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不同潜水埋深对单叶蔷薇实生苗根系生长与构型的影响

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中国野生植物资源 2024年第4期43卷 45-52页

作者：张爱敏张晓龙江律肖丽罗乐于超张启翔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 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

目的:为了解单叶蔷薇干旱适应策略并为原生境植被修复提供科学依据。方法:以一年生单叶蔷薇实生苗为研究对象,设置30 cm(D30)、40 cm(D40)、50 cm(D50)、60 cm(D60)和70 cm(D70)5组潜水埋深梯度,利用根系扫描等方法分析其对蔷薇实生苗... 详细信息

目的:为了解单叶蔷薇干旱适应策略并为原生境植被修复提供科学依据。方法:以一年生单叶蔷薇实生苗为研究对象,设置30 cm(D30)、40 cm(D40)、50 cm(D50)、60 cm(D60)和70 cm(D70)5组潜水埋深梯度,利用根系扫描等方法分析其对蔷薇实生苗根系生长和构型的影响。结果:潜水埋深对内部连接总数(a)、外部连接总数(v_(0))、连接总数之和(Pe)、平均拓扑长度(b)和修正拓扑参数q_(a)、q_(b)有显著影响(P0.05),q_(a)(0.33~0.73)、q_(b)(0.23~0.88)变化范围较大。整个试验过程根系始终维持50°~60°的低分支角度,但当地下水极端匮乏时(如D70组和对照组CK),根系分支角度有增大趋势。随着干旱胁迫加强,单叶蔷薇实生苗根系的生物量增长速度大于地上生物量增长速度;在D60组、D70组和CK组,根系积累相同生物量,v_(0)的增加速度大于a的增加速度;各组根系分支数增长速度始终小于根系连接数,随干旱程度加深差异呈缩小趋势,以上说明适度的干旱可促进根系分支。结论:单叶蔷薇实生苗根系构型及时响应环境水分变化,适应性极强。

关键词：单叶蔷薇根系构型拓扑参数潜水埋深抗旱

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大葱MAX1基因克隆及其对高温胁迫的响应

农业生物技术学报 2024年第8期32卷 1776-1783页

作者：张宇辰柏咪凤徐欢欢邢嘉怡周旭阳刘乐承王永勤长江大学园艺园林学院北京市农林科学院蔬菜所/蔬菜生物育种全国重点实验室/国家工程技术研究中心/蔬菜种质改良北京市重点实验室/农业农村部华北都市农业重点实验室

MAX1 (more axillary growth 1)是独脚金内酯合成途径中的关键基因，在大葱(Allium fistulosum)分蘖调节和抵御逆境胁迫中发挥重作用。本研究从大葱中克隆了AfMAX1基因(GenBank ***2G04224)，并进行生物信息学分析、亚细胞定位、组织表... 详细信息

MAX1 (more axillary growth 1)是独脚金内酯合成途径中的关键基因，在大葱(Allium fistulosum)分蘖调节和抵御逆境胁迫中发挥重作用。本研究从大葱中克隆了AfMAX1基因(GenBank ***2G04224)，并进行生物信息学分析、亚细胞定位、组织表达模式和高温胁迫响应分析。结果显示，AfMAX1的CDS长度为1 545 bp，编码514个氨基酸，蛋白分子量为58.55 kD，为亲水性蛋白，无信号肽与跨膜结构域；蛋白序列比较分析显示，MAX1在多个物种中具有保守性；亚细胞定位结果显示，AfMAX1定位于本氏烟草(Nicotiana benthamiana)原生质体的细胞质和细胞核；表达模式分析显示，AfMAX1在大葱叶鞘中表达量最高，根中次之；AfMAX1基因表达量在高温胁迫12 h后显著增加(P研究为深入探讨大葱株型调控和非生物胁迫抵抗的分子机制提供基础资料。

关键词：大葱 MAX1 (more axillary growth 1) 高温胁迫表达分析生物信息学分析

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气候变化情景下大花杓兰在中国的适生区预测

生态学报 2024年第1期44卷 209-223页

作者：吴齐董树斌杨蕾亓秀金张毓杨明琪任志河刘青昊程瑾北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室北京100083 国家植物园北京100093 北京林大林业科技股份有限公司北京100083 河北省大海陀国家级自然保护区管理处张家口075500

