“植物诱变育种·农业生物技术” 栏目所有文章列表

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  • 植物诱变育种·农业生物技术
    彭永彬, 刘梓烨, 郑崇珂, 孙伟, 周晋军, 崔义河, 刘延忠, 谢先芝
    核农学报. 2026, 40(7): 1281-1289. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1281
    摘要 (190) PDF全文 (60) HTML (2)   可视化   收藏

    鲁盐稻13号是经γ射线辐射诱变选育而成的水稻新品种,作为山东省第一批区试审定的节水抗旱稻新品种,具有耐旱性强、早生快发、稳产等特点。为了探究适于黄淮稻区节水抗旱稻新品种培育的理论技术体系,本研究从基因组水平解析了鲁盐稻13号重要农艺性状形成的分子基础。结果表明,鲁盐稻13号基因组中,粳稻区段数占比91.55%,属于典型的粳稻类型;其稻米达到优质三等食用粳稻品种品质。鲁盐稻13号中抗稻瘟病(MR)和抗白叶枯抗病(R);鲁盐稻13号抗旱指数0.76,抗旱等级为3,同时含有OsPP15OsJAZ1优异等位基因型,达到中抗等级。根据现有功能基因报道,该品种含有非生物胁迫基因OsCBL10OsSAP16等抗性基因的优异等位基因型,具备强萌发能力;具有HAN1OsLTPL159bZIP73OsMYB2LTG1等耐冷基因的优异单倍型变异,抗低温能力强;稻米品质方面,含有直链淀粉含量基因Waxy和低糊化温度等位基因型ALK,以及三个低蛋白调控因子。此外,鲁盐稻13号含有的产量、广谱抗病优异基因型相对较少。综上,鲁盐稻13号具有种子萌发力强、抗旱性强,食用品质优等特点,但也存在产量优异基因不足、抗病性基因单一等缺陷。本研究为后续鲁盐稻13号的应用和遗传改良提供了依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    杨改儿, 张璇, 王嘉栋, 海永, 张丹丹, 张子呈, 段淋渊, 李翔
    核农学报. 2026, 40(7): 1290-1297. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1290
    摘要 (156) PDF全文 (12) HTML (1)   可视化   收藏

    为探究⁶⁰Co-γ射线对宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)的诱变生物学效应,并初步筛选适宜的诱变剂量,为后续M2代突变体筛选奠定基础,本研究以宁杞1号干种子为材料,设置不同剂量(0、20、40、60、80、100 Gy)进行辐射处理,探究⁶⁰Co-γ射线对种子萌发、幼苗生长特性、抗氧化酶活性及功效成分等相关指标的影响,并利用回归方程法确定宁杞1号种子的半致死剂量(LD50)。结果表明,随着辐射剂量的增加,宁杞1号种子萌发及幼苗生长受到明显抑制,种子发芽率整体呈下降趋势。宁杞1号的幼苗高度在20~60 Gy处理下与野生型无显著差异,而在80~100 Gy处理下幼苗高度受到明显抑制。回归分析表明,宁杞1号的半致死剂量为72 Gy;与野生型相比,40 Gy时宁杞1号的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著增加,但随辐射剂量增加,抗氧化酶活性逐渐下降,氧化损伤加剧;粗多糖、类黄酮含量在40 Gy辐射剂量下最高,而甜菜碱和总叶绿素含量分别在20和60 Gy时最高。相关性分析表明,辐射剂量与地径呈极显著正相关,而与苗高、茎粗等其他指标呈负相关。本研究结果为枸杞诱变育种及遗传改良提供了重要的理论依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    刘晴, 常汇琳, 门龙楠, 聂守军
    核农学报. 2026, 40(7): 1298-1308. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1298
    摘要 (187) PDF全文 (98) HTML (1)   可视化   收藏

