“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
    王汝琴, 范德佳, 何震天, 张容, 王建华, 韩燕, 陈士强
    核农学报. 2024, 38(6): 1005-1011. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1005

    小麦黄花叶病是影响长江中下游麦区小麦(Triticum aestivum L.)产量的重要病害之一。为了筛选抗小麦黄花叶病种质资源,本研究对近30年来长江中下游麦区选育的279个小麦品种(系)进行田间小麦黄花叶病抗性鉴定,同时利用与抗小麦黄花叶病主效数量性状基因座(QTL)QYm.nau-5A.1QYm.nau-2D连锁的分子标记检测,以分析抗病QTL在品种(系)中的传递过程。结果显示,抗病材料为174个,占62.4%,其中仅含QYm.nau-5A.1QYm.nau-2D的材料分别为30、98个,两个QTL均含的材料为9个,两个QTL均无的为37个,表明还存在其他抗病基因或QTL;感病材料为105个,占37.6%,其中仅含QYm.nau-5A.1QYm.nau-2D的分别为6、25个,两个QTL均无的为74个。进一步分析小麦品种(系)系谱发现,长江中下游麦区小麦品种(系)的QYm.nau-5A.1主要来自于西风小麦,通过宁麦9号传递;QYm.nau-2D主要来自于苏麦6号、扬辐麦9311、郑麦9023,其中苏麦6号中的抗性QTL主要通过镇麦9号传递。本研究结果为长江中下游麦区小麦黄花叶病抗性分子育种及新抗病基因挖掘与利用提供了理论支撑。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    张文滔, 李嘉铭, 王铫铃, 崔永一
    核农学报. 2024, 38(6): 1012-1023. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1012

    为探究蝴蝶兰种质资源倍性与育性的关系,本研究采用染色体计数法结合流式细胞术鉴定蝴蝶兰属33个品种(种或变种)的倍性水平,并通过完全双列杂交试验探究不同倍性蝴蝶兰种质资源的育性。染色体计数结果表明,二倍体和三倍体蝴蝶兰均有5个,均占15.15%;四倍体蝴蝶兰有10个,占30.30%;非整倍体蝴蝶兰有13个,占39.39%。蝴蝶兰不同品种之间染色体大小构成存在差异。流式细胞术检测结果表明,蝴蝶兰属25个品种(种或变种)的流式细胞术倍性估计结果与染色体计数结果相符。供试材料的流式直方图均呈现出3~4个峰,且循环值均大于0.1。杂交育性结果表明,作为亲本杂交的四倍体蝴蝶兰具有最高的坐果率和萌发率;在三倍体和非整倍体蝴蝶兰中,不同品种之间的育性差异较大,同一品种作为父本或母本杂交和自交后,其育性差异也较大。上述结果表明,大多数蝴蝶兰杂交品种的倍性为多倍体或非整倍体,蝴蝶兰的育性与其倍性水平和染色体大小构成相关;流式细胞术的倍性估计适用于蝴蝶兰种内以及含有小而均匀染色体的杂交品种;供试蝴蝶兰叶片均存在内多倍体化且不同倍性蝴蝶兰叶片的内多倍体化模式存在显著差异。本研究为蝴蝶兰种质资源鉴定、亲本选配、遗传改良以及多倍体育种提供了参考依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    陈俊宇, 姚玲窕, 许张婷, 吴淑婧, 彭依晴, 俞振明
    核农学报. 2024, 38(6): 1024-1034. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1024

