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转录组测序分析外源水杨酸诱导茶树热激蛋白基因的响应

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江苏农业学报 2024年第4期40卷 607-614页

作者：刘悦曲浩田易萍陈春林冉隆珣陈林波云南省农业科学院茶叶研究所/云南省茶树种质资源创新与配套栽培技术工程研究中心/云南省茶学重点实验室云南昆明666201

水杨酸是诱导植物抗性机制中重要的信号分子,外源喷施水杨酸能够调控多种防御相关蛋白质,提升农作物的抗病能力。开展外源水杨酸诱导茶树抗性机制的研究能够挖掘抗病基因,为茶树抗病育种提供分子基础。本研究采集外源喷施水杨酸0 h、6 h... 详细信息

水杨酸是诱导植物抗性机制中重要的信号分子,外源喷施水杨酸能够调控多种防御相关蛋白质,提升农作物的抗病能力。开展外源水杨酸诱导茶树抗性机制的研究能够挖掘抗病基因,为茶树抗病育种提供分子基础。本研究采集外源喷施水杨酸0 h、6 h、12 h、24 h、48 h的茶树叶片进行转录组测序与分析,结果表明,外源喷施水杨酸6 h、12 h、24 h、48 h时茶树叶片内差异表达基因数量分别为9 360个、3 399个、596个、115个,外源水杨酸处理后各时间点均发生差异表达的基因共604个。KEGG功能富集结果显示,处理后6 h时富集于植物激素信号转导、植物-病原菌互作、核糖体、剪接体和碳代谢通路上的差异表达基因数量分别为95个、73个、121个、94个、154个。差异表达基因中有12个热激因子基因、40个热激蛋白基因和12个WRKY家族转录因子基因上调表达。处理48 h后,无上调表达的热激因子基因,但仍有28个热激蛋白基因上调表达。病程相关蛋白基因在检测阶段均上调表达。外源水杨酸的诱导作用在处理6 h时最为明显,并且引起了大量热激蛋白的响应。本研究结果为开展外源水杨酸诱导茶树抗病机制和茶树抗病分子育种研究提供了参考。

关键词：外源水杨酸茶树转录组差异表达基因热激蛋白

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一株野生蝉花的生物学特性及驯化栽培研究

热带作物学报 2024年第5期45卷 973-982页

作者：刘潮田雪莲唐仕香杨才静韩利红曲靖师范学院生物资源与食品工程学院/云南省高校特色果酒技术创新与应用工程研究中心云南曲靖655011

蝉花是我国传统名贵药食两用真菌,在绿色功能食品和新资源药品开发中具有重要应用价值。以云南曲靖一株野生蝉花为试验材料,对其生物学特性和人工栽培条件进行研究,为野生蝉花的驯化栽培提供理论基础。结合形态解剖学和分子系统发育学分... 详细信息

蝉花是我国传统名贵药食两用真菌,在绿色功能食品和新资源药品开发中具有重要应用价值。以云南曲靖一株野生蝉花为试验材料,对其生物学特性和人工栽培条件进行研究,为野生蝉花的驯化栽培提供理论基础。结合形态解剖学和分子系统发育学分析,对野生蝉花进行准确物种鉴定;利用单因素试验和正交试验,对菌丝生物学特性和菌株驯化栽培条件开展研究。结果表明:该蝉花分枝柄部橙黄色或黄白色,(8.0~28.0)mm×(1.5~3.0)mm,分生孢子长椭圆形,(4.0~8.5)μm×(1.5~3.5)μm;菌株菌丝生长的最适温度为24℃、pH为6、碳源为蔗糖、氮源为酵母粉、无机盐为硫酸镁;在最适pH和最适温度下,碳源对菌丝生长影响最大,极差为1.21,其次为氮源和无机盐,极差分别为0.39和0.13;蝉花菌丝生长的最适因子组合为:蔗糖20 g/L、酵母粉2 g/L、硫酸镁2 g/L。蝉花人工栽培使用小麦和大米以1∶1混合的培养基,子实体采收周期约为40~45 d,每个栽培瓶蝉花干重平均约9.56 g。人工栽培收获蝉花子实体与野生子实体在外部形态特征上明显不同,子实体呈淡土黄色至淡黄色,分枝较少,高1.5~5.0 cm,宽0.3~0.8 cm,厚0.1~0.2 cm;孢梗束外密布污白色絮状或粉末状分生孢子。蝉花优良菌株和最优培养条件的筛选,将为其物种多样性保护、种质资源收集和开发利用提供科学依据。