    为解析水稻粒型变异的分子机制并挖掘关键基因,本研究以甲基磺酸乙酯(EMS)诱变长粒型品种松粳28获得的稳定遗传圆粒突变体rs28为材料,开展表型鉴定、遗传分析及全基因组重测序,结合SNP-index、ED和G’value算法进行BSA-seq定位。表型分析结果显示,突变体长宽比由野生型的2.5显著降至1.6;遗传分析结果表明,圆粒性状受单隐性基因控制,F2代分离比符合3∶1孟德尔遗传规律,F3代验证群体分离比进一步支持这一遗传模式。BSA-seq定位到2个主效关联区域,其中chr12: 89 425~351 085区域的LOC_Os12g01230基因(编码泛素连接酶同源蛋白,存在p.Arg375His错义突变)与已知粒宽调控基因GW2显著同源,GO富集分析结果显示其参与“细胞壁组织”和“植物激素信号转导”通路。通过开发目标区段侧翼标记(CAPS标记C12-1、C12-2及KASP标记K12-1)验证表明,LOC_Os12g01230突变位点与圆粒表型共分离率达96.7%,不同基因型群体粒型数据差异显著,推测其通过泛素化途径调控颖壳细胞扩张。本研究为水稻粒型分子设计育种提供了新的基因靶点及理论支撑。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    张龙, 徐世强, 孙铭阳, 李静宇, 王继华
    核农学报. 2026, 40(7): 1309-1320. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1309
    摘要 (103) PDF全文 (27) HTML (0)   可视化   收藏

    为解析穿心莲(Andrographis paniculata)B-box(BBX)基因家族响应紫外线B(UV-B)处理的表达模式、功能分类及其与穿心莲内酯生物合成的调控关联,本研究基于全基因组数据鉴定了穿心莲BBX基因家族成员。通过分析其理化性质、系统进化关系、染色体定位、共线性、基因结构和保守基序等基础信息和遗传特性;鉴定启动子顺式作用元件和UV-B处理下的表达模式;预测蛋白互作网络,以及探索其与穿心莲内酯生物合成的相关性,挖掘该家族在提高产量方面潜在的应用价值。结果表明,穿心莲共含有20个ApBBXs,随机分布于13条染色体,种内以及与板蓝、芝麻和拟南芥均具有共线性。ApBBXs结构高度保守,启动子中富集光响应顺式作用元件,具有UV-B处理特异性响应模式。预测ApBBX6和ApBBX3通过分别与ApCOP1和ApFT、ApHD3A蛋白互作参与调控穿心莲的光形态建成和生殖生长等进程。ApBBX3、ApBBX7、ApBBX10、ApBBX18在表达水平上与MEP途径和加工修饰阶通路基因高度相关,预测其为穿心莲内酯生物合成的候选调控基因。本研究结果为解析ApBBXs响应UV-B的调控模式及参与穿心莲内酯合成的调控机制奠定了理论基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    王新宇, 王伟, 郭子浩, 史小霞, 郝昱宁, 韦小龙, 吕晋慧, 张春来
    核农学报. 2026, 40(7): 1321-1330. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1321
    摘要 (99) PDF全文 (13) HTML (0)   可视化   收藏

    提高谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性是培育富硒小麦(Triticum aestivum L.)的潜在途径。为了鉴定小麦GPX基因家族成员,明确成员在不同组织及不同硒(Se)处理下的表达水平,本研究利用生物信息学与分子生物学方法鉴定和分析小麦GPX基因家族成员、特性及功能,并研究了TaGPX基因的结构、理化性质和功能表达。在普通小麦中检出14个GPX基因,不均匀分布在2、4、6、7号染色体A、B、D同源群上;比对结果显示,TaGPX基因的亚细胞定位大部分位于叶绿体和线粒体上,外显子数为5~6个,基序数目较为相似。启动子区顺式作用元件预测结果显示,TaGPX基因家族中多个基因富含响应非生物胁迫的功能元件。通过构建GPX进化树,发现小麦与节节麦的GPX基因亲缘关系最近,基因分化相似性较高。转录组数据显示TaGPX基因家族的多数基因在小麦叶片中表达量高,旗叶期和蜡熟期时表达量最高,推测此基因家族参与叶绿体内活性氧(ROS)清除相关的生理过程。TaGPX基因在叶片中的表达量明显高于种子部位,结合小麦DNA变异分析和转录组数据推测TaGPX的单核苷酸多态性(SNP)位点变异是提高小麦自身系统ROS处理能力的原因之一。对小麦不同组织的GPX基因表达量测定及硒盐处理下GPX表达进行差异分析,结果表明:TaGPX3.2A在小麦不同组织中相对表达量最高,推测在硒处理下硫会与硒竞争吸收位点,抑制硒的吸收,去硫施硒能提高TaGPX基因的表达水平。本研究为利用TaGPX基因提高小麦硒富集水平奠定了基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    夏邱浩, 王阳, 赵靖钰, 张锐, 王新汇, 高瑞霞, 郭众仲
    核农学报. 2026, 40(7): 1331-1341. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1331
    摘要 (170) PDF全文 (57) HTML (0)   可视化   收藏

