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新疆单叶蔷薇居群表型变异及多样性研究

北京林业大学学报 2024年第2期46卷 51-61页

作者：刘学森李娜张雪云肖丽江律罗乐于超张启翔北京林业大学园林学院国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室北京100083

【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种,是月季育种中的重要材料,在我国主要分布于新疆北部地区,但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性,探究其表型变异规律,旨在为更好地保护和... 详细信息

【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种,是月季育种中的重要材料,在我国主要分布于新疆北部地区,但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性,探究其表型变异规律,旨在为更好地保护和利用单叶蔷薇种质资源提供理论指导。【方法】本研究以9个单叶蔷薇天然居群中270个单株为研究材料,对其19个表型性状数据进行收集,利用巢式方差分析、皮尔逊相关性分析、主成分分析和聚类分析方法,探究其表型变异规律与多样性水平。【结果】(1)9个单叶蔷薇天然居群表型多样性水平较高,19个表型性状的变异系数和香农多样性指数均值分别为15.90%和2.031;9个居群的表型变异系数在10.32%(P4)~13.19%(P8),表现出中等程度的变异,香农多样性指数在1.274(P5)~1.825(P8)之间,其中P8居群呈现出较高的多样性水平。(2)19个表型性状在居群间和居群内均存在极显著性差异(P部分性状间存在显著相关性。(4)主成分分析共提炼出5个主成分,累计贡献率为80.463%,贡献率最大的2个主成分主要解释花与叶的性状。(5)聚类分析可将单叶蔷薇9个居群分为2类,第1类为大花类,包括P6、P7、P8;第2类为小花类,包括P1、P2、P3、P4、P5、P9。【结论】新疆单叶蔷薇具有较高的表型多样性和变异水平,且变异的来源主要集中在居群内。

关键词：单叶蔷薇居群表型变异表型多样性

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北京地区四种百合病毒的检测及病毒序列分析

农业生物技术学报 2024年

作者：鲁婧童孔祥凤李介文贾桂霞北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/国家花卉工程技术研究中心

百合属植物(Lilium spp.)易受多种病毒复合侵染，病毒检测与序列分析有助于明确感染病毒种类、揭示病毒变异情况。本研究基于百合无症病毒(Lily symptomless virus, LSV)、百合斑驳病毒(Lily mottle virus, LMoV)、黄瓜花叶病毒(Cucumbe... 详细信息

百合属植物(Lilium spp.)易受多种病毒复合侵染，病毒检测与序列分析有助于明确感染病毒种类、揭示病毒变异情况。本研究基于百合无症病毒(Lily symptomless virus, LSV)、百合斑驳病毒(Lily mottle virus, LMoV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)和车前草花叶病毒(Plantago asiatica mosaic virus, PLAMV)中保守基因序列的4对引物，通过优化PCR延伸时间建立上述4种病毒的多重RT-PCR检测方法，并利用该方法抽检了北京地区田间种植百合的病毒感染情况，进一步分离4种病毒产物进行测序与比对，构建系统进化树。结果表明，在多重RT-PCR反应中，增加延伸反应时间至90 s时可扩增出全部4种病毒及18S rRNA (内参基因)条带；抽样检测结果显示，田间种植的百合多受2种及以上病毒复合侵染，其中病毒检出率由大到小依次为LSV (100%)>CMV (92.31%)>LMoV (30.77%)>PLAMV(15.38%)；序列分析发现，4种病毒分离物与其各自同种病毒序列平均相似性在84.4%以上，证明检测所得4种病毒为目标病毒；4种病毒变异分析发现，CMV分离物以百合为寄主时单独聚为一个分支，具有寄主差异性；LMoV在系统发育关系上可分为2个分支，实验中的分离物属于分支Ⅱ；LSV和PLAMV未见明显分支模式。本研究为百合病毒病的常规分子诊断与研究提供技术支持，为病害防治提供基础参考。

