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甜玉米果皮厚度遗传分析及QTL定位

广东农业科学 2022年第8期49卷 21-28页

作者：蒋锋梁日朗闫艳梁泽恩黄正刚刘鹏飞仲恺农业工程学院农业与生物学院广东广州510225 广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广东广州510225

【目的】对甜玉米果皮厚度性状进行主基因+多基因遗传分析及QTL定位,研究甜玉米果皮厚度的遗传机理,选育优质甜玉米品种。【方法】选用果皮厚度差异显著的甜玉米自交系T15与T77配制杂交组合T77×T15。以该组合的F_(2)群体作为试验材料,... 详细信息

【目的】对甜玉米果皮厚度性状进行主基因+多基因遗传分析及QTL定位,研究甜玉米果皮厚度的遗传机理,选育优质甜玉米品种。【方法】选用果皮厚度差异显著的甜玉米自交系T15与T77配制杂交组合T77×T15。以该组合的F_(2)群体作为试验材料,采用主基因+多基因混合遗传方法进行遗传模型分析;结合F_(2)群体各单株的果皮厚度及SSR遗传连锁图谱,利用复合区间作图法对甜玉米果皮厚度进行QTL定位。【结果】甜玉米果皮厚度的最适模型为A-1,即受1对主基因控制的加性和部分显性的遗传模型,主基因遗传率69.10%。在第5、8染色体上分别检测出3个与果皮厚度相关的QTL,其中第5染色体bin5.04区域检测到2个QTL,分别位于标记区间bnlg150~bnlg653和bnlg653~bnlg1208,加性效应值分别为-2.39和-3.01;位于第8染色体的QTL在bin8.03~bin8.04区域,标记区间为umc1741~bnlg2046,加性效应值为-3.06,表型贡献率为22.02%。【结论】甜玉米果皮厚度以主基因效应为主,在育种实践中可在早期世代进行遗传改良选择。试验检测到的QTL可用于分子标记辅助选择和品质育种。

关键词：甜玉米果皮厚度主基因+多基因遗传分析 QTL定位

tsRNAs及其对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控

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科学通报 2022年第22期67卷 2616-2626页

作者：罗凯晴李晟昱郑召赖晓凤瞿梦卓李春梅万小荣仲恺农业工程学院广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广州510225

转运RNA(tRNA)衍生的小RNA(tRNA-derived small RNAs,tsRNAs)是一类新兴的保守非编码RNA,通常由在胁迫条件下发生的核酸内切酶切割t RNA前体或成熟t RNA而产生.tsRNAs主要有两种类型,即tRNA衍生的胁迫诱导RNA(tRNA-derived stress-induced RNAs,tiRNAs,也称为tRNA半分子(tRNA halves,tRHs))和t RNA衍生的片段(tRNA-derived fragments,tRFs),两者在成熟t RNA或tRNA前体的切割位点不同.tsRNAs在原核生物和真核生物中都广泛存在,呈现时空特异性表达模式以发挥其功能,它们的失调会引发内稳态失衡(homeostatic imbalance).越来越多的证据表明,tsRNAs主要通过调控基因表达的转录、转录后和翻译水平在各种生物学过程中发挥重要作用.因此,研究tsRNAs的生物学功能及其作用分子机制已成为小分子非编码RNA领域的一个新研究热点.本文主要综述了tsRNAs的分类、生物发生、特征和生物学功能方面的进展,重点介绍了tsRNAs对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控作用和植物tsRNAs的研究方法,并讨论了tsRNAs生物学的未来方向,特别是植物tsRNAs的研究方向,将促进对植物小分子非编码RNA的理解.

