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蓝莓不同硬度果实VcPLs基因克隆和功能研究

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果树学报 2024年第1期41卷 1-11页

作者：李晓谊陆晓莹黄巧玉李永强宗宇徐丽珊郭卫东浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

【目的】探究果胶裂解酶基因在蓝莓硬肉品种和软肉品种果实硬度差异中的作用,为选育高硬度蓝莓品种提供参考。【方法】以蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal不同发育时期的果实为材料,测定果实硬度、细胞壁物质含量和果胶裂解酶活力,分... 详细信息

【目的】探究果胶裂解酶基因在蓝莓硬肉品种和软肉品种果实硬度差异中的作用,为选育高硬度蓝莓品种提供参考。【方法】以蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal不同发育时期的果实为材料,测定果实硬度、细胞壁物质含量和果胶裂解酶活力,分析比较果肉细胞解剖结构,克隆果胶裂解酶基因并研究其表达模式,转化番茄验证VcPL的功能。【结果】S4(膨大期)到S6(红果期)时期是果实硬度快速下降关键时期,果肉细胞在发育初期细胞壁轮廓清晰,Star果肉细胞出现结构破损的时期晚于O’Neal,果实硬度与可溶性果胶含量、果胶裂解酶活力均呈极显著负相关,VcPL41和VcPL65编码区序列长度分别为1230 bp和1209 bp,Star和O’Neal中VcPL65氨基酸序列完全相同,VcPL41的序列在品种间有4个氨基酸差异。2个基因在Star中快速上调表达的时期晚于O’Neal。超表达VcPL41和VcPL65的番茄果实硬度显著小于对照组,可溶性果胶含量显著高于对照组。【结论】蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal果实硬度差异受果胶裂解酶活力和可溶性果胶含量影响,VcPL41和VcPL65能够加速果实成熟软化进程。

关键词：蓝莓果实硬度果胶果胶裂解酶 VcPLs 基因克隆

佛手和山金柑果形相关基因CRC的TRV-VIGS体系的构建研究

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园艺学报 2024年第4期51卷 715-726页

作者：尉俊海吴中原王小青梅煜琳陈文荣廖芳蕾郭卫东浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江金华321004

以芸香科的佛手(Citrus medica L.var.sarcodactylis Swingle)和山金柑(Fortunella hindsii Swingle)花期叶片为材料,以果实发育相关的CRC基因为对象,利用烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)研究构建病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术体系,为基因功能研究提供有效简便的方法。待沉默的佛手植株剪枝、抹除花芽后,将CRC基因的沉默载体两次注射于佛手和山金柑的顶部叶片,注射间隔15~30 d。在注射后25~115 d内,佛手新生叶、新生花、果中的CmsCRC表达量均显著下调,且沉默植株的果形聚拢,果实指状结构数增加。CRC基因在佛手中的沉默有效时间是侵染后25~115 d,而在山金柑中沉默有效时间是25~105 d。

关键词： VIGS 佛手山金柑 CRC 果形

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佛手新品种飞天的选育

果树学报 2024年第3期41卷 562-566页

作者：吴中原陈倩滨王小青廖芳蕾郭卫东浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江金华321004

飞天佛手是芸香科柑橘属青皮佛手的自然芽变体嫁接培育而成的新品种。植株呈直立状,枝条带有互生刺,叶柄有翼;嫩叶颜色呈淡绿或斑驳分布,成熟叶大多为深绿色,大而厚。花蕾的花青苷显色,花瓣为紫红色。幼果呈指状,果实尖端为紫红色,其余... 详细信息

飞天佛手是芸香科柑橘属青皮佛手的自然芽变体嫁接培育而成的新品种。植株呈直立状,枝条带有互生刺,叶柄有翼;嫩叶颜色呈淡绿或斑驳分布,成熟叶大多为深绿色,大而厚。花蕾的花青苷显色,花瓣为紫红色。幼果呈指状,果实尖端为紫红色,其余部位早期为淡绿色。成熟后指状结构由顶端开裂至基部并反转向上张开。每年2—4月份开花,随后果实逐渐成熟,由绿色变为黄色,散发清香,可挂果至11月份成熟,果实呈金黄色。适宜于中国江南地区和西南地区(如广西、四川、云南和贵州等地)露地、温室或大棚栽培。飞天与青皮相比,手指张开程度更大,具有较高观赏价值,适宜制作盆栽。

