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植物过氧化物酶体的代谢功能和蛋白质组成研究进展

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浙江大学学报(农业与生命科学版) 2024年

作者：张钰婵戴华鑫潘荣辉北京生命科技研究院中国烟草总公司郑州烟草研究院浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所

过氧化物酶体是真核生物中普遍存在的多功能细胞器。在植物中，过氧化物酶体具有极其丰富的初级和次级代谢功能，在植物的生长发育以及抗逆反应中发挥重要作用。因此，植物过氧化物酶体研究对提高农作物产量品质和防御能力都有重要意义... 详细信息

过氧化物酶体是真核生物中普遍存在的多功能细胞器。在植物中，过氧化物酶体具有极其丰富的初级和次级代谢功能，在植物的生长发育以及抗逆反应中发挥重要作用。因此，植物过氧化物酶体研究对提高农作物产量品质和防御能力都有重要意义。过氧化物酶体的代谢功能依赖于过氧化物酶体定位的蛋白，包括各种酶和负责物质运输的膜蛋白，因此，揭示过氧化物酶体的蛋白组成有利于了解其代谢功能。本文总结了植物过氧化物酶体的主要代谢功能，以及有关植物过氧化物酶体的蛋白质组研究，并对植物过氧化物酶体未来研究方向及其与农业的关系进行了展望。

关键词：过氧化物酶体植物代谢功能蛋白质组

大豆荚皮和种皮高表达的三个蔗糖合酶基因的表达与功能分析

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植物生理学报 2024年第7期60卷 1119-1131页

作者：黄俊铭傅旭军寿惠霞浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所杭州310058 浙江大学海南研究院种子工程与产业化团队海南三亚572000 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所杭州310021

蔗糖是高等植物光合产物的主要运输形式,蔗糖合酶(sucrose synthase,SUS)是一类糖基转移酶,在库组织同化产物的代谢中发挥关键作用,影响作物产量和品质。本研究前期通过RNA-Seq数据分析,发现大豆SUS5亚家族基因——GmSUS5a、GmSUS5b、Gm... 详细信息

蔗糖是高等植物光合产物的主要运输形式,蔗糖合酶(sucrose synthase,SUS)是一类糖基转移酶,在库组织同化产物的代谢中发挥关键作用,影响作物产量和品质。本研究前期通过RNA-Seq数据分析,发现大豆SUS5亚家族基因——GmSUS5a、GmSUS5b、GmSUS5c在豆荚和种子中高表达,但它们的时空表达模式和功能尚有待解析。生物信息学分析表明,3个GmSUS5s蛋白相似度在82.0%以上,编码840~845个氨基酸,定位于细胞质中。对不同发育阶段荚皮和种子取样分析表明,三基因在花后7周鼓粒期的荚皮与种皮中表达最高,以Gm SUS5a表达量最高。对基因编辑获得的GmSUS5单、双和三突变体进行了表型观察,发现GmSUS5突变体因豆荚和种胚糖供应不足,造成坐果困难花期延长。本研究明确了大豆GmSUS5s参与种子蔗糖供应,从而影响大豆种子的发育。研究结果为进一步研究大豆蔗糖合酶基因GmSUS5s的功能和作用机制奠定了基础。

关键词：大豆(Glycine max) 蔗糖合酶 GmSUS5 基因表达基因编辑

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基于表面等离子体共振的外泌体PD-L1蛋白检测技术

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第9期40卷 1300-1307页

作者：屈丽思彭宇彦俞泽涛叶子弘夏文强中国计量大学生命科学学院浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所

血清中可溶性程序性死亡-配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PD-L1）蛋白的存在形式包括外泌体表面、微囊泡表面以及分泌的游离形式等。前期研究表明，血清中外泌体表面PD-L1含量与多种癌症的预后评估显著相关，然而目前的常规... 详细信息

血清中可溶性程序性死亡-配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PD-L1）蛋白的存在形式包括外泌体表面、微囊泡表面以及分泌的游离形式等。前期研究表明，血清中外泌体表面PD-L1含量与多种癌症的预后评估显著相关，然而目前的常规检测方法通常将血清中所有可溶性PD-L1蛋白作为一个整体进行检测，无法有效分辨外泌体PD-L1与其他形式的PD-L1。本研究基于表面等离子体共振技术，建立了一种外泌体PD-L1的特异性检测方法。该方法首先通过抗体识别PD-L1蛋白，并将其捕获至检测芯片表面；再利用α-溶血素在外泌体膜上形成多个寡聚体，从而特异性检测外泌体PD-L1。该方法通过α-溶血素结合过程的信号变化对外泌体PD-L1含量进行检测，可以有效降低检测背景噪音并放大信号。使用α-溶血素放大信号前的线性范围为0.035～2.208 pg/mL，信号放大后的线性范围为0.004-0.552 pg/mL。方法学验证实验表明，该方法特异性、灵敏度和精密度良好，具有一定的临床应用前景。

