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烟草生物碱性状的QTL定位

作物学报 2024年第1期50卷 42-54页

作者：刘颖超方敦煌徐海明童治军肖炳光浙江大学农业与生物技术学院作物科学研究所浙江杭州310058 云南省烟草农业科学研究院国家烟草基因工程研究中心云南昆明650021

生物碱是烟草的重要化学成分。为明确烟草生物碱的遗传结构,发掘控制相关性状的主效位点,以烟草品种Y3、K326为亲本,构建大小为271的重组自交系群体。分别于2018、2019和2020年在云南省昆明市石林、玉溪市研和种植群体材料,检测总植物碱... 详细信息

生物碱是烟草的重要化学成分。为明确烟草生物碱的遗传结构,发掘控制相关性状的主效位点,以烟草品种Y3、K326为亲本,构建大小为271的重组自交系群体。分别于2018、2019和2020年在云南省昆明市石林、玉溪市研和种植群体材料,检测总植物碱(TPA)、烟碱(NIC)、降烟碱(NOR)、假木贼碱(ANAB)和新烟草碱(ANAT)5种生物碱表型。对群体进行基因组测序,构建包含46,129个标记的遗传连锁图谱。利用基于混合线性模型的QTL定位方法及软件QTLNetwork2.0,进行QTL定位分析。共定位15个具有显著加性效应的QTL,加性效应对表型贡献率为0.58%~11.57%。其中4个主效QTL即控制总植物碱的qTPA14、烟碱的qNIC14、假木贼碱的qANAB14和新烟草碱的qANAT14,均可以解释相应性状10%以上的表型变异,且均位于14号连锁群上。6个QTL具有显著的加性与环境互作效应,对表型贡献率为0.80%~1.81%。5对QTL具有显著加性-加性上位性效应,对表型的贡献率为0.15%~2.31%。2对QTL具有显著的上位性与环境互作效应,对表型的贡献率为0.81%~1.16%。研究结果为进一步分离候选基因、解析遗传机理和促进烟草生物碱性状分子改良奠定了基础。

关键词：烟草重组自交系生物碱复杂性状基因与环境互作

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SSR分子标记在杜鹃花属植物中的研究进展

植物遗传资源学报 2024年

作者：姚姚张浩王秀云夏宜平周泓浙江大学农业与生物技术学院/观赏植物基因组与基因工程实验室

杜鹃花是中国十大名花之一，观赏价值极高，深受人们喜爱。杜鹃花属内物种数量多、种间自然杂交频繁、部分种类园艺化程度很高，且品种命名不统一，使得国家和地区间的品种交流受到一定影响。SSR标记在种质鉴定、遗传多样性分析、分子... 详细信息

杜鹃花是中国十大名花之一，观赏价值极高，深受人们喜爱。杜鹃花属内物种数量多、种间自然杂交频繁、部分种类园艺化程度很高，且品种命名不统一，使得国家和地区间的品种交流受到一定影响。SSR标记在种质鉴定、遗传多样性分析、分子标记辅助育种等方面具有优势。本文综述了近20年来SSR标记在杜鹃花属植物中的研究进展。目前，利用各类生物数据库信息、二代测序技术，及其他方法开发杜鹃花属SSR标记共约514对，部分标记在近缘物种中的引物通用性在50%到100%不等。在杜鹃花属物种保护方面，SSR标记被应用于物种保护策略研究、交配系统研究和基因交流研究，为物种遗传多样性保护提供科学依据。SSR标记还被应用于杜鹃花属杂交后代真实性鉴定和性状-标记关联分析等方面，在叶片退绿和花色等性状上展开研究。最后对未来SSR标记的应用前景进行了展望，在以杜鹃花属濒危物种为重点大力开发属内SSR标记、开展重要性状关联辅助育种、构建DNA指纹图谱加强品种鉴定等方面深入研究，以期为杜鹃花属植物的研究、保护和遗传育种提供参考。

关键词：微卫星物种保护遗传多样性杂交后代鉴定性状-标记关联分析

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高效包载酪氨酸羟化酶mRNA外泌体的制备

中国生物工程杂志 2024年第2期44卷 69-75页

作者：樊宇钦黎智康梁至轩赵紫涵谢秋玲暨南大学生命科学技术学院广州510632 基因工程药物国家工程研究中心广州510632

目的:酪氨酸羟化酶(TH)是多巴胺合成的限速酶,其对于帕金森病发生有着重要意义。外泌体是由细胞分泌的直径30~200 nm的微囊泡,被认为是可通过血脑屏障的潜在药物载体。拟利用古菌核糖体蛋白L7Ae和Kt环的结合特性,获得高效包载酪氨酸羟化... 详细信息