    3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是药用植物萜类产物骨架生物合成的重要酶之一。为了明确掌叶覆盆子HMGR蛋白的功能,使用生物信息学手段对RcHMGR家族成员的分类、基因结构、染色体定位、启动子信息等进行了系统分析,并比较了不同组织、果实不同成熟阶段及MeJA处理下RcHMGR基因的表达量。结果表明,RcHMGR基因家族共有7个成员,分布于3条染色体上,编码444~601 aa蛋白序列。RcHMGR蛋白分为4个亚家族,亚细胞定位于内质网,均含有HMGR保守功能域。RcHMGR家族基因的启动子上包含激素响应、光响应和低温响应等多种顺式元件。RcHMGR家族基因在掌叶覆盆子不同组织、果实不同成熟阶段和MeJA处理下的表达量均存在显著差异,其中RcHMGR5在果实中高丰度表达,并受到MeJA强烈诱导,与类胡萝卜素在掌叶覆盆子果实中的积累规律相一致,推测是类胡萝卜素合成途径的关键酶。上述结果为后续研究RcHMGR基因家族在萜类生物合成中的功能奠定了基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    徐可丽, 周美君, 郭怡婷, 吉虹菁, 黄敏, 李曼菲, 杜何为, 刘睿
    核农学报. 2024, 38(6): 1035-1047. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1035

    ECT结构域蛋白家族作为一种重要的转录后调控因子,在调控m6A修饰中发挥重要功能,在植物正常生长发育和响应逆境胁迫时的基因表达调控中具有重要作用。为了研究ECT结构域蛋白家族在玉米(Zea mays L.)非生物胁迫下的生长发育与胁迫响应中的功能,本研究采用生物信息学方法鉴定到玉米ECT家族成员22个,并分析其序列和结构特征、染色体分布、启动子顺式作用元件、GO富集、蛋白质互作网络和系统发育进化关系,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析了玉米ZmECTs在冷胁迫以及不同激素处理下的表达模式。结果表明,玉米ECT家族成员分布在10条染色体上,编码的蛋白质所含氨基酸残基数目为119~748 aa,相对分子量(MW)范围为13 412.17~81 823.70 Da,等电点(pI)范围为5.43~8.82,大部分蛋白定位在细胞核。在ZmECT家族中共鉴定到10个motif。顺式作用元件分析结果表明,ZmECT家族成员启动子包含多个与胁迫、激素和生长发育相关的响应元件。GO富集分析结果显示,ZmECT家族成员可能参与mRNA的剪接和维持RNA稳定性。蛋白质互作网络预测,ZmECT6是该家族蛋白的核心成员。系统进化树显示,ZmECT家族成员分为4组。qRT-PCR结果显示,经不同激素处理后,ZmECT家族成员表现出复杂的响应模式,部分ZmECT家族成员响应冷胁迫。本研究结果为玉米ECT基因后续的生物学功能解析及分子机制研究提供了参考。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    马忠梅, 李能秀, 焦健, 左雨霏, 令一汕, 才学鹏, 孟庆玲, 乔军
    核农学报. 2024, 38(6): 1048-1056. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1048

    小RNA(sRNA)是一种调节分子,可以在转录后水平调节基因表达,从而改变细菌的生理特征。为了研究sRNA GcvB在鼠伤寒沙门菌毒力中的调控作用,本研究构建了GcvB基因缺失株、互补株及示踪菌,检测其对鼠伤寒沙门菌生物被膜形成及泳动能力的影响;分析亲本株与缺失株在毒力及感染动力学上的差异,预测并分析了GcvB调控的潜在靶基因,探究了GcvB对ST生物被膜、氧化应激和毒力的调控作用。结果显示,与亲本株和回补株相比,GcvB缺失后生物被膜形成能力升高、抗氧化应激能力显著增强;半数致死量(LD50)上升至3.98倍。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测靶基因gcvA、bapAhilAigaAsitD,结果显示gcvA、bapA、igaAsitD的转录水平表达量上调hilA下降。本研究证实sRNA GcvB参与了鼠伤寒沙门菌生物被膜形成、氧化应激和毒力作用,为揭示sRNA GcvB在ST生物被膜、氧化应激和毒力中的调控机制提供了研究基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    王海菊, 陈晓涓, 雍清青, 周麟, 屈燕
    核农学报. 2024, 38(6): 1057-1064. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1057

