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植物生长和胁迫响应的脂质组学解析:脂质调控综览

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基因组学与应用生物学 2024年第5期43卷 738-754页

作者：沈梦千安昌秦源郑平福建农林大学生命科学学院海峡联合研究院福建省海峡植物应用系统生物学重点实验室福州350002 广西大学农学院南宁530004

脂质组学是一种新的代谢组学技术。脂质作为生命体中重要的化合物,在调节植物应答各种非生物和生物胁迫中有着重要作用。脂质代谢参与各种生殖发育进程,如胚芽和胚珠发育、愈伤组织诱导、开花等,并且在各种植物的不同组织中都存在,无论... 详细信息

脂质组学是一种新的代谢组学技术。脂质作为生命体中重要的化合物,在调节植物应答各种非生物和生物胁迫中有着重要作用。脂质代谢参与各种生殖发育进程,如胚芽和胚珠发育、愈伤组织诱导、开花等,并且在各种植物的不同组织中都存在,无论是花粉还是种皮、胚珠。长期以来,脂质代谢都是解析植物生长发育分子机制的重要研究内容。本综述介绍了脂质组学贯穿于植物的研究领域,重点归纳和总结了植株在响应各种胁迫下脂质重塑,以及植物所可能受到的形态和生理功能的影响。

关键词：脂质组代谢组学胁迫响应植物

百香果(Passiflora edulis)R2R3-MYB基因家族的结构和功能分析

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果树学报 2024年第1期41卷 12-29页

作者：张丹郑平邓彪柴改凤安昌邓考张文斌陆宇明卢翔宇王小媚秦源福建农林大学生命科学学院福州350002 广西壮族自治区农业科学院园艺研究所南宁530007 福建农林大学海峡联合研究院福州350000 龙岩市新罗区良种繁育场福建龙岩364000

【目的】探究R2R3-MYB转录因子在代谢、发育等多种生物学过程中发挥的调控作用。对百香果R2R3-MYB基因家族进行表达分析并探究其在花果发育过程中的调控机制,对深入研究R2R3-MYB转录因子在百香果中的生物学作用中具有重要意义。【方法... 详细信息

【目的】探究R2R3-MYB转录因子在代谢、发育等多种生物学过程中发挥的调控作用。对百香果R2R3-MYB基因家族进行表达分析并探究其在花果发育过程中的调控机制,对深入研究R2R3-MYB转录因子在百香果中的生物学作用中具有重要意义。【方法】基于百香果全基因组数据,通过HMM搜索对R2R3-MYB家族成员进行筛选鉴定,并利用实时荧光定量PCR分析其在百香果花不同组织中的表达模式。【结果】从百香果基因组中鉴定出99个R2R3-MYB基因,根据系统进化分析将其分为36个亚组。99个R2R3-PeMYB基因随机分布在9条百香果染色体上。基序和基因结构分析表明,R2R3-PeMYB在同一亚组中具有相对保守的结构特征。共线性分析表明,片段复制事件促进了百香果R2R3-MYB家族的扩张。基于转录组数据和qRT-PCR分析,发现R2R3-PeMYB基因在百香果花的不同组织的不同发育阶段中表现出差异的表达模式,说明R2R3-PeMYB基因在花不同组织和果实的发育过程中发挥重要作用,尤其是PeMYB62和PeMYB63在百香果果皮转色期的高表达,说明其可能参与百香果花青素的合成。同时8个R2R3-PeMYB基因在非生物胁迫(冷、热、盐和渗透压)下也表现出不同的反应,说明R2R3-PeMYB基因还受到非生物胁迫的诱导。【结论】鉴定了99个R2R3-PeMYB基因家族成员,发现其在百香果花果发育和胁迫诱导方面发挥重要作用,为今后研究百香果R2R3-MYB基因在花果发育中的功能和进化提供了有价值的线索。

关键词：百香果 R2R3-MYB转录因子系统发育分析花果发育

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百香果SUS基因家族鉴定与表达分析

江苏农业科学 2024年第11期52卷 45-51页

作者：包雨莹彭先蕊潘若云任锐方庭福建农林大学园艺学院/福建农林大学园艺植物遗传育种研究所福建福州350002

百香果(Passiflora edulis Sims)虽原产热带地区,但高温也会影响其开花坐果,进而影响产量。果实糖含量不仅影响果实风味品质,还可以作为渗透调节物质参与高温、干旱、盐害等逆境胁迫。蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)是蔗糖代谢的关... 详细信息

