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藜麦配子发育相关基因CqSTK的筛选及功能分析

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生物技术通报 2024年第8期40卷 83-94页

作者：林彤袁程董陈文华曾孟琼杨燕毛自朝林春云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 云南农业大学特色小宗作物研究中心昆明650201

【目的】SEEDSTICK(STK)是MADS-box转录因子家族成员,在控制配子发育和种子大小形态方面起关键作用。探究STK在藜麦配子发育过程中的作用。【方法】利用不同光周期处理下具有不同光周期特性的两种藜麦的转录组数据,筛选受光周期调控影... 详细信息

【目的】SEEDSTICK(STK)是MADS-box转录因子家族成员,在控制配子发育和种子大小形态方面起关键作用。探究STK在藜麦配子发育过程中的作用。【方法】利用不同光周期处理下具有不同光周期特性的两种藜麦的转录组数据,筛选受光周期调控影响的、与配子发育相关的差异基因,克隆该基因,并对其进行生物信息学、表达模式、亚细胞定位分析和拟南芥异源表达验证基因功能。【结果】筛选到差异基因AUR62022366-RA。该基因的表达模式与植株的表型差异一致,在短日材料中,该基因在灌浆期表达量高时植株结实,表达量低时植株不结实。生物信息学分析表明,CqSTK的CDS全长为672 bp,编码223个氨基酸。STK同源基因进化树结果显示,CqSTK与同属物种菠菜、甜菜STK基因聚为一支,有较近的亲缘关系。此外,CqSTK与拟南芥STK具有相似的三级结构,单倍型分析表明,CqSTK的外显子序列在10个藜麦品种中完全一致,但在内含子区域存在SNP。该基因定位于烟草叶表皮细胞的细胞核和细胞膜上。荧光定量PCR显示,CqSTK在藜麦花器官形成和籽粒形成期高表达,尤其在籽粒形成期,其表达量达到最高。拟南芥过表达和突变体回补实验表明,过表达和回补植株开花时间远长于突变体和野生型,且过表达和回补植株果荚长度和荚果内种子数显著高于stk突变体和回补植株。【结论】CqSTK高表达会延迟花期,同时正向调节拟南芥的种子长度和结实率。

关键词：藜麦 SEEDSTICK 亚细胞定位拟南芥异源表达

芦笋皂苷合成相关糖基转移酶基因克隆及原核表达分析

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生物技术通报 2024年第4期40卷 255-263页

作者：钟匀林春刘正杰董陈文华毛自朝李兴玉云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 云南农业大学特色小宗作物研究中心昆明650201 云南农业大学理学院农业化学研究中心昆明650201

【目的】克隆芦笋(Asparagus officinalis)甾醇糖基转移酶基因AoSGT1,分析其潜在催化活性,为解析芦笋皂苷合成途径及代谢调控机制提供科学依据。【方法】基于芦笋转录组数据设计特异性引物,扩增AoSGT1基因的完整开放阅读框(open reading... 详细信息

【目的】克隆芦笋(Asparagus officinalis)甾醇糖基转移酶基因AoSGT1,分析其潜在催化活性,为解析芦笋皂苷合成途径及代谢调控机制提供科学依据。【方法】基于芦笋转录组数据设计特异性引物,扩增AoSGT1基因的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),经测序验证获得目标基因序列并进行生物信息学分析;实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RTqPCR)测定各组织基因表达量;构建pGEX-4T-3-AoSGT1原核表达载体,并转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(De3),随后诱导实现重组蛋白表达。【结果】AoSGT1长1800 bp,编码599个氨基酸,其相对分子质量为66.72 kD,属于亲水性蛋白,无跨膜域和信号肽。系统发育结果表明,AoSGT1与盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)Dz3GT_(2)有较高同源性,同属UGT80B1亚家族。多序列比对揭示了该蛋白序列包含甾醇糖基转移酶保守结构域PSBD Box和PSPG Box,预示其具有对甾体化合物3β-OH位点潜在糖基化活性。RT-qPCR结果显示,AoSGT1在芦笋根中高表达,而在茎和花中低表达。此外,SDS-PAGE结果表明,目标蛋白在大肠杆菌中以可溶性形式高效表达,其大小与预测值相符。【结论】成功克隆AoSGT1基因,并确认其在芦笋中呈现组织特异性表达,推测其可能参与芦笋甾体皂苷生物合成。同时,成功在大肠杆菌中实现了目标蛋白的异源表达。