大花杓兰(Cypripedium macranthos)隶属兰科杓兰属,是国家二级重点保护野生植物,与大多数杓兰属植物分布在我国西南山区不同,主要分布于我国的华北、东北和台湾等地区。多年来,过渡采挖等导致了大花杓兰种群数量和个体数目急剧下降。鉴... 详细信息

大花杓兰(Cypripedium macranthos)隶属兰科杓兰属,是国家二级重点保护野生植物,与大多数杓兰属植物分布在我国西南山区不同,主要分布于我国的华北、东北和台湾等地区。多年来,过渡采挖等导致了大花杓兰种群数量和个体数目急剧下降。鉴于大花杓兰特殊的分布格局和濒危现状,选择过去、当前和未来8个气候情景,利用MaxEnt物种分布模型结合38个环境变量及来源于数据库和最新实地调查的80个分布位点进行建模,分析了影响大花杓兰分布的关键环境变量,预测了其在当前、过去和未来气候情景下的适生区及其分布中心和迁移趋势。结果表明:当前情景下,大花杓兰适生区主要分布在我国东北和华北地区。影响其分布的5个关键环境变量分别是:UV-B最强月份均值(UV-B3,贡献率:54.0%)、森林覆盖率(FOR,贡献率:14.3%)、降水量季节性变化(BIO15,贡献率:7.4%)、温度季节性变动系数(BIO4,贡献率:6.8%)和草/灌木/林地(GRS,贡献率:4.6%)。其中,紫外辐射相关变量是首次被运用在杓兰属植物的适生区分布预测中,并被证实对大花杓兰的分布具有重要影响。过去3个气候情景下大花杓兰总适生区面积受冰期影响呈现先减少后增加的状态,未来4个气候情景与当前情景相比有增加的趋势。大花杓兰适生区分布中心除末次盛冰期位于河北省外,其余7个气候情景下均位于与辽宁省相近的内蒙古自治区东南部区域。气候变化背景下,采取对预测的适生区全面资源调查、生境和生长监测、科普宣教等策略对大花杓兰的保护至关重要。本研究的预测结果能够为大花杓兰甚至杓兰属植物的保育策略的制定提供理论性参考。

关键词：大花杓兰气候变化适生区最大熵(MaxEnt)模型

金银花及近缘种遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建

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分子植物育种 2024年第19期22卷 6382-6389页

作者：侯立娜李慧王天琪徐瑞瑞付晓李圣波刘忠华北京林业大学林木遗传育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 平邑县金银花果茶发展促进中心平邑273300 山东亚特生态技术股份有限公司临沂266071

为了解金银花及近缘种之间的遗传背景差异与亲缘关系远近,本研究利用SSR分子标记技术对35份药用金银花种质资源进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果表明,所选用的23对引物有效等位基因数和期望杂合度的平均值分别为2.891和0.618,Sha... 详细信息

为了解金银花及近缘种之间的遗传背景差异与亲缘关系远近,本研究利用SSR分子标记技术对35份药用金银花种质资源进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果表明,所选用的23对引物有效等位基因数和期望杂合度的平均值分别为2.891和0.618,Shannon信息指数和Nei's遗传多样性指数的平均值分别为1.300和0.609,各位点的多态性信息含量平均值为0.597,表现出较高的多态性。在遗传相似系数为0.250处,可将35份供试材料分为4类。本研究运用核心引物法构建了金银花及其近缘种的指纹图谱,实现了从分子水平上对金银花种质资源的快速鉴别。本研究为区分金银花真伪品、丰富优良性状和选育优质品种提供了科学依据。

关键词：金银花 SSR标记遗传多样性指纹图谱

基于SSR荧光标记的花果兼用梅遗传多样性分析和分子身份证构建

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生物工程学报 2024年

作者：王梓煦周丹赵彦贝童宇航郑为军李庆卫北京林业大学园林学院林木资源高效生产全国重点实验室北京市绿地养护管理事务中心

为了收集、鉴定、评价和创新花果兼用梅优良种质，推动北方地区梅产业链的改造升级，对花果兼用梅种质(Prunus mume)进行遗传多样性分析，构建DNA分子身份证数据库，本研究以河北邢台68份花果兼用梅为材料，采用多态性好、条带清晰、重... 详细信息