关键词：佛手新品种飞天芽变

大豆AGB1同源基因在防御反应中起正向调控作用

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生物工程学报 2024年第4期40卷 1050-1064页

作者：吴楠兰胡娇黄敏君王文絮刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

由Gα、Gβ和Gγ这3个亚基组成的异源三聚体GTP结合蛋白(简称G蛋白)在真核生物的信号转导中起着重要作用。拟南芥基因组中仅有1个Gβ亚基编码基因AGB1,在免疫反应中起着正调控作用,然而AGB1在大豆防御中的作用尚不清楚。鉴于大豆是四倍... 详细信息

由Gα、Gβ和Gγ这3个亚基组成的异源三聚体GTP结合蛋白(简称G蛋白)在真核生物的信号转导中起着重要作用。拟南芥基因组中仅有1个Gβ亚基编码基因AGB1,在免疫反应中起着正调控作用,然而AGB1在大豆防御中的作用尚不清楚。鉴于大豆是四倍体植物,存在基因功能冗余,本研究利用菜豆豆荚斑驳病毒诱导的基因沉默技术同时沉默大豆基因组中同源性高达86%−97%的4个GmAGB1同源基因,以探究其在大豆免疫中的作用。沉默GmAGB1导致大豆植株出现矮化表型,暗示GmAGB1可能参与大豆的生长发育;抗病性分析表明沉默GmAGB1导致大豆对大豆斑疹病菌的抗性降低,而该抗性的降低与GmAGB1沉默植株叶片中病原菌侵染诱导的活性氧的积累量的显著下降以及细菌中保守的鞭毛蛋白N端22个氨基酸小肽flg22诱导的GmMPK3激活程度的显著降低相关联。此外,酵母双杂交实验证明大豆中的GmAGB1可能与GmAGG1存在互作关系。综上所述,GmAGB1是大豆防御反应中的正调控因子,且大豆中G蛋白也可能以进化上保守的异源三聚体的形式发挥作用。

关键词： GmAGB1 G蛋白病毒诱导的基因沉默技术防御反应活性氧

芦竹TCP家族的基因鉴定与盐胁迫下的表达分析

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草业科学 2024年

作者：刘璇陈虞超郭生虎钟楠石磊甘晓燕宁夏农林科学院农业生物技术研究中心宁夏农业生物技术重点实验室

芦竹（Arundo donax L.）生长周期短、纤维素及粗蛋白含量高，在燃烧过程中能够产生较高的热值，是一种新型的经济能源饲草，具有广阔的应用前景。TCP是一类植物特有的转录因子，在调控植物生长发育过程中具有重要作用，但目前该基因家... 详细信息

芦竹（Arundo donax L.）生长周期短、纤维素及粗蛋白含量高，在燃烧过程中能够产生较高的热值，是一种新型的经济能源饲草，具有广阔的应用前景。TCP是一类植物特有的转录因子，在调控植物生长发育过程中具有重要作用，但目前该基因家族在芦竹中的分布以及生物学功能未见报道。本研究以芦竹为对象，利用生物信息学方法对AdTCP基因家族的基本理化性质、染色体定位、基因间的共线性关系、基因结构、蛋白的保守基序、多序列比对及与其他物种的亲缘进化关系进行了系统分析，运用实时荧光定量PCR测定了盐胁迫下7个AdTCP基因的相对表达量。结果表明，芦竹含有37个AdTCP基因，分布在不同染色体上。其蛋白理化性质各不相同，且均为亲水性、不稳定蛋白，多数定位在细胞核中。该家族基因结构中均只含有外显子，无内含子，共线性分析鉴定出22个片段复制基因对；其家族蛋白包含15个不同的保守基序，序列相似性为30.52%。通过与拟南芥、水稻TCP基因进行亲缘关系比较，结果发现82个TCPs可以分为TCP-P和TCP-C两大亚家族，其中TCP-P仅包含PCF分支，而TCP-C包含CYC与CIN两个分支。随着盐胁迫浓度的升高，7个AdTCP基因的表达量呈现先上升后下降的趋势，说明AdTCP参与盐胁迫响应过程。本研究为解析芦竹基因功能及创制芦竹新种质奠定基础。

