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不同水稻抗性淀粉含量差异的转录组学解析

江西农业大学学报 2024年

作者：王蕊张风琴田蕾罗成科李培富马天利宁夏大学农学院宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室

【目的】抗性淀粉是功能性水稻研究的热点品质性状之一，研究水稻籽粒灌浆过程中不同抗性淀粉含量品种之间的差异表达基因及可能参与的调控通路，探寻水稻抗性淀粉合成的规律和分子机制。【方法】本研究分别对高抗性淀粉粳稻品种JTD和... 详细信息

【目的】抗性淀粉是功能性水稻研究的热点品质性状之一，研究水稻籽粒灌浆过程中不同抗性淀粉含量品种之间的差异表达基因及可能参与的调控通路，探寻水稻抗性淀粉合成的规律和分子机制。【方法】本研究分别对高抗性淀粉粳稻品种JTD和低抗性淀粉粳稻品种宁粳28号（NJ28）在籽粒灌浆中后期两个时间点（10d和16d），每个时间点每个样品3个重复，共12个样品进行转录组学测序和分析。【结果】NJ28和JTD在灌浆10 d相比有1326个差异表达基因（DEGs），包含986个上调DEGs和340个下调DEGs；在16 d时有1158个DEGs，包含384个上调DEGs和786个下调DEGs；在10d和16d共同变化的DEGs 689个，包含435个上调DEGs和254个下调DEGs。GO功能和KEGG富集分析发现DEGs主要参与淀粉代谢和脂肪酸代谢，例如α-淀粉酶、β-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、异淀粉酶、脂肪酸延长和降解相关酶等。利用qRT-PCR对3个基因进行验证发现，其mRNA 表达趋势均与转录组分析中的表达趋势一致。利用气质联用仪对36个脂肪酸进行定量测定，发现包括油酸在内的7个脂肪酸在高抗性淀粉品种中含量较高。【结论】筛选到一些可能参与抗性淀粉合成的候选基因和重要脂肪酸，为深入理解水稻籽粒中RS合成、其与非淀粉物质脂肪酸之间的关联提供了研究思路和分子基础，为制备具有酶抗性结构和低升糖指数的淀粉类食品提供理论依据。

关键词：水稻抗性淀粉灌浆时期转录组学测序

粳稻种质苗期耐盐性综合评价与全基因组关联分析

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河南农业科学 2024年第7期53卷 1-9页

作者：冯培媛董悦焦紫岚陈敏孔维儒冉杰李培富田蕾宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏银川750021

为了解析盐胁迫下粳稻种质苗期Na^(+)、K^(+)分布特征,筛选耐盐优异种质,发掘离子平衡相关位点,以181份粳稻种质为试验材料,测定耐盐级别(STS)、地上部Na^(+)含量(SNC)、地上部K^(+)含量(SKC)、根系Na^(+)含量(RNC)、根系K^(+)含量(RKC)... 详细信息

为了解析盐胁迫下粳稻种质苗期Na^(+)、K^(+)分布特征,筛选耐盐优异种质,发掘离子平衡相关位点,以181份粳稻种质为试验材料,测定耐盐级别(STS)、地上部Na^(+)含量(SNC)、地上部K^(+)含量(SKC)、根系Na^(+)含量(RNC)、根系K^(+)含量(RKC),计算地上部Na^(+)/K^(+)(SNK)、根系Na^(+)/K^(+)(RNK)及耐盐性综合评价值(D),并进行全基因组关联分析。结果表明,STS、SNC、RNC、SKC、RKC、SNK、RNK 7个指标表现出丰富的变异,变异系数介于23.7%~70.5%;相关性分析表明,SNC与RNC、SNK、RNK呈极显著正相关,RNC与SNK、RNK呈极显著正相关,SKC与RKC呈显著正相关,与SNK呈极显著负相关;通过主成分分析共提取到4个主成分,累计贡献率89.545%;参照D值筛选到Bertone、Cigalon、Banat2951、早糯稻和沈农2号5份耐盐种质,加合1号、越光、幸实、山福利亚和千重浪为盐敏感种质。共检测到16个InDel位点,32个等位变异,贡献率为10.82%~20.57%。其中,与RNC显著关联的InDel位点有9个,分布于水稻第1、4、6、8、9、11号染色体上;与RNK显著关联的InDel位点有7个,位于水稻第4、5、6、7、9、10号染色体上,贡献率为11.04%~18.79%。等位变异6IM20.68Mb-2在以上2个指标中被同时检测到。与RNK显著关联的InDel位点9IM20.21Mb表现为3个单倍型,Hap1的RNK显著低于Hap2和Hap3,是1个耐盐优异单倍型。