目的:酪氨酸羟化酶(TH)是多巴胺合成的限速酶,其对于帕金森病发生有着重要意义。外泌体是由细胞分泌的直径30~200 nm的微囊泡,被认为是可通过血脑屏障的潜在药物载体。拟利用古菌核糖体蛋白L7Ae和Kt环的结合特性,获得高效包载酪氨酸羟化酶mRNA的外泌体(TH-Kt-Exo),以实现mRNA药物穿越血脑屏障的递送。方法:通过构建带有Kt环的TH mRNA重组质粒,以及外泌体膜蛋白CD63和L7Ae融合表达的重组质粒pCMV-CD63-L7Ae-His,共转染HEK293F细胞,通过超速离心方法收取细胞分泌的外泌体,通过qPCR检测外泌体中TH mRNA的含量并转染受体细胞。结果:与单一酪氨酸羟化酶质粒转染得到的外泌体TH-Exo相比,利用该方法获得的外泌体TH-Kt-Exo在TH mRNA的装载水平上有显著提高。此外,该外泌体能够将其装载的mRNA转运至受体细胞中。结论:通过L7Ae和Kt环的特异性结合,可以有效提高目的mRNA在外泌体中的包载。

关键词：酪氨酸羟化酶外泌体古菌核糖体蛋白 Kt环

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烟草SnRK2基因家族的克隆及表达分析

分子植物育种 2024年第12期22卷 3877-3884页

作者：白戈杨大海费明亮谢贺云南省烟草农业科学研究院烟草生物技术重点实验室国家烟草基因工程研究中心昆明650021

农作物生产过程中会面临多种非生物胁迫的影响,会极大地影响作物的产量以及品质。非生物胁迫形式多种多样,干旱胁迫是其中一种主要形式。烟草是重要的经济作物,主要在中国西南地区种植,但经常会遭受极端干旱胁迫。Sn RK2基因家族参与植... 详细信息

农作物生产过程中会面临多种非生物胁迫的影响,会极大地影响作物的产量以及品质。非生物胁迫形式多种多样,干旱胁迫是其中一种主要形式。烟草是重要的经济作物,主要在中国西南地区种植,但经常会遭受极端干旱胁迫。Sn RK2基因家族参与植物抗旱过程,能够受逆境胁迫诱导表达,这种表达是SnRK2基因家族功能的重要体现。为了进一步研究烟草SnRK2家族基因的功能,本研究克隆了烟草SnRK2基因家族GroupⅠ的基因,并检测了烟草SnRK2基因家族的组织表达特异性及诱导表达特异性。结果表明,烟草SnRK2基因中Ntab0922420基因的表达量最高,同时烟草SnRK2基因家族成员更容易在茎与叶中表达。烟草经过低温、盐、干旱胁迫以及ABA处理后,部分SnRK2基因成员表现出受胁迫诱导,其中ID为Ntab0894060的基因受干旱显著诱导。这些工作将为研究烟草SnRK2基因家族功能鉴定基础,并为培育抗逆烟草品种提供遗传资源。

关键词：烟草 SnRK2 表达分析

云南省2020年烤烟打顶后花叶型病毒病种类调查

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分子植物育种 2024年第15期22卷 5039-5046页

作者：于海芹黄昌军袁诚曾建敏刘勇云南省烟草农业科学研究院烟草行业烟草生物技术育种重点实验室国家烟草基因工程研究中心昆明650021

近年来,云南省部分烟区烤烟花叶型病毒病危害出现旺长前发病率低、打顶前后发病率快速上升且连片发生等新特点。为了解这些病害的病毒种类及其地理分布,本研究于2020年6月至8月在云南省8个州(市)共17个植烟县(区)采集617个表现为花叶、... 详细信息

