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植物非经典生长素信号转导通路解析

生物技术通报 2020年第7期36卷 15-22页

作者：马军徐通达福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学与代谢组学研究中心福州350007

植物激素生长素参与调控植物生长发育的各个过程,包括胚胎发育、器官发生和向性运动等。植物通过协调生长素的合成代谢、极性运输以及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。生长素的功能依赖于其信号被感知后经由信号转导通路... 详细信息

植物激素生长素参与调控植物生长发育的各个过程,包括胚胎发育、器官发生和向性运动等。植物通过协调生长素的合成代谢、极性运输以及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。生长素的功能依赖于其信号被感知后经由信号转导通路转换为下游复杂多样的反应。经典的生长素信号转导通路阐明了细胞核内从SCF^TIR1/AFB受体到Aux/IAA蛋白的泛素化降解最终通过ARF转录因子调控基因转录的完整生长素响应过程。该核内信号通路揭示了生长素转录调控生长发育的诸多分子机制,但植物生长发育调控过程中仍有许多生长素响应过程无法通过该经典信号通路解析。重点阐述生长素非经典信号通路的调控机制及其对植物生长发育的重要作用,并讨论和展望生长素非经典信号通路研究目前所面临的挑战以及研究前景。

关键词： Aux/IAAs 转录调控非转录调控 TIR1/AFBs TMK类受体激酶

生长素通过MAPK介导的超长链脂肪酸合成调控侧根发育

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植物学报 2021年第1期56卷 6-9页

作者：黄荣峰徐通达福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福州350002

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联通路是真核生物中高度保守的重要信号系统,通过激酶逐级磷酸化传递并放大上游信号,进而调控细胞反应。MAPK信号通路不仅介导植物响应环境变化,而且在调节植物生长发育过程中发挥重要作用。近期,山东... 详细信息

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联通路是真核生物中高度保守的重要信号系统,通过激酶逐级磷酸化传递并放大上游信号,进而调控细胞反应。MAPK信号通路不仅介导植物响应环境变化,而且在调节植物生长发育过程中发挥重要作用。近期,山东大学丁兆军课题组研究发现,植物重要激素生长素能够通过激活MPK14调控下游ERF13的磷酸化,进而影响超长链脂肪酸的合成并调控侧根发育。该研究从全新的角度解析了侧根起始的新机制,并进一步证实生长素和古老的信号转导模块MAPKs相偶联的分子机制。侧根作为植物响应环境最重要的器官之一,MAPK信号通路在侧根发育过程中的功能解析可为阐明植物如何整合发育和环境信号提供新思路。

关键词： MAPK级联反应生长素超长链脂肪酸侧根发育

森林草莓FvZF-HD7基因的鉴定及表达分析

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西北植物学报 2020年第1期40卷 19-27页

作者：刘敏名川信吾福建农林大学园艺学院福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福州350002

锌指同源蛋白ZF-HD(zinc finger homeodomain)家族是植物中所特有的一类转录因子家族,在响应植物逆境胁迫,调控花发育以及种子寿命等方面具有重要作用,但其在草莓中的功能尚不清楚。该研究从森林草莓(Fragaria vesca)基因组数据库分离... 详细信息

锌指同源蛋白ZF-HD(zinc finger homeodomain)家族是植物中所特有的一类转录因子家族,在响应植物逆境胁迫,调控花发育以及种子寿命等方面具有重要作用,但其在草莓中的功能尚不清楚。该研究从森林草莓(Fragaria vesca)基因组数据库分离获得了10个ZF-HD家族的基因。进化树分析显示,按照亲缘关系远近该基因家族可分为6个不同的亚族;启动子顺式元件分析发现,该基因家族基因的启动子区域含有较多的逆境胁迫和激素响应相关的元件。荧光定量PCR检测发现,FvZF-HD7基因在花中的表达量显著大于其他基因;组织特异性表达分析表明,FvZF-HD7基因在花中表达量最高,在叶和茎中也有表达,在果实发育的前期表达量较高,而在果实发育后期急剧降低。利用森林草莓‘Yellow Wonder 5AF7’(YW)的cDNA成功克隆到FvZF-HD7基因,生物学信息学分析表明FvZF-HD7基因全长1083 bp,编码360个氨基酸;序列比对结果显示,其编码的蛋白质同时含有ZF以及HD保守结构域;蛋白质的相对分子质量为39153.89 Da,结构中富含α螺旋和无规则卷曲。成功构建表达载体pGWB5-FvZF-HD7,将目的基因载体转入烟草中,Confocal激光共聚焦显微镜观察发现,转基因烟草的细胞核中检测到GFP信号,表明FvZF-HD7蛋白定位于细胞核中。研究表明,FvZF-HD7可能广泛参与了植物花发育和逆境胁迫调控,为进一步分析森林草莓ZF-HD基因家族的功能奠定了理论与分子基础。

关键词：森林草莓生物信息学 FvZF-HD7 亚细胞定位基因表达

台湾红藜EMS突变体库的构建与初步表型鉴定

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分子植物育种 2021年

作者：闫佳慧李文强戴瑞卿宋时奎张燕子李志奇唐文鑫福建农林大学园艺学院福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心

