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土壤含水量对玫瑰茄花青素含量及DFR基因表达水平的影响

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福建农林大学学报（自然科学版） 2025年第1期54卷 1-9页

作者：汪桦燕李静陈浩楠林荔辉方平平徐建堂张立武陶爱芬福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室/福建省作物设计育种重点实验室福建福州350002 北京林业大学林木遗传育种全国重点实验室北京100083

【目的】分析土壤含水量对玫瑰茄萼片花青素含量以及二氢黄酮醇⁃4⁃还原酶(DFR)基因表达水平的影响,为玫瑰茄栽培时的水分管理以及进一步明确DFR基因在花青素合成中的功能提供参考。【方法】以玫瑰茄品种‘广东早熟’为试验材料,分别设置... 详细信息

【目的】分析土壤含水量对玫瑰茄萼片花青素含量以及二氢黄酮醇⁃4⁃还原酶(DFR)基因表达水平的影响,为玫瑰茄栽培时的水分管理以及进一步明确DFR基因在花青素合成中的功能提供参考。【方法】以玫瑰茄品种‘广东早熟’为试验材料,分别设置了33%(极度干旱)、55%(轻度干旱)、80%(渍涝)3个土壤含水量处理,分别测定各处理下开花后10(前期)、20(中期)、30 d(后期)玫瑰茄萼片中花青素的含量以及5个DFR基因的表达量,并对花青素含量与DFR基因表达量的相关性进行了分析。【结果】(1)不同土壤含水量下,随着开花时间的推移,玫瑰茄萼片花青素含量均呈下降趋势,且开花前期与开花后期的差异显著;含水量为80%时,花青素含量下降幅度最大;开花前、中期,土壤含水量为33%的花青素含量明显低于土壤含水量为55%、80%的含量;开花后期,3个土壤含水量处理的花青素含量差异不显著。(2)不同土壤含水量下,DFR基因的表达量随着开花时间的推移呈现不同的变化趋势。土壤含水量为33%时,5个DFR基因的表达量高于其他两个含水量处理,且在开花后30 d显著上调,达到最高值,其中,DFR4表达量最高,DFR5表达量最低;土壤含水量为55%、80%时,5个DFR基因的表达量均较低。(3)土壤含水量为55%时,DFR4、DFR5表达量与花青素含量显著相关,表明其为调控花青素合成的关键基因。【结论】严重的干旱和渍涝都不利于玫瑰茄萼片花青素的合成;干旱胁迫促进了DFR基因的表达,而渍涝情况下DFR基因的表达受到了抑制;DFR4、DFR5基因为调控玫瑰茄花青素合成的关键基因。

关键词：玫瑰茄土壤含水量花青素二氢黄酮醇-4-还原酶基因表达

希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg3的功能研究

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华南农业大学学报 2025年

作者：段灵涛何九卿王莉陈炜伦祝一鸣周而勋华南农业大学植物保护学院/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室

【目的】研究希金斯炭疽病菌Colletotrichum higginsianum中自噬相关基因ChAtg3的作用。【方法】对ChAtg3进行序列、系统发育和表达模式分析，并观察其在C. higginsianum侵染拟南芥后的表达变化。通过根癌农杆菌介导的遗传转化技术，进... 详细信息

【目的】研究希金斯炭疽病菌Colletotrichum higginsianum中自噬相关基因ChAtg3的作用。【方法】对ChAtg3进行序列、系统发育和表达模式分析，并观察其在C. higginsianum侵染拟南芥后的表达变化。通过根癌农杆菌介导的遗传转化技术，进行ChAtg3基因的敲除和回补。【结果】拟南芥接种C. higginsianum 8 ～ 40 h内ChAtg3基因表达量显著上升。敲除该基因后的突变体（ΔChAtg3）自噬过程受抑制，其黑色素含量、产孢量、附着胞形成率和致病力均显著下降，但与野生型相比，菌丝生长和孢子萌发率并无显著变化。而通过基因回补，突变体CΔChAtg3在生物学表型和致病性上得以恢复。【结论】结果揭示了ChAtg3基因在希金斯炭疽病菌自噬过程、孢子产生和附着胞形成中的关键作用，是该病原菌致病力的关键调节因子。