关键词：转运RNA(tRNA) tRNA衍生的小RNA(tsRNAs) 非生物胁迫植物

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水稻种子活力性状全基因组关联分析研究进展

江苏农业科学 2023年第3期51卷 16-21页

作者：杨彬周嘉润沈玉婷孙曼嘉吕凡黄伟聪郑奕雄万小荣仲恺农业工程学院/广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广东广州510225

水稻是我国最重要的粮食作物之一,提高其产量一直是水稻育种家的不懈追求。水稻种子活力是一个重要的农艺性状,与产量和品质等性状密切相关。因此,开展水稻种子活力关键基因挖掘,选育高种子活力的水稻品种,对我国目前水稻直播栽培模式... 详细信息

水稻是我国最重要的粮食作物之一,提高其产量一直是水稻育种家的不懈追求。水稻种子活力是一个重要的农艺性状,与产量和品质等性状密切相关。因此,开展水稻种子活力关键基因挖掘,选育高种子活力的水稻品种,对我国目前水稻直播栽培模式的推广应用,保障直播稻安全生产具有重要意义。全基因组关联分析(GWAS)是利用全基因组范围内大量的分子标记,以连锁不平衡(LD)为基础,用于研究动植物复杂数量性状遗传基础的一种高效方法。近年来,利用GWAS解析水稻种子活力自然变异的遗传基础取得了一定的进展。本文归纳了水稻种子活力表型鉴定的主要4类指标,概述了GWAS技术的研究优势及一般研究策略,重点介绍了近年来基于GWAS定位的水稻种子活力相关数量性状基因座(QTLs)及鉴定的10个水稻种子活力关键基因。最后,对目前GWAS解析水稻种子活力遗传基础存在的不足进行了剖析,并对今后种子活力相关性状的遗传研究提出了一些建议,以期为未来利用分子设计育种提高水稻种子活力提供理论参考。

关键词：水稻种子活力 GWAS QTLs 候选基因

长链非编码RNA调控植物生长发育与逆境胁迫响应研究进展

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浙江农业学报 2022年第9期34卷 2066-2076页

作者：李春梅万小荣关子盈赖晓凤罗凯晴刘凯仲恺农业工程学院农业与生物学院广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广东广州510225

长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类转录本长度大于200 nt的非编码RNA,其表达和保守性比编码蛋白的mRNA低,在动植物各个生物学过程中发挥重要作用。近年来,植物lncRNAs的作用和功能受到广泛关注。本文总结了lncRNAs调... 详细信息

长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类转录本长度大于200 nt的非编码RNA,其表达和保守性比编码蛋白的mRNA低,在动植物各个生物学过程中发挥重要作用。近年来,植物lncRNAs的作用和功能受到广泛关注。本文总结了lncRNAs调控植物生长发育和生殖,应对低温、干旱等非生物胁迫和病虫害等生物胁迫方面的功能,同时根据lncRNAs在基因组上的来源,分类讨论了不同来源lncRNAs的作用机制,为深入挖掘植物新的lncRNAs、功能验证与作用机制探究提供参考。

关键词：植物长链非编码RNA 生长发育胁迫分子机制

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超声波处理对小麦种子活力影响的转录组分析

中国农业大学学报 2022年第12期27卷 116-126页

作者：刘鹏飞麦嘉埼刘君李坪遥周捷成蒋锋仲恺农业工程学院农业与生物学院广州510225 广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广州510225

为分析超声波处理对小麦种子活力及相关基因表达的影响,设置不同时长超声波(0(CK)、10、20、30、40和50min)处理小麦种子,同时借助转录组测序技术筛选与小麦种子活力相关的差异表达基因,进行GO分类及KEGG富集分析。结果表明,超声波处理3... 详细信息

为分析超声波处理对小麦种子活力及相关基因表达的影响,设置不同时长超声波(0(CK)、10、20、30、40和50min)处理小麦种子,同时借助转录组测序技术筛选与小麦种子活力相关的差异表达基因,进行GO分类及KEGG富集分析。结果表明,超声波处理30min的小麦种子活力最高,且显著高于其他处理和CK。30min处理的小麦幼苗萌发0h的脯氨酸含量以及SOD、CAT、POD的活性均显著高于CK,萌发72h的幼苗SOD、CAT活性与脯氨酸含量均显著高于CK。转录组分析表明,与CK相比,超声波处理30min的小麦种子萌发0和72h共有1723个差异表达的基因。GO富集分析表明,在生物过程上,超声波处理对种子活力的影响主要集中在氧化还原过程、碳水化合物代谢过程、氧化应激响应与过氧化氢分解代谢过程;在细胞组分上,主要集中在胞外区、质外体、细胞壁和细胞外间隙等质膜外区域;在分子功能上,主要集中在氧化还原酶活性、单加氧酶活性和过氧化物酶活性。KEGG富集分析发现,富集最为显著的3个通路依次为谷胱甘肽代谢(ko00480)、代谢途径(ko01100)与色氨酸代谢(ko00380),其中谷胱甘肽代谢通路共富集32个差异表达基因(DEGs)。