关键词：百合病毒检测多重RT-PCR 序列分析

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单叶蔷薇种群结构与结实能力

应用生态学报 2024年第6期35卷 1534-1542页

作者：张晓龙李娜钟浚锋张晨洁于超张启翔罗乐北京林业大学园林学院/城乡生态环境北京实验室/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/教育部园林环境工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

以4个单叶蔷薇种群为研究对象,对年龄结构与动态、空间分布类型、结实能力3个方面进行分析,评价生存状况,探讨单叶蔷薇致危机理。结果表明:单叶蔷薇种群第Ⅰ、Ⅵ~Ⅷ龄级个体数量较少,中间龄级个体数量较多,总体呈“中间高、两侧低”的... 详细信息

以4个单叶蔷薇种群为研究对象,对年龄结构与动态、空间分布类型、结实能力3个方面进行分析,评价生存状况,探讨单叶蔷薇致危机理。结果表明:单叶蔷薇种群第Ⅰ、Ⅵ~Ⅷ龄级个体数量较少,中间龄级个体数量较多,总体呈“中间高、两侧低”的不规则金字塔型分布。虽然4个单叶蔷薇种群整体上为增长型,但易受外部环境干扰(V_(pi)′>0,P_(max)>0),死亡率(q_(x))和消失率(K_(x))均在第Ⅴ龄级时达到最大值,植株数量锐减;期望寿命(e_(x))随龄级增加呈递减趋势,且均在第Ⅷ龄级时出现最小值,说明在此阶段植株活力最低。时间序列分析表明,未来4个单叶蔷薇种群的第Ⅰ~Ⅳ龄级个体数量缺乏,第Ⅴ~Ⅷ龄级将占主导地位,单叶蔷薇种群在未来会趋于老龄化。种群空间分布主要为聚集类型,4个种群的聚集强度大小排布为P_(4)>P_(3)>P_(1)>P_(2)。P_(3)、P_(4)种群植株结实能力优于P_(1)、P_(2)种群。百果重与株高、冠幅,种子总数量与冠幅、百果重之间呈显著正相关。

关键词：单叶蔷薇年龄结构空间结构结实能力致危机理

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东方百合'索邦'LoSorNINJAs基因克隆与表达分析

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农业生物技术学报 2024年第3期32卷 518-532页

作者：朱云涛赵一燃陈明辉胡钧舒杨捷刘筱林孙婷婷孔祥红骆远方聂玉微高雪何恒斌北京林业大学园林学院/花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室/国家花卉工程技术研究中心/城乡生态环境北京实验室/教育部林木花卉育种实验室国家植物园(北园)

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种重要的植物内源激素，在植物生长发育和防御响应中发挥重要作用。NINJA (novel interactor of JAZ)蛋白是JA信号转导途径的抑制子。本研究基于转录组数据，从东方百合’索邦’(Lilium hybrid divisionⅦ... 详细信息

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种重要的植物内源激素，在植物生长发育和防御响应中发挥重要作用。NINJA (novel interactor of JAZ)蛋白是JA信号转导途径的抑制子。本研究基于转录组数据，从东方百合’索邦’(Lilium hybrid divisionⅦcv.’Sorbonne’)中鉴定到2个NINJAs基因，分别命名为LoSorNINJA1(GenBank No. OQ715340)和LoSorNINJA2 (GenBank No. OQ715341)。生物信息学分析表明，LoSorNINJA1和LoSorNINJA2蛋白均含有保守的EAR基序和Jas结构域，符合NINJA基因家族的特征。系统进化分析表明，LoSorNINJAs与深圳拟兰(Apostasia shenzhenica)、桃红蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)和铁皮石斛(Dendrobium catenatum)的NINJA亲缘关系最近。烟草(Nicotiana tabacum)亚细胞定位结果表明，LoSorNINJA1和LoSorNINJA2均定位于细胞核。对于不同组织进行的基因表达分析表明，LoSorNINJA2在外花被及花药中表达量较高，LoSorNINJA1在上部叶中表达量较高。收集低温贮藏及温室定植后的’索邦’鳞茎茎尖进行qRT-PCR分析，LoSorNINJA1在冷藏2和6周有2个表达量高峰，LoSorNINJA2在冷藏6周有1个表达量高峰。利用GENIE3构建的潜在基因调控网络表明，LoSorNINJA1可能参与组织发育和胚胎后发育等过程，LoSorNINJA2可能参与对外界环境的响应。上述结果提示，LoSorNINJA1与LoSorNINJA2可能发生了功能分化，发挥功能的部位和发育时期也可能不同。本研究结果为深入解析NINJAs在百合休眠解除中的功能提供了基础资料。