关键词：蝉花生物学性状驯化筛选

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珍稀药用植物金线莲研究现状与展望

中国农学通报 2024年第5期40卷 16-26页

作者：张闻婷梅瑜王继华广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室/广东省道地南药资源保护与利用工程中心广州510640

金线莲为兰科珍稀名贵药用和观赏植物,因富含多种药用和营养成分深受人们青睐,近年来的市场需求也在不断递增。为了促进金线莲的产业发展和基础研究,总结了前人在金线莲研究方面的进展,比较了金线莲属植物的种系差异,重点讨论了金线莲... 详细信息

金线莲为兰科珍稀名贵药用和观赏植物,因富含多种药用和营养成分深受人们青睐,近年来的市场需求也在不断递增。为了促进金线莲的产业发展和基础研究,总结了前人在金线莲研究方面的进展,比较了金线莲属植物的种系差异,重点讨论了金线莲基因组学(结构基因组学/功能基因组学)以及环境(生物/非生物互作)响应方面的研究进展,分析了金线莲品质影响的主要因素为加工方式、栽培模式、品系,针对目前并未深入展开的种质资源概况、基因组学、环境互作、品质差异和胚胎繁殖等方面的研究进行了系统综述,并对目前存在的主要问题及如何解决提出相应的策略和展望,为大数据时代名贵药用植物的分子生物学研究提供可行性参考。

关键词：金线莲基因组学环境响应品质影响胚胎繁殖

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药食同源植物水芹的研究进展

植物遗传资源学报 2024年第8期25卷 1221-1233页

作者：罗庆张新圻李梦瑶朱顺华熊爱生谭国飞贵州省农业科学院园艺研究所/贵州省园艺工程技术中心/农业农村部喀斯特山区作物基因资源与种质创新重点实验室贵州大学农学院四川农业大学园艺学院南京农业大学园艺学院/作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室

水芹[Oenanthe javanica(Bl.)DC.]是伞形科水芹属多年生水生蔬菜植物，其营养成分丰富、富含多种功能性生物活性成分，也是一种具有保健功能的药食同源蔬菜。我国水芹种质资源丰富，其利用涉及食用、药用、污水净化、提取加工等方面，... 详细信息

水芹[Oenanthe javanica(Bl.)DC.]是伞形科水芹属多年生水生蔬菜植物，其营养成分丰富、富含多种功能性生物活性成分，也是一种具有保健功能的药食同源蔬菜。我国水芹种质资源丰富，其利用涉及食用、药用、污水净化、提取加工等方面，但育种及其分子机理方面的研究较少。本文综述了近20年来水芹种质资源、营养品质、生理生化、育种、基因及组学研究的进展，具体内容包括：（1）伞形科植物及水芹种质资源研究；（2）水芹营养品质及生长调控研究；（3）水芹生理生化及次生代谢物质研究；（4）水芹功能基因及组学（包括基因组学、转录组学、代谢组学及蛋白质组学）研究，旨在为我国水芹资源创新和保护、遗传育种、基因挖掘、加工、栽培及环境治理等方面的进一步研究利用提供理论依据。

关键词：水芹种质资源生理生化基因功能组学

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栽培种花生LEA蛋白基因家族的鉴定及其低温胁迫下表达分析

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花生学报 2022年第3期51卷 1-12页

作者：付娆李佳佳单燕张海洋衣葵花修妤梁晓艳张佳蕾山东省蚕业研究所山东烟台264002 山东省农业科学院农作物种质资源研究所山东济南250100

胚胎发育晚期富集蛋白(LEA)在植物胚胎发育过程和抵御非生物胁迫中起重要作用。为了探索栽培种花生LEA蛋白家族基因(AhLEA)的结构和功能,利用生物信息学方法对AhLEA基因家族成员进行全基因组鉴定,并对其种子发育不同时期和低温胁迫下的... 详细信息

