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RNA修饰检测技术的研究进展

科学通报 2024年

作者：杨梅葛颜锐吴丁洁林金星李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京林业大学生物科学与技术学院林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室

RNA修饰是在特定的位置上添加化学基团来改变RNA分子的结构和功能,在转录后调控中发挥着重要作用.研究表明, RNA中存在大量动态的、可逆的修饰,能够参与基因表达调控、RNA翻译、细胞分化和疾病发生等生物学过程.为了对RNA修饰的含量和... 详细信息

RNA修饰是在特定的位置上添加化学基团来改变RNA分子的结构和功能,在转录后调控中发挥着重要作用.研究表明, RNA中存在大量动态的、可逆的修饰,能够参与基因表达调控、RNA翻译、细胞分化和疾病发生等生物学过程.为了对RNA修饰的含量和位置信息进行检测,研究人员开发了多种RNA修饰检测方法.本综述主要从RNA修饰的定量检测技术、位点特异性检测技术和测序检测技术三个方面出发,系统介绍了这些检测技术的原理、操作步骤和优缺点,并对RNA修饰的检测技术最新研究进展进行了总结,为深入研究RNA修饰的生物学功能和作用机制提供更好的思路和方法.

关键词： RNA修饰检测技术定量位点特异性测序

盐胁迫下不同基因型核桃实生幼苗生长及生理响应

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林业科学 2024年第2期60卷 65-77页

作者：姬新颖唐佳莉李敖郑旭王红霞张俊佩林木遗传育种全国重点实验室、国家林业和草原局林木培育重点实验室、中国林业科学研究院林业研究所北京100091 河北农业大学山区研究所、河北省山区农业技术创新中心、国家北方山区农业工程技术研究中心保定071000

【目的】研究不同基因型核桃实生幼苗对盐胁迫的生长及生理响应状况,综合评价其耐盐能力,为盐碱地区耐盐品种的筛选提供参考。【方法】以新新2号(JX2)、温185(JW185)、扎343(JZ343)和辽宁1号(JL1)共4种基因型种子的当年生实生苗为材料,... 详细信息

【目的】研究不同基因型核桃实生幼苗对盐胁迫的生长及生理响应状况,综合评价其耐盐能力,为盐碱地区耐盐品种的筛选提供参考。【方法】以新新2号(JX2)、温185(JW185)、扎343(JZ343)和辽宁1号(JL1)共4种基因型种子的当年生实生苗为材料,以不同浓度NaCl溶液(0、50、100、200和300 mmol·L^(-1))进行胁迫处理,观测幼苗生长状况,测定处理不同天数(6、12、18和24天)的光合参数、膜透性、渗透调节物质、酶活性和内源激素含量等相关生理指标,对4种基因型的耐盐能力进行综合评价。【结果】1)盐胁迫条件下,4种基因型幼苗的生长受到不同程度的影响,各基因型的叶片均表现出了不同程度的枯黄、卷曲和脱落等盐害症状,苗高增量、地径增量及植株干质量等生长指标随NaCl浓度的增加呈下降趋势,其中,JX2生长状况相对较好,受抑制程度较轻。2)随盐浓度的增加和胁迫时间的延长,各基因型的叶绿素含量和光合参数总体呈下降趋势,JX2较对照的降幅较小,表现较好。3)随盐浓度的增加和胁迫时间的延长,相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量总体呈上升趋势,其中,JX2的REC值和MDA含量较低,较对照增幅较小,JZ343则相反。4)随盐浓度的增加和胁迫时间的延长,脯氨酸(Pro)含量总体呈上升趋势,可溶性糖(SS)和酶活性总体表现为先增加后减少,其中,JX2积累的Pro和SS较多,并且JX2的酶活性较高。5)在内源激素方面,促进脱落酸(ABA)生成的同时抑制了生长素(IAA)等的合成。【结论】盐胁迫显著影响各基因型幼苗的生长和光合作用,使其叶片细胞光合活性降低,植株生长减缓,幼苗能够通过增加渗透调节物质含量、提高酶活性、调节自身激素平衡等机制来应对盐胁迫。通过综合评价可知,4种基因型耐盐能力的大小顺序为:JX2>JW185>JL1>JZ343。

关键词：核桃盐胁迫生长指标生理响应主成分分析

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滇杨组织培养再生及遗传转化体系建立

浙江农林大学学报 2024年第2期41卷 314-321页

作者：张晓琳纵丹李嘉其杨玲余进德何承忠西南林业大学云南省高校林木遗传改良与繁育重点实验室云南昆明650224 西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室云南昆明650224