关键词：外泌体程序性死亡-配体1 α-溶血素生物标志物

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杂交水稻不同穗萌程度种子质量差异与穗萌分级研究

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作物学报 2024年第9期50卷 2310-2322页

作者：贾舒涵何璨陈敏刘家欣胡伟民胡晋关亚静浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所种子科学中心浙江杭州310058 中国共产党富民县委员会组织部云南昆明650400 浙江大学海南研究院海南三亚572025

研究不同穗萌程度种子质量,对科学划分穗萌级别,优化穗萌指标计算方法至关重要。本试验以钱优0508(Qianyou 0508, QY0508)、Y两优689 (Y Liangyou 689, YLY689)两个籼型杂交水稻品种为材料,测定穗上不同穗萌程度种子的发芽指标,以及可... 详细信息

研究不同穗萌程度种子质量,对科学划分穗萌级别,优化穗萌指标计算方法至关重要。本试验以钱优0508(Qianyou 0508, QY0508)、Y两优689 (Y Liangyou 689, YLY689)两个籼型杂交水稻品种为材料,测定穗上不同穗萌程度种子的发芽指标,以及可溶性糖、可溶性蛋白含量等生理指标,以此评估不同穗萌程度水稻种子的发芽质量。同时,采用自然晾干和38℃烘干2种方式干燥穗萌种子,并将种子在低温和水淹2种逆境条件下发芽,探究实际生产中不同干燥处理对已穗萌种子质量的影响,及不同穗萌程度种子萌发抗逆能力的差异。此外,由于水稻种子通常在蜡熟末期至完熟初期为最佳收获期,期间均可能遭遇不良气候条件导致种子穗萌,因此本研究对不同成熟时期的穗萌种子质量也进行了探讨。通过鉴定穗上不同萌动程度的种子质量,提出了新的水稻穗萌分级方法,即完整饱满未萌动种子为0级,胚根凸起但稃壳未开裂的种子为1级,胚根露出且可见长度不足2mm的种子为2级,胚根可见长度大于2 mm的种子为3级。与0级种子相比,1~3级穗萌种子的发芽率均显著下降,不正常幼苗率显著增加,在低温、水淹逆境下,该现象更明显。相对而言, 38℃烘干方式对种子质量的影响较自然晾干小,而授粉后35 d (35 DAP)成熟度高的种子发生穗萌后对种子质量影响较授粉后25 d (25 DAP)成熟度低的种子小。本研究经过对不同穗萌程度种子质量的研究,提出了新的穗萌分级方法,对准确评估田间水稻穗萌水平有重要价值。

关键词：水稻穗萌分级穗萌率种子质量

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尖镰孢5-氧脯氨酸酶基因的鉴定及功能分析

中国农业科学 2024年第10期57卷 1915-1929页

作者：娄慧朱金成韩泽刚张薇石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆农垦科学院生物技术研究所/作物种质创新与基因资源利用兵团重点实验室浙江大学农业与生物技术学院/现代种业研究所

【目的】5-氧脯氨酸酶（5-oxoprolinase,OXP）是γ-谷氨酰循环中6种核心酶之一。鉴定尖镰孢（Fusarium oxysporum）5-氧脯氨酸酶基因，明确其与尖镰孢致病力的关系，为解析尖镰孢致病分子机制以及棉花枯萎病防治提供理论依据。【方法】... 详细信息