    花色多样是绿绒蒿属植物的重要特性。为探究绿绒蒿花瓣呈色原因,以3种不同花色绿绒蒿为研究材料,对其花瓣表型及色素分布进行分析,利用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)技术对3种绿绒蒿进行花青素、黄酮、类胡萝卜素靶向代谢组学分析。结果表明,3种绿绒蒿的花色素主要存在于表皮细胞,上下表皮色素分布较均匀。另外,绿绒蒿的上、下表皮细胞形状相同,均呈扁平的不规则长方形。红花绿绒蒿、全缘叶绿绒蒿、川滇绿绒蒿中分别检测出59、63、99种代谢物。矢车菊素衍生物是红花绿绒蒿花瓣呈现红色的主要原因,儿茶素类化合物作为辅助色素,使其颜色加深;槲皮素类黄酮醇代谢物是全缘叶绿绒蒿黄色花形成的主要原因;川滇绿绒蒿的花瓣呈色由花青素、黄酮、类胡萝卜素这3条代谢途径共同起作用。糖基转移酶参与了3种绿绒蒿的代谢过程,且其酶活性浓度会影响绿绒蒿糖苷类化合物含量。本研究分析了影响不同种绿绒蒿花呈色的原因,不仅为解析绿绒蒿属花色呈色机理奠定了基础,也为花色分子育种等提供了一定的理论依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    韩坤良, 孔祥峰, 崔亚东, 兰伟, 胡新, 张天伟
    核农学报. 2024, 38(6): 1065-1073. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1065

    为研究超微粉碎的复方中药对产蛋后期蛋鸡肠道物理屏障和微生物组成的影响,选取307日龄的新杨黑羽蛋鸡216只,随机分为3组,每组8个重复,每个重复9只。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加0.5%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英(复方1)、0.3%益母草+0.2%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英(复方2)的超微粉。于试验第120天采集空肠和回肠样品,测定肠道形态、菌群组成及物理屏障功能相关基因表达水平。结果表明,与对照组相比,复方1组空肠绒毛高度(VH)、VH/隐窝深度(CD)比值、空肠ZO-1和Claudin-1以及回肠ZO-1的mRNA表达量显著增加、回肠放线菌门和肠球菌属的相对丰度显著增加(P<0.05),复方2组回肠VH显著降低、空肠及回肠VH/CD比值、图里西杆菌属相对丰度显著增加(P<0.05);与复方1组相比,复方2组空肠VH及VH/CD比值、回肠放线菌门和肠球菌属相对丰度显著降低、空肠Claudin-1和回肠ZO-1的mRNA表达量显著降低(P<0.05)。综上所述,饲粮添加由益母草、丹参、女贞子和蒲公英组成的超微粉碎的复方中药可降低产蛋后期蛋鸡的肠道通透性,改善肠道组织形态,增加肠道中有益菌的定植,有利于维持机体肠道屏障功能和肠道微生物稳态。本研究结果为开发新型饲料添加剂提供了参考依据和实践基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    赵欣蕊, 陈啸天, 薛薇, 汪磊, 蔡心汝, 林柏松, 刘晓静, 崔江慧
    核农学报. 2024, 38(5): 805-812. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0805
    摘要 (108) PDF全文 (112) HTML (9)   可视化   收藏

    为合理利用和更好保存马铃薯种质资源,本研究以冀北地区保存的502份马铃薯种质资源为材料,调查了26个表型性状,以不同块茎肉色进行分组,设置简单比例、对数比例、平方根比例和多样性比例4种取样方法,5%、10%、15%、20%、25%和30%共6种取样比例,利用2种遗传距离(欧氏距离和马氏距离)和4种聚类方法(类平均法、最长距离法、最短距离法、离差平方和法),探讨最佳取样策略,抽选核心种质。利用遗传多样性特征值、t检验、评价参数和系统聚类等方法对核心种质的表型性状进行评价,以及利用主成分分析对核心种质进行确认。结果表明,平方根比例法能够使核心种质更具代表性,20%为最佳取样比例,欧氏距离优于马氏距离,最优聚类方法为最短距离法,最终抽提出100份马铃薯核心种质,占全部种质的19.92%;核心种质的评价和主成份分析结果表明100份核心种质消除了大部分遗传冗余,保留了所有样本的遗传多样性,具有良好的代表性。本研究为马铃薯种质资源的有效利用和种质创新提供了重要的理论依据和实践基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    崔林刚, 郭凤霞, 陈垣, 徐波, 李瑞霞
    核农学报. 2024, 38(5): 813-821. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0813
    摘要 (53) PDF全文 (35) HTML (2)   可视化   收藏