关键词：芦笋甾体皂苷甾醇糖基转移酶基因克隆生物信息学分析 RT-qPCR 原核表达转录组

菥蓂的资源开发利用与脂质代谢工程改良研究进展

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植物遗传资源学报 2024年第8期25卷 1234-1244页

作者：李蓉曹梦李妍逸陈吉丽张红林朱耀顺刘娟刘涛徐笑宇云南农业大学农学与生物技术学院/云南农业大学对外合作交流处

菥蓂（Thlaspi arvense L.）属于十字花科菥蓂属，是一种兼具药食同源功效的草本植物，生态适应能力强，种子富含油脂，具备较高的资源开发利用价值。近年来，随着现代生命科学研究的不断进步，菥蓂的诸多优势得以被发掘，国内外已陆续... 详细信息

菥蓂（Thlaspi arvense L.）属于十字花科菥蓂属，是一种兼具药食同源功效的草本植物，生态适应能力强，种子富含油脂，具备较高的资源开发利用价值。近年来，随着现代生命科学研究的不断进步，菥蓂的诸多优势得以被发掘，国内外已陆续开展了关于菥蓂的基础和应用研究。目前国内的报道多集中于菥蓂的功能活性物质提取及其在临床医疗上的作用，国外研究则偏向于探索菥蓂在农业生产循环中的生态价值与脂质代谢调控机制。大量研究表明，菥蓂具备开发生物柴油和补充油料生产的优异潜质，也是新型药物开发的良好备选原料。同时，得益于菥蓂全基因组信息的公布，对菥蓂开展分子育种改良已成为可能，例如通过基因编辑技术改变其种子脂肪酸构成以获得更符合食用油需求的品质，以及挖掘菥蓂的其他重要功能基因用于提高作物生产和抗逆性。利用代谢工程手段优化菥蓂的脂质特性以制备新型植物油甚至异源生产高价值脂肪酸（神经酸等）将潜力巨大，是菥蓂最具前景的开发方向之一。本文综述并展望了近年来菥蓂在资源开发利用和脂质代谢工程研究等方面的报道，以期为菥蓂在我国的基础研究和推广应用提供参考。

关键词：菥蓂资源开发利用脂质代谢工程

割手密SnRK2基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫表达分析

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西北植物学报 2024年第5期44卷 729-738页

作者：吕绍芝钱禛锋饶席兵吴华英何丽莲李富生云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 云南农业大学甘蔗研究所昆明650201

【目的】探究割手密SnRK2基因家族成员在干旱胁迫中的调控机制,为抗旱性甘蔗品种的选育提供侯选基因。【方法】以全基因组数据为基础从割手密中鉴定SnRK2基因,并对其进行生物信息学分析和干旱胁迫下的表达分析。【结果】在割手密基因组... 详细信息

【目的】探究割手密SnRK2基因家族成员在干旱胁迫中的调控机制,为抗旱性甘蔗品种的选育提供侯选基因。【方法】以全基因组数据为基础从割手密中鉴定SnRK2基因,并对其进行生物信息学分析和干旱胁迫下的表达分析。【结果】在割手密基因组中共鉴定出11个SnRK2基因家族成员,命名为SsSnRK2.1-SsSnRK2.11,且这些基因不均匀地分布于8条染色体上。SnRK2蛋白的氨基酸残基数为227~580,分子质量为25683.53~64695.8 kD,等电点为4.62~8.94,且均为亲水性蛋白。系统发育树可将其分为3个亚组,且同亚组中的保守基序基本相似,外显子数量以7~9个为主。SsSnRK2基因家族成员的启动子中含有多种激素类和逆境胁迫响应类的作用元件。割手密SsSnRK2基因家族成员的表达具有组织特异性。所有的SsSnRK2基因均能不同程度地响应干旱胁迫。【结论】割手密SnRK2基因家族在响应干旱胁迫过程中发挥重要作用,可为割手密的抗逆性研究提供一定的理论依据。

关键词：割手密 SnRK2基因家族干旱胁迫表达分析

生防菌YC89在不同甘蔗品种中定殖及防治赤腐病的研究

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中国生物防治学报 2024年第5期40卷 1066-1073页

作者：谢林艳何丽莲罗艳菊李玉梅排先迈刘鲁峰李富生云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 云南农业大学甘蔗研究所昆明650201