    核桃是我国重要的木本油料经济树种,其果仁具有较高的营养和经济价值。为快速、准确区分与鉴定南疆核桃种质资源,提升其收集与管理效率并强化品种权保护,本研究以阿拉尔地区12份代表性南疆核桃主栽品种(系)为材料,基于Illumina HiSeq 150 bp双端重测序获得95.92 Gb高质量数据(Q20≥97%,Q30≥93%)。通过BWA-GATK流程在全基因组水平鉴定到3.036×107个核心单核苷酸多态性(SNP)位点;依据“在染色体上均匀分布(每Mb不少于1个标记)、变异系数(CV)小于15%、无基因型缺失、次等位基因频率(MAF)不低于10%、多态信息含量(PIC)不低于0.35、符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.01)、在60 bp范围内连锁不平衡程度较低(<0.2)”这六项原则,最终筛选出281个SNP。其中兵塔系列7个品系间共享61.2%的SNP位点,遗传相似度达0.82~0.94,提示其可能源自同一杂交组合或存在紧密系谱关联。利用该套标记完成12份种质的基因分型,构建系统发育树将其划分为3个遗传差异的类群:陕核5号独立成支(外源品种),新早丰与兵塔7号聚为一类(可能共享亲本),其余9个品种(系)归为南疆本地选育群体。进一步将281个SNP转化为二进制编码(0/1/2),形成唯一的281位数字指纹码;结合11项农艺及品质性状生成12位商品码,首次创建“商品码+指纹码”双模块核桃分子身份证。在本研究所涉及的12份南疆主栽品种中,该体系实现了完全区分(分辨力指数DP=1.000),可为南疆核桃新品种DUS(Distinctness, Uniformity and Stability)测试、种质资源快速鉴定及分子育种提供标准化技术框架。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    包文青, 邹晖, 王伟英, 黄鹏榕, 戴艺民, 林江波
    核农学报. 2026, 40(7): 1342-1351. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1342
    摘要 (188) PDF全文 (18) HTML (0)   可视化   收藏

    金线莲(Anoectochilus roxburghii)是重要的药用兰科植物,但其人工栽培周期长、生长缓慢,严重制约产业发展。内生真菌作为促进植物生长的微生物资源备受关注,其中胶膜菌属(Tulasnella sp.)是兰科植物共生真菌的关键类群。为阐明胶膜菌对金线莲的促生机制,本研究从金线莲根际中分离获得胶膜菌TJ1菌株,并结合组培促生试验、转录组和代谢组开展系统解析。结果表明,接种TJ1显著促进金线莲组培苗生长,与对照相比,植株株高、茎粗及鲜重分别提高39.5%、60.4%和75.5%。转录组分析鉴定了7 271个差异表达基因(DEGs),其中6 780个上调基因显著富集于糖代谢、三羧酸循环及氨基酸生物合成等途径。代谢组分析检测到146个差异代谢物,主要涉及氨基酸及糖类衍生物,显著富集于磷酸戊糖、淀粉与蔗糖代谢等通路。多组学整合结果表明,TJ1通过协调提升碳流、能量供给及氮同化能力,并诱导生长素相关基因(如ALDH3A1)的表达,从而构建“碳-营养-激素”协同调控网络促进金线莲生长。本研究揭示了胶膜菌TJ1的促生分子机制,为兰科药用植物定向促生微生物菌剂的开发提供了理论依据和微生物资源。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    项缨, 张琳, 颜韶兵, 陶永刚, 朱梦园, 夏志强, 包劲松
    核农学报. 2026, 40(7): 1352-1362. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1352
    摘要 (153) PDF全文 (27) HTML (0)   可视化   收藏