为深入探究藜麦品种资源的丰富性与其内在的基因功能，利用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate， EMS)诱变处理台湾红藜种子，并对M2和M3代群体家系进行表型统计与筛选。以台湾红藜种子为材料，采用不同浓度EMS作为诱变剂(0，0.2%，0... 详细信息

为深入探究藜麦品种资源的丰富性与其内在的基因功能，利用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate， EMS)诱变处理台湾红藜种子，并对M2和M3代群体家系进行表型统计与筛选。以台湾红藜种子为材料，采用不同浓度EMS作为诱变剂(0，0.2%，0.6%，1%)分别处理6、12和18 h，通过统计种子出苗率筛选诱变的半致死剂量参数为0.6% EMS浓度处理18 h。采用该半致死剂量参数创建台湾红藜突变体库，观察并统计诱变群体的突变率。经诱变处理得到6 000份M1单株，选取其中400份M1单株进行种植鉴定，后代共获得709份发生一个到多个性状变异的突变株，主要包括茎秆、叶、穗、种子颜色、生育期以及其它变异类型。最终建立了台湾红藜的EMS诱变体系，获得对生产有利的突变体表型，为藜麦基因功能研究以及遗传育种改良提供了材料基础。

关键词：藜麦台湾红藜甲基磺酸乙酯(EMS) 诱变育种突变体库

大豆GmPIN2家族基因调控根系发育功能初探

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作物学报 2023年第1期49卷 24-35页

作者：梁政柯美玉陈志威陈栩高震福建农林大学生命科学学院福建福州350002 福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福建福州350002

生长素作为重要的植物激素之一。生长素的转运参与了植物各组织器官发育调控。在拟南芥中,生长素转运调控主要由PIN家族蛋白所介导,其中拟南芥AtPIN2主要通过介导生长素向基运输调控根的向重力性。大豆中PIN2家族蛋白及其功能研究尚未... 详细信息

生长素作为重要的植物激素之一。生长素的转运参与了植物各组织器官发育调控。在拟南芥中,生长素转运调控主要由PIN家族蛋白所介导,其中拟南芥AtPIN2主要通过介导生长素向基运输调控根的向重力性。大豆中PIN2家族蛋白及其功能研究尚未有报道。本研究通过构建系统进化树和蛋白质结构域分析发现,大豆GmPIN2a和GmPIN2b为AtPIN2的同源基因。组织表达分析研究发现,GmPIN2a和GmPIN2b在根、根瘤原基和根瘤等组织中高表达。GmPIN2a和GmPIN2b在根部主要表达在根尖表皮和外部皮层细胞,在根瘤中GmPIN2a、GmPIN2b均定位于根瘤基部维管束区,此外,GmPIN2a定位在根瘤顶部表皮及外皮层。利用基因编辑技术CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats/CRISPR associated 9)同时敲除GmPIN2a和GmPIN2b后发现,Gmpin2ab突变体根具有明显的重力缺失表型。与野生型相比,Gmpin2ab和35S::GmPIN2b的根面积和侧根长度显著降低,Gmpin2ab侧根夹角显著上升,而35S::GmPIN2b侧根夹角不变。综上所述,GmPIN2a和GmPIN2b通过介导生长素向基运输对大豆根型调控具有重要作用。本研究为深入探究大豆PIN蛋白介导生长素极性运输在根形态建成的作用机制奠定了一定研究基础。

关键词：大豆生长素 PIN蛋白根

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高氮抑制豆科植物结瘤固氮机制研究进展

生物技术通报 2019年第10期35卷 40-45页

作者：柯丹霞徐勤朕杨娜柏梦焱关跃峰福建农林大学资源与环境学院福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福州350002

豆科植物通过与根瘤菌共生,形成根瘤并进行生物固氮。豆科植物的结瘤固氮作用在农业上具有减肥增效、改良土壤等重大意义。然而,高氮会抑制豆科植物结瘤固氮,形成“氮阻遏”效应。着重论述了高氮抑制豆科植物结瘤的分子机制,包括氮素通... 详细信息

豆科植物通过与根瘤菌共生,形成根瘤并进行生物固氮。豆科植物的结瘤固氮作用在农业上具有减肥增效、改良土壤等重大意义。然而,高氮会抑制豆科植物结瘤固氮,形成“氮阻遏”效应。着重论述了高氮抑制豆科植物结瘤的分子机制,包括氮素通过结瘤自调控AON(Autoregulation of nodulation)信号、NLP(NIN-like protein)转录因子、植物激素信号等途径抑制根瘤数目和发育的最新进展;并探讨了高氮抑制根瘤固氮活性的假说及争议,包括亚硝酸盐毒性和碳饥饿等,以期为提高豆科植物应对“氮阻遏”效应提供理论基础。