为了收集、鉴定、评价和创新花果兼用梅优良种质，推动北方地区梅产业链的改造升级，对花果兼用梅种质(Prunus mume)进行遗传多样性分析，构建DNA分子身份证数据库，本研究以河北邢台68份花果兼用梅为材料，采用多态性好、条带清晰、重复性好的13对SSR引物标记，对其进行遗传多样性分析并构建供试样品的DNA分子身份证。基于遗传距离进行非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means， UPGMA)聚类分析，基于贝叶斯模型解析68份种质的遗传结构。结果表明，13对SSR引物共扩增到124个等位基因，平均等位基因数为(number of alleles， Na)9.538 5，等位基因频率(major allele frquency， MAF)为0.369 3，有效等位基因(number of effective alleles， Ne)为4.483 5，Shannon信息指数(Shannon genetic diversity index， I)为1.712 4。Nei's基因多样性指数(Nei's gene diversity index， H)为0.763 7，观测杂合度(observed heterozygosity， Ho)为0.719 5，而期望杂合度(expected heterozygosity， He)为0.769 3，平均多态信息含量(polymorphism information content， PIC)为0.733 6，平均遗传相似性系数(genetic similarity， GS)为0.772 9，表明所研究的花果兼用梅种质之间具有显著的遗传差异和丰富的遗传多样性。聚类分析将68份材料划分为3个类群，平均遗传距离(genetic distance， GD)为0.622 6。Structure群体结构分析将供试材料分为2个种群。根据引物的多态性信息含量高低选择引物组合，构建花果兼用梅种质区分需要的最少的引物组合。本研究为花果兼用梅品种创新和产业升级、园林应用和提高育种效率提供理论依据。

关键词：梅花果兼用遗传多样性 SSR荧光标记分子身份证

基于SSR分子标记的沙枣遗传多样性分析和指纹图谱构建

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生物工程学报 2024年

作者：王梓煦曾郅涵秦孝天李子航童宇航刘克林李庆卫北京市绿地养护管理事务中心北京林业大学园林学院林木资源高效生产全国重点实验室

为了促进沙枣新品种选育、种质资源鉴定保护和生态经济型沙枣产业综合发展，对沙枣(Elaeagnus angustifolia)种质资源进行遗传多样性分析，构建DNA指纹图谱，挖掘沙枣种质来源和遗传背景。本研究采用多态性好、条带清晰、重复性好的11... 详细信息

为了促进沙枣新品种选育、种质资源鉴定保护和生态经济型沙枣产业综合发展，对沙枣(Elaeagnus angustifolia)种质资源进行遗传多样性分析，构建DNA指纹图谱，挖掘沙枣种质来源和遗传背景。本研究采用多态性好、条带清晰、重复性好的11对引物，利用简单重复序列(simple sequence repeats， SSR)分子标记技术，对甘肃和北京150份沙枣材料的遗传多样性进行了研究，基于遗传距离进行非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means， UPGMA)聚类分析，基于贝叶斯模型的Structure v2.3.3软件解析150份种质的遗传结构。在遗传多样性分析中，平均等位基因数为(number of alleles， Na) 7.64，平均有效等位基因数(number of effective alleles， Ne)为2.832 6，平均Shannon信息指数(Shannon genetic diversity index， I)为1.178 1，Nei’s平均基因多样性指数(Nei’s gene diversity index， H)为0.582 1，平均观测杂合度(observed heterozygosity， Ho)为0.489 9，平均期望杂合度(expected heterozygosity， He)为0.584 0，平均多态信息含量(polymorphism information content， PIC)为0.535 4，平均遗传相似性系数(genetic similarity， GS)为0.831 5，表明所研究的沙枣之间具有显著的遗传差异和丰富的遗传多样性。聚类分析将150份材料划分为3个类群，平均遗传距离(genetic distance， GD)为0.422 9，聚类结果和地理来源并不完全一致。Structure群体结构分析将供试材料分为2个种群。利用8对多态信息含量(polymorphism information content， PIC)最高的引物，构建了150份沙枣材料的指纹图谱。本研究成功构建了甘肃和北京沙枣种质资源的DNA指纹图谱，阐明其亲缘关系，为沙枣种质资源鉴定、优异种质筛选、园林应用和分子辅助育种工作提供理论依据。