关键词：东方百合’索邦’ NINJA(novel interactor of JAZ)基因家族茉莉酸(JA) 低温响应百合鳞茎

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内源抑制物对多花芍药种子上胚轴休眠的影响

西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年 1-11页

作者：袁秋萍倪巍万映伶刘燕北京林业大学园林学院国家花卉工程技术研究中心花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室城乡生态环境北京实验室

[目的]明确多花芍药生根种子对上胚轴休眠解除抑制作用最强的部位及其潜在影响原因,为阐明多花芍药种子的休眠机制提供参考。[方法]分别采用多花芍药生根种子胚乳、种皮、胚3部分的浸提液处理白菜种子,确定抑制作用最强的部位;将该部位... 详细信息

[目的]明确多花芍药生根种子对上胚轴休眠解除抑制作用最强的部位及其潜在影响原因,为阐明多花芍药种子的休眠机制提供参考。[方法]分别采用多花芍药生根种子胚乳、种皮、胚3部分的浸提液处理白菜种子,确定抑制作用最强的部位;将该部位浸提液(1,2 g/L)添加到多花芍药离体胚培养基中,研究其对本体上胚轴休眠解除的影响;观测生根离体胚移入成苗培养基后的形态和脱落酸/赤霉素(ABA/GA3)值变化,确定上胚轴休眠解除过程中的关键时间节点。用各关键节点胚浸提液处理易萌发的白菜种子,研究其对白菜种子发芽率、过氧化氢(H2O2)含量、羟自由基(·OH)清除能力、抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD))活性、抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量及NADP-苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)、丙酮酸激酶(PK)、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH))活性的影响,分析白菜种子发芽率与这些指标间的相关性。[结果](1)多花芍药生根种子种皮、胚乳和胚浸提液均可显著抑制白菜种子萌发及幼苗生长,抑制强度由大到小依次为胚>胚乳>种皮;1,2 g/L胚浸提液均可显著降低多花芍药离体胚上胚轴休眠解除率。(2)生根离体胚移入成苗培养基的第4,8,12,16天,分别观测到ABA/GA3出现拐点(S2)、胚芽萌出(S3)、胚芽伸长(S4)和真叶展开(S5)关键变化。(3)多花芍药离体胚移入成苗培养基之前(S1)及S2～S5节点胚浸提液均可抑制白菜种子萌发,且S4节点胚浸提液的抑制强度最大,该节点胚浸提液处理白菜种子H2O2含量、·OH清除能力、SOD活性和GSH、AsA含量均显著提高,同时CAT、POD、PK、G6PDH活性均显著降低。相关性分析结果显示,各节点胚浸提液处理白菜种子的发芽率与H2O2含量、·OH清除能力、GSH含量极显著负相关,与SOD活性显著负相关,与CAT、POD、PK和G6PDH活性极显著正相关,与AsA含量和NADP-MDH活性相关性不显著。[结论]多花芍药生根种子抑制作用最强的部位是胚,胚中内源抑制物在胚芽伸长阶段抑制作用最强,其作用机制是通过影响种子活性氧及抗氧化物质含量、呼吸代谢酶活性而发挥抑制作用。

关键词：多花芍药上胚轴休眠内源抑制物抗氧化物质呼吸代谢酶

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毛华菊3种瓣型株系再生体系的建立

植物学报 2024年第2期59卷 245-256页

作者：武晓云廖敏凌李雪茹舒梓淳辛佳潼张伯晗戴思兰北京林业大学园林学院城乡生态环境北京实验室花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心北京100083