关键词：粳稻耐盐性综合评价全基因组关联分析

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果树分子标记辅助育种研究进展

江苏农业学报 2024年第1期40卷 183-192页

作者：孙雨桐刘德帅冯美齐迅姚文孔宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室/林木资源高效生产全国重点实验室宁夏银川750021

随着分子生物学的不断发展,分子标记在果树育种中发挥的作用也愈发重要。本文主要对不同果树育种的分子标记类型及分子标记在果树种质资源鉴定、抗性育种、无核育种、早熟育种、品质改良育种、分子遗传图谱构建与数量性状座位(QTL)基因... 详细信息

随着分子生物学的不断发展,分子标记在果树育种中发挥的作用也愈发重要。本文主要对不同果树育种的分子标记类型及分子标记在果树种质资源鉴定、抗性育种、无核育种、早熟育种、品质改良育种、分子遗传图谱构建与数量性状座位(QTL)基因定位等方面的应用进行了综述,为果树分子标记辅助育种提供参考。

关键词：果树分子标记遗传图谱 QTL定位

水稻籽粒锌含量全基因组关联分析及候选基因筛选

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植物遗传资源学报 2024年

作者：刘阳杜怀东孙志勇于雪然李培富宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室赤峰市农牧科学研究所

通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL，并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，筛选出与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料，结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs... 详细信息

通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL，并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，筛选出与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料，结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs，基于一般线性模型（GLM，general linear model）进行全基因组关联分析，对显著QTL区间内候选基因进行功能注释，并对进一步筛选后的基因进行单倍型和籽粒灌浆期相对表达量分析，以期筛选出与籽粒锌含量相关的候选基因和优势单倍型。结果表明，139份水稻中籽粒锌含量存在丰富的表型变异，且符合正态分布。通过对水稻籽粒锌含量进行全基因组关联分析，共关联到12个显著SNP，分布在1、2、4、10、11号染色体上，结合候选区间内的基因功能注释，推测定位在囊泡中OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关，通过单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，发现OsFRDL2在优势单倍型Hap5中表达量相对较高。故推测OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关。研究结果为解析水稻籽粒锌元素富集机制和开发富锌水稻分子标记提供理论基础，为培育富锌水稻提供基因资源。

关键词：水稻籽粒锌含量全基因组关联分析基因候选

摘心对‘宁杞1号’枸杞结果枝生长发育及花果的影响

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江西农业大学学报 2024年第2期46卷 314-327页

作者：王烨刘德帅温佳伟冯美杨建帮郭邵华姚文孔宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏银川750021 林木资源高效生产全国重点实验室宁夏银川750021

【目的】研究近年来枸杞生产中因修剪措施不当而导致营养枝旺长,产量降低,果实品质下降等问题;探究枸杞结果枝摘心后,果实外形指标、品质、产量及产值的变化规律,探索夏季修剪中摘心处理的最佳修剪程度,为枸杞果实提质增产提供参考。【... 详细信息

【目的】研究近年来枸杞生产中因修剪措施不当而导致营养枝旺长,产量降低,果实品质下降等问题;探究枸杞结果枝摘心后,果实外形指标、品质、产量及产值的变化规律,探索夏季修剪中摘心处理的最佳修剪程度,为枸杞果实提质增产提供参考。【方法】以‘宁杞1号’(Lycium barbarum ‘Ningqi 1’)为试材,对枸杞结果枝进行不同程度的摘心处理,以仅疏除徒长枝的枸杞树为对照,分析经过不同程度摘心处理后的枸杞结果枝第一、二年各指标的生长变化,并对结果枝上枸杞果实的外形指标及内在品质的差异性进行研究。【结果】摘心处理后,结果枝上花果物候期提前且更加集中,有利于分批集中采收。同时摘心留枝18节(SP1)、30节(SP4)处理后果实纵横径较对照组更大,内在品质中可溶性固形物、总糖、多糖、甜菜碱、总黄酮、胡萝卜素、VC较对照组均有所提高。结果枝上枸杞产量在第一年较对照组分别提高了12.61%、17.89%;第二年产量较对照组分别提高36.95%、32.54%。【结论】摘心处理后,一年生结果枝上枸杞果实品质更好,而二年生结果枝上枸杞果实的品质及产量产值均有所提高,其中摘心留枝18节(SP1)、30节(SP4)两组摘心处理后更加明显达到提质增产的目的。

关键词：宁杞1号整形修剪提质增产摘心处理花果物候期

水稻籽粒γ-氨基丁酸含量的全基因组关联分析

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生物技术通报 2024年第8期40卷 53-62页

作者：孙志勇杜怀东刘阳马嘉欣于雪然马伟姚鑫杰王敏李培富宁夏大学农学院宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室银川 750021 赤峰市农牧科学研究所赤峰 024000