    甜瓜是重要的园艺作物,具有丰富的营养与经济价值。为了解甜瓜主栽品种间的遗传多样性差异,本研究开展了基于Hyper-seq的甜瓜全基因组单核苷酸多态性(SNP)分型研究,并测定了主要农艺性状,系统评估了64个甜瓜品种的遗传多样性与群体结构。利用Hyper-seq共鉴定出1 193 948个高质量SNP,功能注释表明其主要富集于基因间区及基因上下游的非编码区域。群体结构分析与主成分分析均将品种清晰划分为两个遗传背景差异显著的类群,类群间遗传分化程度高达0.304。甜瓜单果重和坐果个数性状变异丰富,变异系数(CV)均超过40%,单果重和果实横径在2个类群间存在显著差异。本研究揭示的二元群体结构为甜瓜品种精准鉴定、群体特异性优异等位基因挖掘及定向遗传改良奠定了理论基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    钟子充, 梁茵琳, 周赛男, 汤丽云, 黄俊滔, 苏景, 严萍, 何国振
    核农学报. 2026, 40(7): 1363-1374. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.07.1363
    摘要 (105) PDF全文 (13) HTML (1)   可视化   收藏

    为综合评价筛选优良的阳春砂种质,本研究以道地产区21份阳春砂种质为材料,对其60个表型性状进行精准鉴定,利用遗传多样性分析、变异分析、相关性分析、聚类分析及主成分分析等方法对阳春砂种质进行综合评价。结果表明,阳春砂种质资源数量性状遗传多样性(H′=2.00)高于质量性状(H′=0.43),数量性状的变异系数范围为1.92%~73.62%,变异系数的均值为22.21%,说明阳春砂具有丰富的遗传多样性。相关性分析显示,阳春砂花丝与花柱之间的相对长度与小花内部空间结构大小具有一定的关联性。主成分分析将13个产量因子性状转化为5个主成分/综合因子,累计贡献率为83.83%。聚类分析将供试材料划分为三大类群,高产种质集中于第二类。基于F值筛选出5份表型性状优良的种质,均具有高产的特点,可进一步发掘利用。该研究为阳春砂种质资源评价和新品种选育提供了重要依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    邹仪妹, 李少雄, 王键宽, 王加峰, 洪彦彬, 刘浩, 黄红保
    核农学报. 2026, 40(6): 1077-1087. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1077
    摘要 (232) PDF全文 (115) HTML (4)   可视化   收藏

    为挖掘花生油脂相关基因,本研究以广东省河源市本地花生品种火豆和经过太空诱变花生突变株系(突变第八代,M8)为试验材料,该突变株系在单株产量、单株总果数、单株饱果数等关键产量性状上较原始品种火豆有所提升,同时呈现株型紧凑的优良农艺特性。利用花生全基因组重测序进行基因分析,通过与参考基因组(GCF_003086295)比对,系统检测基因组中的遗传变异,共检测到单核苷酸变异(SNP)545 416个、插入缺失(InDel)167 629个、拷贝数变异(CNV)3 032个、结构变异(SV)3 525个。其中筛选出66个与花生油脂代谢有关的基因,包括酰基转移酶基因(DGAT)和三酰甘油脂肪酶SDP1等基因家族成员。突变系与对照的差异分析显示,突变体粗脂肪(48.62%)和油酸(39.37%)含量高于对照,粗蛋白和亚油酸含量较低。候选基因在油脂合成通路中发挥着重要作用,其错义突变可能通过改变酶活性中心构象影响甘油三酯的合成效率,这为后续功能验证提供了重要靶点,为探究花生航天育种的分子机制提供了参考。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    高宇, 曹受金, 舒曼, 欧光梅, 熊颖, 禹霖
    核农学报. 2026, 40(6): 1088-1095. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1088
    摘要 (216) PDF全文 (57) HTML (1)   可视化   收藏

