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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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基于近红外光谱技术的六大茶类快速识别

食品与生物技术学报 2024年第1期43卷 48-59页

作者：张灵枝黄艳于英杰林刚孙威江福建农林大学园艺学院福建福州350002 福建农林大学安溪茶学院福建泉州362400 中国茶叶流通协会北京100801 福建融韵通生态科技有限公司福建福州350025 福建农林大学福建省茶产业工程技术研究中心福建福州350002 福建农林大学海峡两岸特色作物安全生产省部共建协同创新中心福建福州350002

为构建高质量的六大茶类识别模型,本研究中收集了370份样品,通过采集其近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS),结合光谱预处理、特征提取以及数据挖掘分类器算法,建立六大茶类快速识别模型。结果表明:1)支持向量机(support vecto... 详细信息

为构建高质量的六大茶类识别模型,本研究中收集了370份样品,通过采集其近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS),结合光谱预处理、特征提取以及数据挖掘分类器算法,建立六大茶类快速识别模型。结果表明:1)支持向量机(support vector machine,SVM)与随机森林(random forest,RF)分类器皆适于六大茶类快速识别模型的构建;2)SVM分类器更适于结合原始光谱(original spectrum,OS)建模,预处理易使基于该分类器建立的模型鉴别性能减弱;3)随机森林(RF)分类器更适用于预处理后光谱建模,所得模型较OS模型在识别正确率(recognition accuracy,RA)及受试者工作特征曲线下面积(area under the curve,AUC)均得到明显提升;4)特征提取中线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)算法表现最好,所得模型的RA较OS模型明显提升,其中最佳模型OS-LDA-SVM的RA为100.00%,AUC为1.00,识别正确率高、泛化能力强、模型性能优异,可产业化应用。综上所述,近红外光谱结合预处理、特征提取算法及分类器建立模型,进行六大茶类识别的可行性强,模型的识别正确率高、性能优异,可为茶叶贸易的茶类快速识别提供科学、准确、高效的技术支撑,为国际茶类识别模型的产业化应用奠定基础。

关键词：近红外光谱茶类识别支持向量机随机森林线性判别分析

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HS-SPME-GC-MS分析武夷岩茶呈香挥发性物质

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食品与生物技术学报 2024年第5期43卷 110-121页

作者：梁轶琳张灵枝戴浩民王治会张黎剑荣杰峰岳彬孙威江福建农林大学园艺学院福建福州350002 福建农林大学海峡两岸特色作物安全生产省部共建协同创新中心福建福州350002 泉州海关综合技术服务中心福建泉州362000 六禾(武夷山)茶业有限公司福建武夷山354300

为探究4个茶树品种所制武夷岩茶风味特征、挥发性物质的差异及其品种香形成的物质基础,使用定量描述分析(quantitative description analysis,QDA)、顶空固相微萃取-气质联用(headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)、香气活力值(odor activity value,OAV)分析等方法结合化学计量学,对4个茶树品种所制武夷岩茶进行风味特征比对与挥发性物质差异性分析。结果表明,4个茶树品种所制的武夷岩茶香气属性相似,花果香显,‘肉桂’品种所制武夷岩茶具有特殊且明显的桂皮香。使用化学计量学分析并以VIP>1且OAV可计算为准则,共计14种香气成分被认为是4个茶树品种所制武夷岩茶香气差异的原因。芳樟醇、β-紫罗酮、吲哚对4个茶树品种所制武夷岩茶花香的形成具有关键作用;β-环柠檬醛、香叶醇、苯乙醛对‘水仙’,芳樟醇氧化物II对‘瑞香’,(E)-2-壬烯醛对‘黄观音’所制武夷岩茶的花香呈现具有突出贡献;苯乙醇、己酸己酯、反式肉桂醛可能与‘肉桂’所制武夷岩茶的桂皮香形成有关。研究结果为武夷岩茶香型多元化及不同品种的品种香关键呈香物质基础研究提供理论参考。

关键词：武夷岩茶茶树品种呈香物质关键挥发性成分

基于HS-SPME-GC-MS分析不同茶树品种所制武夷岩茶呈香挥发性物质

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食品与生物技术学报 2024年

作者：梁轶琳张灵枝戴浩民王治会张黎剑荣杰峰岳彬孙威江福建农林大学海峡两岸特色作物安全生产省部共建协同创新中心六禾(武夷山)茶业有限公司泉州海关综合技术服务中心福建农林大学园艺学院