【目的】建立高效的滇杨Populus yunnanensis离体叶片再生及遗传转化体系,有助于滇杨基因工程育种研究。【方法】以滇杨叶片为外植体,研究不同植物生长调节剂组合对叶片愈伤组织和不定芽诱导及生根的影响,从而获得滇杨再生组培苗;进一... 详细信息

【目的】建立高效的滇杨Populus yunnanensis离体叶片再生及遗传转化体系,有助于滇杨基因工程育种研究。【方法】以滇杨叶片为外植体,研究不同植物生长调节剂组合对叶片愈伤组织和不定芽诱导及生根的影响,从而获得滇杨再生组培苗;进一步以农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导法探讨菌液吸光度、侵染时间和共培养时间等对滇杨遗传转化效率的影响。【结果】滇杨愈伤组织诱导的最适培养基为1/2 MS+0.005 mg·L^(−1)噻苯隆(TDZ)+0.010 mg·L^(−1)萘乙酸(NAA),诱导率达91.7%;不定芽诱导的最佳培养基为1/2 MS+0.002 mg·L^(−1) TDZ+0.010 mg·L^(−1) NAA,诱导率为75.0%;生根最适培养基为1/2 MS+0.010 mg·L^(−1) NAA+0.100 mg·L^(−1)吲哚乙酸(IBA),生根率高达96.7%,平均生根数为2.57条。利用pBI121-GUS载体转化滇杨,最适转化菌液吸光度D(600)为0.2,侵染时间为5 min,共培养时间为2 d;在分化过程中,抑制农杆菌生长的头孢霉素(Cef)最佳质量浓度为200 mg·L^(−1),抗性筛选中最佳培养基的卡那霉素(Kan)质量浓度为20 mg·L^(−1)。对再生植株进行β-D-葡萄糖苷酸酶(GUS)组织化学染色和PCR鉴定,获得20株阳性植株,转化阳性率为45.45%。【结论】本研究成功建立了滇杨离体叶片再生和遗传转化体系。

关键词：滇杨叶片愈伤组织再生体系遗传转化

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LBD12转录因子调控毛果杨木材形成研究

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 29-38页

作者：高源孙佳彤周晨光姜立泉李伟李爽林木遗传育种全国重点实验室(东北林业大学) 黑龙江哈尔滨150040 辽宁省森林经营研究所辽宁丹东118000

【目的】创制毛果杨(Populus trichocarpa)LBD12(lateral organ boundaries domain 12)转录因子的过量表达植株,分析表型特征,初步探究PtrLBD12转录因子在毛果杨木材形成中的生物功能。【方法】基于前期的研究,筛选出了木材形成关键调... 详细信息

【目的】创制毛果杨(Populus trichocarpa)LBD12(lateral organ boundaries domain 12)转录因子的过量表达植株,分析表型特征,初步探究PtrLBD12转录因子在毛果杨木材形成中的生物功能。【方法】基于前期的研究,筛选出了木材形成关键调控因子PtrbHLH186调控的下游转录因子PtrLBD12,通过基因克隆获得PtrLBD12基因;创制PtrLBD12过量表达毛果杨植株,测定并统计生长30、60、90 d毛果杨野生型和过表达植株的生长指标;对生长120 d的转基因及野生型植株各茎节进行石蜡切片、化学染色观察及不同细胞类型的统计分析;通过定量PCR测定过表达PtrLBD12基因对22个木质素单体合成酶基因表达水平的影响。【结果】获得毛果杨PtrLBD12过表达植株;与野生型相比,转基因植株的株高、地径等生长指标水平明显降低;纤维和导管细胞的数量显著增多,导管细胞的孔径减小,形成层细胞的形态结构无明显变化;木质素沉积水平增加,木质化程度增强;PtrLBD12的过量表达促进了木质素合成酶基因的表达。【结论】LBD12转录因子在毛果杨木材形成过程中发挥重要的调控作用,可调节木质素单体合成酶基因的表达,改变木质素沉积方式。此外,该基因也可以改变木质部细胞形态结构,影响植株生长发育。

关键词：毛果杨木材形成遗传转化转录因子 PtrLBD12

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早花露地小菊杂交后代株系的综合评价与筛选

中国农业科学 2024年第1期57卷 173-189页

作者：宋想王钟曼张秋玲魏媛媛赵小刚刘波戴思兰北京林业大学园林学院/北京市林木分子设计育种高精尖创新中心/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/城乡生态环境北京实验室/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心