【目的】5-氧脯氨酸酶（5-oxoprolinase,OXP）是γ-谷氨酰循环中6种核心酶之一。鉴定尖镰孢（Fusarium oxysporum）5-氧脯氨酸酶基因，明确其与尖镰孢致病力的关系，为解析尖镰孢致病分子机制以及棉花枯萎病防治提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法从尖镰孢基因组中鉴定FoOXP，分析其基因结构、编码蛋白的结构域、染色体定位及进化关系。通过基因敲除突变株和回补菌株分析FoOXP2突变后尖镰孢的表型，并检测突变株和野生型菌株对棉花幼苗的致病力差异。利用寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术调查转化棉花的病级率及病情指数。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测棉花中真菌生物量和转化FoOXP2干扰片段的棉花茎中FoOXP2的表达量。【结果】在尖镰孢基因组中共鉴定出两个FoOXP(FoOXP1和FoOXP2)，其编码序列长度分别为4 080和3 921 bp，分别编码1 359和1 306个氨基酸，蛋白质分子量分别为14.90和14.07 kDa，理论等电点分别为5.73和5.30。FoOXP1蛋白定位于线粒体，FoOXP2蛋白定位于细胞骨架。FoOXP1位于染色体JH657921,FoOXP2位于染色体JH657938，未形成基因簇，其序列相似性为52.00%。系统发育分析发现，FoOXP1和FoOXP2分属于两个亚群。与野生型菌株相比，FoOXP2敲除突变株产孢量和孢子萌发率显著降低，穿透能力丧失，对刚果红和山梨醇的耐受力有所增强，但对细胞壁胁迫（SDS和CFW）、氧化胁迫（H2O2）和渗透胁迫（NaCl和KCl）更敏感。同时，对棉花的致病力显著下降。HIGS结果表明，接菌14和21 d后，FoOXP2基因沉默后的棉花植株发病明显减轻，其病情指数（17.3和40.2）显著低于对照（28.2和77.1）,FoOXP2表达量和真菌生物量显著低于对照。【结论】FoOXP2正向调控尖镰孢的致病力，推测其在宿主-病原体互作过程中发挥重要作用。

关键词：棉花尖镰孢枯萎病 5-氧脯氨酸酶寄主诱导的基因沉默

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极早熟无核葡萄新品种南太湖特早的选育

果树学报 2024年

作者：王莉竺啸恒殷益明魏佳贾惠娟浙江大学农业与生物技术学院果树科学研究所湖州市农业科学研究院

南太湖特早是从夏黑上无性系选育出的极早熟葡萄新品种，属三倍体欧美杂交种。在自然坐果情况下，果穗圆柱形、紧实，平均长度20 cm、平均宽度5 cm、平均穗质量250 g，果粒圆形、果粉厚，平均单果质量2.5～3.0 g、果形指数1.03，果皮紫... 详细信息

南太湖特早是从夏黑上无性系选育出的极早熟葡萄新品种，属三倍体欧美杂交种。在自然坐果情况下，果穗圆柱形、紧实，平均长度20 cm、平均宽度5 cm、平均穗质量250 g，果粒圆形、果粉厚，平均单果质量2.5～3.0 g、果形指数1.03，果皮紫黑、厚、无涩味，果肉浅紫色、质地紧密，风味甜，香味较浓、独具紫罗兰花香味，不含种子。经植物生长调节剂2次处理后，平均穗质量656.9 g，平均单果质量8 g。果肉汁液多，可溶性固形物含量（w，后同）17%～20%，可滴定酸含量0.5%～0.6%，糖酸比30，硬度4.2～4.6 kg·cm-2，维生素C含量6.36%，品质上。果实生育期100 d，在浙江长兴避雨栽培条件下，6月底至7月初成熟，冬芽平均萌芽率为77.7%，成枝率为90%。抗盐碱和酸性土壤能力强，高抗白粉病，抗灰霉病能力较夏黑弱。适宜在南方地区种植，第2年开花结果，丰产性好、平均666.7 m2产量为1 478.3 kg。

关键词：葡萄新品种芽变早熟南太湖特早

甜瓜耐低温胁迫QTL定位与KASP分子标记开发

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分子植物育种 2024年

作者：张梦益薄永明吕小龙张明方浙江大学农业与生物技术学院浙江大学海南研究院宁波微萌种业有限公司

低温是限制甜瓜生长发育的重要非生物胁迫因子，定位与甜瓜耐低温胁迫相关的QTL位点，对育种和生产具有重要作用。本研究以低温耐受甜瓜基因型‘LK’和低温不耐受甜瓜‘CC’为材料，杂交构建F2代分离群体，利用BSA-seq方法定位了甜瓜耐... 详细信息

低温是限制甜瓜生长发育的重要非生物胁迫因子，定位与甜瓜耐低温胁迫相关的QTL位点，对育种和生产具有重要作用。本研究以低温耐受甜瓜基因型‘LK’和低温不耐受甜瓜‘CC’为材料，杂交构建F2代分离群体，利用BSA-seq方法定位了甜瓜耐低温性状的QTLs。鉴定到一个候选区间（QTL: chr02:25 129 662～26 823 037），通过基因注释，推测区间内MELO3C017207为候选基因，其编码LYR家族Fe/S聚类生物发生蛋白，并依据该基因下游的SNP变异开发了可用于甜瓜耐低温分子标记辅助育种的KASP标记。

