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黄麻U6启动子克隆及其转录活性分析

作物学报 2025年

作者：黄梦欣庄灵玲程佩佩李秦徐建堂陶爱芬方平平祁建民张立武福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/农业农村部闽台作物生物育种重点实验室/福建省作物设计育种重点实验室福建农林大学农业农村部东南黄红麻实验观测站/福建省麻类种质资源共享平台/福建省南方经济作物遗传育种与多用途开发国际科技合作基地

U6启动子是CRISPR/Cas9体系中驱动单向导RNA (single guide RNA， sgRNA)转录的重要元件，内源U6启动子相比外源U6启动子通常具有更高的启动效率。然而，目前黄麻内源U6启动子的研究还尚未见报道。本研究利用拟南芥保守的sgRNA AtU6-26... 详细信息

U6启动子是CRISPR/Cas9体系中驱动单向导RNA (single guide RNA， sgRNA)转录的重要元件，内源U6启动子相比外源U6启动子通常具有更高的启动效率。然而，目前黄麻内源U6启动子的研究还尚未见报道。本研究利用拟南芥保守的sgRNA AtU6-26序列，从黄麻“梅峰4号”基因组中克隆到相似性最高的CcU6.1与CcU6.3两个候选启动子。通过构建CcU6.1与CcU6.3分别驱动GUS报告基因的融合表达载体，利用农杆菌介导的转化法分别转染本氏烟草叶片和黄麻毛状根，通过GUS组织化学染色分析启动子的转录活性。同源比对结果显示，CcU6.1与CcU6.3启动子均具有影响U6启动子转录活性的2个必要元件USE和TATA box。GUS组织化学染色表明，黄麻这2个U6启动子均具有转录活性，但在烟草叶片和黄麻毛状根中CcU6.1启动子的转录活性均弱于CcU6.3启动子，荧光定量PCR进一步验证了这一结果。考虑到过长的U6启动子可能会削弱其转录活性，于是比较分析CcU6.3与AtU6-26启动子的顺式作用元件，发现CcU6.3启动子5′端截短后的序列即从转录起始位点至-550 bp位置，可能会进一步提高其转录活性。本研究率先在黄麻中克隆到具有较高转录活性的U6启动子CcU6.3，为构建黄麻属CRISPR/Cas9基因编辑系统提供了应用潜力的启动子。

关键词：黄麻 U6启动子 CRISPR/Cas9 本氏烟草毛状根转录活性

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

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不同香型安溪黄金桂风味品质解析

食品科学 2025年第5期46卷 263-271页

作者：任卫威张宇航郑玉成陈文贤林宏政徐梦婷陈谢勇陈百文叶乃兴福建农林大学园艺学院农作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002 武夷学院茶与食品学院福建武夷山354300 福建闻弦茶业有限公司福建安溪362400 福建省茶叶质量检测与技术推广中心福建福州350003

本研究采用感官评价、高效液相色谱、高效液相色谱-串联质谱及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱对不同香型安溪黄金桂中的主要风味品质成分进行分析。结果表明,安溪黄金桂具有“芬芳四溢、味醇甘美”的特征,不同香型安溪黄金桂的感官品质... 详细信息

本研究采用感官评价、高效液相色谱、高效液相色谱-串联质谱及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱对不同香型安溪黄金桂中的主要风味品质成分进行分析。结果表明,安溪黄金桂具有“芬芳四溢、味醇甘美”的特征,不同香型安溪黄金桂的感官品质各具特色,清香型黄金桂花果香清鲜持久、滋味鲜醇甘爽;浓香型黄金桂焙香浓郁有甜感、滋味浓醇甘爽。两种香型黄金桂共筛选出61种差异香气物质。基于气味活性值分析及香气特征影响(aroma character impact,ACI)值进一步分析,发现清香型黄金桂的甲基庚烯酮、水杨酸甲酯、正己醛和异戊醇的ACI值显著高于浓香型,推测上述物质为呈现清香、花香和果香的关键特征香气物质;浓香型黄金桂中的脱氢芳樟醇、桃金娘烯醇、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪、2-乙酰基-3-甲基吡嗪、柠檬烯和藏红花醛ACI值显著高于清香型,推测上述物质为呈现烘焙香、花香和果香的关键特征香气物质。本研究初步探明了不同香型安溪黄金桂品质化学特征及其香气形成的物质基础,可为阐明安溪黄金桂风味品质特征提供科学依据。

