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穿心莲TCP基因家族全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达分析

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中国中药杂志 2024年第2期49卷 379-388页

作者：张龙徐世强李静宇胡学博顾艳王继华广东省农业科学院作物研究所广东省农作遗传改良重点实验室广东广州510640 华中农业大学植物科学技术学院湖北武汉430070

穿心莲是我国岭南地区重要的药用植物,具有清热解毒、抗菌消炎等功效。TCP基因家族是调控植物生长发育和胁迫响应的一类转录因子。为解析TCP基因家族成员在穿心莲非生物胁迫下的作用,该研究基于全基因组水平鉴定穿心莲TCP基因家族,并进... 详细信息

穿心莲是我国岭南地区重要的药用植物,具有清热解毒、抗菌消炎等功效。TCP基因家族是调控植物生长发育和胁迫响应的一类转录因子。为解析TCP基因家族成员在穿心莲非生物胁迫下的作用,该研究基于全基因组水平鉴定穿心莲TCP基因家族,并进行了其响应非生物胁迫的表达模式分析。结果表明,穿心莲TCP基因家族共有23个成员,氨基酸长度为136~508 aa,相对分子质量为14854.71~55944.90 kDa,等电点为5.67~10.39,均定位于细胞核,不均匀分布于13条染色体上,系统进化分析将其划分为3个亚家族:PCF、CIN和CYC/TB1。基因结构和保守基序分析显示绝大多数TCP基因家族成员均含有相同排列顺序的motif 1、motif 2、motif 3和1~3个CDS。启动子顺式作用元件分析表明穿心莲TCP基因家族的转录表达可能受光、激素和逆境胁迫的诱导;结合TCP基因家族响应逆境胁迫的表达模式分析和qRT-PCR验证,预测到ApTCP4、ApTCP5、ApTCP6和ApTCP11可能参与响应干旱、高温和MeJA等多种非生物胁迫。该研究为深入挖掘穿心莲TCP基因响应非生物胁迫下的功能奠定基础。

关键词：穿心莲 TCP转录因子基因家族非生物胁迫

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2017-2022年我国花生登记品种主要性状演变分析

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中国油料作物学报 2024年

作者：汪娅梅谭家壮吴小丽陈少菜宋昌艺黄小妹洪彦彬鲁清湛江市农业科学研究院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/国家油料作物改良中心南方花生分中心

为提升花生育种水平、加速品种改良，对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明：2017-2022年我国共登记了1168个品种，以普通型花生为主，通过杂交育成的品种占比达85.6%，科研院所是... 详细信息

为提升花生育种水平、加速品种改良，对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明：2017-2022年我国共登记了1168个品种，以普通型花生为主，通过杂交育成的品种占比达85.6%，科研院所是花生育种的主导力量。对其进行亲本分析，发现亲本利用较为集中，开选01-6、白沙1016、豫花15号等9个骨干亲本育成新品种数多达300个，是国内花生育种重要的骨干亲本。登记品种的单株结果数、油酸含量随年份增长不断上升，但抗性等级有明显下降，产量及其它性状变幅较小，相对稳定。相关性分析发现，干荚果产量、籽仁产量均与总分枝、结果枝、百果重、百仁重、含油量呈极显著正相关，与主茎高、侧枝长、蛋白质含量呈极显著负相关，这说明产量可以通过增加分枝数、适当降低主茎高等措施来提高，产量与品质的协同提升关系为高产高油高油酸花生品种的选育提供了可能。

关键词：花生登记品种产量和农艺性状高油酸抗病性演变分析

利用高世代转录组测序挖掘控制南方大豆皱叶症候选基因

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中国农业科学 2024年第15期57卷 2914-2930页

作者：陈文杰陈渊韦清源汤复跃郭小红陈淑芳覃夏燕韦荣昌梁江广西农业科学院经济作物研究所/广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室