为探究4个茶树品种所制武夷岩茶风味特征、挥发性物质的差异及其品种香形成的物质基础,使用定量描述分析(quantitative description analysis,QDA)、顶空固相微萃取-气质联用(headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GCMS)、香气活力值(odor activity value,OAV)分析等方法结合化学量学,对4个茶树品种所制武夷岩茶进行风味特征比对与挥发性物质差异性分析。结果表明,4个茶树品种所制的武夷岩茶香气属性相似,花果香显,‘肉桂’品种所制武夷岩茶具有特殊且明显的桂皮香。使用化学计量学分析并以VIP>1且OAV可计算为准则,共计14种香气成分被认为是4个茶树品种所制武夷岩茶香气差异的原因。芳樟酵、β-紫罗酮、吲哚在4个茶树品种所制武夷岩茶花香的形成中具有关键作用;β-环柠檬醛、香叶醇、苯乙醛对‘水仙’,芳樟醇氧化物Ⅱ对‘瑞香’,(E)-2-壬烯醛对‘黄观音’所制武夷岩茶的花香呈现具有突出贡献;苯乙醇、己酸己酯、反式肉桂醛可能与‘肉桂’所制武夷岩茶的桂皮香形成有关。研究结果为武夷岩茶香型多元化及不同品种的品种香关键呈香物质基础提供理论参考。

关键词：武夷岩茶茶树品种呈香物质关键挥发性成分

基于HS-SPME-GC-MS对笔尖单瓣茉莉花不同开放阶段香气成分差异分析

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食品科学 2024年

作者：张宇航谷梦雅徐梦婷林宏政洪雅萍杨文文王鹏杰叶乃兴福州市绿色食品发展中心福建农林大学园艺学院茶学福建省高校重点实验室西北农林科技大学园艺学院

为探究笔尖单瓣茉莉花和对照种双瓣茉莉花开放阶段香气的动态变化以及二者间差异，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）联用仪，对笔尖... 详细信息

为探究笔尖单瓣茉莉花和对照种双瓣茉莉花开放阶段香气的动态变化以及二者间差异，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）联用仪，对笔尖单瓣茉莉花和双瓣茉莉花不同开放阶段的香气成分进行分析。结果表明，苯乙醛、邻氨基苯甲酸甲酯、苯甲酸甲酯、α-法尼烯、乙酸苄酯等香气成分是茉莉花的主要香气组分。笔尖单瓣茉莉花开放过程中β-苯乙酸乙酯、邻氨基苯甲酸甲酯、α-石竹烯、α-法尼烯等香气成分含量显著增加，双瓣茉莉花开放过程中乙酸苄酯、顺-3-己烯基苯甲酸酯、苯甲酸苄酯等香气成分含量显著增加，上述香气成分含量呈现先上升后下降的趋势。此外，本研究结果发现，苯甲醛、苯乙醛和β-苯乙酸乙酯等香气成分为笔尖单瓣茉莉花香气较为鲜灵清香的关键物质，而苯甲酸己酯、顺-3-己烯基苯甲酸酯和α-法尼烯等香气成分是赋予双瓣茉莉花浓郁花香的关键物质。本研究为笔尖单瓣茉莉在茉莉花茶生产中应用提供了依据。

关键词：笔尖单瓣茉莉双瓣茉莉香气成分差异代谢物香气活性值

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

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

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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铁观音原生质体高效瞬时转化方法的建立

植物学报 2022年第3期57卷 340-349页

作者：张玉琴吴嘉诚何萌刘仁义朱晓玥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生物学及代谢组学联合中心福州350002 福建农林大学海峡联合研究院农林生物大数据中心福州350002

近年来,茶树基因组测序的完成为茶树在分子和基因水平的研究奠定了基础。但由于转基因技术尚不成熟且茶树生长周期较长,茶树的基因功能研究依然不能有效开展。采用铁观音(Camellia sinensis *** cv.‘Tieguanyin’)实生幼苗叶片,通过筛... 详细信息

近年来,茶树基因组测序的完成为茶树在分子和基因水平的研究奠定了基础。但由于转基因技术尚不成熟且茶树生长周期较长,茶树的基因功能研究依然不能有效开展。采用铁观音(Camellia sinensis *** cv.‘Tieguanyin’)实生幼苗叶片,通过筛选多种纤维素酶、果胶酶、离析酶和甘露醇的浓度组合,并结合原生质体的数量、活性和杂质含量综合确定了最佳配方,成功建立了铁观音茶苗叶片原生质体提取和PEG介导的高效瞬时转化体系,转化率达56.25%。利用该系统探索了茶氨酸代谢通路中2个重要合成酶(茶氨酸合成酶(TSI)和谷氨酰胺合成酶(GSII-1.1))的亚细胞定位。研究发现,这2种酶均定位于铁观音原生质体细胞质中。茶苗叶片原生质体提取和瞬时转化体系的建立为茶树基因组功能研究奠定了技术基础。

关键词：铁观音茶氨酸茶氨酸合成酶谷氨酰胺合成酶原生质体瞬时转化

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