    为探讨60Co-γ射线辐射对福建山樱花(Prunus campanulata)种子的辐射生物学效应,本研究以萌动期的福建山樱花种子为试验材料,设置0(CK)、60、80、100、120 Gy共5个辐射梯度,系统分析不同剂量处理对种子出苗、幼苗生长及生理代谢的影响。结果表明,辐射剂量与相对出苗率呈显著负相关(r=-0.740,P<0.01),通过二次回归方程y=-0.011x2 +0.839 6x+100.27 (R2 =0.978 9)计算得出半致死剂量(LD50)为115.8 Gy。辐射处理显著影响幼苗表型特征(P<0.05),诱发包括叶片深裂、锯齿增深、叶缘缺刻等形态畸变。生理指标分析显示,随着辐射剂量的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升后降趋势,过氧化物酶(POD)活性呈现“V”型变化,过氧化氢酶(CAT)活性均显著低于对照组(P<0.05),丙二醛(MDA)含量随辐射剂量增加持续上升,可溶性糖与可溶性蛋白含量均呈现先降后升的双相变化。综合生长指标与生理响应特征,确定萌动期福建山樱花种子的适宜辐射剂量为60~100 Gy。本研究首次建立了福建山樱花的辐射剂量效应模型,为樱属植物辐射诱变育种提供了理论依据与实践指导。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    刘泽, 周利斌, 康睿娇, 张萌, 赵桂琴, 柴继宽, 曲颖
    核农学报. 2026, 40(6): 1096-1104. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1096
    摘要 (242) PDF全文 (133) HTML (0)   可视化   收藏

    为阐明空间站搭载对橡胶草当代生物学效应的影响,本研究以3个不同品种橡胶草(俄K-445、TKS1、A1)为材料,依托中国空间站梦天舱外空间辐射生物学暴露平台开展为期6个月的空间站搭载实验,分析材料的出苗率、叶片表型、光合特性。结果表明,空间站搭载对出苗率的影响存在明显的品种差异性,其中空间站搭载可显著提升俄K-445和TKS1的出苗率,而对A1出苗率无显著促进作用。空间站搭载对叶片生长的促进效应具有发育阶段差异性,主要表现在苗期和现蕾期阶段,在盛花期促进作用消失。与表型响应不同,叶片光合特性(叶绿素含量与叶绿素荧光参数)在空间站搭载后未发生显著变化,说明空间站搭载对不同生理过程的影响存在差异性。本研究为解析空间环境对橡胶草的当代生物学效应提供了依据,也为利用空间站搭载技术创制橡胶草新种质提供了参考。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    许正艳, 张聪, 蒲志刚, 冯俊彦, 屈会娟, 郎涛, 任敏, 高鹏
    核农学报. 2026, 40(6): 1105-1115. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1105
    摘要 (215) PDF全文 (63) HTML (3)   可视化   收藏

    生长素转运蛋白AUX/LAX(AUXIN RESISTENT1/LIKE AUX1)对生长素分布的精确调控在介导植物生长发育及逆境响应中起关键作用。为探究甘薯中AUX/LAX基因家族成员及其在逆境胁迫响应中的功能,本研究对其进行了全基因组鉴定和系统分析,共鉴定出7个AUX/LAX成员,分布于4、5、6、7、9和14号染色体,这些成员均含有Aa_trans结构域,具有相似的基因结构和保守基序,均为细胞膜定位蛋白,具有4~11个跨膜结构域。启动子分析显示,该家族基因含有33种与胁迫响应、激素应答及光响应等相关的顺式作用元件。对菜用甘薯AUX/LAX家族基因的表达分析表明,IbAUX/LAX基因受生长素诱导显著上调,并在盐、干旱和高温胁迫下呈现差异表达。其中,IbAUX2IbAUX3在多种胁迫下表达持续下调,IbAUX5IbAUX6IbAUX7分别在干旱和高温处理6 h、1 h和1 h后显著上调,IbAUX1在各处理中表达变化最显著,表明它们可能在逆境响应中发挥关键作用。本研究为深入解析菜用甘薯AUX/LAX基因功能及其在抗逆机制中的作用提供了理论基础,也为菜用甘薯抗逆育种提供了候选基因资源。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    曹蕊, 刘艳, 范雅琪, 杨涌, 尚雯丽, 李成春, 张海娥, 刘静
    核农学报. 2026, 40(6): 1116-1126. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1116
    摘要 (209) PDF全文 (74) HTML (0)   可视化   收藏