关键词：沙枣遗传多样性简单重复序列分子标记指纹图谱

锦叶栾光合特性变化与光合电子传递关键基因KpPetC的克隆及特性分析

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中国细胞生物学学报 2024年第5期46卷 913-927页

作者：鲁海琳吴茹茜安新民林木遗传育种全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程中心林木分子设计育种高精尖创新中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室生物科学与技术学院北京林业大学北京100083

细胞色素b6f复合体是植物光合电子传递中潜在的限速因子,增强该复合物的活性,将有助于提高植物光合作用的效率,因此开展光合电子传递关键基因的研究具有重要的科学意义。该研究以锦叶栾叶色变异现象为切入点,以栾树及其突变体锦叶栾为材... 详细信息

细胞色素b6f复合体是植物光合电子传递中潜在的限速因子,增强该复合物的活性,将有助于提高植物光合作用的效率,因此开展光合电子传递关键基因的研究具有重要的科学意义。该研究以锦叶栾叶色变异现象为切入点,以栾树及其突变体锦叶栾为材料,利用Li-COR6800光合分析仪测量栾树和锦叶栾生长期内的光合生理指标;结合转录组数据克隆光合关键基因PetC并对其进行生物信息学分析;采用实时定量PCR分析KpPetC基因在不同组织、不同发育时期叶片中的表达模式及与净光合速率之间的相关性;通过P2A串联KpPetC和eGFP构建KpPetC超表达载体,并在84K杨中进行异源遗传转化。结果显示,锦叶栾净光合速率和蒸腾速率普遍低于栾树,胞间CO_(2)浓度显著高于栾树,非气孔限制是其光合速率减弱的主导因素;7月强光高温的天气可能导致锦叶栾光合系统元件受损,产生更严重的光抑制,从而使锦叶栾对强光的耐受性减弱;KpPetC在根、茎、叶、花芽和种子中呈组成型表达,但在叶片中高丰度表达,且与其他组织间存在显著差异;7、8、9月栾树叶片中KpPetC基因的表达量均显著高于锦叶栾,净光合速率与KpPetC基因表达量之间存在正相关关系,推测锦叶栾KpPetC基因表达的下调可能是光合速率下降的主要原因之一。总之,与栾树相比,锦叶栾光合作用能力明显减弱,这可能是KpPetC基因的表达受到抑制,使得光合通路元件受损,最终影响光合电子传递速率。该研究为今后深入研究PetC基因的功能奠定了基础,对于光合电子传递机制的研究具有重要的科学意义。

关键词：锦叶栾光合作用非气孔限制 PetC 基因克隆表达分析遗传转化

月季‘月月粉’与野蔷薇U6启动子的克隆及活性分析

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中国农业科学 2024年第13期57卷 2651-2661页

作者：覃语祺苏健馨曹雪敏朱婉程文翰张蔚华中农业大学园艺林学学院/果蔬作物种质创新与利用全国重点实验室华中农业大学花卉研究所荆楚理工学院/特色花卉生物育种湖北省工程研究中心

【背景】U6启动子是CRISPR/Cas9基因编辑系统中驱动sgRNA转录的重要元件，而不同物种的U6启动子转录活性可能存在差异，且物种内源U6启动子相比物种外源U6启动子可能具有更高效的启动效率。迄今对蔷薇属（Rosa）植物的U6启动子少有报道... 详细信息