胚胎发育晚期富集蛋白(LEA)在植物胚胎发育过程和抵御非生物胁迫中起重要作用。为了探索栽培种花生LEA蛋白家族基因(AhLEA)的结构和功能,利用生物信息学方法对AhLEA基因家族成员进行全基因组鉴定,并对其种子发育不同时期和低温胁迫下的表达特性进行分析。结果表明:在栽培种花生中共鉴定到118个AhLEA基因,根据其保守结构域和进化关系分为八个亚家族,LEA_2亚家族成员最多;大多数AhLEA蛋白是亲水的,定位于细胞核、叶绿体和细胞膜;87%AhLEA基因具有较少的内含子(所有20条染色体上分布不均。转录组数据显示,在低温胁迫(2℃)条件下,45个AhLEA基因表达发生变化,其中,28个基因表达量升高,17个基因表达量降低。对表达显著上调的9个AhLEA基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与转录组结果相一致。在种子发育过程中表达量升高的16个基因及表达量降低的2个基因,在低温胁迫条件下表达量均显著增加,预示着这18个AhLEA基因在调控花生种子发育及对低温胁迫的响应中可能发挥着重要作用,为进一步研究AhLEA基因在花生种子萌发期抵抗低温胁迫中的作用提供了基础数据。

关键词：栽培种花生 LEA基因家族全基因组鉴定低温胁迫表达分析

枸橼C-05 CmPR4A上游转录因子CmWRKY75的筛选及其抗溃疡病功能分析

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中国农业科学 2023年第21期56卷 4304-4317页

作者：颜培涵罗健铭郝晨星孙紫青叶蓉春李益刘恋盛玲马先锋邓子牛湖南农业大学园艺学院/园艺作物种质创新与新品种选育教育部工程研究中心/国家柑橘改良中心长沙分中心

【背景】柑橘溃疡病(Citrus canker)是由黄单胞杆菌柑橘致病变种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的危害严重的柑橘病害之一，目前尚无根治方法，而现有栽培品种中很少有对柑橘溃疡病存在显著抗性的品种，因此，抗病品种的选... 详细信息

【背景】柑橘溃疡病(Citrus canker)是由黄单胞杆菌柑橘致病变种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的危害严重的柑橘病害之一，目前尚无根治方法，而现有栽培品种中很少有对柑橘溃疡病存在显著抗性的品种，因此，抗病品种的选育对根治该病害尤其重要，而抗性基因的发掘又非常利于抗病育种。【目的】以枸橼C-05的抗溃疡病相关基因CmPR4A为诱饵，筛选其上游转录因子，探究转录因子参与调控枸橼C-05抗溃疡病的功能作用，为选育柑橘抗病品种提供基因信息。【方法】基于前期冰糖橙和枸橼C-05叶片接种Xcc的转录组测序结果，结合实时荧光定量PCR分析PR4A在抗病和感病种质中的表达差异，使用Plant CARE对枸橼C-05(抗病)和冰糖橙(感病)PR4A启动子序列进行差异分析，利用酵母单杂交筛选PR4A上游转录因子，并使用酵母回转验证、双荧光素酶验证CmPR4A和候选转录因子的互作关系。在8种抗病和感病柑橘种质中，人工接种Xcc后，于0、2、4、6和8 d时取注射点附近的叶片，对转录因子的表达水平进行分析，验证其与抗病的关系。通过农杆菌介导瞬时转化法，将带有35S启动子的转录因子载体在枸橼C-05和冰糖橙叶片中瞬时过表达，使用q RT-PCR对转录因子和PR4A表达水平进行分析，并在瞬时过表达24 h后接种Xcc，进行Xcc菌定量和症状观察。【结果】接种Xcc的枸橼C-05和冰糖橙的转录组分析及定量PCR表达结果显示，在接种4、6和8 d时，抗病种质枸橼C-05中的PR4A表达量显著高于感病的冰糖橙。枸橼C-05和冰糖橙的PR4A启动子在-236 bp处存在顺式作用元件W-box的差异，以此为依据进行CmPR4A启动子短截并构建诱饵载体。依据自激活结果，在200 ng·mL-1的金担子素(Ab A)浓度下，以pro CmPR4A-2为诱饵，在枸橼C-05受Xcc诱导下的酵母文库中进行酵母单杂交筛选，表明CmWRKY75可以与pro CmPR4A-2互作，双荧光素酶报告系统也证实二者的互作关系，且CmWRKY75正调控CmPR4A的表达。在8种柑橘种质叶片接种Xcc后进行WRKY75的表达模式分析表明，WRKY75表达量在抗病种质枸橼C-05、美国枸橼AV、矮果香橼中显著上调，在感病种质冰糖橙、沙田柚及柠檬、南川香橼和丹娜香橼中只出现微量上调。在枸橼C-05和冰糖橙叶片中瞬时过表达WRKY75，发现PR4A的表达量在接种4 d时显著上调且能增强叶片对Xcc的抗性。【结论】CmWRKY75可以结合到CmPR4A启动子的W-box上，并正调控CmPR4A的表达，增强叶片对Xcc的抗性。同时WRKY75的表达受Xcc诱导，在抗病种质中呈显著上调表达，与PR4A在抗病感种质中的表达变化趋势一致，可能是上游调控因子WRKY75在不同抗病和感病柑橘种质中表达差异导致，从而使其在枸橼C-05抗溃疡病过程中起作用。