关键词：硝酸盐豆科植物结瘤固氮抑制

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不同干燥温度对萎凋叶压制白茶饼品质的影响

食品科学 2022年第15期43卷 109-116页

作者：林冬纯魏子淳谭艳娉孙志琳余步贵俞晓敏孙云林宏政郝志龙福建农林大学园艺学院福建福州350002 福建政和瑞茗茶业有限公司福建政和353600 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福建福州350002 茶学福建省高校重点实验室福建福州350002

为探明不同干燥温度对萎凋叶压制白茶饼品质的影响,本研究采用顶空固相微萃取法结合气相色谱-飞行时间质谱联用技术及靶向代谢组学方法,研究了不同干燥温度(60、70、80、90、100℃)对萎凋叶压制白茶饼香气、糖组分、多酚类物质和氨基酸... 详细信息

为探明不同干燥温度对萎凋叶压制白茶饼品质的影响,本研究采用顶空固相微萃取法结合气相色谱-飞行时间质谱联用技术及靶向代谢组学方法,研究了不同干燥温度(60、70、80、90、100℃)对萎凋叶压制白茶饼香气、糖组分、多酚类物质和氨基酸等品质成分的影响。结果表明:萎凋叶压制白茶饼感官品质得分随干燥温度的升高呈先升后降的趋势,80℃干燥茶饼的感官审评得分最高,为90.2分。80℃和90℃干燥的白茶饼儿茶素总含量显著低于60、70、100℃干燥的白茶饼(P及愉悦香气物质的含量,更有利于品质形成,是萎凋叶压制白茶饼干燥的适宜温度。结果可为萎凋叶压制白茶饼加工工艺提供参考。

关键词：萎凋叶白茶饼干燥温度品质

草莓FvYABBY5.1表达特性和功能分析

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园艺学报 2022年第7期49卷 1458-1472页

作者：蔡建法莫雪莲管思聪陈栩薛程福建农林大学园艺学院福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福州350002 福建农林大学生命科学学院福州350002

在森林草莓中鉴定到5个YABBY家族基因,与其他蔷薇科植物进行系统发育树分析发现,YABBY家族成员被划分成5个亚族(INO、YAB2、YAB3、CRC、YAB5);各亚家族的外显子和内含子数量有所差异,但同一亚家族的数量相当;各蛋白基序之间离散程度差... 详细信息

在森林草莓中鉴定到5个YABBY家族基因,与其他蔷薇科植物进行系统发育树分析发现,YABBY家族成员被划分成5个亚族(INO、YAB2、YAB3、CRC、YAB5);各亚家族的外显子和内含子数量有所差异,但同一亚家族的数量相当;各蛋白基序之间离散程度差异较小,表明草莓YABBY家族成员生物学功能可能较为保守。组织特异性表达分析显示,FvYAB5.1在草莓匍匐茎的休眠芽与非休眠芽中表达水平差异显著。过量表达FvYAB5.1的转基因拟南芥叶片形态卷曲呈梭形,植株矮化,开花期推迟;茎尖分生组织(SAM)发育主效基因SHOOT MERISTEMLESS(STM)和KNAT2的表达水平受到显著抑制,生长素和细胞分裂素相关基因AtARF5、AtARR4、AtIPT7的转录表达水平明显升高,AtARR7和AtARR15的转录表达水平则受到了显著抑制。综合以上结果,推测FvYAB5.1可能通过调控细胞分裂素和生长素的拮抗关系,参与草莓匍匐茎节间SAM的发育过程,最终引起匍匐茎中休眠芽与非休眠芽的交替生长。

关键词：草莓 YABBY 匍匐茎茎尖分生组织

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基于不同栽培阶段金线莲的代谢组学分析

中国中药杂志 2017年第23期42卷 4624-4630页

作者：李瑞姿林军汪厦霞俞晓敏陈灿理关跃峰福建农林大学园艺学院福建福州350002 福建农林大学海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心福建福州350002 福州新奥生物技术有限公司福建福清350300

金线莲是传统的中药及保健品,其人工栽培分为组织培养和土壤栽培2个阶段,但后者对于金线莲保健功能成分的积累是否必要尚缺乏定论。该研究以组培至壮苗及组培壮苗后再经3个月土壤栽培的金线莲为试验材料,利用GC-TOF-MS和UPLC-Q-TOF-MS... 详细信息

金线莲是传统的中药及保健品,其人工栽培分为组织培养和土壤栽培2个阶段,但后者对于金线莲保健功能成分的积累是否必要尚缺乏定论。该研究以组培至壮苗及组培壮苗后再经3个月土壤栽培的金线莲为试验材料,利用GC-TOF-MS和UPLC-Q-TOF-MS对其代谢成分进行非靶向分析,找出了2个栽培阶段的差异代谢成分。结果表明,初级代谢产物中的醇类及有机酸等,在组培苗中含量较高。而寡糖、核苷类、酯类及次级代谢产物中黄酮类、萜类化合物含量在栽培苗中有明显提高。黄酮类和多糖被认为是金线莲的主要活性成分,因此土壤栽培对其有益成分的积累十分必要,经土壤栽培金线莲药用价值更高。

关键词：金线莲代谢组组培栽培 GC-TOF-MS UPLC-Q-TOF-MS