毛华菊(Chrysanthemum vestitum)是栽培菊花(C.×morifolium)的近缘六倍体野生种之一,其自然群体中的舌状花与栽培菊花一样具有典型的平瓣型、管瓣型和混合瓣型变异,是研究菊属植物瓣型变异的理想材料。其舌状花发育过程受生长素和花器... 详细信息

毛华菊(Chrysanthemum vestitum)是栽培菊花(C.×morifolium)的近缘六倍体野生种之一,其自然群体中的舌状花与栽培菊花一样具有典型的平瓣型、管瓣型和混合瓣型变异,是研究菊属植物瓣型变异的理想材料。其舌状花发育过程受生长素和花器官发育关键差异基因的影响,但目前缺乏稳定高效的不同瓣型毛华菊株系的再生体系,制约了毛华菊瓣型相关基因的研究。利用在河南省伏牛山收集的3种瓣型毛华菊株系,以叶片和茎间薄层为外植体建立再生体系。结果表明,以平瓣型叶片为外植体,其愈伤组织诱导和不定芽分化最佳培养基为MS+1 mg·L^(-1)NAA+2mg·L^(-1)6-BA,接种20天愈伤组织诱导率为100%,不定芽分化率达100%;最佳生根培养基为1/2MS+0.2 mg·L^(-1)NAA,生根率达100%。平瓣型毛华菊的叶片最佳再生体系也适用于管瓣型和混合瓣型株系,不定芽分化率分别为83.46%和91.67%,生根率均为100%。移栽后对开花植株进行观察,发现利用叶片再生体系获得的3种不同瓣型再生植株花型稳定,为后续利用不同瓣型株系解析舌状花形态变异机理提供了技术方法。

关键词：毛华菊不同瓣型叶片再生体系茎间薄层

绣球‘杜丽’AP 3基因克隆与基因编辑载体构建

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广西植物 2024年第2期44卷 257-266页

作者：李童王月莹赵惠恩花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室北京林业大学园林学院北京100083

绣球(Hydrangea macrophylla)是以花序为主要观赏部位的园林植物,多用作切花装饰和景观营造,在亚洲、美洲、欧洲广泛栽培。为探究AP 3基因在绣球花萼形成过程中的功能,加快重瓣绣球新品种培育进程,该研究以绣球‘杜丽’为材料,克隆其MAD... 详细信息

绣球(Hydrangea macrophylla)是以花序为主要观赏部位的园林植物,多用作切花装饰和景观营造,在亚洲、美洲、欧洲广泛栽培。为探究AP 3基因在绣球花萼形成过程中的功能,加快重瓣绣球新品种培育进程,该研究以绣球‘杜丽’为材料,克隆其MADS-box B类基因HmAP 3,并结合生物信息学方法预测基因功能;根据HmAP 3序列信息,筛选出高特异性编辑靶点并构建CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过农杆菌转化法将载体整合到绣球基因组中。结果表明:(1)克隆到1段HmAP 3基因的cDNA序列,其序列全长546 bp,共编码181个氨基酸,测序结果表明其氨基酸序列与参考序列一致性为100%,与拟南芥AtAP3相似度为58.8%。(2)不同属植物AP3氨基酸序列差异较大,在同属不同物种中,AP3蛋白主要结构较为保守,仅在少数基序上存在差异。(3)在HmAP 3中共鉴定到2个高特异性靶点,并成功构建2个单靶点CRISPR/Cas9基因编辑载体。(4)该研究共获得5株基因组内含有Cas 9序列的抗性芽,但其靶点均未突变,在抗性芽中没有检测到Cas9表达。该研究探讨了AP 3基因在重瓣绣球育种中的价值,对绣球的CRISPR/Cas9基因编辑技术进行了初探,为绣球优良品种繁育工作奠定了基础。

