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油莎豆块茎特异性表达基因鉴定及分析

植物学报 2024年

作者：张向歌陈晨程珊李春鑫朱雅婧许欣然王会伟河南省农业科学院经济作物研究所

块茎是油莎豆(Cyperusesculentus)独特且极其重要的器官,富含油脂且具有与种子类似的繁殖能力,研究油莎豆块茎特异性表达基因对于解析其块茎特异性生长发育(尤其是油脂积累)的调控机理具有重要意义。通过对油莎豆主要器官(根、叶、分蘖... 详细信息

块茎是油莎豆(Cyperusesculentus)独特且极其重要的器官,富含油脂且具有与种子类似的繁殖能力,研究油莎豆块茎特异性表达基因对于解析其块茎特异性生长发育(尤其是油脂积累)的调控机理具有重要意义。通过对油莎豆主要器官(根、叶、分蘖节、匍匐茎和块茎)进行转录组测序,全面筛选块茎特异性表达基因,并分析相关基因功能。结果表明,分别以根、叶、分蘖节和匍匐茎为对照,经过多组比对分析后共鉴定出155个块茎特异性表达基因; GO富集分析显示,种子发育、种子油体合成、油脂储存、脱落酸响应、热激响应、非生物刺激响应和蛋白折叠相关的7个GO条目显著富集,这些GO条目涉及的基因恰好反映出油莎豆块茎独特的类似种子的发育特性。其中,CESC＿00080和CESC＿16572编码油体钙蛋白,CESC＿08636、CESC＿12549和CESC＿17828编码油体蛋白,均参与植物油体形成,而油体形成是植物完成油脂储存的关键步骤,表明这些油体形成相关基因在块茎中的特异性表达可能是油莎豆在块茎中储存大量油脂的关键所在。另外,本研究还筛选出8个块茎特异性表达转录因子编码基因,如CESC＿00448 (编码abscisic acid insensitive 5-like protein ABI5)和CESC＿03736 (编码heat stress transcription factor C),而鉴定到的块茎特异性表达基因中存在一些它们潜在的靶基因,表明这些转录因子可能调控各自靶基因的特异性表达。研究结果可为油莎豆块茎发育相关基因调控网络的构建以及块茎特异性基因表达的分子机制解析提供重要参考。

关键词：油莎豆块茎转录组测序特异性表达

陆地棉抗虫与抗草甘膦基因的分子聚合及经济性状相关分析

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作物学报 2024年第10期50卷 2637-2642页

作者：陈旭升赵亮狄佳春江苏省农业科学院经济作物研究所江苏南京210014

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为... 详细信息

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为杂交亲本,配置复交组合。在繁殖的复交分离群体后代,通过在苗床喷洒0.2%草甘膦,去除不抗草甘膦棉苗;并在大田不防治棉铃虫的条件下,筛选抗虫棉株。而后在实验室利用特异引物对抗虫基因与抗草甘膦基因进行分子跟踪检测,将同时具有Bt基因与GR79+GAT基因的单株繁殖成株系,经大田筛选获得9个抗虫兼抗草甘膦的优良品系。然后对育成品系进行产量比较试验,结果显示,其中品系BG-6不但实现了抗虫与抗草甘膦基因的聚合,而且该品系的皮棉产量水平较高、纤维品质表现良好:纤维长度达30.9 cm、比强度30.1 cN tex^(-1)、马克隆值4.9。对产量性状与纤维品质性状相关分析显示,只有衣分与棉纤维整齐度呈极显著负相关(r=-0.838**),其他产量性状与纤维品质性状均不存在显著相关性。文章最后得出结论:在复合杂交组合的分离后代,通过在苗床喷洒草甘膦筛选抗性棉苗,再结合大田不治虫筛选抗虫单株;而后在室内对2种抗性基因进行PCR分子跟踪检测,再在大田对产量性状与品质性状进行系统选育,可实现抗虫与抗草甘膦基因以及高产与优质性状的多元聚合。

关键词：陆地棉 Bt基因 GR79+GAT基因产量性状纤维品质相关分析

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四川三台县麦冬//玉米间作体系根际微生物多样性及功能分析

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微生物学通报 2024年

作者：孙小芳曾华兰刘勇何炼况再银代顺冬华丽霞蒋秋平四川省农业科学院经济作物研究所

【背景】麦冬//玉米间作是麦冬产区最主要的种植模式，解析该模式根际土壤微生物群落及功能，为利用栽培措施改良土壤生态环境及从土壤微生态学角度揭示麦冬//玉米间作生态种植机理提供理论依据。【目的】明确麦冬//玉米间作体系下根际... 详细信息