关键词：安溪黄金桂香型滋味香气

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水稻低世代材料碱消值评价方法初探

亚热带农业研究 2025年

作者：李诗颖朱苏明赵锦祥卢小转毛大梅陈志伟官华忠福建农林大学作物遗传育种与综合利用省部共建教育部重点实验室/福建农林大学福建省作物设计育种重点实验室

[目的]初步探索水稻低世代材料糙米碱消值的评价方法,为育种上快速获得高碱消值材料提供参考。[方法]设置9个KOH浓度和消解时间的处理组合对糙米进行碱消值鉴定,并与精米碱消值进行相关分析,筛选最优处理组合;再将该处理组合应用于F3株... 详细信息

[目的]初步探索水稻低世代材料糙米碱消值的评价方法,为育种上快速获得高碱消值材料提供参考。[方法]设置9个KOH浓度和消解时间的处理组合对糙米进行碱消值鉴定,并与精米碱消值进行相关分析,筛选最优处理组合;再将该处理组合应用于F3株系的糙米碱消值鉴定,并以F3:4家系的糙米碱消值和分子标记加以验证。[结果]9个处理中,0.45mol·L-1KOH+消解24 h处理的糙米碱消值与精米碱消值相关性最高,为0.81;该方法对F3和F3:4的糙米鉴定结果一致,且ALK基因功能标记验证结果与表型鉴定结果相一致。[结论]用0.45 mol·L-1KOH+消解24 h处理的糙米碱消值间接测定糊化温度的方法可靠,具有简便、高效并相对准确的特点,适合水稻低世代材料糊化温度的快速鉴定。

关键词：水稻糊化温度碱消值分子标记

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水稻籼粳交后代茎秆抗倒性状的遗传效应分析

中国农学通报 2025年第6期41卷 1-9页

作者：凌波李相宜梁莹莹王泓超陈小玲谢展文张玉婷程祖锌林荔辉福建农林大学作物红遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002

水稻抗倒伏性状是一个复杂性状,剖析其遗传效应,对提高水稻抗倒伏能力具有参考价值。本文旨在通过植物数量性状的加性-显性遗传模型,探讨水稻抗倒伏性状的遗传效应。以籼粳杂交后代为研究对象,分析了16个抗倒伏性状的遗传方式和遗传参... 详细信息

水稻抗倒伏性状是一个复杂性状,剖析其遗传效应,对提高水稻抗倒伏能力具有参考价值。本文旨在通过植物数量性状的加性-显性遗传模型,探讨水稻抗倒伏性状的遗传效应。以籼粳杂交后代为研究对象,分析了16个抗倒伏性状的遗传方式和遗传参数。研究发现,9个性状的加性方差占遗传主效应比率变幅为49.9%~72.1%,7个性状的显性方差占遗传主效应比率变幅为48.2%~87.1%,9个性状的加性方差和显性方差占表现型方差均达显著或极显著水平,受基因加性效应和显性效应共同控制。基部抗折力、鞘叶厚度等8个性状与倒伏指数呈负相关,有利于提高基部抗折力和水稻抗倒能力。籼粳中间型亲本的抗倒伏性状杂种优势强,育种价值高,有效利用各性状的遗传特点,对培育抗倒伏的籼粳杂种具有重要指导意义。

关键词：水稻抗倒伏茎秆物理性状茎秆解剖结构性状遗传效应加性-显性模型杂种优势

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多环境下花生含油量遗传及QTL定位分析

作物学报 2025年第2期51卷 324-333页

作者：胡朋举郭颂宋亚辉金欣欣苏俏杨永庆王瑾河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物遗传育种重点实验室河北石家庄050035 河北农业大学农学院河北保定071001

高油是培育优质花生品种的关键指标之一,揭示多环境下花生含油量的遗传机制,挖掘提升花生含油量的遗传位点,为高油花生育种提供依据。本研究以冀花6号和开选01-6构建的重组自交系(RIL)为材料,在6个环境下对花生含油量进行遗传解析和QTL... 详细信息