【目的】建立早花露地小菊综合评价体系，筛选出花期为9月中旬至10月中旬、花色接近纯正红色或黄色、花型和株型等综合表现优异的株系，丰富华北地区早秋节庆用花。为进一步培育早花露地小菊新品种提供育种材料和选择方法。【方法】以... 详细信息

【目的】建立早花露地小菊综合评价体系，筛选出花期为9月中旬至10月中旬、花色接近纯正红色或黄色、花型和株型等综合表现优异的株系，丰富华北地区早秋节庆用花。为进一步培育早花露地小菊新品种提供育种材料和选择方法。【方法】以露地小菊3个早花亲本和1个重瓣性高且花色鲜艳亲本及其25个经田间初选的杂交后代无性株系为供试材料，划分花色、花期、花型、株型和叶型5个层次，从观测的30个原始性状中筛选出18个关键性状指标作为评价因子，利用层次分析法及K-Means聚类分析法建立综合评价体系，开展杂种株系的综合筛选。【结果】以早花、花型圆整丰满、红黄两种花色稳定为育种目标确定了层次分析法各性状的权重值，其中初花期起始时间（0.1817）权重值最大，其次是花色稳定性（0.1695）、盛花期单株着花数量（0.1383）、开花持续时间（0.1301），再次是花色适宜度（0.0565）、盛花期着花整齐度（0.0565）、花序直径（0.0539）、舌状花数量（0.0574）。通过K-Means聚类分析法将29份材料划分为3个等级，Ⅰ级10个（34.38%），Ⅱ级11个（37.93%），Ⅲ级8个（27.59%）；杂交子代性状分离广泛，花色、花型和株型均出现了超亲性状，但花期仍以2个早花亲本初花期最早，符合前人研究认为花期为多基因控制的数量性状。因此，早花露地小菊育种仍需筛选更多亲本，增加可早秋使用的露地小菊资源。【结论】本评价方法综合各类评价体系优势，以数量化结果充分表征田间观测的性状特征，以育种目标为导向进行层次分析赋值评价，为综合评价和筛选早花露地小菊优良品种提供了量化方法。建立的评价体系可以很好地对早花露地小菊进行评价与筛选，为后期早花露地小菊新品种的选育提供了一种可靠方法，有助于提高后代优良种质筛选效率。最终筛选出10个观赏性状优良的早花露地小菊株系，可作为新品种或新品系应用，也可作为育种材料。

关键词：露地小菊杂交后代综合评价层次分析法 K-Means聚类分析早花性状

金银花及近缘种遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建

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分子植物育种 2024年第19期22卷 6382-6389页

作者：侯立娜李慧王天琪徐瑞瑞付晓李圣波刘忠华北京林业大学林木遗传育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 平邑县金银花果茶发展促进中心平邑273300 山东亚特生态技术股份有限公司临沂266071

为了解金银花及近缘种之间的遗传背景差异与亲缘关系远近,本研究利用SSR分子标记技术对35份药用金银花种质资源进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果表明,所选用的23对引物有效等位基因数和期望杂合度的平均值分别为2.891和0.618,Sha... 详细信息

为了解金银花及近缘种之间的遗传背景差异与亲缘关系远近,本研究利用SSR分子标记技术对35份药用金银花种质资源进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果表明,所选用的23对引物有效等位基因数和期望杂合度的平均值分别为2.891和0.618,Shannon信息指数和Nei's遗传多样性指数的平均值分别为1.300和0.609,各位点的多态性信息含量平均值为0.597,表现出较高的多态性。在遗传相似系数为0.250处,可将35份供试材料分为4类。本研究运用核心引物法构建了金银花及其近缘种的指纹图谱,实现了从分子水平上对金银花种质资源的快速鉴别。本研究为区分金银花真伪品、丰富优良性状和选育优质品种提供了科学依据。

关键词：金银花 SSR标记遗传多样性指纹图谱

基于EST-SSR标记的沙棘品种鉴定及指纹图谱构建

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生态与农村环境学报 2024年第3期40卷 374-385页

作者：赵雨欣张哲文考惠霞孙永江辛智鸣赵喆董树斌程瑾北京林业大学生物科学与技术学院/林木育种与生态修复国家工程中心/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室北京100083 北京林业大学林学院/森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