关键词：柑橘溃疡病枸橼C-05 PR4A 转录因子 WRKY75

分子标记辅助选育聚合Lgc1和sbe3-rs基因的水稻新品系

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分子植物育种 2023年

作者：汤剑豪白建江万常照朴钟泽徐伟琴龚长春杨瑞芳上海市金山区亭林镇农业农村服务中心上海市农业科学院作物育种栽培研究所上海农产品保鲜加工工程技术研究中心农业农村部粮油作物种质创新与遗传改良重点实验室(部省共建)

通过现代分子育种技术加强营养复合型水稻种质资源的创制与利用是未来功能稻米研究的重要方向之一。本研究以上海市农业科学院选育的高抗性淀粉品种‘优糖稻2号’为母本，引进的低谷蛋白材料‘健养2号’为父本，通过杂交、回交结合分子... 详细信息

通过现代分子育种技术加强营养复合型水稻种质资源的创制与利用是未来功能稻米研究的重要方向之一。本研究以上海市农业科学院选育的高抗性淀粉品种‘优糖稻2号’为母本，引进的低谷蛋白材料‘健养2号’为父本，通过杂交、回交结合分子标记辅助选择进行聚合育种。分别利用高抗性淀粉基因sbe3-rs的CAPS标记和低谷蛋白基因Lgc1的功能标记对目标基因进行跟踪检测，再结合田间表型筛选，在BC1F5世代中选育到3个同时携带sbe3-rs、Lgc1纯合基因的改良株系。经籽粒谷蛋白含量和抗性淀粉含量测定，这三个株系谷蛋白含量降至4%以下，抗性淀粉达到13%以上，且农艺性状表现较好。本研究为进一步选育适合糖尿病和肾病患者食用的功能水稻品种提供了优良的新种质。

关键词：功能水稻抗性淀粉低谷蛋白基因聚合分子标记辅助选择

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辣椒在中国的传播与产业发展

园艺学报 2020年第9期47卷 1715-1726页

作者：邹学校马艳青戴雄泽李雪峰杨莎湖南农业大学园艺作物种质创新与新品种选育教育部工程研究中心长沙410128 湖南省蔬菜研究所长沙410125

辣椒(Capsicum spp.)原产中南美洲,16世纪后期传入中国。本文中介绍了辣椒在世界的传播路径,考证了辣椒在中国的传播途径。一年生辣椒(C. annuum L.)从浙江传入中国后,先传到华北,再到湖南和辽宁,湖南作为次级传播中心,迅速向西南、西... 详细信息