关键词：希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg3 基因功能分析致病力

芦笋DUF247基因家族成员鉴定及表达分析

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生物技术通报 2025年

作者：李云宾黎玉萍成钦林春毛自朝刘正杰云南农业大学农学与生物技术学院云南省作物生产与智慧农业重点实验室

【目的】对芦笋全基因组DUF247家族进行鉴定与分析，为该基因家族特别是AoSOFF的性别决定的分子功能研究奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对芦笋中的DUF247基因家族成员进行鉴定，开展其各成员编码蛋白理化性质、聚类、蛋白保守结... 详细信息

【目的】对芦笋全基因组DUF247家族进行鉴定与分析，为该基因家族特别是AoSOFF的性别决定的分子功能研究奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对芦笋中的DUF247基因家族成员进行鉴定，开展其各成员编码蛋白理化性质、聚类、蛋白保守结构域、启动子中顺式作用元件及表达模式分析；利用实时定量PCR(RT-qPCR)和组织原位杂交技术验证芦笋性别决定基因AoSOFF的表达模式。【结果】芦笋中鉴定出24个DUF247基因家族成员，它们不均匀地分布在7条染色体上，且在不同器官中呈现差异表达。该家族成员编码蛋白的理化性质如氨基酸组成、分子量、理论等电点、不稳定系数和脂肪族系数等都存在差异。RT-qPCR和组织原位杂交结果表明，DUF247基因家族成员之一AoSOFF在芦笋雄花无性别分化早期的雌蕊、雄蕊以及花冠中均有较高表达，但在具性别分化早期开始降低表达；在两性花中的表达量较低；而在雌性芦笋各组织中表达极低或检测不到，说明AoSOFF在雄性芦笋中特异性表达，与芦笋性别决定中的雌性抑制功能密切相关。【结论】芦笋DUF247家族成员具有明显的保守性，在芦笋不同性别的不同组织中的表达模式存在显著差异，特别是AoSOFF是一个雄性专一性基因，其同源基因参与植物的自交亲和调控，预示其以自交不亲和类似的反应导致雌性发育的抑制。

关键词：芦笋 DUF247 AoSOFF 性别分化雄性专一性雌性抑制原位杂交

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谷物糊粉层发育的调控机制及其育种应用

中国水稻科学 2023年第5期37卷 459-469页

作者：王腾蛟陈忱扬州大学、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扬州225009

植物最外层胚乳细胞在种子发育过程中分化为糊粉层细胞,其在形态和生理功能上均显著区别于内胚乳细胞。与淀粉胚乳不同,糊粉层富含蛋白质、脂类、维生素、膳食纤维、矿质元素和抗氧化物等多种营养物质。同时,在种子萌发过程中,糊粉层细... 详细信息

植物最外层胚乳细胞在种子发育过程中分化为糊粉层细胞,其在形态和生理功能上均显著区别于内胚乳细胞。与淀粉胚乳不同,糊粉层富含蛋白质、脂类、维生素、膳食纤维、矿质元素和抗氧化物等多种营养物质。同时,在种子萌发过程中,糊粉层细胞能够分泌淀粉酶和蛋白酶分解种子内积累的储藏物质,为种子萌发提供能量。目前利用突变体材料,克隆了一些控制糊粉层细胞分化的关键基因,相关研究极大深化了我们对糊粉层细胞命运决定的认识。同时,由于糊粉层富含各种营养物质,增加糊粉层细胞层数可以作为改良谷物营养品质的一个重要手段。本文主要以水稻及其他谷类作物为例,系统介绍了糊粉层细胞分化和发育的过程,并对其遗传调控机制进行总结梳理,同时对利用糊粉层相关性状进行稻米品质改良可能存在的问题及其对策进行了探讨。

关键词：糊粉层糊粉层细胞分化遗传调控营养品质改良

NF-Y转录因子调控植物生长发育的功能研究进展

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植物生理学报 2022年第7期58卷 1191-1200页

作者：许婧牛百晓陈忱扬州大学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扬州225009

核因子Y (NF-Y)是普遍存在于不同生物中的一类转录因子复合体,包含NF-YA、NF-YB和NF-YC三个亚家族成员。对酵母和动物的研究显示, NF-YB和NF-YC可以在细胞质中形成二聚体后转入细胞核内,再与NF-YA形成异源三聚体,通过识别下游靶基因的CC... 详细信息