关键词：绣球 MADS-box家族 AP3 CRISPR/Cas9 载体构建

6个朱砂梅品种花色苷合成结构基因及转录因子编码基因的表达模式分析

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江苏农业学报 2024年第2期40卷 367-375页

作者：郭梦鸽秦孝天陈瑞丹北京林业大学园林学院北京100083 花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室北京100083 国家花卉工程技术研究中心北京100083 城乡生态环境北京实验室北京100083 园林环境教育部工程研究中心北京100083 林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

为明晰朱砂梅品种群梅花花色表型差异形成的分子调控机制,以花色由浅至深呈梯度变化的6个朱砂梅品种为试验材料,利用色差仪和分光光度计测定不同品种盛花期花瓣的花色表型及花色苷含量,通过荧光定量PCR及相关性分析,对花色苷合成结构基... 详细信息

为明晰朱砂梅品种群梅花花色表型差异形成的分子调控机制,以花色由浅至深呈梯度变化的6个朱砂梅品种为试验材料,利用色差仪和分光光度计测定不同品种盛花期花瓣的花色表型及花色苷含量,通过荧光定量PCR及相关性分析,对花色苷合成结构基因(PmCHS、PmCHI、PmF3H、PmF3′H、PmDFR、PmANS、PmUFGT)及转录因子编码基因(PmMYB1、PmbHLH3)的转录特性进行探究。结果表明,各品种间花瓣花色苷含量与花色红度的变化趋势一致;PmMYB1、PmbHLH3、PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的相对表达量与花色苷含量呈极显著正相关;转录因子编码基因PmMYB1与PmbHLH3的相对表达量呈极显著正相关,且均与结构基因PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的表达水平呈显著或极显著正相关。推测转录因子编码基因PmMYB1PmbHLH3通过正向调控结构基因PmF3′H、PmDFR和PmUFGT的表达从而调控朱砂梅花瓣的呈色。

关键词：梅花花色苷结构基因转录因子荧光定量PCR

芍药属组间杂交种皮开裂种子的解剖观察与胚培养

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 133-143页

作者：崔珺杜明杰谢钰季润泽成仿云钟原北京林业大学园林学院牡丹国际研究院花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室北京100083

【目的】探究芍药属组间杂交种皮开裂种子的内部状态和胚培养成苗表现,为揭示种皮开裂种子的成苗潜力、提高组间远缘杂交育种效率提供参考。【方法】以24个芍药属组间杂交组合种皮开裂的种子为试验材料,解剖后观察并统计胚和胚乳的发育... 详细信息

【目的】探究芍药属组间杂交种皮开裂种子的内部状态和胚培养成苗表现,为揭示种皮开裂种子的成苗潜力、提高组间远缘杂交育种效率提供参考。【方法】以24个芍药属组间杂交组合种皮开裂的种子为试验材料,解剖后观察并统计胚和胚乳的发育情况,通过离体培养观察胚的萌发和生长规律,分析不同组合种皮开裂种子发育和成苗差异。【结果】芍药属24个组间杂交组合中均出现了种皮开裂的杂交种子,平均种皮开裂率高达61.08%;1767粒种皮开裂种子中,有11.09%的胚乳已腐烂;胚乳未腐烂种子中,约90%以上种子的胚乳存在不同程度的损伤或病变,24.18%的种子内部未观察到可见胚。对解剖得到的1185个组间杂种胚进行离体培养发现,有24.73%的胚不萌发,63.47%的胚生长异常,仅有4.47%的胚能正常生长,得到完整植株。胚培养得到的完整植株具备良好的活力,移栽成活率达到86.79%。24个杂交组合种皮开裂种子通过离体胚培养共得到46株移栽成活的组间杂种苗,平均成苗率为2.60%,接近正常组间杂交种子的播种成苗率(2.75%)。【结论】种皮开裂现象在芍药属组间杂交种子中普遍存在,是组间远缘杂交障碍的重要表现之一,用离体胚培养技术能有效克服这类障碍,提高成苗率。

关键词：芍药属远缘杂交胚培养种皮开裂种子