近年来,云南省部分烟区烤烟花叶型病毒病危害出现旺长前发病率低、打顶前后发病率快速上升且连片发生等新特点。为了解这些病害的病毒种类及其地理分布,本研究于2020年6月至8月在云南省8个州(市)共17个植烟县(区)采集617个表现为花叶、脉带、蚀纹和叶脉坏死等病毒病典型症状的烟草叶片样品,采用ELISA试剂盒检测烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus, TMV)、马铃薯Y病毒(Potaoto virus Y, PVY)、红辣椒脉斑驳病毒(Chilli veinal mottle virus, ChiVMV)和烟草脉带花叶病毒(Tobacco vein banding mosaic virus, TVBMV)。检出率从高至低的顺序为:TVBMV为52.51%、TMV为50.08%、ChiVMV为41.49%、PVY为14.31%。从整体上看,与往年比较发现,2020年烤烟打顶后花叶型病毒种类分布呈现出以下特点:蚜虫传播的PVY属病毒(PVY, ChiVMV, TVBMV)占优势,TMV占比下降。PVY属3种主要病毒的比例存在较大的地理差异。滇东北(昭通,曲靖北部)传统的马铃薯种植区以TVBMV和PVY为主。PVY抗病品种(‘云烟301’,‘云烟121’)表现经济有效的防治效果。滇中(昆明,玉溪)以ChiVMV和TVBMV为主,二者复合侵染普遍。滇西(大理,保山)以ChiVMV为主。多数取样点烤烟打顶至采烤期TVBMV和ChiVMV上升为优势种类。表现上述危害新特点的县(区)需要开展病毒种类检测,以便针对性制定抗病品种布局和防治措施。

关键词：烤烟打顶花叶型病毒病病毒种类病毒检测

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硃砂烟醇化过程中质量风格特征解析

烟草科技 2024年

作者：许克静陈小龙李博李斌赵学斌孙志涛许衡宋中邦张谊寒马宇平河南中烟工业有限责任公司云南省烟草农业科学研究院烟草行业烟草生物技术育种重点实验室国家烟草基因工程研究中心

为了研究硃砂烟在醇化过程中的质量风格特征变化，以硃砂2号为对象，通过感官评价和化学成分分析，解析其在醇化0～24个月期间的感官特性和理化成分变化。结果表明：①硃砂烟在醇化18个月期间，其糯甜香指数逐渐增加，糯甜香风格逐渐彰... 详细信息

为了研究硃砂烟在醇化过程中的质量风格特征变化，以硃砂2号为对象，通过感官评价和化学成分分析，解析其在醇化0～24个月期间的感官特性和理化成分变化。结果表明：①硃砂烟在醇化18个月期间，其糯甜香指数逐渐增加，糯甜香风格逐渐彰显，6～18个月期间糯甜香风格维持相对稳定；②硃砂烟上部叶的香气特性在醇化12个月左右达到最佳，而中部叶在醇化18个月左右达到最佳，在此过程中，硃砂烟的烟气特性持续改善，烟气细腻、柔和程度逐渐增加；③硃砂烟的口感特性在醇化12个月期间维持相对稳定，12个月后逐步改善，刺激性、干燥感减弱，余味变好；④醇化12～18个月左右，硃砂烟香味成分总量达到最大，还原糖、香味成分总量和降烟碱含量的增加有利于硃砂烟感官品质的改善。综合风格和品质特征变化以及香味成分分析，硃砂烟的适宜醇化期应在12～18个月左右。

关键词：硃砂烟醇化质量特征风格特征糯甜香指数

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红蓝光促进陆地棉愈伤组织诱导和增殖

中国农业科学 2024年第4期57卷 638-649页

作者：李凯利魏云晓种智力孟志刚王远梁成真陈全家张锐新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心/农业生物技术重点实验室中国农业科学院生物技术研究所

【目的】陆地棉（Gossypium hirsutum）的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题，其中，愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素。探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件，为缩短棉花转化周期提供技术基础。【方法... 详细信息