【背景】麦冬//玉米间作是麦冬产区最主要的种植模式，解析该模式根际土壤微生物群落及功能，为利用栽培措施改良土壤生态环境及从土壤微生态学角度揭示麦冬//玉米间作生态种植机理提供理论依据。【目的】明确麦冬//玉米间作体系下根际土壤微生物群落结构及功能。【方法】分别采集单作与间作麦冬、玉米根际土壤，采用Illumina-NovaSeq高通量测序技术对根际土壤中微生物群落结构和功能进行分析。【结果】间作显著提高麦冬株高及产量，而对玉米则影响较小。间作条件下，麦冬、玉米根际土壤细菌多样性与单作无显著差异，但麦冬根际真菌多样性提高，玉米根际真菌多样性降低。与单作相比，间作使麦冬根际放线菌门(Actinobacteriota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、Xenomyrothecium和赤霉属(Gibberella)的相对丰度降低，而富集了子囊菌门(Ascomycota)、毛霉门(Mucoromycota)、拟棘壳孢属(Pyrenochaetopsis)、根霉属(Rhizopus)、镰刀菌属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)、溶杆菌属(Lysobacter)和罗河杆菌属(Rhodanobacter)等。间作使玉米根际子囊菌门、脱硫杆菌门(Desulfobacterota)、粘菌门(Myxococcota)、小鬼伞属(Coprinellus)、镰刀菌属的相对丰度增加，枝孢菌科(Cladosporiaceae)等10个科和Xenomyrothecium以及赤霉属的数量则显著减少。在3种KEGG水平上，单、间作麦冬和玉米根际微生物各代谢通路的相对丰度均无显著性差异。间作使植物病原菌、土壤腐生生物和木质腐生生物共存功能群显著富集在麦冬和玉米根际，间作显著降低了寄生真菌功能群在玉米根际的相对丰度，而在麦冬根际中则显著提高。此外，间作条件下，植物病原菌功能群相对丰度在玉米根际显著降低，在麦冬根际则显著提高。【结论】麦冬//玉米间作促进麦冬生长，提高麦冬产量，对麦冬、玉米根际细菌群落结构和功能的影响较小，大部分菌属均无显著性差异，而真菌群落结构和功能则受种间互作的影响较大，大多数菌属表现出趋同和趋异显著性变化。

关键词：麦冬玉米间作根际微生物高通量测序

基于全基因组重测序的油莎豆InDel位点鉴定及分子标记开发

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种子 2024年第8期43卷 52-59页

作者：张向歌程珊陈晨朱雅婧李春鑫许欣然王树峰武林海王会伟河南省农业科学院经济作物研究所郑州450002

选取4种不同类型油莎豆种质资源进行全基因组重测序,以此全基因组水平鉴定油莎豆的InDel位点,并根据多态性InDel位点序列信息开发有效的分子标记。基于重测序数据与油莎豆参考基因组的序列比对,利用GATK和SAMtools软件共鉴定到321271个I... 详细信息

选取4种不同类型油莎豆种质资源进行全基因组重测序,以此全基因组水平鉴定油莎豆的InDel位点,并根据多态性InDel位点序列信息开发有效的分子标记。基于重测序数据与油莎豆参考基因组的序列比对,利用GATK和SAMtools软件共鉴定到321271个InDel位点,在油莎豆各个scaffold上呈现高密度分布,其中93%以上位点呈现出杂合类型。通过4种油莎豆种质间InDel位点的多态性分析,发现98%的InDel位点不具有多态性,最终鉴定出6036个多态性InDel位点。基于多态性InDel位点的插入/缺失序列长度分析,筛选出829个插入/缺失序列长度大于20 bp的多态性InDel位点,适用于开发可通过琼脂糖凝胶电泳检测的InDel分子标记。选择8个多态性位点进行InDel分子标记开发和琼脂糖凝胶电泳检验,结果表明,鉴定的多态性InDel位点真实可靠以及开发的InDel分子标记合适可用。本研究利用不同类型油莎豆种质鉴定出大量的多态性InDel位点,能够开发出适合、准确、有效的InDel分子标记,极大地丰富了油莎豆的分子标记资源,为油莎豆种质资源更加精确的评价、鉴定和利用提供可靠的技术支撑。

关键词：油莎豆种质资源全基因组重测序 InDel位点分子标记

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桑树代谢组学研究进展

蚕业科学 2024年

作者：张凤于翠董朝霞朱志贤胡兴明张成湖北省农业科学院经济作物研究所

代谢组学作为系统生物学的重要组成部分，是继基因组学、转录组学和蛋白组学之后新兴的一门学科，旨在研究生物体生长发育过程中，代谢产物的变化规律，揭示机体生命活动代谢的本质，在植物学研究中得到广泛关注。桑树是重要的经济树种... 详细信息

代谢组学作为系统生物学的重要组成部分，是继基因组学、转录组学和蛋白组学之后新兴的一门学科，旨在研究生物体生长发育过程中，代谢产物的变化规律，揭示机体生命活动代谢的本质，在植物学研究中得到广泛关注。桑树是重要的经济树种，适应区域广泛。桑叶、桑椹、桑枝等含有丰富的天然活性代谢产物，具有重要的药理和营养价值。代谢组学为研究桑树不同组织中天然活性代谢产物的积累、桑树适应逆境胁迫的物质基础以及天然活性代谢产物的开发提供重要的技术方法。本文简要介绍了植物代谢组学研究方法的进展，重点概述了桑树不同组织中代谢组的研究、逆境胁迫下桑树代谢组的研究以及桑树代谢组数据库的研究进展，并展望了桑树代谢组学的应用前景，为桑树天然活性代谢产物的综合利用以及选育抗逆桑树品种提供参考。