百香果(Passiflora edulis Sims)虽原产热带地区,但高温也会影响其开花坐果,进而影响产量。果实糖含量不仅影响果实风味品质,还可以作为渗透调节物质参与高温、干旱、盐害等逆境胁迫。蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)是蔗糖代谢的关键酶之一,在植物糖积累及非生物胁迫响应中具有重要功能。对百香果SUS基因家族成员进行鉴定和生物信息学分析,并分析其在低温胁迫下的表达变化。运用生物信息学方法,对百香果蔗糖合成酶基因进行全基因组鉴定与基因结构、系统发育关系、蛋白质保守功能域、染色体定位分析,利用转录组数据分析其表达模式,利用qRT-PCR技术分析其在高温处理下的表达。结果显示,百香果中包含5个SUS基因,分布在4条染色体上,外显子数量为13~15个。5个SUS基因家族成员可分为三大类,即SUSⅠ、SUSⅡ、SUSⅢ,百香果SUS基因家族成员启动子中含有激素响应、逆境响应相关的顺式作用元件。表达模式分析表明,PeSUS3基因在百香果叶片和果皮中的表达量均较高。qRT-PCR分析表明,PeSUS1、PeSUS2基因在高温处理后表达量显著下降,PeSUS5基因表达量显著性上升,说明PeSUS1、PeSUS2、PeSUS5基因可能在百香果高温胁迫中发挥重要的调控作用。

关键词：百香果蔗糖合酶高温胁迫表达分析

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8个西番莲品种的开花特性与花粉柱头形态观察

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分子植物育种 2024年第1期22卷 213-221页

作者：杜路淼邓彪王小媚张丹安昌秦源蔡昭艳陆宇明董龙郑平王路路齐金岗苏伟强胡泊王露儒黄华彬王金都广西壮族自治区农业科学院园艺研究所南宁530007 福建农林大学生命科学学院福州350002 福建农林大学海峡联合研究院福州350002 福建农林大学平潭科技研究院福州350400 广西南宁金之都农业发展有限公司南宁530041

为明确西番莲不同品种的开花特性、花器官形态结构特征,本研究通过对广西南宁栽培的8个西番莲品种的开花特性进行分析,并通过扫描电镜对花粉、柱头细胞学形态进行观察。结果表明:8个西番莲品种的开花习性有差异。‘桂百一号’在八月上... 详细信息

为明确西番莲不同品种的开花特性、花器官形态结构特征,本研究通过对广西南宁栽培的8个西番莲品种的开花特性进行分析,并通过扫描电镜对花粉、柱头细胞学形态进行观察。结果表明:8个西番莲品种的开花习性有差异。‘桂百一号’在八月上旬进入初花期;其次为‘JD-BX’‘JD-42’‘JD-77’‘JD-67’在8月中旬进入初花期;‘金都百香2号’‘金都百香3号’‘金都百香4号’较晚,在8月下旬进入初花期。根据其花萼开裂的时间区分开花类型,‘桂百一号’‘金都百香3号’‘金都百香4号’为上午开花型,其余五个西番莲品种为下午开花型;单花开花动态时序上,花完全开放到雌雄蕊展平至90°的8个品种所需时间由长到短依次为:‘桂百一号’>‘JD-BX’>‘JD-42’>‘金都百香4号’>‘金都百香2号’>‘金都百香3号’>‘JD-67’>‘JD-77’。通过显微观察发现8种西番莲品种在花粉粒大小、萌发沟长度、柱头形状上具有一定差异。本研究明确了8种西番莲品种的开花特性、花粉柱头形态结构特征,确定了授粉时花器官最佳空间位置,为实现高效生产及百香果授粉生物学研究提供参考。

关键词：西番莲花器官发育特性花粉柱头形态观察

基于多花黄精转录组的HIPPs/HPPs基因家族鉴定与表达调控

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应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 133-143页

作者：李小利朱田圆班景洁王庆爽陈翠蓉张慧朱建明叶炜赖钟雄林玉玲陈裕坤福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002 现代设施农业福建省高等学校工程研究中心福清350300 福建金湖源生态农业有限公司邵武354099 三明市农业科学研究院药用植物研究所三明365509

PcHIPPs/PcHPPs是一类细胞内可溶性金属结合蛋白,在调节植物重金属稳态、解毒机制、重金属耐受等方面发挥重要作用,目前关于HIPPs/HPPs基因家族在多花黄精中还未有人研究.基于多花黄精不同转录组数据,采用生物信息学进行理化性质分析、... 详细信息