【目的】挖掘与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量显著相关的SNP位点及候选基因，为揭示水稻籽粒γ-氨基丁酸合成与积累的遗传基础和分子机制提供理论依据，为高γ-氨基丁酸含量的水稻品种选育奠定基础。【方法】以139份西北早粳稻核心种质为实... 详细信息

【目的】挖掘与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量显著相关的SNP位点及候选基因，为揭示水稻籽粒γ-氨基丁酸合成与积累的遗传基础和分子机制提供理论依据，为高γ-氨基丁酸含量的水稻品种选育奠定基础。【方法】以139份西北早粳稻核心种质为实验材料，测定其籽粒γ-氨基丁酸含量，结合重测序基因型数据，进行全基因组关联（GWAS）分析，根据单倍型分析和基因注释筛选候选基因，通过表达谱数据库和荧光定量 PCR 对预测基因进行表达模式分析。【结果】水稻籽粒γ-氨基丁酸含量表现出丰富的变异，变异系数为31.25%。全基因组关联分析检测到分别位于第6、8、9、11和12号染色体上共6个有代表性的SNP位点，筛选出已克隆与γ-氨基丁酸含量有关的OsBADH2和OsGABA-T2基因，预测出6个与γ-氨基丁酸含量有关的候选基因，将LOC_Os09g10720基因列为重点分析基因，并进一步验证了其参与水稻籽粒中GABA分解的可能性。【结论】检测到6个与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量显著关联的 SNP 位点。筛出6个可能与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量相关的候选基因，分别是LOC_Os09g09750、LOC_Os09g09760、LOC_Os09g10210、LOC_Os09g09820、LOC_Os09g10280和LOC_Os09g10720，其中LOC_Os09g10720作为重点候选基因。

关键词：水稻 γ-氨基丁酸全基因组关联分析候选基因

不同采收期宁夏枸杞果实品质差异及抗氧化特性分析

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植物生理学报 2024年第5期60卷 837-849页

作者：刘德帅袁苗冯美王烨杨建帮姚文孔宁夏大学葡萄酒与园艺学院银川750021 宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室银川750021 林木资源高效生产全国重点实验室银川750021

以宁夏枸杞(Lycium barbarum)果实为试材,通过理化指标的测定比较了不同采收期果实品质及抗氧化能力的差异。结果表明,采收季初期的枸杞果实(头茬果)的纵径、单果表面积、百粒鲜重和百粒干重最大,干果粒度最小,外观品质相对较好;采收季... 详细信息

以宁夏枸杞(Lycium barbarum)果实为试材,通过理化指标的测定比较了不同采收期果实品质及抗氧化能力的差异。结果表明,采收季初期的枸杞果实(头茬果)的纵径、单果表面积、百粒鲜重和百粒干重最大,干果粒度最小,外观品质相对较好;采收季末期的果实中总酚、维生素E、类胡萝卜素、氨基酸、蛋白质和糖类物质的积累较为丰富,营养品质相对较好;采收季中期的果实中抗坏血酸(AsA)含量较高,采收季初期和末期的果实中谷胱甘肽(GSH)积累丰富且抗氧化能力较强,在食品保健价值方面更具优势。L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性变化及其基因表达趋势与AsA和GSH积累趋势相似,其中GalLDH活性及其基因表达量与AsA含量有较高的正相关关系,DHAR和GR活性及其基因表达量分别与AsA、GSH含量呈显著正相关关系。该研究结果为改善宁夏枸杞果实品质和开发利用其药用价值提供了参考。

关键词：宁夏枸杞采收期果实品质抗坏血酸抗氧化性

不同地区小茴香苗期耐盐性综合评价及耐盐指标筛选

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 125-135页

作者：赵昕玥王晓敏赵云雅郭彦英宗蕾程国新郭猛高艳明李建设宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏银川750021 宁夏现代设施园艺工程技术研究中心宁夏银川750021 宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏银川750021

【目的】筛选小茴香苗期关键耐盐指标及高度耐盐小茴香品种,为促进茴香产业的发展提供参考。【方法】以来自5个不同地区(宁夏海原县、内蒙古托克托县、山西大同市、陕西渭南市和甘肃民勤县)的小茴香为材料,用不同质量浓度(0(CK),3,6,9,1... 详细信息