关键词：超声波处理小麦种子活力转录组分析

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不同甜玉米品种苗期耐镉胁迫响应分析

分子植物育种 2022年第1期20卷 276-284页

作者：徐天成宿惠渊黄允陈李金林思远高紫微刘鹏飞孙伟仲恺农业工程学院农业与生物学院广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广州510225

为筛选耐镉性强的甜玉米品种并探究不同耐受性品种响应镉胁迫的差异,本研究以华南地区主推的12个甜玉米品种为材料,采用沙培的方法研究镉(Cd^(2+))处理对不同甜玉米品种两叶一心时期的苗高、主根长、总根数、鲜重、干重、叶片SPAD值等... 详细信息

为筛选耐镉性强的甜玉米品种并探究不同耐受性品种响应镉胁迫的差异,本研究以华南地区主推的12个甜玉米品种为材料,采用沙培的方法研究镉(Cd^(2+))处理对不同甜玉米品种两叶一心时期的苗高、主根长、总根数、鲜重、干重、叶片SPAD值等性状的影响。结果表明,不同遗传背景的甜玉米品种间耐镉性存在较大差异,测量的8个指标的耐镉指数间存在显著相关性。利用主成分分析得到1个综合指标可有效评价不同品种甜玉米的耐镉性,其贡献率为73.42%。采用聚类分析法将12个甜玉米品种分为敏感型(1个品种)、中间型(8个品种)和耐受型(3个品种)。其中,‘仲鲜甜102’、‘珠玉甜1号’和‘佛甜10号’3个品种耐镉性较强,可从中筛选镉低富集型品种运用于农业生产。同时,通过比较分析两个存在镉胁迫响应差异的品种间的表型变异,发现镉胁迫会破坏敏感型甜玉米玉米幼苗叶片中叶绿素的稳定,影响光合作用,进而减少生物量的积累,抑制生长发育。本研究为进一步解析甜玉米耐镉响应机制提供一定的参考。

关键词：镉胁迫耐镉指数品种幼苗甜玉米

镉胁迫对不同甜玉米自交系幼苗生长的影响及其相关简单重复序列分子标记初筛

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浙江农业学报 2022年第8期34卷 1582-1590页

作者：姜昊梁黄允梁绍芳谢梦晨徐天成宋芷婷向文文陈青春万小荣孙伟仲恺农业工程学院农业与生物学院广东广州510225 广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广东广州510225

为探究不同甜玉米自交系幼苗期对镉的响应差异,发掘与甜玉米苗期耐镉性状相关的分子标记位点,选取13份甜玉米自交系进行镉胁迫处理(Cd浓度为0.01 mol·L^(-1)),综合评价甜玉米幼苗生理指标差异,并寻找与甜玉米苗期耐镉性相关的简单重复... 详细信息

为探究不同甜玉米自交系幼苗期对镉的响应差异,发掘与甜玉米苗期耐镉性状相关的分子标记位点,选取13份甜玉米自交系进行镉胁迫处理(Cd浓度为0.01 mol·L^(-1)),综合评价甜玉米幼苗生理指标差异,并寻找与甜玉米苗期耐镉性相关的简单重复序列(SSR)分子标记。结果显示,从耐镉性判断,KY188、M114A为敏感型自交系,T96-4、M3、T35和T8-1为耐受型自交系。与对照处理相比:KY188(敏感型)经过镉胁迫处理后,叶绿素含量随时间推进显著(P<0.05)降低,苗高、总根数、根长、地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重、总鲜重、总干重分别显著(P<0.05)降低了18.87%、24.32%、21.13%、58.86%、2.04%、33.77%、26.11%、47.11%、14.29%;T96-4(耐受型)经过镉胁迫处理后,上述指标无显著变化。通过相关性分析,共检测到9个与甜玉米苗期耐镉性状相关的SSR标记,分别位于第2、3、4、5、6、8、9、10号染色体上。