【目的】南方大豆皱叶症（southern soybean crinkle leaf disease,SSCLD）严重时可导致大豆减产40%左右，利用高世代分离群体转录组测序技术（high-generation segregating populations RNA-seq,HGRNA-seq）挖掘控制SSCLD的候选基因，为揭示SSCLD发生的分子机制提供数据支撑。【方法】以2个南方皱叶症症级差异材料及其衍生的F2:7株系为研究材料，对双亲进行重测序，对12个F2:7单株（7个皱叶，5个正常叶）进行单个样本转录组测序，利用转录组及亲本的SNP/InDel数据进行混池法定位分析，利用转录组表达量差异数据进行GO和KEGG功能注释和富集分析，并在定位区间附近开发7个KASP分子标记，利用230个F2群体构建局部连锁图谱，对转录组数据定位结果进行验证。联合基因定位和转录组分析结果，筛选控制SSCLD的候选基因。【结果】利用混池法把控制皱叶症的基因位点CL12定位在大豆第12染色体末端39 231 651—40 705 115 bp的1 473 464 bp区间内，利用F2群体将控制皱叶症的基因定位于39 743 275—40 948 295 bp的1 205 020 bp区间内，与混池法定位结果基本一致。GO注释结果显示，代谢过程包括免疫系统过程，以及对刺激的反应等，细胞组分主要与膜等相关，KEGG注释结果显示，生物系统通路中主要包括植物-病原菌互作和环境适应等通路。GO富集的表达差异基因主要同跨膜受体蛋白活性、蛋白磷酸化及信号受体活性等方面相关，KEGG富集到的最多差异表达基因（differently expressed genes,DEGs）主要在植物-病原菌互作和植物MAPK信号通路上。结合南方大豆皱叶症诱因特点，选择定位候选区间内与抗病等相关且在外显子上存在非同义突变或表达量有差异的基因作为候选基因，结合qRT-PCR验证，最终确定GLYMA＿12G223100、GLYMA＿12G223900、GLYMA＿12G224100、GLYMA＿12G231800和GLYMA＿12G233000等5个基因为控制南方大豆皱叶症的候选基因。【结论】HGRNA-seq实现了RNA-seq和BSA-seq相结合，成功挖掘了控制SSCLD的候选基因。

关键词：大豆转录组皱叶症定位分子标记二代测序

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桃苗圃适用除草剂的筛选、混配与安全性评价

中国农业科学 2024年第9期57卷 1734-1747页

作者：郭磊黄晨艳宋宏峰沈志军张斌斌马瑞娟孙朦何鑫俞明亮江苏省农业科学院果树研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室

【目的】杂草防治是果树生产中的重要环节，论文旨在评价不同除草剂对桃的安全性并筛选适于桃苗圃和生产园利用的除草剂，为桃产业中化学除草的应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法，选用毛桃苗以及黑麦草、狗牙根、空心莲子草... 详细信息

【目的】杂草防治是果树生产中的重要环节，论文旨在评价不同除草剂对桃的安全性并筛选适于桃苗圃和生产园利用的除草剂，为桃产业中化学除草的应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法，选用毛桃苗以及黑麦草、狗牙根、空心莲子草、白三叶草和黄花苜蓿5种草为试材，对13种除草剂的安全性进行初步筛选。根据各除草剂药害等级结果，选择10%精喹禾灵和60%二氯喹啉酸进行混配。按照精喹禾灵有效剂量25、50、75 m L·hm-23个水平，二氯喹啉酸有效剂量150、300、450 g·hm-23个水平，共设置形成9个除草剂混配制剂。茎叶喷施处理后7、14、21 d，调查计算杂草抑制率，处理30 d后测定桃苗株高、茎粗、地上和地下部生物量、叶片和根尖细胞电解质渗透率、根系总根长、总根表面积、根体积和根尖数的变化，并基于主成分分析对不同处理的安全性和杂草抑制率进行综合评价。【结果】茎叶喷施处理后，有11种除草剂对桃苗产生药害，桃苗出现不同程度的失绿、萎蔫、枯死等症状，精喹禾灵和二氯喹啉酸对桃苗生长无显著影响。利用精喹禾灵单剂喷施杂草后，处理21 d对禾本科杂草的抑制率为100%，但对阔叶杂草无抑制作用。相反，喷施二氯喹啉酸对禾本科杂草的抑制率为0，对黄花苜蓿、白三叶草、空心莲子草的抑制率范围为80%—100%。精喹禾灵与二氯喹啉酸混配后，9个混配制剂在处理21 d后的杂草总抑制率可达90%以上，同时各制剂对桃苗株高、地上和地下部生物量、叶片和根尖细胞电解质渗透率无显著性影响。综合分析显示，精喹禾灵有效剂量对混配制剂的综合评价D值有较大影响，当精喹禾灵有效剂量提升至75 m L·hm-2时，混配制剂的综合评价D值超过0.563，但D值未出现随二氯喹啉酸有效剂量提升而增大的趋势。【结论】桃苗对多数除草剂敏感，混配是提高精喹禾灵和二氯喹啉酸杂草综合抑制率的有效措施。有效剂量75 m L·hm-2精喹禾灵与300g·hm-2二氯喹啉酸混配后，制剂的综合评价D值最高，可在保证桃苗安全的基础上达到最佳除草效果。