以沙棘(Hippophae rhamnoides)优良品种“实优1号”为材料,对其叶片进行转录组测序,利用微卫星识别软件(microsatellite identification tool,MISA)和Primer 3(version 2.3.4)对获得的序列进行简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点挖掘和引物设计,以收集的42份沙棘品种为研究材料,开展聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳检测,旨在开发一套多态性高、稳定性好和通用性强的表达序列标签微卫星(express sequence tags from simple sequence repeat,EST-SSR)引物,构建沙棘指纹图谱,从而实现沙棘品种的快速准确鉴定,并对沙棘品种间亲缘关系进行分析。“实优1号”转录组测序共获得6196个SSR位点,其中,重复基元类型为182种,SSR基序长度主要分布在10~21 bp区间,占全部SSR的81.58%,主要SSR重复类型为单核苷酸重复(48.72%)、二核苷酸重复(22.68%)和三核苷酸重复(18.85%)。利用筛选出的28对引物在42份沙棘品种中共检测出193个等位基因,等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、多态信息含量(PIC)和Shannon信息指数(I)等遗传多样性参数的均值分别为6.964、3.495、0.617、0.671、0.623和1.384。UPGMA聚类分析表明,42份沙棘品种间的遗传相似性系数为0.601~0.990,当遗传相似性系数为0.694时,供试品种可分为2组;当遗传相似性系数约为0.7402时,供试品种可分为3组。优选6对引物构建指纹图谱,可以实现沙棘品种的快速准确鉴定。该研究可为沙棘的良种鉴定、指纹图谱构建以及遗传多样性和亲缘关系分析等提供分子水平的理论基础和数据支撑。

关键词：沙棘表达序列标签微卫星指纹图谱遗传多样性

油松SAUR基因家族鉴定及其干旱胁迫表达模式分析

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北京林业大学学报 2024年第8期46卷 57-67页

作者：燕佳惠周成城钮世辉李伟林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族,分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用,以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础,blast比对鉴定出SAUR基因家族,通过生物信息... 详细信息

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族,分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用,以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础,blast比对鉴定出SAUR基因家族,通过生物信息学方法分析其基因结构、氨基酸特性、染色体定位、基因进化、基因功能,并通过RNA-Seq数据分析其在干旱胁迫下的表达模式。【结果】(1)在油松中共鉴定出66个SAUR家族基因,命名为PtSAUR1~PtSAUR66,其中60个SAUR家族成员不均匀地分布在9条染色体上,多呈现簇状分布。(2)蛋白理化特征分析结果表明,76%的SAUR蛋白呈碱性;亚细胞预测结果显示,74%的SAUR蛋白可定位到细胞核中。(3)油松与银杏和巨杉SAUR基因的共线关系结果显示:与银杏相比,油松与巨杉的同源关系更近。(4)顺式作用元件预测结果显示:SAUR家族基因的启动子中预测到多种激素(茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等)、非生物胁迫(低温、干旱等)相关的顺式作用元件,其中茉莉酸甲酯相关的元件数最多,生长素相关的元件数最少。(5)系统进化分析显示:油松SAUR家族蛋白可分为7个类群,油松中既存在相近于被子植物的SAUR蛋白,也存在前期分离出来的油松独有的SAUR蛋白。(6)RNA-Seq数据分析结果显示:油松SAUR基因家族对于干旱胁迫具有一定的调节作用,其中PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR663个基因成员变化显著,推测为抗旱的关键基因。【结论】油松SAUR家族基因可参与调控干旱胁迫,PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR66可能在这个过程中起到关键的作用。

关键词：油松 SAUR基因家族干旱胁迫基因表达

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基因组时代的物种形成研究

遗传 2024年

作者：王则夫刘建全南京林业大学生态与环境学院林木遗传育种全国重点实验室南方现代林业协同创新中心兰州大学生态学院草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室

自达尔文时代起，物种形成便是演化生物学研究领域的核心科学问题之一。物种形成研究有助于人们深入理解生物多样性的形成过程，为其保护提供坚实基础。由于很多物种的演化历程十分复杂，使得物种形成研究充满了各种挑战。近年来，随着... 详细信息

自达尔文时代起，物种形成便是演化生物学研究领域的核心科学问题之一。物种形成研究有助于人们深入理解生物多样性的形成过程，为其保护提供坚实基础。由于很多物种的演化历程十分复杂，使得物种形成研究充满了各种挑战。近年来，随着基因组测序与分析等技术的不断发展，物种形成研究领域进展迅速。本文综述了基因组时代的物种形成研究，从物种界定、二歧式物种分化、杂交物种形成、多倍化物种形成、生殖隔离基因、物种形成基因等方面，重点对相关概念与研究方法进行了回顾，对其特点与局限性等进行了探讨；最后，对物种形成研究的未来发展趋势与挑战进行了展望。

关键词：物种形成基因组学研究方法研究进展未来展望