核因子Y (NF-Y)是普遍存在于不同生物中的一类转录因子复合体,包含NF-YA、NF-YB和NF-YC三个亚家族成员。对酵母和动物的研究显示, NF-YB和NF-YC可以在细胞质中形成二聚体后转入细胞核内,再与NF-YA形成异源三聚体,通过识别下游靶基因的CCAAT基序调控基因表达。NF-Y转录因子对植物的生长发育调控发挥着非常重要的作用,参与诸如种子发育、开花调控和逆境应答等重要生物学过程。然而,对于NF-Y转录因子在植物中的作用机制目前仍有争论。本文以单子叶模式作物水稻(Oryza sativa)为例,系统总结了近年来NF-Y转录因子的相关研究进展,并对植物中NF-Y转录因子参与的基因调控模式展开讨论,以期为相关研究提供新的观点和参考。

关键词： NF-Y转录因子水稻调控模式生长发育作用机制

水稻γ-氨基丁酸合成关键基因OsGADs响应砷毒害分析

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分子植物育种 2025年

作者：柴梦莹张艳丽陈萱唐海洋徐志鹏周慧曾凡荣陈光覃元邓锋林长江大学农学院涝渍灾害与湿地农业湖北省重点实验室农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建) 浙江省农业科学院数字农业研究所湖北洪山实验室

γ-氨基丁酸(GABA)是动植物中广泛存在的一种天然的非蛋白氨基酸。在植物中，GABA作为一种代谢物或信号分子在各种非生物胁迫响应过程中发挥重要作用。本研究发现，外源添加GABA能够显著缓解五价砷[As(V)]对水稻根系伸长的抑制作用，而... 详细信息

γ-氨基丁酸(GABA)是动植物中广泛存在的一种天然的非蛋白氨基酸。在植物中，GABA作为一种代谢物或信号分子在各种非生物胁迫响应过程中发挥重要作用。本研究发现，外源添加GABA能够显著缓解五价砷[As(V)]对水稻根系伸长的抑制作用，而三价砷[As(III)]对水稻根系伸长的抑制作用不明显，为了进一步阐明GABA在砷解毒过程中的作用机制，选择水稻内源GABA合成的关键酶谷氨酸脱羧酶(GAD)进行后续相关分析。从粳稻日本晴基因组中鉴定到5个谷氨酸脱羧酶(GAD)编码基因，即OsGAD1～OsGAD4和OsGDCi。转录组分析表明OsGAD1、OsGAD3和OsGDCi在根系中有较高丰度的表达，且其在根系中的表达受As(III)和As(V)诱导。在此基础上，通过Transgene Killer CRISPR基因编辑系统分别获得了OsGAD1、OsGAD3和OsGDCi的基因敲除纯合突变体株系各3个，还筛选到了3个纯合双突变体osgad3/osgdci和3个三突变体osgad1/osgad3/osgdci。通过比较2个OsGAD1突变体(osgad1-1， osgad1-2)与野生型在As(V)和GABA处理下的种子根伸长情况，发现敲除OsGAD1不会影响As(V)对的水稻根系的毒害作用，但OsGAD1的功能丧失抑制了外源GABA对As(V)毒害的缓解作用。总的来说，本研究发现GABA可有效缓解As(V)对植物的毒害作用，GABA合成关键酶GAD可能参与了内源与外源GABA协同缓解As(V)毒害的生理过程。

关键词： γ-氨基丁酸氨酸脱羧酶基因敲除根伸长砷

不同基质得率速溶普洱茶关键香气物质组成及其热释放规律分析

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现代食品科技 2025年

作者：袁雨奇吴雪娇徐瓦珍王志霞陈国和谢贺黄建安刘仲华王超湖南农业大学茶学教育部重点实验室国家植物功能成分利用工程技术研究中心天士力控股集团有限公司研究院农业农村部园艺作物基因资源评价利用重点实验室植物功能成分利用省部共建协同创新中心

通过控制浸提温度制备不同基质得率速溶普洱茶。采用感官审评、气相色谱-质谱仪、气相色谱-嗅闻仪及香气提取稀释法对普洱茶及速溶普洱茶香气品质进行分析，并计算稀释因子和气味活力值，从普洱茶中鉴定出关键香气物质13种，从不同基质... 详细信息