关键词：芦竹 TCP转录因子基因家族鉴定

超临界CO介导下米曲霉脂肪酶催化裂殖壶藻油乙酯化反应

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中国粮油学报 2024年

作者：王芳张灵群梅书豪周雪华严晓阳邓刚 1.浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室 2.浙江师范大学生命科学学院 3.浙江师范大学行知学院理学院浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江师范大学生命科学学院浙江师范大学行知学院理学院

乙酯化反应是藻油精深加工中的关键步骤，但作为典型的非水介质催化反应，该反应体系易分相，底物混溶性差，催化效率很低。本研究在米曲霉（Aspergillus oryzae， AO）脂肪酶催化裂殖壶藻（Schizochytrium sp.）油乙酯化反应中加入绿... 详细信息

乙酯化反应是藻油精深加工中的关键步骤，但作为典型的非水介质催化反应，该反应体系易分相，底物混溶性差，催化效率很低。本研究在米曲霉（Aspergillus oryzae， AO）脂肪酶催化裂殖壶藻（Schizochytrium sp.）油乙酯化反应中加入绿色助溶剂超临界CO2(SC-CO2)，在10 MPa、45 ℃、水质量分数10%的条件下，乙酯化的初始反应速率从常规条件下的9.3mg/h显著增加至17.7 mg/h，反应平衡时间从20 h缩短至12 h，脂肪酸乙酯得率从60.8%明显增加至77.5%，表明SC-CO2在提高底物混溶、加速传质等方面作用显著，并且添加的水分有助于维持脂肪酶活性的稳定，进而提高了催化速率。此外SC-CO2作为有机助溶剂的环保替代品，不仅避免了溶剂残留问题，而且其隔氧的特性使得终产物具备更优越的抗氧化性能，有效提升了产品品质。

关键词：超临界CO AO脂肪酶裂殖壶藻油乙酯化反应

沉默大豆GmWRKY33B基因导致大豆抗病性降低

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生物工程学报 2024年第1期40卷 163-176页

作者：钟晨丽王文絮廖莉娜刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室浙江金华321004

WRKY转录因子基因家族是植物特有的转录因子,在防御中起着重要作用。通过生物信息学分析,本研究在古四倍体大豆(Glycine max)基因组中找到一对同源性高达93%的WRKY33同源基因,并将其命名为GmWRKY33B。从GmWRKY33B的两个同源基因保守区... 详细信息

WRKY转录因子基因家族是植物特有的转录因子,在防御中起着重要作用。通过生物信息学分析,本研究在古四倍体大豆(Glycine max)基因组中找到一对同源性高达93%的WRKY33同源基因,并将其命名为GmWRKY33B。从GmWRKY33B的两个同源基因保守区域选取一个315bp片段构建至菜豆豆荚斑驳病毒(bean pod mosaic virus,BPMV)沉默载体(BPMV-VIGS)上,以期同时沉默上述2个GmWRKY33B基因。结果表明,同时沉默2个GmWRKY33B基因并不显著改变沉默植株的表型,但却显著降低了大豆对大豆斑点病菌以及大豆花叶病毒的抗性,说明GmWRKY33B在大豆免疫反应中起正调控作用。激酶分析表明,GmWRKY33B沉默植株中flg22诱导的GmMPK6的磷酸化水平较空载体BPMV-0植株显著降低,说明GmWRKY33B可以通过调控GmMPK6的激酶活性而参与大豆的免疫反应。抗毒素为大豆中主要起防御作用的植保素,而大豆异黄酮类特异性异戊烯基转移酶(prenyltransferase,PT)基因家族是参与大豆抗毒素生物合成的主要基因,许多PT基因启动子区含有与WRKY特异性结合的W-box序列。在丁香假单胞菌pv.甘氨酸(Pseudomonas syringae pv.glycinea,Psg)侵染条件下,4个PT基因的表达水平在沉默株系中显著降低,说明GmWRKY33B参与PT基因的转录激活。综上所述,GmWRKY33B通过调控GmMPK6的激活以及调控大豆抗毒素生物合成途径中关键酶编码基因的表达而参与免疫反应。