    当归3年完成正常生活史,繁种周期长,成种株率低。为提高当归新品种选育效率,将搭载“长征7号”运载火箭在太空运行22 h(命名为航归22 h)和搭载“神舟十一号”宇宙飞船在太空运行33 d(命名为航归33 d)的当归种子作为SP0种子,以未搭载种子为对照(CK),经育苗栽培获得SP2种苗。采用留苗和移栽2种栽培方式,测定进入第3年繁种年的SP2群体的种株率、农艺性状和种果重。结果表明,CK群体未能进入繁种期而被淘汰,太空诱变获得的2个群体均进入正常繁种年。航归22 h的返青株成活率较航归33 d提高14.65个百分点,成种株率提高19.7个百分点。与移栽航归33 d、留苗航归22 h和33 d群体相比较,移栽航归22 h的繁殖特性有明显改善,单株果重分别增加1 527.5%、428.2%和377.7%,根重分别增加235.3%、256.8%和265.2%,根长分别增加44.5%、36.7%和6.0%,根粗分别增加83.3%、83.7%和83.9%。航归SP2代群体性状综评指数大小依次为移栽航归22 h (0.813 3)>留苗航归33 d (0.408 3)>留苗航归22 h(0.237 8)>移栽航归33 d(0.033 4)。综上,太空搭载种子对当归具有诱变效应,运载火箭搭载时间短,群体诱变效应更佳,选育效率更高;采用移栽和留苗互补栽培可保障繁种的安全性。本研究结果为当归新品系扩繁提供了科学技术依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    叶梓, 谢雨璐, 张国芳, 李晓媛, 陈卫良, 毛碧增
    核农学报. 2024, 38(5): 822-832. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0822
    摘要 (60) PDF全文 (92) HTML (3)   可视化   收藏

    浙江是中国草莓主要种植区。为明确引起浙江省建德市草莓茎基腐病的病原菌,筛选有效防治药剂,本研究从浙江省建德草莓基地采集具有草莓茎基腐病典型症状的样本,进行病原菌分离鉴定,并对病原物的生物学特性、寄主范围和防治药剂展开研究。结果显示,从茎基部病健交界处分离出形态一致的黄色、圆形、粘稠状、透明锃亮,散发刺激性气味的菌落,经形态学、分子生物学和生理生化特性鉴定,确定该病原菌为菠萝泛菌(Pantoea ananatis)。该病原菌适合在中性及偏碱性环境生长,最适生长pH值为8,最适生长盐浓度为1%~5%,最适生长温度为28 ℃。经寄主致病性测定发现,P. ananatis草莓致病菌株还能够侵染番茄、辣椒、西瓜和水稻,但对白菜、西兰花和豆角没有致病性,且与P. ananatis水稻致病菌株的致病性有明显差异。室内防治药剂筛选发现在20种供试药剂中有4种对P. ananatis具有抑菌效果,其中50%福美双可湿性粉剂抑菌效果最好,抑制中浓度(EC50)值为20.805 7 mg·L-1,可作为防治草莓茎基腐病的主选药剂。研究结果为后续草莓茎基腐病有效防治提供了理论依据,同时为研究P. ananatis的致病机理提供了参考。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    王莹, 郑国强, 董小云, 李辉, 魏家萍, 崔俊美, 武泽峰, 刘自刚
    核农学报. 2024, 38(5): 833-841. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0833
    摘要 (45) PDF全文 (21) HTML (1)   可视化   收藏