高油是培育优质花生品种的关键指标之一,揭示多环境下花生含油量的遗传机制,挖掘提升花生含油量的遗传位点,为高油花生育种提供依据。本研究以冀花6号和开选01-6构建的重组自交系(RIL)为材料,在6个环境下对花生含油量进行遗传解析和QTL定位分析。结果显示,RIL群体含油量在6个环境下的偏度和峰度绝对值均小于1,广义遗传率为0.799,表明该群体含油量表型变异主要由多基因数量位点决定。共检测到18个与含油量相关的QTL, LOD值为13.62~22.58,可解释3.18%~14.83%的表型变异,其中qOC_8-1是最稳定的主效QTL,增效基因来源于冀花6号。多环境下QTL联合分析结果显示,共检测到11个与含油量相关的QTL, LOD值为5.59~16.87,可解释2.32%~7.69%的表型变异, 7个QTL增效基因来源于冀花6号, 4个位点的增效基因来源于开选01-6。此外,还检测到9对上位性效应QTL,共涉及13个遗传位点。这些互作QTL位点的LOD值为8.54~10.90,上位性效应QTL对表型贡献率为1.91%~2.55%。综上表明,花生含油量受多个遗传位点调控, qOC_8-1是具有育种价值的QTL,不同遗传位点间存在互作效应。研究结果为今后精细化分子育种工作提供了必要信息。

关键词：花生含油量重组自交系多环境 QTL

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金牡丹不同茶类夏秋茶香气品质差异分析

食品科学 2025年第2期46卷 171-182页

作者：唐梦婷廖献盛吴先寿魏明秀郑玉成金珊张见明叶乃兴福建农林大学园艺学院农作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002 武夷学院中国乌龙茶产业协同创新中心福建武夷山354300 福建谦谦一叶茶业科技有限公司福建寿宁355500 寿宁县茶产业发展中心福建寿宁355500

以‘金牡丹’品种夏、秋季嫩梢为原料,分别加工成绿茶、黄茶、白茶、乌龙茶及红茶,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对夏、秋季的5类茶中的挥发性代谢物进行测定和分析。结果表明,夏茶中鉴定出522种挥发性代谢物,以萜类、酯类... 详细信息

以‘金牡丹’品种夏、秋季嫩梢为原料,分别加工成绿茶、黄茶、白茶、乌龙茶及红茶,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对夏、秋季的5类茶中的挥发性代谢物进行测定和分析。结果表明,夏茶中鉴定出522种挥发性代谢物,以萜类、酯类及醇类为主;秋茶中鉴定出502种挥发性代谢物,以萜类、酯类和杂环化合物为主。香气活性值分析表明,β-紫罗兰酮、α-紫罗兰酮、癸醛、苯甲酸甲酯、香叶醇等是金牡丹绿茶的关键呈香物质;β-紫罗兰酮、2-乙氧基-3-甲基吡嗪、癸醛、苯甲酸甲酯、香叶醇等是金牡丹黄茶的关键呈香物质;香叶醇、苯乙醛、水杨酸甲酯、(E)-芳樟醇氧化物、2-乙氧基-3-甲基吡嗪等是金牡丹白茶的关键呈香物质;吲哚、苯甲酸甲酯、苯乙醛、香叶醇、(E)-芳樟醇氧化物等是金牡丹乌龙茶的关键呈香物质;香叶醇、芳樟醇、苯乙醛、苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯等是金牡丹红茶的关键呈香物质。秋茶中呈香物质的贡献、种类与数量均多于夏茶,其中,香叶醇、水杨酸甲酯、苯乙醇等42种关键呈香物质在秋季样品中香气活性值均高于夏季。整体而言,金牡丹茶以花香类为主要香型,秋茶香气品质显著优于夏茶,香叶醇、芳樟醇、2-乙氧基-3-甲基吡嗪、苯甲酸甲酯等14种挥发性代谢物为金牡丹茶品种的关键香气物质。

关键词：金牡丹不同茶类夏秋茶香气品质香气活性值

视蛋白基因LW-opsin突变影响小菜蛾的生长发育和繁殖能力

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昆虫学报 2025年第1期68卷 82-88页

作者：陈韶萍邱荣洲池美香陈燕婷杨广福建省农业科学院植物保护研究所福建省作物有害生物监测与治理重点实验室福州350013 福建农林大学农业农村部闽台作物有害生物综合治理重点实验室福州350002 福建农林大学福建省高等学校害虫绿色防控重点实验室福州350002 福建农林大学农林生物安全全国重点实验室福州350002

