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芝麻发芽期耐盐性鉴定方法研究及耐盐候选基因的挖掘

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中国农业科学 2018年第12期51卷 2235-2247页

作者：张玉娟游均刘爱丽黎冬华于景印王燕燕周瑢宫慧慧张秀荣中国农业科学院油料作物研究所/农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室山东棉花研究中心

【目的】确定芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl胁迫浓度和评价指标,发掘耐盐种质和耐盐相关重要基因,为芝麻耐盐性大规模鉴定、遗传改良和耐盐机理研究提供方法借鉴和优异基因资源。【方法】以8份耐盐性差异较大的芝麻种质为材料,在不... 详细信息

【目的】确定芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl胁迫浓度和评价指标,发掘耐盐种质和耐盐相关重要基因,为芝麻耐盐性大规模鉴定、遗传改良和耐盐机理研究提供方法借鉴和优异基因资源。【方法】以8份耐盐性差异较大的芝麻种质为材料,在不同浓度的Na Cl(0、50、100、150、200和250 mmol·L-1)胁迫下发芽,测定其发芽势、成苗率、根长、芽长和鲜重等指标,通过对指标值的方差分析、主成分分析、隶属函数和相关性分析等,筛选芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl处理浓度和评价指标。以100 mmol·L-1 Na Cl溶液为处理浓度,相对成苗率为鉴定指标对71份芝麻核心种质进行发芽期耐盐性鉴定和全基因组关联分析,并对获得的候选基因进行功能注释;通过Na Cl胁迫下芝麻幼苗叶片转录组测序和荧光定量PCR分析候选基因的表达模式,筛选耐盐相关候选基因。【结果】对不同浓度Na Cl胁迫下8份芝麻材料发芽各指标进行统计和方差分析表明,100 mmol·L-1的Na Cl处理下,除发芽势外,发芽指数、活力指数、成苗率、根长、芽长和苗鲜重的标准偏差值均较大,所有指标在0.05水平上均存在显著差异,100 mmol·L-1的Na Cl溶液可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜胁迫浓度;相对成苗率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、相对芽长、相对根长和相对鲜重7个指标与芝麻发芽期耐盐性关系密切,贡献率较高,可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的评价指标。71份芝麻核心种质材料的相对成苗率变异比较丰富,符合正态分布;通过对71份芝麻核心种质相对成苗率与SNP标记进行全基因组关联分析,检测到7个与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记(LG5:688003、LG7:9582027、LG10:5274091、LG10:10788493、LG11:11924186、LG14:2128695和LG16:3930301),SNP标记上、下游各100 kb区间内共有基因67个,其中有功能注释的基因34个;通过耐盐材料S04在盐胁迫下的转录组测序和荧光定量PCR对预测的候选基因进行表达模式分析,共有21个候选基因受到盐胁迫诱导显著差异表达。【结论】芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜Na Cl胁迫浓度为100 mmol·L-1,相对成苗率等7个指标可以作为适宜的评价指标;检测到与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记7个,并鉴定出耐盐候选基因21个。

关键词：芝麻耐盐性全基因组关联分析耐盐基因

基于简化基因组的花生InDel标记开发和功能解析

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植物遗传资源学报 2019年第1期20卷 179-187页

作者：王娟刘宇李春娟闫彩霞赵小波单世华山东省花生研究所青岛266000 中国海洋大学食品科学与工程学院青岛266101

InDel在基因组中的分布密度仅次于SNP,可作为动植物群体遗传分析、分子辅助育种等研究领域的有效分子标记。花生是世界范围内重要的油料作物之一。目前,花生栽培种全基因组已经公布,为准确挖掘花生基因组信息提供了重要参考。本研究通过... 详细信息

InDel在基因组中的分布密度仅次于SNP,可作为动植物群体遗传分析、分子辅助育种等研究领域的有效分子标记。花生是世界范围内重要的油料作物之一。目前,花生栽培种全基因组已经公布,为准确挖掘花生基因组信息提供了重要参考。本研究通过169份花生核心种质的GBS(Genotyping-by-sequencing)测序和比对,共获得大小分布在1～14 bp范围内的10401个InDels。染色体Arahy.16上分布的InDels最多,达741个;而在染色体Arahy.08上分布的最少,有263个。参考基因组注释信息,仅有1167个InDels分布在功能基因相关区域。经GO注释,InDel分子功能主要包括催化活性(catalytic activity)和结合(binding);生物过程主要涉及代谢过程(metabolic process)、单组织过程(single-organism process)和细胞过程(cellular process)。经KEGG通路分析发现,InDels所在的基因区域的功能主要与代谢相关。本研究开发出全基因组水平的InDel标记,并做了相应功能分类和注释,为进一步分子验证和利用提供丰富的基因资源。