    为了研究甘蓝型强冬性与春性油菜变种间亲本组配的杂交组合之间的杂种优势表现,选用8个强冬性甘蓝型油菜和4个春性甘蓝型油菜作为研究材料,组配杂交组合,分析亲本及F1的杂种优势强/弱。结果表明,冬×春组合的F1生育期较冬性亲本明显缩短;在冬×春组合中,株高、分枝部位、主花序长度、角果长度和单株有效角果数等方面有较强的杂种优势,其中角果长度(超亲优势:10.61%,杂种优势指数:128.81%)和单株有效角果数(超亲优势:17.31%,杂种优势指数:143.92%)杂种优势最为明显。结合杂种表现和杂种优势结果,说明甘蓝型油菜变种间杂交比种内杂交具有更明显的杂种优势表现,并且角果长度和单株有效角果数的超亲优势和杂种优势指数最高。本研究结果为今后研究甘蓝型油菜变种间杂种优势的研究利用提供了基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    叶松霖, 金炫安, 杜昊霏, 王家诚, 金旭东, 徐博怀, 丁浩淼
    核农学报. 2024, 38(5): 842-851. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0842
    摘要 (63) PDF全文 (16) HTML (2)   可视化   收藏

    为阐明岩藻黄质促进人急性淋巴细胞白血病(CEM/C1)细胞凋亡的作用机制,本研究采用MTT法检测岩藻黄质处理后的CEM/C1细胞活力;利用流式细胞仪测定CEM/C1细胞的早期与晚期凋亡率以及细胞周期的分布;采用试剂盒检测岩藻黄质对CEM/C1细胞中丙酮酸激酶(PK)和己糖激酶(HK)活性以及葡萄糖摄取量、三磷酸腺苷(ATP)生成量、乳酸生成量的影响;通过蛋白免疫印迹法(WB)测定CEM/C1细胞相关蛋白表达水平,并通过分子对接进行验证。结果表明,岩藻黄质对CEM/C1细胞活力具有显著的抑制效果,并呈剂量和时间依赖性;随着岩藻黄质浓度的增加,CEM/C1细胞的早期凋亡率和晚期凋亡率明显增加,G1/G2细胞的比例显著或极显著下降,S期细胞的比例显著或极显著上升;岩藻黄质显著抑制糖酵解相关酶(PK、HK)的活性以及蛋白表达;岩藻黄质显著降低磷酸化mTOR和磷酸化AKT蛋白的表达水平;岩藻黄质与AKT和mTOR蛋白对接的结合能均小于-5 kcal·mol-1,主要通过氢键作用于酶活中心。综上,岩藻黄质能显著促进CEM/C1细胞凋亡,其作用机制可能与AKT/mTOR信号通过调控的糖酵解有关。研究结果为羊栖菜高附加值产品开发及天然、安全抗白血病药物前体的筛选提供了一定的理论依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    刘珊珊, 杜晓华, 刘霞, 吴亚娟, 郑丽平
    核农学报. 2024, 38(5): 852-860. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0852
    摘要 (56) PDF全文 (17) HTML (2)   可视化   收藏