辣椒(Capsicum spp.)原产中南美洲,16世纪后期传入中国。本文中介绍了辣椒在世界的传播路径,考证了辣椒在中国的传播途径。一年生辣椒(C. annuum L.)从浙江传入中国后,先传到华北,再到湖南和辽宁,湖南作为次级传播中心,迅速向西南、西北及周边地区扩散,形成长江中上游嗜辣区,华北、东北、西北微辣区,华东、华南沿海淡辣区。灌木辣椒(C. frutescens L.)和中国辣椒(C. chinense Jacq.)从中国台湾传入,再从台湾传到海南和云南。探明了辣椒传播的动因。回顾了辣椒在中国400多年的发展历程;阐明了辣椒在不同历史阶段从观赏植物到调味品作物,再到蔬菜作物,其身份、地位转换的演进过程。介绍了辣椒在中国的产业功能、应用价值和产业规模;分析了辣椒的产业地位、优势和发展前景。

关键词：辣椒起源栽培种中国传播产业功能

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小麦抗赤霉病育种回顾与展望

中国农业科学 2022年第5期55卷 837-855页

作者：马鸿翔王永刚高玉姣何漪姜朋吴磊张旭扬州大学农学院/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物基因组学与分子育种重点实验室江苏省农业科学院/CIMMYT-JAAS小麦病害联合研究中心/现代作物生产省部共建协同创新中心

由禾谷镰刀菌复合种引起的赤霉病是全世界最重要的小麦病害之一，严重影响小麦的产量和品质，受病原菌侵染的籽粒还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）为主的毒素，进一步威胁人畜健康。抗赤霉病品种选育与应用是解决小麦... 详细信息

由禾谷镰刀菌复合种引起的赤霉病是全世界最重要的小麦病害之一，严重影响小麦的产量和品质，受病原菌侵染的籽粒还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）为主的毒素，进一步威胁人畜健康。抗赤霉病品种选育与应用是解决小麦赤霉病及毒素危害的有效途径，中国自20世纪50年代开始抗赤霉病育种研究，70年代成立全国协作组，建立的人工接种鉴定方法被广泛用于赤霉病抗性评价，筛选出的苏麦3号、望水白等抗源被国内外广泛用于抗赤霉病研究，育成的农艺性状优良且中抗赤霉病的扬麦158号和宁麦9号等品种是抗赤霉病育种的重要突破，不仅在生产上得到大面积应用，而且作为亲本分别育成了20多个小麦品种。除常规育种外，还利用染色体工程技术将外源种质赤霉病抗性导入小麦栽培品种中，基于细胞工程技术的体细胞无性系变异和加倍单倍体创制在小麦赤霉病遗传改良中拓宽了遗传变异背景，提高了育种效率。20世纪90年代赤霉病在北美洲的流行促使欧美重视小麦赤霉病研究。国际合作促进了小麦赤霉病育种的资源、技术和信息交流，赤霉病抗性类型、鉴定技术和评价指标研究、抗赤霉病种质发掘、QTL定位、关键基因克隆、标记辅助选择及抗病品种培育等方面均取得了明显进展，利用双亲连锁作图和全基因组关联分析定位了600多个赤霉病抗性相关QTL，涉及小麦所有21条染色体，定名了Fhb1—Fhb7 7个赤霉病抗性基因/QTL。针对苏麦3号和望水白等中国抗源的主效QTL(Fhb1)，克隆了其关键基因并进行了功能验证，开发了基因的功能标记，并成功应用于标记辅助选择，培育出赤霉病抗性显著改良的小麦新品种。来自长穗偃麦草的Fhb7候选基因也被克隆，并用于提高栽培小麦品种赤霉病抗性。在精细定位的基础上，开发了紧密连锁分子标记，利用标记辅助选择将不同位点抗性QTL聚合，进一步提高了小麦赤霉病抗性。展望未来，应研究建立精准的赤霉病抗性表型评价体系、加强抗赤霉病新种质和新基因发掘、克隆主效抗病QTL的关键基因并明确其分子机制，将标记辅助选择或基因组选择与常规育种相结合，不断提升小麦抗赤霉病育种效率和水平，培育赤霉病抗性显著提高、综合性状优良的小麦品种。

关键词：小麦遗传育种赤霉病毒素