    SnRK2作为植物激素脱落酸(ABA)信号通路相关基因,在调节植物抵抗非生物胁迫中发挥着重要作用。为了鉴定板栗中SnRK2基因家族,并探究其在板栗抵抗非生物胁迫过程中的表达模式,本研究对CmSnRK2基因家族成员进行了鉴定,并进行了生物信息学分析,最后通过不同的非生物胁迫转录组分析与实时荧光定量PCR(qRT-PCR)试验探明其表达模式。结果显示板栗基因组中含有5个CmSnRK2基因家族成员,不均等分布在4条染色体上,分为3个小组,各个成员在蛋白结构、蛋白基序和基因编码区数量上极为保守。转录组分析结果显示,CmSnRK2基因家族成员广泛响应各类非生物胁迫,其中CmSnRK2_3在干旱、涝害、ABA、低温及高温胁迫中均差异表达,而CmSnRK2_5在低光胁迫中差异表达。最后通过qRT-PCR试验发现CmSnRK2_1CmSnRK2_2CmSnRK2_3相对表达量在不同的非生物胁迫下均显著上调,暗示CmSnRK2基因家族在板栗抵抗非生物胁迫中发挥了重要作用,同时也证明了转录组数据的准确性。本研究为板栗非生物胁迫相关基因的研究提供了理论基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    岳智臣, 李必元, 郑光寿, 卢绍恺, 胡齐赞, 赵彦婷, 雷娟利, 陶鹏
    核农学报. 2026, 40(6): 1127-1135. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1127
    摘要 (193) PDF全文 (60) HTML (0)   可视化   收藏

    中心柱长度是影响结球甘蓝商品性的关键因素。为了解析其遗传机制并挖掘控制基因,本研究测定了52份结球甘蓝材料的中心柱长度与叶球高度(球高)的比值,结果显示该比值呈正态分布。基于此比值及重测序获得的单核苷酸多态性(SNP)数据,进行全基因组关联分析(GWAS),在结球甘蓝C03、C06、C07、C09号染色体上共鉴定出8个与中心柱长度关联的SNP位点;其中,3个关联的SNP富集于C03号染色体65 594 673~65 622 331区间。对关联区域进行候选基因注释,筛选出30个候选基因。结果显示基因BolC03g077160.2JBolC09g005220.2JBolC09g005230.2JBolC09g005240.2J涉及赤霉素生物合成及开花调控。其中,BolC03g077160.2J与模式植物拟南芥的赤霉素3-β-双加氧酶3基因(At4g21690)同源,其编码产物催化非活性赤霉素向活性赤霉素的转化,其在花和芽中表达量相对较高。外源赤霉素处理试验证实赤霉素能显著促进结球甘蓝中心柱伸长,支持内源赤霉素代谢相关基因作为中心柱长度候选基因的合理性。本研究为优化结球甘蓝中心柱长度性状提供了新的候选基因资源。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    狄小琳, 李慧, 朱成磊, 孔鑫, 李雪平, 高志民
    核农学报. 2026, 40(6): 1136-1148. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.06.1136
    摘要 (199) PDF全文 (81) HTML (0)   可视化   收藏