关键词： InDels检测 InDels分布功能分析

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草莓根系线粒体对外源酚酸胁迫的生理响应

中国农业科学 2021年第5期54卷 1029-1042页

作者：鲁晓峰杜国栋邵静张静茹孙海龙中国农业科学院果树研究所/农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室沈阳农业大学园艺学院/沈阳市北方果树栽培与生理生态重点实验室吉林省农业科学院果树研究所

【目的】连作障碍是设施草莓(Fragaria×ananassa Duch.)生产中遇到的严重问题,根系分泌的酚酸类物质是引起连作障碍的因素之一。本研究旨在探讨连作草莓植株的根系线粒体功能对自毒酚酸物质胁迫的生理响应,为进一步研究草莓连作障碍的... 详细信息

【目的】连作障碍是设施草莓(Fragaria×ananassa Duch.)生产中遇到的严重问题,根系分泌的酚酸类物质是引起连作障碍的因素之一。本研究旨在探讨连作草莓植株的根系线粒体功能对自毒酚酸物质胁迫的生理响应,为进一步研究草莓连作障碍的生理适应机制奠定基础。【方法】本研究以草莓为试材,分别外源施加27.0μg·g-1丁香酸、邻苯二甲酸及两者混合溶液,借助电子显微成像、组织化学染色、液相氧电极等技术,观察根系活性氧含量变化,测定线粒体氧化磷酸化水平、呼吸途径及呼吸关键酶活性等指标的变化,研究自毒酚酸物质诱导的活性氧对根系线粒体功能的影响,探究根系线粒体参与的呼吸复合体代谢和能量代谢等生理功能的影响。【结果】施加2种外源酚酸及混合溶液处理均能导致草莓根系活力明显下降,显著影响根系总根长、总表面积、根系总体积和平均直径,抑制根系的发生和生长,抑制作用表现为丁香酸处理(D)>两种溶液混合处理(D+L)>邻苯二甲酸处理(L)>CK。在草莓根系受到外界酚酸胁迫时,随着胁迫时间的延长,H+-ATPase活性前期呈现显著下降趋势,处理第3天时下降幅度最大,处理D、处理L、处理D+L分别比对照下降了38.8%、28.8%、33.7%,阻碍根细胞内外离子的运转能力,后期变化趋于平稳。根系K~+Na~+-ATPase及Ca2+Mg2+-ATPase活性也一定程度降低,变化规律相似。随着处理时间的延长,根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈现显著下降趋势,H2O2和O2~-含量逐渐升高,根系线粒体MPT增大,降低Δψm及根系线粒体内膜上细胞色素Cyt c/a含量,破坏线粒体内膜细胞完整性和电子传递链,其中D处理效果最为显著。在草莓植株受到外源酚酸胁迫后,根系呼吸途径虽仍以EMP-TCA途径为主,但贡献率却显著降低,而PPP途径呈现出明显的增强趋势。外源酚酸处理后期,随着胁迫时间的延长,各呼吸关键酶活性均受到抑制作用,呼吸途径比例发生改变,进而导致各呼吸途径受阻,变化程度表现为D>D+L>L>CK。【结论】外源酚酸处理可导致植株根系活力降低,阻碍细胞内外各离子的运转能力,降低根系抗氧化酶活性及根系线粒体功能,各呼吸途径关键酶活性均降低,最终导致各呼吸途径受阻。

关键词：草莓酚酸胁迫线粒体呼吸生理响应

采摘次数对油蔬两用甘蓝型油菜菜薹和菜籽品质及产量的影响

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中国农学通报 2022年第22期38卷 1-7页

作者：郑本川李浩杰张锦芳崔成蒋俊柴靓何平朱丽娟黄友涛周正鉴蒋梁材四川省农业科学院作物研究所成都610066 粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室成都610066 四川省农业科学院农产品加工研究所成都610066

为筛选出适合四川省成都平原区种植且综合生产效益高的油蔬两用甘蓝型油菜品种,并研发相应的高产栽培技术,选用‘菜薹-1’(CT-1)、‘菜薹-2’(CT-2)、‘菘蓝油菜1号’(SLYC-1)和‘菘蓝油菜2号’(SLYC-2)4个甘蓝型油蔬两用油菜品种为材料... 详细信息