关键词：甜瓜低温胁迫 QTL定位 KASP分子标记

水稻OsNF-YC10自然变异及其与谷粒宽度的相关性

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中国水稻科学 2024年

作者：陈嘉乐于清涛郑琛凡汪庆谭瑗瑗陈百翠李承欣蒋萌舒庆尧浙江大学现代种业研究所/水稻生物育种全国重点实验室浙江大学海南研究院哈尔滨市农业科学院无锡哈勃生物种业技术研究院有限公司浙江大学新农村发展研究院

【目的】水稻谷粒宽度是粒型和粒重的重要决定因子，可影响水稻产量和稻米外观品质。迄今已发现大量基因突变可影响粒宽，但因突变存在其他显著负效应，真正具有育种价值的基因不多，挖掘新的粒宽基因特别是对品质和产量没有负效应的自... 详细信息

【目的】水稻谷粒宽度是粒型和粒重的重要决定因子，可影响水稻产量和稻米外观品质。迄今已发现大量基因突变可影响粒宽，但因突变存在其他显著负效应，真正具有育种价值的基因不多，挖掘新的粒宽基因特别是对品质和产量没有负效应的自然变异具有重要意义。【方法】通过小粒型籼稻（DR610）和大粒型粳稻（哈粳稻7号，HG7）的F2群体极端粒重个体的QTL-seq和已知影响粒型基因的联合分析，发现DR610的OsNF-YC10存在一个无义突变可能是其谷粒比HG7窄的原因。为探明OsNF-YC10变异与水稻粒宽的关系，我们对4000余份水稻种质中该基因的自然变异类型及其与粒宽的相关性做了分析。【结果】结果发现：OsNF-YC10存在10种主要的单倍型，其中，以HG7为代表的单倍型（Hap1）为粳稻中的高频单倍型（1464/1509）；以DR610为代表的单倍型（Hap5）在第1048位核苷酸发生了一个C(HapC)→T(HapT)无义突变，HapC型品种的粒宽（3.036 mm，n=1596）显著大于HapT型品种的粒宽（2.938 mm，n=309），表明该基因的自然变异显著影响水稻粒宽。进一步分析发现，Hap1和Hap5单倍型存在明显的粳、籼分化，后者主要分布在低纬度地区。最后，利用四引物ARMS-PCR，开发了一个区分C→T变异的分子标记，可用于粒型的分子标记辅助选择。【结论】本研究确定了OsNF-YC10的自然变异及其单倍型与粒宽的相关性，为粒宽的设计育种提供了重要参考。

关键词：粒型粒宽千粒重 QTL-seq 基因分型 Tetra-primer ARMS-PCR

基于BSA-seq的甜瓜绿色上中果皮QTL定位分析

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分子植物育种 2024年

作者：赵萌刘洁蔡玲敏张明方吕小龙浙江大学农业与生物技术学院蔬菜研究所种质创新与分子育种实验室浙江省宁波微萌种业有限公司

甜瓜果肉颜色是消费者关注的重要性状之一，定位与果肉颜色相关的QTL位点，对育种和生产具有重要作用。本研究以橙色果肉甜瓜‘MC1’和绿色果肉甜瓜‘MC2’进行杂交获得F2代分离群体(242个单株)，筛选极端性状单株构建DNA混池，采用BSA-... 详细信息

甜瓜果肉颜色是消费者关注的重要性状之一，定位与果肉颜色相关的QTL位点，对育种和生产具有重要作用。本研究以橙色果肉甜瓜‘MC1’和绿色果肉甜瓜‘MC2’进行杂交获得F2代分离群体(242个单株)，筛选极端性状单株构建DNA混池，采用BSA-seq方法，鉴定出1个主要的甜瓜绿色上中果皮性状调控关联区域，区间长度为1.891 Mb。结合基因注释、连锁分析，推测EVM0014729、EVM0008818、EVM0006857、EVM0013861和EVM0018063为候选基因。本研究为进一步了解甜瓜果肉颜色的遗传奠定基础，对选育高品质甜瓜品种有一定的帮助。

关键词：甜瓜果肉颜色 QTL定位 BSA-seq