    神经营养素-4(NT-4)及其神经营养性酪氨酸激酶受体2(NTRK2)在小脑神经元存活、生长以及功能方面发挥着重要作用。为探讨NT-4和NTRK2在牦牛高原低氧适应中的作用,本研究以高原牦牛(Bos grunniens)和平原黄牛(Bos taurus)小脑为研究对象,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、蛋白免疫印迹技术(WB)、苏木精-伊红染色(HE)和免疫组织化学(IHC)对NT-4和NTRK2在牦牛与黄牛小脑不同区域中的表达分布进行分析。qRT-PCR和WB结果表明,NT-4基因和蛋白在牦牛小脑半球皮质中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05);NTRK2基因和蛋白在牦牛小脑蚓部皮质中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05)。与黄牛相比,牦牛NT-4蛋白在小脑各区域中的表达均显著高于黄牛(P<0.05);牦牛NTRK2蛋白在蚓部髓质和小脑半球髓质中的表达量低于黄牛或无差异,其余区域均显著高于黄牛(P<0.05)。IHC结果显示,NT-4和NTRK2蛋白阳性表达特征基本一致,皮质区主要分布于分子层的篮状细胞、浦肯野细胞层以及颗粒细胞层,而髓质区则散在分布于神经胶质细胞以及神经纤维中。由上述结果可知,NT-4和NTRK2在小脑各区域的表达差异可能与其参与脑组织生理功能以及适应高原低氧环境有关。在低氧环境下,NT-4和NTRK2通过上调激活相关通路以发挥内源性神经保护作用,进而保护脑组织免受低氧损伤。本研究结果可为探究牦牛脑组织低氧适应机制提供基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    范德佳, 王汝琴, 何震天, 张容, 王建华, 韩燕, 陈士强
    核农学报. 2024, 38(5): 861-869. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.05.0861
    摘要 (64) PDF全文 (44) HTML (0)   可视化   收藏

    小麦黄花叶病是一种全球性的土传病毒病,严重时会导致小麦产量大幅下降。小麦黄花叶病毒(WYMV)是主要的病原体之一,属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus),以禾谷多黏菌(Polymyxa graminis)为媒介感染小麦。目前已鉴定出14个抗WYMV的基因位点,图位克隆了1个抗病基因,证实了3个基因具有抗病性调控功能,已育成多个抗病小麦品种(系)。本文从小麦黄花叶病毒的病原体特性、病害分布、小麦抗性遗传和抗病育种等方面,综述了WYMV及小麦抗病性的研究进展,并对WYMV抗性基因挖掘和小麦抗病育种应用进行了展望。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    蒋明, 何佳薇, 方宇洁, 尹龙飞, 张慧娟
    核农学报. 2024, 38(4): 613-621. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.04.0613
    摘要 (154) PDF全文 (106) HTML (7)   可视化   收藏

    WRKY转录因子是植物特有的一类调控蛋白,在抵御生物和非生物逆境中起着重要作用。为初步明确该基因在抗病反应中的功能,本研究在分离青花菜BoiWRKY8基因的基础上,利用生物信息学方法进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)明确其在核盘菌、灰霉菌侵染下的表达模式,并对过量表达植株进行抗病性鉴定。结果表明,BoiWRKY8的基因组全长为3 170 bp,具2个内含子,长度分别为776和1 422 bp。编码区全长为972 bp,编码323个氨基酸,WRKY结构域由60个氨基酸组成,包括一个WRKYGQK序列和一个C2H2锌指结构C-X4-C-X23-H-X1-H。系统发育分析结果表明,BoiWRKY8与芸薹属植物的同源序列聚为一组,支持率达100%,与野甘蓝的关系最近。qRT-PCR结果显示,BoiWRKY8受核盘菌和灰霉菌的诱导,在6和12 h时的表达量最大,为对照的3.18/2.68和3.22/2.90倍;BoiWRKY8过量表达植株对核盘菌、灰霉菌的抗性显著增强,JA/ET通路标志基因BoPDF1.2的表达量显著提高。本研究结果为后续开展青花菜抗病机理研究和分子育种奠定了基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    党仕卓, 周娟, 汤学燊, 刘鑫, 张亚红, 袁苗
    核农学报. 2024, 38(4): 622-632. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.04.0622
    摘要 (103) PDF全文 (66) HTML (3)   可视化   收藏