【目的】小菜蛾Plutella xylostella是世界性的十字花科蔬菜害虫。本研究旨在明确视蛋白基因LW-opsin突变对小菜蛾生长发育和繁殖能力的影响,为开发小菜蛾遗传防控新靶标提供理论依据。【方法】实验室条件下,利用年龄-龄期两性生命表测... 详细信息

【目的】小菜蛾Plutella xylostella是世界性的十字花科蔬菜害虫。本研究旨在明确视蛋白基因LW-opsin突变对小菜蛾生长发育和繁殖能力的影响,为开发小菜蛾遗传防控新靶标提供理论依据。【方法】实验室条件下,利用年龄-龄期两性生命表测定小菜蛾野生型品系G88和LW-opsin突变品系LW-13的发育历期、存活率、繁殖力、生命期望值和生命表参数。【结果】LW-opsin突变延长了小菜蛾成虫前历期[G88:(12.45±0.06)d;LW-13:(13.45±0.25)d]和总产卵前期[G88:(12.59±0.08)d;LW-13:(13.57±0.30)d],缩短了成虫寿命[G88:(6.84±0.02)d;LW-13:(5.73±0.07)d]和产卵期[G88:(6.09±0.10)d;LW-13:(5.14±0.34)d]。LW-opsin突变降低了小菜蛾幼虫、蛹和成虫的存活率。G88品系种群特定年龄存活率从18日龄起开始急剧下降,LW-13品系种群特定年龄存活率则在4日龄时已降至25%。LW-opsin突变降低了种群特定年龄繁殖值、特定年龄-龄期生命期望值、内禀增长率[G88:(0.31±0.01)d^(-1);LW-13:(0.15±0.03)d^(-1)]、周限增长率[G88:(1.36±0.01)d^(-1);LW-13:(1.16±0.03)d^(-1)]和净增殖率(G88:79.79±8.84;LW-13:10.26±3.84),延长了平均世代周期[G88:(14.20±0.06)d;LW-13:(15.67±0.16)d]。【结论】视蛋白基因LW-opsin突变影响小菜蛾的生长发育,降低其存活率和繁殖能力。

关键词：小菜蛾视蛋白突变品系生长发育繁殖生命表

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中国小麦远缘杂交与染色体工程育种的理论与实践

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遗传 2025年

作者：郑琪赵李李滨李宏伟吉万全张学勇中国科学院遗传与发育生物学研究所中国农业科学院作物科学研究所西北农林科技大学

小麦是我国仅次于水稻的口粮作物,在保障国家粮食安全中占有重要地位。普通小麦(Triticum aestivum)是异源六倍体,拥有众多野生、半野生近缘植物,为其遗传改良提供了丰富的基因资源。我国小麦远缘杂交与染色体工程育种工作始于20世纪50... 详细信息

小麦是我国仅次于水稻的口粮作物,在保障国家粮食安全中占有重要地位。普通小麦(Triticum aestivum)是异源六倍体,拥有众多野生、半野生近缘植物,为其遗传改良提供了丰富的基因资源。我国小麦远缘杂交与染色体工程育种工作始于20世纪50年代,历经30多年的学习、探索和实践,于80年代形成了比较完善的小麦染色体工程理论和技术体系,后经外源染色体片段分子鉴定技术的不断改良,特别是在国家项目持续支持下,我国学者近些年完成了多个外源抗病基因的克隆和机理解析,极大地提升了我国在这一领域的研究水平和国际影响。以李振声院士为代表的老一辈科学家为我国小麦远缘杂交与染色体工程育种的建立、发展和壮大做出了杰出贡献。李振声院士也因其在该领域的突出贡献于2024年国庆前夕被授予“共和国勋章”。本文以我国小麦远缘杂交和染色体工程育种发展的历史为主线,概括总结了老一辈科学家的贡献与成就,并对最近5年的突出进展进行了简要梳理,以致敬先辈、激励来者,为种质资源的创新、外源基因的转移、克隆及利用继续努力工作。

关键词：小麦远缘杂交染色体工程育种基因克隆