关键词：精喹禾灵二氯喹啉酸桃苗除草剂综合评价

花生主茎节间和侧枝节间长度的关联作图及候选基因分析

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作物学报 2024年

作者：赵斐斐李少雄刘浩李海芬王润风黄璐余倩霞洪彦彬陈小平鲁清曹玉曼西北农林科技大学草业与草原学院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/国家油料作物改良中心南方花生分中心

花生主茎节间和侧枝节间长度是影响单株产量的重要农艺性状。本研究以390份花生自然群体为研究材料，在花生成熟期分别测量主茎与侧枝的第一、第二、第三节间长度。选用GAPIT3.0软件中的混合线性模型(PCA+K模型)进行全基因组关联分析。... 详细信息

花生主茎节间和侧枝节间长度是影响单株产量的重要农艺性状。本研究以390份花生自然群体为研究材料，在花生成熟期分别测量主茎与侧枝的第一、第二、第三节间长度。选用GAPIT3.0软件中的混合线性模型(PCA+K模型)进行全基因组关联分析。结果显示，主茎、侧枝节间长度基本符合正态分布，主茎节间与侧枝节间存在显著正相关。检测到63个主茎节间、侧枝节间长度相关位点。根据关联情况，找到3个显著性关联位点和位点簇。在A04＿57397319挖掘到1个与前人共定位的显著性关联位点，并在该处预测到5个候选基因。本研究结果有助于解析花生主茎节间和侧枝节间的遗传基础和调控机制，为指导株型010改良奠定基础。

关键词：花生主茎节间长度侧枝节间长度全基因组关联分析

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基于根区温度和肥料浓度耦合的草莓生长调控

农业工程学报 2024年第12期40卷 109-116页

作者：樊小雪陈晓东金晶蔡伟建王庆莲赵密珍毛晓娟任妮江苏省农业科学院农业信息研究所农业农村部长三角智慧农业技术重点实验室南京210014 江苏省农业科学院果树研究所江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室南京210014

为探索草莓根区加热的最适温度及施肥浓度,该研究设置3个根区温度水平(不加温(8℃)、16、22℃)和3个肥料浓度水平(0.5、1.5、2.5 g/L),共计9个处理。分析了根区温度和肥料浓度协同作用对草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的影... 详细信息

为探索草莓根区加热的最适温度及施肥浓度,该研究设置3个根区温度水平(不加温(8℃)、16、22℃)和3个肥料浓度水平(0.5、1.5、2.5 g/L),共计9个处理。分析了根区温度和肥料浓度协同作用对草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的影响。结合层次分析法和CRITIC客观赋权法,运用优劣解距离法对各处理进行基于草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的综合评价。结果表明:1)采用根区加温对设施草莓生长有促进作用。在采摘第3茬果实时,加温到16℃和22℃的处理下可以采摘的草莓植株数量相较于不加温处理明显增加。2)肥料浓度对草莓生长综合评分的影响大于根区温度。高肥料浓度(2.5 g/L)会降低草莓产量,中肥料浓度(1.5 g/L)不仅能增加单果质量,还能提高肥料偏生产力和水分利用率,具有更好的经济效益。3)基于TOPSIS综合评价建立了设施草莓生长综合评价体系,得出评分最高的处理为T5处理(16℃,1.5 g/L)。通过寻找最优区间,结果发现根区温度在13.10~18.47℃,肥料浓度在1.43~1.87g/L时,设施草莓生长效果较好。该研究结果可为设施草莓冬季及早春的温度和肥水管理提供理论依据。

关键词：作物肥料根区温度草莓综合评价生长调控

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甘薯种质基腐病抗性鉴定和分析

热带亚热带植物学报 2024年

作者：刘也楠黄立飞何贤彪刘伟明台州科技职业学院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台州市农业科学研究院

为探索甘薯基腐病田间抗性鉴定方法和筛选抗病种质，该研究对经过1～3年试验筛选的81份甘薯(Ipomoea batatas)抗性或其他性状优良的种质进行田间抗病性鉴定，并分析甘薯不同生育时期的病情变化，以及不同抗性等级对鲜薯产量损失率的影... 详细信息