为明确贝莱斯芽胞杆菌YC89在不同甘蔗品种中的定殖特性及其对赤腐病的生防效果,本研究通过抗生素标记法获得遗传特性和拮抗活性稳定的利福平标记菌株YC89R,然后通过浇灌法对其在不同甘蔗品种中的定殖特性进行探究,同时评价了YC89菌株对... 详细信息

为明确贝莱斯芽胞杆菌YC89在不同甘蔗品种中的定殖特性及其对赤腐病的生防效果,本研究通过抗生素标记法获得遗传特性和拮抗活性稳定的利福平标记菌株YC89R,然后通过浇灌法对其在不同甘蔗品种中的定殖特性进行探究,同时评价了YC89菌株对4个不同甘蔗品种抗赤腐病的防效研究。定殖试验结果表明,菌株YC89在4个甘蔗品种中的根际、根、茎和叶中均能定殖,并且在接种后的30 d仍能回收到标记菌株,其中在根际中的定殖能力最强,其定殖量为8.66×10^(5)~7.03×10^(6) cfu/g,叶中定殖量最少,菌株含量为0.72×10^(3)~3.54×10^(4)cfu/g,菌株在新台糖22号和粤糖93-159中的定殖能力较强。盆栽防效试验结果表明,YC89菌株对新台糖22赤腐病的防效最好,防治效果可达到61.11%。综上表明,YC89菌株在防治甘蔗赤腐病方面具有较高的潜在应用价值。

关键词：甘蔗甘蔗赤腐病生防菌定殖根系分泌物

云南水稻种质资源的遗传多样性与米糠脂质特性检测分析

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中国稻米 2024年

作者：苏仙月蒋恬毅普雪蒋志豪刘涛文建成李丹丹徐笑宇云南农业大学农学与生物技术学院

通过SSR分子标记技术对27份来自云南为主的国内水稻种质资源开展了遗传多样性分析,在遗传系数0.66和0.78处可将材料划分为4个大类群和9个小亚群,并依此调查比较了参试水稻品种的重要农艺性状。在此基础上,筛选出遗传差异较高、农艺性状... 详细信息

通过SSR分子标记技术对27份来自云南为主的国内水稻种质资源开展了遗传多样性分析,在遗传系数0.66和0.78处可将材料划分为4个大类群和9个小亚群,并依此调查比较了参试水稻品种的重要农艺性状。在此基础上,筛选出遗传差异较高、农艺性状表现较佳的7份云南水稻材料,重点分析了其稻米品质和米糠脂质特性。结果表明,棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)和亚油酸(C18:2)是米糠脂质的主要脂肪酸成分,籽粒总蛋白质含量和总淀粉含量均与米糠的总脂质含量呈显著负相关关系,同时与米糠的C18脂肪酸(如硬脂酸、油酸)存在显著相关性(P<0.05),但米糠自身的脂质代谢则表现出了一定的独立性。综合遗传、农艺和品质性状评价,筛选出籼稻品种滇谷163具有较高的米糠油开发潜力。

关键词：水稻种质资源 SSR 米糠脂质

烤烟套作玉米对烟田土壤养分供应及烟株抗氧化特性的影响

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江苏农业科学 2024年第1期52卷 99-104页

作者：陶怡帆欧阳铖人王戈刘涛吕凯字淑慧云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201 云南农业大学烟草学院云南昆明650201

烟草是重要的经济作物,但长期单一种植使得土壤养分供应降低,烟株抗性变差,影响烟株的生长发育。套作是可以促进作物高产的重要种植方式之一,但关于烤烟套作玉米能否改善烟田土壤质量,增加烟株抗性尚不清楚。以红花大金元和K326为材料,... 详细信息

烟草是重要的经济作物,但长期单一种植使得土壤养分供应降低,烟株抗性变差,影响烟株的生长发育。套作是可以促进作物高产的重要种植方式之一,但关于烤烟套作玉米能否改善烟田土壤质量,增加烟株抗性尚不清楚。以红花大金元和K326为材料,研究烤烟套作玉米模式下土壤养分变化特征及烟株抗氧化特性特征。结果表明,2个烤烟品种的表现基本一致,即烤烟套作玉米处理的烤烟根系(地下部)生物量明显高于烤烟单作处理,但茎和叶(地上部)生物量差异不明显;烤烟套作玉米处理的烟株氮吸收量低于烤烟单作,磷吸收量差异不显著;与烤烟单作相比,烤烟套作玉米处理的烟株超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性增加,过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量降低;与烤烟单作相比,烤烟套作玉米处理的烟田土壤pH值、全磷、速效磷、速效氮和速效钾含量增加,全氮和全钾含量降低;相关性分析结果表明,土壤pH值与超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著或极显著正相关,与过氧化氢酶活性和丙二醛含量则显著负相关;土壤全氮含量与过氧化氢酶活性和丙二醛含量显著正相关,土壤全钾含量与过氧化氢酶活性极显著正相关。本研究结果表明,烤烟套作玉米有利于促进烟株根系生长,促进烟株根系对土壤中养分的吸收,增强烟株抗性。