    BRI1-EMS-Suppressor 1(BES1)是油菜素内酯信号转导重要的转录因子,已被证实在调控植物光形态建成及花芽发育方面发挥重要作用。为探究VvBES1是否响应红蓝光调控红地球葡萄花芽分化及在该调控模式下VvBES1的表达规律,本研究以红地球葡萄花芽为试验材料,温室自然光作为对照(CK),红蓝4∶1(R4B1)为光照处理,从前期转录组数据筛选获得VvBES1-1(Vitvi10g00636),同源克隆获得该基因编码序列(CDS),全长1 026 bp,编码341个氨基酸;生物信息学分析结果显示,VvBES1-1蛋白含有1个BES1家族高度保守的BES1-N结合结构域,与河岸葡萄属于同一亚族。VvBES1-1表达具有组织特异性,VvBES1-1时空表达模式显示,VvBES1-1在各时期均有一定表达,但是在R4B1处理期间表达量显著低于自然光,9月15日(花序二级轴发育期)表达量达到最高,由此推测VvBES1-1在红地球葡萄花序二级轴发育期发挥重要作用。VvBES1-1烟草异源转化试验结果显示,转基因植株表现出花期延迟、节间缩短等表型特征,外源BR处理下VvBES1-1基因表达量均明显上调表达,VvBES1-1在光介导控花芽分化的过程中表达模式呈先升后降趋势且同红地球葡萄中的一致。本研究结果为VvBES1-1参与红蓝光介导BR信号调控红地球葡萄花芽分化提供了理论依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    李思雨, 赖恭梯, 贺丽媛, 许恒, 林俊璇, 郭奥琳, 陈桂信, 赖呈纯
    核农学报. 2024, 38(4): 633-643. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.04.0633
    摘要 (77) PDF全文 (59) HTML (0)   可视化   收藏

    半乳糖醛酸转移酶(GAUT)是果胶合成过程的关键酶,对植物茎和叶的细胞壁等组织器官生长发育具有重要调控作用。为探究摘心处理下GAUT在葡萄茎和叶中的表达,以巨峰葡萄(Vitis labrusca×Vitis vinifera Kyoho)为材料,进行VvGAUTs克隆,利用生物信息学方法预测分析基因结构与功能,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在巨峰葡萄摘心处理下的表达模式。结果表明,本研究克隆得到4个巨峰葡萄GAUTs,开放阅读框(ORF)长度分别为1 056、1 167、1 038和1 071 bp,分别编码351、388、345和356个氨基酸,与葡萄基因组相应基因序列同源性均达到98%以上,分别命名为VvGAUT1aVvGAUT1bVvGAUT3VvGAUT4aVvGAUT1a编码稳定蛋白,其余3个基因编码不稳定蛋白;VvGAUTs与纤维素、木质素和糖代谢等相关蛋白密切互作。VvGAUTs在不同摘心处理的巨峰葡萄茎、叶中表达模式差异显著,2叶摘心处理总体上抑制茎VvGAUTs基因表达,而VvGAUTs在叶中的表达呈现生长前期增强、生长后期受抑制的趋势。此外,在巨峰葡萄生长前期VvGAUT1aVvGAUT1bVvGAUT3在茎、叶的表达明显高于生长后期,而VvGAUT4a在巨峰葡萄茎生长后期表达增强,在叶中表达变化较平缓。综上,摘心调控巨峰葡萄VvGAUTs基因表达,可能在控制其茎、叶生长,平衡营养生长和生殖生长过程中发挥重要作用。本研究结果为探究摘心调控葡萄树体生长的分子机制提供了理论依据。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    曹丽茹, 庞芸芸, 叶飞宇, 马晨晨, 张新, 王振华, 鲁晓民
    核农学报. 2024, 38(4): 644-653. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.04.0644
    摘要 (91) PDF全文 (55) HTML (0)   可视化   收藏

    碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,bZIP)转录因子是真核生物中分布最广泛、结构极其保守的家族之一,在植物生长进程中发挥重要作用。为验证bZIP转录因子在逆境胁迫中发挥的作用,本研究通过分析转录组数据,筛选到27个参与干旱-复水胁迫的bZIP基因,计算相关性系数、构建共表达网络图发现ZmbZIP84Zm00001d053988)是核心节点基因;该基因位于玉米第4号染色体,具有高度保守的bZIP结构域;分析理化性质,发现该基因是亲水性蛋白且属于不稳定蛋白;构建系统发育树,发现该基因与柳枝稷和高粱的亲缘关系最近;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,ZmbZIP84在玉米各组织中均有表达,成熟根中的表达量最高;设置20%聚乙二醇(PEG)-6000、42 ℃高温、200 mmol·L-1 NaCl以及缺乏铵态氮等模拟试验,发现该基因在高温、干旱、氮处理下表达量显著上调,而在NaCl处理下表达量下调,说明ZmbZIP84基因积极参与并响应非生物胁迫;利用CRISPR/Cas9技术获得ZmbZIP84基因的拟南芥同源基因缺失型纯合突变体,发现在高温、干旱胁迫处理下突变体植株生长受到严重抑制、叶片萎蔫、甚至干死,而野生型植株影响较小,说明在干旱、高温胁迫处理下,ZmbZIP84基因敲除后抗旱、耐高温能力下降;亚细胞定位发现该基因编码的蛋白位于细胞核。本研究结果可为后续研究ZmbZIP84基因的功能及下游靶基因的调控机制奠定基础,为培育抗逆性玉米新品种提供参考。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    张世勇, 刘洪岩, 钟立强, 赵彦华, 王明华, 陈校辉
    核农学报. 2024, 38(4): 654-661. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.04.0654
    摘要 (59) PDF全文 (28) HTML (2)   可视化   收藏

    为获得斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)ZBTB38的多克隆抗体,并研究其在性腺中的表达情况,将斑点叉尾鮰zbtb38基因部分序列经密码子优化后连接至pET32a(+)载体,构建重组质粒pET32a(+)-zbtb38,再转入大肠杆菌(Escherichia coli)感受态细胞BL21(DE3)中诱导表达,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、免疫印迹(Western blot)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)等技术进行鉴定。用纯化后的重组蛋白制备兔抗斑点叉尾鮰ZBTB38多克隆抗体,通过酶联免疫吸附(ELISA)和Western blot技术检测抗体效价及其特异性,最后采用Western blot方法检测ZBTB38在性腺中的表达情况,并使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对检测结果进行验证。结果表明,制备的兔抗斑点叉尾鮰ZBTB38多克隆抗体效价可达1∶(5.12×105),能够特异性识别斑点叉尾鮰性腺组织中表达的ZBTB38蛋白,其中精巢组织中的表达水平显著高于卵巢,Western blot与qRT-PCR检测结果较为一致。综上所述,研究成功制备了斑点叉尾鮰ZBTB38的多克隆抗体,为下一步深入研究斑点叉尾鮰zbtb38基因的功能奠定了基础。

  • 植物诱变育种·农业生物技术
    张焕欣, 闫承璞, 李国权, 张新龙, 曹娜, 乐美旺, 朱方红, 刘文革
    核农学报. 2024, 38(4): 662-673. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.04.0662
    摘要 (75) PDF全文 (77) HTML (4)   可视化   收藏

    为了探析甜瓜(Cucumis melo L.‍)响应涝害胁迫的分子机制,采用转录组和蛋白组学方法研究了甜瓜耐涝型材料L45和涝敏感型材料L39在正常培养和涝害胁迫处理条件下的差异表达基因和蛋白。结果表明,L39-W vs L39-C的差异表达基因数为3 532个,差异表达蛋白数为105个;L45-W vs L45-C的差异表达基因数为1 842个,差异表达蛋白数为38个。转录组与蛋白组联合分析发现,L39-W vs L39-C中38个基因在mRNA和蛋白质水平上联合上调表达,12个基因联合下调表达;L45-W vs L45-C中7个基因联合上调表达,3个基因联合下调表达。KEGG显著性富集分析结果发现,L39-W vs L39-C中联合上调表达的基因显著富集在类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢等;而L45-W vs L45-C中联合上调表达的基因显著富集在α-亚麻酸代谢、类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、亚油酸代谢等。本研究联合转录组与蛋白组数据进行了差异表达基因与蛋白分析,为进一步挖掘甜瓜响应涝害胁迫的关键基因及通路奠定了一定基础。