【背景】U6启动子是CRISPR/Cas9基因编辑系统中驱动sgRNA转录的重要元件，而不同物种的U6启动子转录活性可能存在差异，且物种内源U6启动子相比物种外源U6启动子可能具有更高效的启动效率。迄今对蔷薇属（Rosa）植物的U6启动子少有报道，且尚未获得转录活性强于拟南芥U6的启动子。【目的】筛选转录活性更高的蔷薇属植物U6启动子，为后续月季和野蔷薇等蔷薇属植物CRISPR/Cas9基因编辑系统的优化和分子育种奠定基础。【方法】利用拟南芥保守的102 bp U6 snRNA序列，从中国古老月季‘月月粉’（Rosa chinensis Old Blush,OB）基因组中克隆相似性最高的6个OBU6启动子，从野蔷薇（R. multiflora）基因组中克隆相似性最高的7个RmU6启动子，并构建OBU6启动子和RmU6启动子分别驱动LUC和GUS报告基因的融合表达载体，利用农杆菌介导的瞬时转化法转染本氏烟草（Nicotiana benthamiana）叶片和月季‘萨曼莎’（R. Samantha）组培苗，通过双荧光素酶活性检测和GUS组织化学染色对月季和野蔷薇的启动子转录活性分别进行比较。【结果】‘月月粉’6个OBU6启动子和野蔷薇7个RmU6启动子均具有影响U6启动子转录活性的两个必要元件USE和TATA box。双荧光素酶活性检测和GUS组织化学染色结果显示，月季‘月月粉’OBU6启动子和野蔷薇RmU6启动子均具有转录活性，但OBU6启动子的转录活性均弱于拟南芥AtU6-1启动子。考虑到过长的U6启动子可能会削弱其转录活性，于是选取其中转录活性相对较高的OBU6-4进行5′端截短（1 507、1 076、574和187 bp），但截短后的启动子未能提高转录活性；而在野蔷薇中，成功筛选到一个长度为630 bp的RmU6-2启动子，其转录活性显著高于拟南芥AtU6-1启动子。【结论】从月季‘月月粉’中克隆得到6条U6启动子，从野蔷薇中克隆得到7条U6启动子，并筛选出一条转录活性显著高于拟南芥AtU6-1启动子的野蔷薇U6启动子RmU6-2，为构建蔷薇属植物CRISPR/Cas9基因组编辑系统提供了极具应用潜力的启动子。

关键词： U6启动子月季蔷薇属报告基因瞬时表达

贝莱斯芽胞杆菌ZF145抑菌物质提取方法比较及成分鉴定

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植物保护学报 2024年第2期51卷 334-341页

作者：曾先锋覃诗扬谢学文石延霞柴阿丽李宝聚李磊中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜生物育种全国重点实验室北京100081 天津农学院园艺园林学院天津300384

为明确贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis菌株ZF145中可有效抑制黄瓜角斑病病原菌扁桃假单胞菌流泪致病变种Pseudomonas amygdali ***的主要物质,采用冻干法、酸沉法、絮凝法、萃取法和铵沉法提取菌株ZF145发酵液中的抑菌物质,通过室... 详细信息

为明确贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis菌株ZF145中可有效抑制黄瓜角斑病病原菌扁桃假单胞菌流泪致病变种Pseudomonas amygdali ***的主要物质,采用冻干法、酸沉法、絮凝法、萃取法和铵沉法提取菌株ZF145发酵液中的抑菌物质,通过室内盆栽试验验证粗提物对黄瓜角斑病的防治效果,综合比较不同方法的提取效果,并通过高效液相色谱-质谱(high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS)联用技术鉴定粗提物中的抑菌物质。结果表明,絮凝法最适用于贝莱斯芽胞杆菌菌株ZF145发酵上清液中抑菌物质的提取,通过絮凝法提取的粗提物对扁桃假单胞菌流泪致病变种的抑菌圈直径达到19.50 mm,对黄瓜角斑病的盆栽防治效果为42.85%,且粗提物中的主要抑菌物质为C_(13)~C_(16)的surfactin同系物,浓度和纯度均为最高,分别为2.77 g/L和69.28%。表明本研究优化的絮凝法可用于芽胞杆菌发酵液中抑菌物质的提取。

关键词：贝莱斯芽胞杆菌黄瓜角斑病絮凝法防治效果抑菌物质