛋白理化性质分析、保守功能域的预测和序列比对。结果表明:MeAHL17基因的开放阅读框长度为939 bp,编码一个具有312个氨基酸的蛋白,其理论等电点为6.89,分子式为C_(1420)H_(2215)N_(415)O_(451)S_(11),分子量为32.66938 kDa,带正电荷氨基酸残基总数(Lys+Arg)为23,带负电荷氨基酸残基总数(Asp+Glu)为24,脂肪系数为57.47,总平均亲水性系数(GRAVY)为-0.491,不稳定系数为58.06;该蛋白不含有信号肽,位于细胞膜内,无跨膜结构,含有5个糖基化位点和45个磷酸化位点,是一个不稳定的亲水性酸性蛋白;MeAHL17蛋白包含AT-hook保守核心序列和PPC结构域的保守核心序列,符合AT-hook家族的典型结构特征。通过亚细胞定位和转录活性分析实验证明MeAHL17是一个定位于细胞核且具有转录活性的转录因子。组织表达模式分析表明,MeAHL17基因主要在体胚、须根和愈伤组织中表达。不同激素处理表明,MeAHL17基因受到乙烯(ACC)、茉莉酸甲酯(JA)和生长素(IAA)等激素的诱导表达,推测其可能参与了乙烯、茉莉酸甲酯和生长素信号途径。非生物胁迫处理表明,MeAHL17基因响应干旱和盐胁迫。本研究初步确定了木薯MeAHL17基因在生长发育、激素信号和逆境胁迫等方面具有重要的作用,为进一步研究其功能提供理论依据和参考。

关键词：木薯 MeAHL17 基因克隆亚细胞定位转录活性分析表达模式分析

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