【目的】陆地棉（Gossypium hirsutum）的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题，其中，愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素。探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件，为缩短棉花转化周期提供技术基础。【方法】以陆地棉受体品种WC的下胚轴为外植体诱导愈伤组织，设置红光、蓝光、红蓝光（1﹕1）和白光（CK）4种不同光照处理，研究不同光质下愈伤组织的增殖速度、形态特征，以及相关基因表达水平和相关酶活性的差异，解析光照对愈伤组织增殖的影响并获得最优光照条件。【结果】不同光质对诱导棉花外植体出愈和愈伤组织生长具有明显影响。在4种不同光照处理下，红蓝光相较其他光质具有更显著地促进外植体出愈和愈伤组织增殖的效果，表现为愈伤组织分化时间更短，7—15 d，即与其他处理存在明显表型差异，7 d愈伤组织鲜重红蓝光（0.39 g）>蓝光（0.34 g）>白光（0.24 g）>红光（0.23 g）,15 d时，红蓝光（1.15 g）>蓝光（0.98 g）>白光（0.69 g）>红光（0.51 g），红蓝光照射下的愈伤组织鲜重是白光对照的1.65倍，比单一蓝光或红光照射下的愈伤组织鲜重增加16.5%或125.5%；与此相一致的是，红蓝光处理下，第二周的愈伤增殖率也最高，达14.67%，比红光处理（7.17%）增加1倍多。4种光质下，愈伤增殖及体胚再生相关基因的表达量，红蓝光处理均显示最高。此外，红蓝光处理下愈伤组织的过氧化氢酶（CAT）活性显著提高，活性氧（ROS）含量低于白光对照。【结论】不同光质条件下，棉花外植体的愈伤组织增殖速度不同，红蓝光（1﹕1）促进外植体出愈和愈伤增殖表现最优，其次为蓝光，再次为白光，单独的红光不利于棉花出愈和愈伤增殖。红蓝光（1﹕1）处理诱导光受体及其互作因子、愈伤增殖等相关基因的表达，增强愈伤组织内过氧化氢酶的活性，降低活性氧含量，促进细胞分裂，进而促进愈伤增殖。

关键词：陆地棉红光蓝光愈伤组织增殖速度活性氧

染色质免疫共沉淀测序技术及其在园艺植物中的应用研究进展

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园艺学报 2024年第1期51卷 39-52页

作者：翟挺楷马湘玮陈燕张雪莹李卓蕴徐卢振傅卓然赖钟雄林玉玲福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

近年来,基于染色质免疫共沉淀技术(ChIP)与第二代测序技术结合的染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)已被广泛用于研究DNA与蛋白质的相互作用,对解析园艺植物基因的表达与调控、靶基因筛选与定位、调控网络构建、染色质开放程度确认等... 详细信息

近年来,基于染色质免疫共沉淀技术(ChIP)与第二代测序技术结合的染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)已被广泛用于研究DNA与蛋白质的相互作用,对解析园艺植物基因的表达与调控、靶基因筛选与定位、调控网络构建、染色质开放程度确认等方面具有较大的优势。本文综述了ChIP-seq技术的发展简史及其在园艺植物转录因子和组蛋白修饰中所取得的进展,以期为园艺植物DNA—蛋白互作研究提供参考。

关键词： DNA与蛋白质互作染色质免疫共沉淀测序转录因子组蛋白修饰

香蕉ADA1家族成员鉴定及其在生物和非生物胁迫下的表达分析

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生物工程学报 2024年第1期40卷 190-210页

作者：赵琪琪任纹慧朱慧菲吴秋桢张春渝许小琼罗彬彬黄玉吉陈裕坤林玉玲赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福建福州350002

Spt-Ada-Gcn5-乙酰转移酶(Spt-Ada-Gcn5-acetyltransferase,SAGA)是高度保守的辅助转录起始复合物,转录接头蛋白-激活的改变/缺失亚基1(alteration/deficiency in activation 1,ADA1),也称作组蛋白H2A功能互作因子1(histone H2A functional interactor 1,HFI1),它是SAGA核心模块中的一个亚基,在植物的生长发育和抗逆性方面发挥着重要的作用。为了解香蕉ADA1的分子特性,本研究基于香蕉基因组数据库,对香蕉ADA1基因家族成员进行鉴定,分析其基本理化性质、系统进化、选择压力、启动子顺式作用元件及生物与非生物胁迫下的表达等。结果显示,香蕉A、B及阿宽蕉基因组中分别有10、6、7个ADA1家族成员;成员均为不稳定的亲水性蛋白,均保守地含有SAGA-Tad1结构域,MaADA1和MbADA1均可与SAGA核心模块中的SAGA相关因子11(SAGA-associated factor 11,Sgf11)互作;系统发育显示香蕉ADA1基因家族成员可划分为3个亚族,进化过程中大多受纯化选择;香蕉ADA1基因家族成员的基因结构差异性较大;香蕉ADA1基因家族成员含有多个响应激素的作用元件;MaADA1-1可能对香蕉在低温胁迫下的抗性起着重要的作用,MaADA1均响应香蕉枯萎病菌胁迫。本研究表明,ADA1基因家族成员在香蕉中高度保守,并可能响应生物与非生物胁迫。

关键词：香蕉 Spt-Ada-Gcn5-乙酰转移酶激活的改变/缺失亚基1 全基因组鉴定胁迫