关键词：镉胁迫主成分分析耐镉性简单重复序列分子标记甜玉米

维普期刊数据库评论

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维普期刊数据库

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超声波处理影响玉米种子活力的转录组分析

种子 2022年第4期41卷 20-28页

作者：刘鹏飞李坪遥刘君麦嘉埼周捷成梁日朗蒋锋仲恺农业工程学院农业与生物学院广州510225 广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广州510225

为了解析超声波对玉米种子活力影响的分子机理,采用超声波对糯玉米自交系N 51种子进行不同时长(0、5、10、15 min)的处理并进行萌发试验,筛选出显著影响种子活力的处理(10、15 min)与未处理(0 min)的自交系N 51为材料,并对其进行转录组... 详细信息

为了解析超声波对玉米种子活力影响的分子机理,采用超声波对糯玉米自交系N 51种子进行不同时长(0、5、10、15 min)的处理并进行萌发试验,筛选出显著影响种子活力的处理(10、15 min)与未处理(0 min)的自交系N 51为材料,并对其进行转录组测序分析。结果表明,超声波处理后的玉米种子活力均高于未处理的,发芽率呈现先上升后下降的趋势,其中在处理10 min时萌发率达到最高,处理36 h时萌发生长差异显著;转录组测序分析共筛选出差异基因1705个,先上调后下调的表达基因有857个,先下调后上调的表达基因有848个;差异基因被GO功能注释到生物进程、分子功能、细胞组成三个大类的92个亚类,与氧化还原过程、幼苗发育等密切相关;KEGG富集分析表明,主要涉及代谢、有机系统、细胞过程、遗传信息处理和环境信息处理相关的34条通路。说明超声波处理可能通过以上途径来提高种子活力。

关键词：超声波玉米种子活力转录组

甜玉米茎秆强度相关性状的数量性状基因座定位

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植物保护学报 2020年第5期47卷 1030-1037页

作者：刘鹏飞周富亮张金钰蒋锋仲恺农业工程学院农业与生物学院广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室广东广州510225

为选育抗倒伏玉米品种,挖掘甜玉米茎秆强度相关性状的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),应用复合区间作图法以甜玉米组合T49×T56的F2为作图群体,通过测定F2:3家系的茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度和茎秆弯折性能3个性状进行... 详细信息

为选育抗倒伏玉米品种,挖掘甜玉米茎秆强度相关性状的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),应用复合区间作图法以甜玉米组合T49×T56的F2为作图群体,通过测定F2:3家系的茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度和茎秆弯折性能3个性状进行相关性状的QTL定位。结果表明,遗传连锁图谱包含153个SSR标记位点,覆盖玉米基因组1 199.1 c M,平均图距7.83 cM。3个性状共检测到10个QTL,其中与茎秆穿刺强度相关的2个QTL位于第3、7染色体上,解释11.81%和22.15%的表型变异,与茎秆抗压强度相关的4个QTL位于第1、3、7染色体上,单个QTL可解释3.68%~33.26%的表型变异,与茎秆弯折性能相关的4个QTL位于第3、6、8染色体上,单个QTL可解释3.55%~18.58%的表型变异。第7染色体检测到1个同时控制茎秆穿刺强度和茎秆抗压强度2个性状的QTL,位于umc1015~umc1987标记区间,分别可解释11.81%和33.26%的表型变异,第3染色体检测到1个同时控制茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度、茎秆弯折性能3个性状的QTL,位于umc1400~dupssr23标记区间,分别可解释22.15%、13.27%和18.58%的表型变异。3个茎秆强度性状共同检测到的主效QTL,可在育种实践中用于分子标记辅助选择和抗倒伏玉米品种的选育。

关键词：甜玉米茎秆强度抗倒伏 QTL定位