关键词： GmWRKY33 利用病毒诱导基因沉默免疫反应 GmMPK3/6 异戊烯基转移酶大豆抗毒素

部分敲除NtPDK1a/1b/1c/1d增强烟草抗病性

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生物工程学报 2024年

作者：任茜薇兰胡娇刘天瑶赵焕停赵雅婷张蕊刘建中浙江师范大学生命科学学院浙江师范大学生命科学学院浙江省特色经济植物生物技术重点实验室

真核细胞AGC蛋白激酶家族(protein kinase A/protein kinase G/protein kinase C-family，AGC kinase family)参与调控多种生物学过程。3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1)是一种保守的丝氨酸/苏氨酸激酶。为了研究PDK1同源基因在四倍体烟草免疫中的作用，对前期获得的同时敲除4个NtPDK1同源基因中5-7个等位基因的CRISPR/Cas9转基因株系进行了细胞死亡及抗病性分析。结果发现部分敲除NtPDK1a/1b/1c/1d虽然可延迟瞬时过表达激活态Pto (active Pto， PtoY207D)及大豆GmMEKK1诱导的超敏反应(hypersensitive response，HR)细胞死亡，但可显著增强烟草对假单胞杆菌(Pseudomonas syrangae pv. tomato DC3000， Pst DC3000)以及烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus， TMV)的抗性，而该抗性的增强与Ntpdk1a/1b/1c/1d部分敲除株系中NtMPK6、NtMPK3和NtMPK4激活程度的显著增强相关联。综上所述，本研究结果表明NtPDK1a/1b/1c/1d正向调控细胞死亡，但却可能通过抑制MAPK途径的激活而负向调控烟草免疫反应。

关键词： AGC激酶 NtPDK1 CRISPR/Cas9技术植物免疫烟草

引种捕食螨胡瓜新小绥螨在中国的适生区分布预测

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生态学报 2024年第12期44卷 5219-5229页

作者：李玉闯郭倩倩刘怀李广云西南大学植物保护学院昆虫学及害虫控制工程重庆市重点实验室重庆400715 西南大学长江上游农业生物安全与绿色生产教育部重点实验室重庆400715

胡瓜新小绥螨(Neoseiulus cucumeris)是一种商业化的广食性生防天敌,可以防治多种农业害螨和害虫,具有重要的经济和生态价值。但是作为一种外来引种的捕食螨,它在我国的适生区域分布以及气候变化对其分布的影响尚不明确。根据胡瓜新小... 详细信息

胡瓜新小绥螨(Neoseiulus cucumeris)是一种商业化的广食性生防天敌,可以防治多种农业害螨和害虫,具有重要的经济和生态价值。但是作为一种外来引种的捕食螨,它在我国的适生区域分布以及气候变化对其分布的影响尚不明确。根据胡瓜新小绥螨的现有分布点和19个生物气候因子,利用刀切法评估关键气候因素的重要性,并采用Maxent生态位模型分别预测了目前和未来气候条件下它在中国分布情况,分析了其在中国的潜在适生区域的变化。结果表明模型预测得到的受试者工作特征曲线ROC曲线下的面积AUC(Area under curve)值为0.87,表明模型的准确度好。最冷季节的降水量(Bio_19)、等温性(Bio_3)和气温季节性(Bio_4)是影响胡瓜新小绥螨适生性的最重要的环境因子,对模型的贡献率分别为36.2%、25%和18.1%。目前胡瓜新小绥螨的适生区面积约占我国陆地面积的60%,在未来气候条件下,其适生区域有进一步扩大的趋势,在2050年其中高度适生区域扩张至63%。不同时期胡瓜新小绥螨的分布中心比较稳定,均分布于四川省内,但有向东北迁移的趋势。本研究明确了胡瓜新小绥螨在中国适宜的释放区域及可能定殖的区域,为该引种天敌的合理利用提供了理论依据。

关键词：胡瓜新小绥螨 MaxEnt模型潜在分布环境因子