    类萌发素蛋白(GLPs)通过与细胞壁交联对细胞壁起强化作用。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)GLP家族成员的分子特征及其在细胞壁交联中的功能,利用生物信息学与分子生物学等方法对PeGLPs家族成员进行了鉴定和系统分析,基于毛竹快速生长相关的RNA-Seq数据和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析GLP基因的表达模式,借助酵母单杂交、DLR(dual luciferase reporter)等试验验证转录因子NAC与PeGLP8的调控关系,在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中异源表达PeGLP8并初步研究其功能。在毛竹中共鉴定到103个GLP基因家族成员(PeGLP1~PeGLP103),大多数PeGLPs编码的蛋白结构域具有较高的保守性,均包含3个Box结构域。顺式作用元件预测结果显示,PeGLPs的启动子中存在多个木质素相关转录因子NAC和MYB的响应元件。共线性分析显示,PeGLPs的Ka/Ks值大部分小于1.0,说明纯化选择是该家族成员的主要进化方式。系统发育分析结果表明,GLP家族成员被分成七个亚家族,其中Group 7亚家族中PeGLPs成员最多(27个)。基于RNA-Seq数据分析显示,PeGLP8的表达差异显著,并与多个细胞壁相关转录因子基因呈现共表达,其中PeGLP8PeNAC42的表达与毛竹笋速生过程中木质化程度呈现相似的趋势。酵母单杂交以及DLR试验结果证实,PeNAC42能够与PeGLP8的启动子结合并激活其表达;过表达PeGLP8拟南芥株高增加,细胞壁加厚,细胞明显伸长,木质素含量显著增加。推测毛竹中PeGLP8通过参与细胞壁交联以及木质素的沉积,进而影响竹材的形成。本研究结果为揭示竹材质量形成的分子机制提供了理论基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    陈芳, 蒋庆, 刘育生, 冯慧, 廖增强, 杨成明, 王锋, 黄强
    核农学报. 2026, 40(5): 865-874. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.05.0865
    摘要 (265) PDF全文 (205) HTML (0)   可视化   收藏

    开发高效辐射诱变源,探究伴生质子束对水稻的辐射效应,可为水稻育种提供新种质和技术支撑。本研究采用不同剂量的伴生质子束对辐恢838种子进行辐射处理,分析了诱变M1的生物效应,统计了M2、M3诱变群体的突变频率和突变谱,进一步对粒型性状开展定向筛选,并对粒型突变体与野生型的亲缘关系进行分子鉴定。结果表明,伴生质子束辐射对M1产生了显著的生物效应,基于成苗率及结实率的辐射适宜范围为125~190 Gy;M2总体表型突变频率达到2.87%,在250 Gy下产生的突变谱最宽,可达7种,375 Gy下的突变频率最高,为3.18%;在M3筛选得到546株稳定的突变株,其中250~375 Gy处理下突变株系数量占比达到59.89%,综合M1生物效应及M2、M3突变频率和突变谱等数据,伴生质子束辐射水稻的适宜剂量范围为125~250 Gy。进一步表型筛选和简单重复序列(SSR)标记分子鉴定获得15份真实稳定的粒型突变体,且粒型变异类型丰富。本研究结果揭示了伴生质子束对辐恢838的辐射诱变效应,为利用伴生质子束进行作物遗传改良提供了理论依据和实践指导。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    谷莉, 严冬, 高琪, 申千博, 王守现, 刘宇, 范阳阳
    核农学报. 2026, 40(5): 875-883. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.05.0875
    摘要 (244) PDF全文 (103) HTML (1)   可视化   收藏

    黄伞是一种高附加值的食用菌,但现有菌株存在头潮效率低、出菇时间长等缺陷。航天诱变育种具有突变频率高、突变类型多、可获得常规育种不易出现的变异等诸多优势。为了探究航天诱变技术在黄伞育种中的可行性,并获得优质的种质资源,本研究以黄伞HS5为出发菌株,搭载“神舟十二号”载人飞船进行诱变处理。返回后的菌株经分离纯化后得到50株诱变菌株,通过拮抗试验、继代培养、营养成分测定、出菇试验等系统分析了航天诱变菌株与对照菌株间差异及航天诱变菌株的稳定性。结果表明,航天诱变后的黄伞菌株生长速度显著提高,连续继代培养后可获得变异稳定的航天诱变菌株。结合黄伞营养成分、农艺学性状分析,稳定诱变菌株的总糖、蛋白质、膳食纤维、子实体农艺性状与对照菌株存在显著差异,并筛选到头潮菇生物学效率达81.80%、菌柄长度长、适合工厂化生产的航天诱变菌株HT6;该菌株总糖含量显著高于对照的诱变菌株HT15,蛋白和总糖含量显著高于对照的诱变菌株HT37,总糖和膳食纤维显著高于对照的诱变菌株HT1。综上,航天诱变育种技术可丰富黄伞的种质性状,获得新的种质资源。本研究结果为食用菌新品种选育提供了参考。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    甘长波, 卫小勇, 宗金和, 孔广超
    核农学报. 2026, 40(5): 884-896. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.05.0884
    摘要 (255) PDF全文 (99) HTML (3)   可视化   收藏