为筛选出适合四川省成都平原区种植且综合生产效益高的油蔬两用甘蓝型油菜品种,并研发相应的高产栽培技术,选用‘菜薹-1’(CT-1)、‘菜薹-2’(CT-2)、‘菘蓝油菜1号’(SLYC-1)和‘菘蓝油菜2号’(SLYC-2)4个甘蓝型油蔬两用油菜品种为材料,以‘蓉油18’(RY-18)为对照,研究品种和采摘次数对油菜薹和油菜籽产量、品质及综合生产效益的影响。结果表明,与摘薹1次相比,摘薹2次显著降低了菜薹外观品质、纤维素和木质素含量,但显著增加了可溶性糖含量。与不摘薹相比,摘薹显著降低了株高。与不摘薹相比,摘薹1次显著增加了单株有效角果数和菜籽产量,而摘薹2次则显著降低。摘薹对油蔬两用油菜籽品质影响不显著。SLYC-2菜薹产量、可溶性糖含量和综合生产效益显著高于其他品种。在本试验条件下SLYC-2的菜薹品质和综合生产效益最高,适合在四川省平原区种植。摘薹1次是保证油蔬两用油菜籽产量和综合生产效益的最佳栽培方式。

关键词：采摘次数油蔬两用甘蓝型油菜菜薹品质产量

葡萄叶片衰老过程中不同光质对其光合和叶绿体超微结构的影响

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园艺学报 2019年第2期46卷 205-214页

作者：王海波王帅王孝娣史祥宾王志强刘凤之中国农业科学院果树研究所农业部园艺作物种质资源利用重点实验室辽宁省落叶果树矿质营养与肥料高效利用重点实验室辽宁兴城125100

以栽植于日光温室中适宜延迟栽培的‘贝达’砧‘意大利’葡萄为试材,自2013年8月1日始至落叶(2014年1月31日)止每天分别进行红光和蓝光不同光质延长光照至24:00补光处理,以不补光作为对照,研究不同光质补光处理对葡萄叶片衰老过程中叶... 详细信息

以栽植于日光温室中适宜延迟栽培的‘贝达’砧‘意大利’葡萄为试材,自2013年8月1日始至落叶(2014年1月31日)止每天分别进行红光和蓝光不同光质延长光照至24:00补光处理,以不补光作为对照,研究不同光质补光处理对葡萄叶片衰老过程中叶片的外观形态特征、叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m、可溶性蛋白质含量和叶绿体超微结构的影响,为叶片抗衰老技术的研发提供理论依据。研究结果表明:补充红光显著提高了叶片的叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m值和可溶性蛋白质含量,叶绿体基粒片层排列整齐有序,明显减缓了叶绿体超微结构的解体,显著延缓叶片衰老;补充蓝光处理前期显著降低了叶片的叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m值和可溶性蛋白质含量,破坏了叶绿体的超微结构,加速了植株的衰老进程;但在叶片衰老后期,叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m值和可溶性蛋白质含量逐渐高于对照,并且叶绿体的基粒片层比对照排列整齐有序,在一定程度上延缓了叶片衰老。补充蓝光处理的叶片可溶性蛋白质含量一直显著高于补充红光和对照。综上,补充红光处理有效延缓了叶片衰老进程,延长了叶片的生理功能期。

关键词：葡萄叶片衰老补充光照红光蓝光光合特性叶绿体超微结构

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早春甜瓜-秋冬羊肚菌高效栽培模式

北方园艺 2022年第2期 154-156页

作者：蔡鹏唐杰李跃建彭卫红房超四川省农业科学院园艺研究所四川成都610066 蔬菜品种改良与种质创新四川省重点实验室四川成都610066 四川省农业科学院土壤肥料研究所四川成都610066

为解决成都平原羊肚菌采收后设施大棚和土地资源合理利用问题,通过对品种选择、茬口安排、田间管理、绿色病虫害防控等环节进行系统研究,创新集成早春甜瓜-秋冬羊肚菌的高效栽培模式。该模式实现2种高附加值作物的强强联合,经济效益可达... 详细信息

为解决成都平原羊肚菌采收后设施大棚和土地资源合理利用问题,通过对品种选择、茬口安排、田间管理、绿色病虫害防控等环节进行系统研究,创新集成早春甜瓜-秋冬羊肚菌的高效栽培模式。该模式实现2种高附加值作物的强强联合,经济效益可达60.0万~66.0万元·hm^(-2),创新了成都平原现代农业的发展模式,开发了农业新功能,挖掘了新价值,满足市民生活、生态的多元化需求和农民的持续增收要求。

关键词：厚皮甜瓜羊肚菌栽培高效

高粱LOX基因家族全基因组鉴定及表达模式分析

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河南农业科学 2020年第11期49卷 37-44页

作者：刘梦魏玉磊丁冬赵训超罗伟毅徐晶宇黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室/黑龙江省秸秆资源化利用工程技术研究中心黑龙江大庆163319