通过控制浸提温度制备不同基质得率速溶普洱茶。采用感官审评、气相色谱-质谱仪、气相色谱-嗅闻仪及香气提取稀释法对普洱茶及速溶普洱茶香气品质进行分析，并计算稀释因子和气味活力值，从普洱茶中鉴定出关键香气物质13种，从不同基质得率（6.54%、14.61%、20.32%、24.02%、27.41%）速溶普洱茶中分别鉴定出关键香气物质为7、8、8、10、10种。常压水中蒸馏分段回收冷凝液以考察关键香气物质在不同基质得率速溶茶中的释放规律，测定各关键香气物质峰面积，其变化趋势显著拟合（P<0.01=幂函数模型。根据峰面积随基质得率升高的变化趋势，将速溶茶关键香气物质分为5类。I类为增加速率呈先增后降的橙花醇、二氢猕猴桃内酯；II类为释放速率增大的芳樟醇、β-紫罗兰酮、1,2,3-三甲氧基苯、3,4,5-三甲氧基甲苯；III类为释放速率降低的3,4-二甲氧基甲苯、1,2,4-三甲氧基苯；IV类为释放速率呈先降后增趋势的α-紫罗兰酮；V类为与基质得率无关的香叶基丙酮。综上，各关键香气物质随基质得率升高呈不同释放规律。

关键词：速溶普洱茶基质得率关键香气物质香气释放规律

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植物有性生殖对高温胁迫的响应机制

作物学报 2023年第12期49卷 3143-3153页

作者：陈赛华仲伟杰薛明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大学农学院江苏扬州225009

极端高温天气频发,严重威胁农作物的生产。高温胁迫对有性生殖过程的影响与作物减产密切相关,解析其中的分子机制对于指导作物耐高温遗传改良具有重要意义。然而,与模式植物拟南芥相比,目前有关作物有性生殖过程中耐高温的相关研究十分... 详细信息

极端高温天气频发,严重威胁农作物的生产。高温胁迫对有性生殖过程的影响与作物减产密切相关,解析其中的分子机制对于指导作物耐高温遗传改良具有重要意义。然而,与模式植物拟南芥相比,目前有关作物有性生殖过程中耐高温的相关研究十分有限。本文从植物有性生殖过程出发,概述了在减数分裂、花粉绒毡层降解、小孢子发育、花粉管萌发与授精以及籽粒发育等一系列生殖发育过程中响应高温胁迫的分子机制。据此,我们提出了作物耐高温改良的可行策略,以期为耐高温品种的遗传改良提供理论依据。

关键词：植物有性生殖热胁迫响应分子机制耐热

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两个甘薯野生近缘种的比较基因组分析

植物遗传资源学报 2025年

作者：肖世卓许攀王珧戴习彬周志林曹清河江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/农业农村部甘薯生物学与遗传育种重点实验室兰州大学草地农业科技学院/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/农业农村部草牧业创新重点实验室

甘薯是重要的农作物，其野生近缘种数量庞大，蕴含着丰富的基因变异。本研究利用公开发表的、基因组组装质量较高的两个甘薯野生种进行了比较基因组分析。发掘了覆盖全基因组的1798184个SNP，同时还发掘了2076个易位和84个倒位，倒位中... 详细信息

甘薯是重要的农作物，其野生近缘种数量庞大，蕴含着丰富的基因变异。本研究利用公开发表的、基因组组装质量较高的两个甘薯野生种进行了比较基因组分析。发掘了覆盖全基因组的1798184个SNP，同时还发掘了2076个易位和84个倒位，倒位中包含2106个基因，富集分析显示这些基因主要富集于次级代谢产物的生物合成等通路。其中34段倒位的断点位于基因内部，可能影响到基因的结构。两个基因组之间存在10226个插入型和11411个缺失型的结构变异（SV），对这些SV进行了注释，并对可能影响基因功能或表达的SV进行了基因富集分析，结果发现这些可能受影响的基因主要富集于次级代谢产物的通路，DNA修复和复制等相关功能的基因也出现了富集。通过对两个野生种和其它近缘种共线性基因对的同义替换率（Ks）和四倍简并位点颠换率（4DTv）的统计，说明番薯属植物的共同祖先在发生了全基因组三倍化事件之后才分化成不同的种。以上研究将为甘薯野生近缘种优异变异的发掘和物种分化提供有力支撑。

关键词：甘薯野生近缘种比较基因组学