为探索甘薯基腐病田间抗性鉴定方法和筛选抗病种质，该研究对经过1～3年试验筛选的81份甘薯(Ipomoea batatas)抗性或其他性状优良的种质进行田间抗病性鉴定，并分析甘薯不同生育时期的病情变化，以及不同抗性等级对鲜薯产量损失率的影响。结果表明，在81份种质中，表现为高抗和抗的种质分别有24份和11份。生长期从90 d到120 d的病情变化明显，尤其是感病种质的4级病级比例迅速提高。鲜薯产量与病情指数呈极显著的负相关(r=-0.978 1**)，每下降一个抗性等级，鲜薯平均产量损失率将增加19.35%。生长期120 d时发病率与病情指数之间呈极显著正相关(r=0.992 5**)，除病情指数外，发病率也可作为甘薯基腐病抗性鉴定指标。

关键词：甘薯基腐病种质抗性发病率病情指数

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植物中PP2A功能研究进展

植物生理学报 2024年第3期60卷 430-440页

作者：丘韶鑫杨发恒何经纬邵秀红冯发强黄振瑞潘晓英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烟草育种与综合利用工程技术研究中心广州510640 华南农业大学农学院广州510642 广东省烟草公司梅州市公司广东梅州514028

蛋白质的可逆磷酸化修饰由蛋白激酶和蛋白磷酸酶互相协调进行,在生命活动中发挥着重要作用。其中,2A型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2A,PP2A)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,属于磷酸酶中的重要成员,催化蛋白的去磷酸化过程。PP2A催... 详细信息

蛋白质的可逆磷酸化修饰由蛋白激酶和蛋白磷酸酶互相协调进行,在生命活动中发挥着重要作用。其中,2A型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2A,PP2A)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,属于磷酸酶中的重要成员,催化蛋白的去磷酸化过程。PP2A催化亚基(C亚基,PP2Ac)和结构亚基(A亚基,PP2Aa)组成二聚体,构成核心结构,再与高度变异的调节亚基(B亚基,PP2Ab)形成三聚体(即全酶复合体)发挥作用。本文主要阐述了植物中PP2A的结构特点和亚细胞定位,总结了其参与植物发育、激素信号转导和逆境胁迫响应的研究进展。探究PP2A的结构特点和功能有助于理解该蛋白磷酸酶参与植物生长发育及环境适应的精细调控过程,也为揭示PP2A在调节不同生理过程中的作用提供参考。

关键词： PP2A 植物发育激素信号转导逆境胁迫

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甘蓝型油菜光叶性状的遗传分析及基因定位

中国农业科学 2024年第4期57卷 650-662页

作者：关志林靳丰蔚刘婷婷王毅谭莹莹杨春慧李蕊彤王博刘克德董云甘肃省农业科学院作物研究所华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉基诺赛克科技有限公司

【目的】表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层，在植物抵御逆境方面发挥着重要作用，同时会影响光合作用和生长发育；甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一，研究表皮蜡质突变体的遗传机制，为实现油菜高产稳产提供参考。【... 详细信息

【目的】表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层，在植物抵御逆境方面发挥着重要作用，同时会影响光合作用和生长发育；甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一，研究表皮蜡质突变体的遗传机制，为实现油菜高产稳产提供参考。【方法】对油菜光叶突变体M8和普通蜡质叶中双11(ZS11)和C20的叶片表征进行记载，使用便携式植物光合作用测量系统测定叶片光合速率；利用M8和ZS11、C20分别杂交获得2个F1、自交构建2个F2分离群体，用于分析油菜光叶性状的遗传规律；选取M8和ZS11杂交的F2群体中光叶和蜡质叶表型单株分别进行混池，通过集团分离分析法结合靶向测序技术进行基因克隆，结合比较基因组和转录组数据进行候选基因预测，并通过RT-PCR验证候选基因。【结果】甘蓝型油菜光叶表型叶片气孔导度更大、光合效率更高；遗传分析表明M8光叶性状受1对基因控制，光叶相对蜡质叶为隐性。图位克隆将光叶控制基因定位至A08染色体0.134—0.699 Mb物理区间内。进一步分析发现，相比于ZS11，光叶突变体M8中A08染色体0.22—0.58 Mb区间存在大片段缺失，ZS11在该区段中的Bna A08G0006900ZS(Bna ***1)可能为光叶的候选基因，该基因编码一个Kelch-F-box蛋白，在ZS11叶片中表达量高而M8中未检测到，该基因缺失可能导致了M8光叶表型。【结论】甘蓝型油菜光叶新突变体M8相比野生型蜡质叶片光合速率更高，该光叶表型受1对隐性基因控制；图位克隆鉴定到光叶性状调控基因为Bna ***1，基因缺失产生了光叶表型。

关键词：甘蓝型油菜光叶蜡质图位克隆 BnaA08.SAGL1