    NAC转录因子在植物响应干旱胁迫时发挥关键调控作用,本课题组前期克隆到小黑麦转录因子TwNAC01全长cDNA。为了鉴定TwNAC01的互作蛋白,并解析其在植物应答干旱胁迫中的分子机制,本试验采用40 ℃、4 ℃、20% PEG6000、200 mmol L-1 NaCl以及叶面喷施100 μmol L-1茉莉酸甲酯(MeJA)与100 μmol L-1脱落酸(ABA)处理的两叶一心期小黑麦幼苗,提取总RNA,构建基因组均一化cDNA文库。以TwNAC01为诱饵通过酵母双杂筛选互作蛋白,并通过双分子荧光互补(BiFC)、酵母逆境表型验证对筛选到的部分与抗旱相关蛋白的抗旱性进行验证。结果表明,构建了库容为1.436×108 CFU·mL-1、总克隆数为2.872×108的小黑麦均一化cDNA文库。共获得了33个与TwNAC01蛋白潜在互作的蛋白,涉及光合作用、氧化还原反应、防御反应以及泛素化修饰等多种生物学进程,其中经BiFC验证,确定TwNAC01与E2泛素结合酶(UbcE2)及丝氨酸羧肽酶类蛋白SCPL1存在互作。含有TwNAC01、UbcE2和SCPL1的酵母较对照能适应更高浓度的渗透势胁迫,同时TwNAC01、UbcE2SCPL1在根系中优势表达,且表达量均随着干旱胁迫的增强而升高。TwNAC01蛋白在小黑麦响应干旱胁迫中发挥胁迫信号传导、蛋白代谢调控的作用,TwNAC01及其互作蛋白基因SCPL1、UbcE2均具有增强植物抗旱性的功能。本研究结果为揭示小黑麦抗旱的分子机制奠定了理论基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    包文青, 邹晖, 黄惠明, 戴艺民, 林江波
    核农学报. 2026, 40(5): 897-905. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2026.05.0897
    摘要 (258) PDF全文 (307) HTML (1)   可视化   收藏

    金线莲(Anoectochilus roxburghii)作为名贵中药材,其核心药用成分黄酮醇的生物合成机制尚未完全阐明。黄酮醇合酶(FLS)是该途径的关键限速酶,其功能在金线莲中缺乏研究。为解析在黄酮合成及逆境响应中ArFLS基因的作用,本研究基于金线莲全长转录组数据,克隆了ArFLS基因,其开放阅读框(ORF)全长为1 032 bp,编码344个氨基酸。生物信息学分析表明,ArFLS蛋白分子量为38.87 kDa,理论等电点(pI)为5.37,属稳定的亲水性蛋白,并具有典型的2-氧戊二酸依赖型双加氧酶(2-ODD)保守结构域。系统进化分析显示,ArFLS与兰科多花兰(Cymbidium floribundum)和铁皮石斛(Dendrobium officinale)的FLS蛋白聚为单子叶植物分支,同源性达74%以上。亚细胞定位结果表明,ArFLS同时定位于细胞核与细胞质。组织特异性表达分析显示,ArFLS在金线莲花中表达量极显著高于根、茎、叶(分别为叶的5.95倍、茎的5.50倍和根的2.17倍),且其表达受温度和盐胁迫显著调控,即35 ℃时表达量最高,低温抑制表达;100 mmol·L-1 NaCl处理下表达量提升至对照的2.28倍。原核表达与蛋白免疫印迹(Western blot)验证证实,ArFLS基因可在大肠杆菌中成功表达。本研究为进一步解析ArFLS基因功能和阐述金线莲黄酮醇合成机制奠定了基础。