关键词：代谢组学桑树逆境胁迫多组学分析

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香菇新型培养料研究及生产应用进展

北方园艺 2024年第20期 125-130页

作者：孙波周洪英赵会长刘启燕吴建志王卓仁湖北省农业科学院经济作物研究所

从林木枝条、草本作物秸秆和农产品生产加工副产物等几个方面综述了香菇新型培养料的相关研究及生产应用进展，对现状和前景进行讨论，以期为新型培养原料替代传统木屑生产香菇提供参考依据。

关键词：香菇培养料生产应用研究进展

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红花新品种‘川红1号’

园艺学报 2024年第S2期 235-236页

作者：李钰叶霄曾静黄位年杨晓邓洁琼四川省农业科学院经济作物研究所

‘川红1号’是从四川简阳红花地方品种栽培群体的分离材料中经系统选育而成的红花新品种。一年生草本,果球扁平,苞叶少,花橘红色,开花集中,花平均产量339 kg·hm-2,羟基黄色素A(C27H32O16) 1.48%,山奈素(C15H10O6) 0.172%。种子平均产量... 详细信息

‘川红1号’是从四川简阳红花地方品种栽培群体的分离材料中经系统选育而成的红花新品种。一年生草本,果球扁平,苞叶少,花橘红色,开花集中,花平均产量339 kg·hm-2,羟基黄色素A(C27H32O16) 1.48%,山奈素(C15H10O6) 0.172%。种子平均产量2 642kg·hm-2,种子含油率24.2%。生育期211 d。耐旱、耐瘠、耐盐碱,适宜四川区域露地栽培应用。

关键词：红花系统选育品种

内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用

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河南农业科学 2024年第2期53卷 37-45页

作者：唐中杰谢德意于跃波房卫平路风银河南省农业科学院经济作物研究所河南郑州450002

为了综合利用内地棉区棉花资源,破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题,更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种,以160份内地棉区棉花资源为材料,在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定,采用相关分析、聚类分析等指... 详细信息

为了综合利用内地棉区棉花资源,破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题,更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种,以160份内地棉区棉花资源为材料,在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定,采用相关分析、聚类分析等指导新疆棉花育种亲本选配、系统选育,并应用GGE双标图对后代品系的丰产性、稳产性进行综合评价。结果表明,内地棉区棉花资源在新疆种植表现有地域性差异,来源地与新疆试点维度相近的生态区棉花资源有较好的适应性,其灰色聚类评估分也相应偏高。其中,78份优势棉花资源遗传变异丰富,在欧氏距离11.486处可划分为四大类群,以黄河流域棉区资源为主的第Ⅲ类群整体表现最好,可以作为新疆利用内地棉花资源的特征类群。主成分分析表明,第1主成分的特征值和方差贡献率最大,是与丰产性相关的综合因子,是综合衡量棉花资源优劣的依据。依据GGE双标图对以内地优势棉花资源为亲本的16个后代品系的丰产性、稳产性进行评价,优选出既高产又稳产的目标棉花品系M5。

关键词：棉花内地棉区种质资源评价新疆育种

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糖用甜菜倍性常用检测方法比较

分子植物育种 2024年第1期22卷 207-212页

作者：沙红高燕李思忠白晓山张立明潘竞海董心久新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091

了解种质资源和育种材料的倍性是开展甜菜育种工作的基础,筛选简便可靠的倍性检测方法有助于提高甜菜种质资源鉴定效率。本研究采用根尖染色体、叶片气孔保卫细胞叶绿体计数和流式细胞术这3种常用来检测倍性的方法,对4个糖用甜菜品种进... 详细信息

了解种质资源和育种材料的倍性是开展甜菜育种工作的基础,筛选简便可靠的倍性检测方法有助于提高甜菜种质资源鉴定效率。本研究采用根尖染色体、叶片气孔保卫细胞叶绿体计数和流式细胞术这3种常用来检测倍性的方法,对4个糖用甜菜品种进行倍性检测。结果表明利用糖甜菜根尖观察染色体时,更易观察到处于细胞分裂前期染色体,二倍体材料染色体18个,四倍体36个。二倍体材料叶片气孔保卫细胞叶绿体平均为16.13个,四倍体材料为22个;二倍体材料的G0/G1峰值平均为305 796.53,四倍体值为656 593.78。通过比较这3种倍性鉴定方法,认为染色体观察和流式细胞术的鉴定结果更加可靠,而叶片气孔保卫细胞叶绿体计数法容易受材料、外界环境和操作人员的影响,影响材料倍性的判断。相对于染色体观察法耗时、不易操作、专业性强,叶片气孔保卫细胞叶绿体计数和流式细胞术则方法简单、快速、可操作性强,在大量材料筛选时可优先考虑。本研究通过试验,分析比较3种倍性检测方法各自具备的优、缺点,为甜菜育种资源的鉴定和利用提供可靠方法。

关键词：甜菜倍性染色体叶绿体数流式细胞术

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