PcHIPPs/PcHPPs是一类细胞内可溶性金属结合蛋白,在调节植物重金属稳态、解毒机制、重金属耐受等方面发挥重要作用,目前关于HIPPs/HPPs基因家族在多花黄精中还未有人研究.基于多花黄精不同转录组数据,采用生物信息学进行理化性质分析、亚细胞定位和保守基序及系统进化树分析,并对其功能进行初步分析,研究HIPPs/HPPs基因在不同铅处理下的表达情况.结果表明:从多花黄精中鉴定出68个PcHIPPs和43个PcHPPs基因;PcHIPPs基因家族的氨基酸数为134-501,分子量介于15.53-53.09 ku之间,等电点介于5.12-9.88;PcHPPs基因的氨基酸数为101-352,分子量介于11.46-38.23 ku,等电点介于5.58-10.41;亚细胞定位预测表明,PcHIPPs/PcHPPs基因有73个分布在细胞核内;通过KEGG分析发现PcHPP3、PcHIPP28-5、PcHIPP28-6、PcHPP1-5参与到代谢过程;PcHIPPs/PcHPPs基因在多花黄精根状茎中主要发挥作用,在盐胁迫处理48 h下大部分PcHIPPs/PcHPPs基因表现出明显的下调现象;多花黄精组培苗在铅处理中叶片萎缩、枯黄逐渐加重,并且低浓度的铅胁迫对植物叶绿素含量具有一定的促进作用,而高浓度的铅胁迫对植物叶绿素含量具有抑制作用;此外,PcHIPPs/PcHPPs基因总体上随着铅浓度的增加呈现出先升高后降低的表达趋势.本研究表明PcHIPPs/PcHPPs基因在多花黄精铅胁迫中起重要调控作用,为PcHIPPs/PcHPPs基因在重金属胁迫响应中的功能奠定基础.(图7表3参43)

关键词：多花黄精 HIPPs基因 HPPs基因生物信息学分析表达分析

茶树镁离子螯合酶H亚基基因CsChlH的克隆及其表达分析

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园艺学报 2024年第1期51卷 91-102页

作者：叶玙璠王誉洁傅前媛王璐郝心愿丁长庆王新超曹红利李娜娜中国农业科学院茶叶研究所国家茶树改良中心农业农村部特种经济动植物生物学与遗传育种重点实验室杭州310008 福建农林大学园艺学院茶学福建省高校重点实验室福州350002 西南大学食品科学学院重庆400715

克隆获得茶树(Camelliasinensis)镁离子螯合酶H亚基基因CsChlH完整开放阅读框序列(NCBI登录号:ON256194),对应编码1382个氨基酸残基。系统进化树分析显示,茶树CsChlH与猕猴桃AcChlH的亲缘关系密切。启动子克隆及序列分析显示,CsChlH可... 详细信息

克隆获得茶树(Camelliasinensis)镁离子螯合酶H亚基基因CsChlH完整开放阅读框序列(NCBI登录号:ON256194),对应编码1382个氨基酸残基。系统进化树分析显示,茶树CsChlH与猕猴桃AcChlH的亲缘关系密切。启动子克隆及序列分析显示,CsChlH可能响应光照、干旱、热激、低温、ABA和乙烯等多种信号,且可能调控叶绿素、类黄酮、糖等代谢以及叶绿体、叶肉、保卫细胞等器官发育。CsChlH蛋白定位于叶绿体中。茶树不同组织表达分析显示,CsChlH在富含叶绿素的源组织中表达量高,而在缺乏叶绿素的库组织中表达量低。CsChlH响应长时程弱光、低温、干旱而表达下调,短时程ABA、乙烯以及长时程高温信号能诱导其表达上调。研究结果揭示了CsChlH在茶树叶绿素代谢和胁迫响应中的重要作用。

关键词：茶树 CsChlH 启动子基因表达脱落酸 GUS酶活

大豆PIN-Like(PILS)基因家族的鉴定、表达分析及在根瘤共生固氮过程中的功能

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作物学报 2022年第2期48卷 353-366页

作者：董衍坤黄定全高震陈栩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

植物激素生长素在植物的生长发育过程中发挥了至关重要的作用,它的稳态和浓度梯度建立控制了几乎所有器官的极性建成。生长素在特定细胞中合成、运输、感知以及代谢降解建立了符合器官发育的生长素浓度梯度。在豆科植物中,根与土壤微生... 详细信息