利用生物信息学技术鉴定高粱脂氧合酶(LOX)家族基因,并对其进化关系、基因结构、保守基序、不同组织及低温胁迫下的表达模式等进行分析,以此为高粱LOX基因的功能研究奠定基础。结果表明,共鉴定出11条高粱LOX家族基因,根据其染色体位置... 详细信息

利用生物信息学技术鉴定高粱脂氧合酶(LOX)家族基因,并对其进化关系、基因结构、保守基序、不同组织及低温胁迫下的表达模式等进行分析,以此为高粱LOX基因的功能研究奠定基础。结果表明,共鉴定出11条高粱LOX家族基因,根据其染色体位置命名为SbLOX1—SbLOX11,该家族基因可分为2个亚族(9-LOX、13-LOX)且同一亚族基因结构基本相似。表达分析发现,不同基因家族成员在不同组织部位的表达模式各不相同,SbLOX10和SbLOX9基因在各个组织部位中表达量均较低,SbLOX2—SbLOX5、SbLOX8在各个组织部位中表达量均较高。对低温(4℃)处理下高粱LOX基因转录组数据进行分析发现,耐冷型高粱9-LOX亚族中的SbLOX1、SbLOX3、SbLOX5和13-LOX亚族中的SbLOX4、SbLOX9在大多时间点均呈上调表达,且在冷敏感材料中表达量也较高,推测LOX基因在低温胁迫响应中具有重要作用。

关键词：高粱脂氧合酶基因家族基因结构进化关系表达模式

大麦HvNRT2.3/HvNRT2.5基因对拟南芥生长发育及产量性状的影响

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分子植物育种 2023年第23期21卷 7742-7749页

作者：郭宝健李赢王玉林吕超王菲菲许如根扬州大学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和分子育种重点实验室植物功能基因组学教育部重点实验室江苏省作物遗传生理重点实验室扬州225009 江苏沿江地区农业科学研究所南通226541 西藏自治区农牧科学院省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室拉萨850002

高亲和硝酸盐转运蛋白(nitrate transporter,NRT)对于植物的氮代谢具有重要的作用。为研究大麦HvNRT2.3和HvNRT2.5基因的功能,本研究从大麦栽培品种‘Morex’克隆了大麦HvNRT2.3和HvNRT2.5基因,构建2个基因的超表达载体,转化拟南芥野生... 详细信息

高亲和硝酸盐转运蛋白(nitrate transporter,NRT)对于植物的氮代谢具有重要的作用。为研究大麦HvNRT2.3和HvNRT2.5基因的功能,本研究从大麦栽培品种‘Morex’克隆了大麦HvNRT2.3和HvNRT2.5基因,构建2个基因的超表达载体,转化拟南芥野生型(Col)。本研究测定了野生型和转基因株系的10个性状,结果显示超表达株系除株高没有显著变化外,转基因株系的莲座叶大小、荚果数目、长度、籽粒数目、千粒重、硝态氮含量和蛋白质含量等均显著增大或提高;成熟期单株干重分别增加45.63%和14.74%,单株籽粒产量分别提高31.37%和24.31%,收获指数较野生型没有显著变化。研究表明,过量表达大麦HvNRT2.3和HvNRT2.5基因能促进拟南芥生长,提高氮素的吸收能力和单株产量。

关键词：大麦硝酸盐转运蛋白拟南芥超表达

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新形势下我国苹果产业的发展定位与趋势

中国果树 2019年第1期 1-7页

作者：程存刚赵德英农业部园艺作物种质资源利用重点实验室中国农业科学院果树研究所辽宁兴城125100

基于我国苹果产业面临的新形势,明确了苹果产业的基本定位:一是苹果实现足量供应,满足了人民生活需求;二是阶段性供过于求和结构性供不应求并存;三是苹果新旧动能转换还需要较长时间。提出了新形势下苹果产业的发展趋势,即产业布局进一... 详细信息

基于我国苹果产业面临的新形势,明确了苹果产业的基本定位:一是苹果实现足量供应,满足了人民生活需求;二是阶段性供过于求和结构性供不应求并存;三是苹果新旧动能转换还需要较长时间。提出了新形势下苹果产业的发展趋势,即产业布局进一步优化,巩固优势区,强化特色区;强化果业科技创新;进一步鼓励工商资本和企业进入苹果产业;挖掘苹果资源,拓展果业功能,推动一二三产业融合与发展;加大物联网、大数据和人工智能等新技术在苹果产业中的研究与应用;支持产业引智、引才、引资,以开放的心态推动苹果产业的健康发展;立足国际国内两个市场,通过市场引导生产,通过生产创造市场,创造消费,引导消费。

关键词：苹果产业新形势乡村振兴战略农业供给侧结构改革产业定位发展趋势