关键词：烤烟套作玉米抗氧化特性土壤养分

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2株甘蔗内生菌功能特性研究

江苏农业科学 2024年第10期52卷 268-273页

作者：罗艳菊谢林艳刘涵刘鲁峰何丽莲李富生云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201

K5菌株和ZM菌株是在30%PEG-6000胁迫下具有较强活性的2株甘蔗内生菌,对其溶无机磷、分泌嗜铁素、羧甲基纤维素酶、ACC脱氨酶、胞外多糖(EPS)的能力进行探究,并通过发芽试验评价2株菌株对玉米种子萌发和幼苗生长的促进作用。结果表明,2... 详细信息

K5菌株和ZM菌株是在30%PEG-6000胁迫下具有较强活性的2株甘蔗内生菌,对其溶无机磷、分泌嗜铁素、羧甲基纤维素酶、ACC脱氨酶、胞外多糖(EPS)的能力进行探究,并通过发芽试验评价2株菌株对玉米种子萌发和幼苗生长的促进作用。结果表明,2株甘蔗内生菌均具备上述测定的多种功能特性。其中K5菌株具有较强的分泌嗜铁素和ACC脱氨酶的能力,其嗜铁素相对含量为0.209(培养3 d),ACC脱氨酶活性为3.302 U/mg;ZM菌株具有较强的分泌胞外多糖和溶无机磷能力,其胞外多糖分泌量为0.157 mg/mL,溶无机磷量为407.454 mg/L。此外,与清水处理的对照相比,2株菌株均能提高玉米种子的发芽势,并且表现出一定的促生长效果,其中K5菌株的促生效果较好。表明2株甘蔗内生菌均是具有促生、抗旱和产羧甲基纤维素酶潜力的多功能菌株,有良好的开发潜力,可为植物抗旱性的研究及生物菌肥的研制提供一定的理论依据及菌株资源。

关键词：甘蔗内生菌功能特性定性定量发芽试验

辣椒CaWRKY39基因克隆及其酵母单杂交pGADT7载体构建

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山东农业科学 2024年第7期56卷 39-45页

作者：夏玉琪郑贤涛武士波刘雅婷云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201 云南农业大学植物保护学院云南昆明650201 云南农业大学烟草学院云南昆明650201

辣椒是我国重要的经济作物之一,但番茄斑萎病毒(TSWV)极易造成其巨大的生产损失,亟需有效的防治策略。前期研究发现,辣椒转录因子CaWRKY39在TSWV侵染下特异性高表达,推测其可能在辣椒抗TSWV中发挥重要作用。本研究从辣椒‘萧新19’叶片... 详细信息

辣椒是我国重要的经济作物之一,但番茄斑萎病毒(TSWV)极易造成其巨大的生产损失,亟需有效的防治策略。前期研究发现,辣椒转录因子CaWRKY39在TSWV侵染下特异性高表达,推测其可能在辣椒抗TSWV中发挥重要作用。本研究从辣椒‘萧新19’叶片中克隆了CaWRKY39基因,并对其进行生物信息学分析,结果表明,CaWRKY39的CDS全长为1 035 bp,编码一个由344个氨基酸组成、相对分子量为38 570.53 Da、理论等电点为9.59的稳定疏水蛋白,该蛋白二级结构和三级结构主要由无规则卷曲构成,占比为60.76%。系统进化分析发现CaWRKY39蛋白与棉花GhWRKY39蛋白亲缘关系最近,表明两者功能可能具有相似性。为进一步验证CaWRKY39对相关抗性基因的靶向调控作用,采用RT-PCR技术扩增CaWRKY39基因CDS序列,利用NdeⅠ、EcoRⅠ双酶切,并通过无缝克隆的方法成功构建了酵母单杂交表达载体pGADT7-CaWRKY39。本研究结果可为深入研究CaWRKY39转录因子参与辣椒抗TSWV病毒的分子机理提供技术支持和参考。

关键词：辣椒 CaWRKY39 生物信息学分析酵母单杂交pGADT7载体构建