植物激素生长素在植物的生长发育过程中发挥了至关重要的作用,它的稳态和浓度梯度建立控制了几乎所有器官的极性建成。生长素在特定细胞中合成、运输、感知以及代谢降解建立了符合器官发育的生长素浓度梯度。在豆科植物中,根与土壤微生物互作形成了根瘤这一特殊的器官,进行生物固氮。然而,生长素稳态控制生物固氮的功能还未知。拟南芥中的研究表明,PIN-Like (PILS)蛋白协助调节的细胞内生长素稳态,并介导下游细胞核内的生长素信号传递。本研究以大豆作为研究模型,在大豆基因组中鉴定获得19个PILS家族基因(GmPILS),不均匀分布于大豆10条染色体上。GmPILS在大豆9种组织部位中表现出多种表达模式,且具有明显的组织表达特异性。GmPILS1e和GmPILS1f在根瘤菌体区域富集表达,使用人工微RNA沉默(artificialmicro RNA interference,amiRNAi)下调GmPILS1e和GmPILS1f在根瘤的表达,导致根瘤的固氮酶活性上升,而过量表达GmPILS1f导致根瘤的固氮酶活性下降,因此GmPILS1e和GmPILS1f可能参与大豆固氮酶活性的调节。这些结果为进一步解析大豆GmPILS家族基因的功能和作用机制奠定了基础,同时也为结瘤固氮在农业育种中的应用提供了有价值的基因资源。

关键词：大豆 PIN-Like(PILS)基因家族根瘤共生固氮

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百香果鲜食加工新品种福蜜1号的选育

中国果树 2024年第6期 154-156页

作者：张文斌吴胜芳叶金巧郑平王小媚郑振江秦源龙岩市新罗区良种繁育场福建农林大学生命科学学院龙岩市新罗区种子站龙岩市经济作物技术推广站福建农林大学海峡联合研究院福建省海峡植物应用系统生物学重点实验室广西壮族自治区农业科学院园艺研究所福建莲蜜农业生态发展有限公司

福蜜1号是以福莲3号为母本、福砧1号为父本杂交选育出的百香果新品种。平均单果重176.1 g，果实近圆形，果实成熟时果皮黄绿色，果肉黄色，香气浓郁，口感具蜂蜜和芭乐香甜复合风味，可作为鲜食加工两用型品种。可溶性固形物含量18.80%... 详细信息

福蜜1号是以福莲3号为母本、福砧1号为父本杂交选育出的百香果新品种。平均单果重176.1 g，果实近圆形，果实成熟时果皮黄绿色，果肉黄色，香气浓郁，口感具蜂蜜和芭乐香甜复合风味，可作为鲜食加工两用型品种。可溶性固形物含量18.80%、可溶性糖含量13.95%、可滴定酸含量2.64%、可食率50.9%、果汁率40.8%、糖酸比5.28。在福建省龙岩市花期自6月上旬至10月下旬，果实生长发育期65～100 d，较母本、父本提早成熟5～7 d。该品种生长势强，自交结实率高，平均667 m2产量1 676.3 kg，耐热、不耐寒，抗茎基腐病，适宜在福建、广西、广东、海南、云南等地区种植。

关键词：百香果新品种福蜜1号选育

植物类黄酮的分类、药理活性及其生物合成调控研究进展

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东南园艺 2024年第2期12卷 81-99页

作者：赖瑞联吴如健赖钟雄福建省农业科学院果树研究所福建福州350013 福建农林大学园艺植物生物工程研究所福建福州350002

类黄酮是植物中重要的次生代谢产物之一,包括黄酮、黄酮醇、异黄酮、黄烷酮、黄烷醇、查尔酮、花青素和原花青素等,在植物生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用,同时具有抗氧化、抗衰老、抗菌消炎等药理活性。植物类黄酮的生物合... 详细信息

类黄酮是植物中重要的次生代谢产物之一,包括黄酮、黄酮醇、异黄酮、黄烷酮、黄烷醇、查尔酮、花青素和原花青素等,在植物生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用,同时具有抗氧化、抗衰老、抗菌消炎等药理活性。植物类黄酮的生物合成主要受两类基因控制,一类是直接编码类黄酮合成相关生物酶的结构基因,另一类是调控这些结构基因表达的转录因子。本文对植物类黄酮的种类、药理活性及其生物合成调控研究进展进行了综述,并探讨了今后的研究趋势,以期为植物类黄酮的研究和开发应用提供科学依据。

关键词：植物类黄酮药理活性生物合成转录因子

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