【目的】筛选小茴香苗期关键耐盐指标及高度耐盐小茴香品种,为促进茴香产业的发展提供参考。【方法】以来自5个不同地区(宁夏海原县、内蒙古托克托县、山西大同市、陕西渭南市和甘肃民勤县)的小茴香为材料,用不同质量浓度(0(CK),3,6,9,12和15 g/L)NaCl胁迫其幼苗20 d后,测定幼苗的形态指标(株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、根长、根数)和生理指标(相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量),对以上指标的相关性进行分析,并计算其耐盐系数;在此基础上,对5个不同地区小茴香材料的11个指标进行主成分分析,计算综合评价值(D),对不同地区小茴香幼苗的耐盐性进行综合评价;基于综合评价值,采用组间联接法和平方欧氏距离对不同地区小茴香进行聚类分析;利用逐步回归分析筛选关键耐盐指标,建立小茴香幼苗耐盐性评价的最优回归方程。【结果】①随着NaCl质量浓度的增加,5个地区小茴香幼苗的株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、根长、根数均呈下降趋势;相对电导率及丙二醛和脯氨酸含量均呈上升趋势;甘肃、内蒙古和山西小茴香幼苗的可溶性糖含量先增加后下降,宁夏和陕西小茴香幼苗的可溶性糖含量均呈上升趋势。②相关性分析表明,NaCl胁迫下小茴香幼苗的各指标之间存在不同程度的相关性,其中株高、茎粗、最大叶宽、最大叶面积和根数之间均呈显著或极显著正相关,相对电导率与丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量呈极显著正相关,相对电导率、脯氨酸和可溶性糖含量与株高、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积和根数之间均呈显著或呈极显著负相关。③甘肃地区小茴香材料的D值最大(0.612),其幼苗耐盐性最强;其次为内蒙古(0.545)、山西(0.487)和宁夏(0.429);陕西地区小茴香材料的的D值最小(0.306),其幼苗耐盐性最弱。④聚类分析结果显示,在欧氏距离8.0处,5个地区的小茴香材料可分为3类,其中第Ⅰ类为甘肃地区小茴香材料,第Ⅱ类为内蒙古、山西和宁夏地区小茴香材料,第Ⅲ类为陕西地区小茴香材料。⑤筛选出最大叶长、最大叶面积、相对电导率、脯氨酸含量4个指标用于小茴香的耐盐性评价,并据此建立了小茴香幼苗耐盐性评价的最优回归方程。【结论】NaCl胁迫对小茴香幼苗生长有抑制作用,不同地区小茴香幼苗对NaCl胁迫的响应程度存在差异。甘肃地区小茴香为耐盐材料,内蒙古、山西和宁夏地区的小茴香为中度耐盐材料,陕西地区小茴香为轻度耐盐材料。

关键词：小茴香耐盐性综合评价主成分分析聚类分析

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番茄斑萎病毒病抗病性接种鉴定技术优化及种质资源抗病性评价

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甘肃农业大学学报 2024年

作者：马晓鑫刘文娟赵昕玥温璐王晓敏吴占明宁夏现代设施园艺工程技术研究中心宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏巨丰种苗有限责任公司

【目的】优化筛选番茄斑萎病毒病抗病性鉴定方法。【方法】设计温度为25℃、28℃，湿度为70%、75%，以番茄自交系62386-7-0为试验材料，对番茄幼苗接种TSWV，调查发病率与病情指数，筛选TSWV适宜发病的温湿度条件；在此基础上，对不同... 详细信息

【目的】优化筛选番茄斑萎病毒病抗病性鉴定方法。【方法】设计温度为25℃、28℃，湿度为70%、75%，以番茄自交系62386-7-0为试验材料，对番茄幼苗接种TSWV，调查发病率与病情指数，筛选TSWV适宜发病的温湿度条件；在此基础上，对不同的苗期、接种方法、接种浓度、暗保湿时间采用4因素3水平的正交试验设计，在植物生长室中筛选TSWV室内苗期抗病性接种鉴定方法；以D61358P-0和62386-7-0番茄自交系分别为抗、感对照，对50份番茄核心种质的抗病性同时进行室内苗期抗病性鉴定评价和田间自然发病评价，并对两种抗病性评价方法进行比较。【结果】结果表明：当温度28℃、湿度70%时，发病率48.67%，病情指数48.00%，显著高于其它处理；5叶期、机械法、接种浓度1:10、暗保湿时间12h条件下，发病率57.58%，病情指数60.33%，显著高于其它处理，是最适宜的TSWV室内苗期抗病性鉴定方法；50份番茄核心种质资源中，20CL1545-0为抗病（R）材料，20CL0256-0、20CL0269-0、20CL0503-0、20CL0351-0、20CL0226-0、20CL2080-0为高感（HS）材料。【结论】本研究为宁夏地区的番茄斑萎病毒病抗病性鉴定技术提供了理论依据。

关键词：番茄斑萎病毒病抗病性鉴定评价