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植物研究 2023年第2期43卷 300-310页

作者：刘森尧贾丰璘国庆樊高锋周博如姜廷波林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学哈尔滨150040

为揭示小黑杨(Populus simonii×P. nigra)在面对非生物胁迫时,转录因子PsnbHLH162在植物体内发挥的作用,同时探究该基因在植物体内的信号转导过程,进而为未来获取优良的抗逆树种提供理论基础。以小黑杨为原材料,克隆获取PsnbHLH16... 详细信息

为揭示小黑杨(Populus simonii×P. nigra)在面对非生物胁迫时,转录因子PsnbHLH162在植物体内发挥的作用,同时探究该基因在植物体内的信号转导过程,进而为未来获取优良的抗逆树种提供理论基础。以小黑杨为原材料,克隆获取PsnbHLH162基因,对目的基因和启动子进行生物信息学分析;之后用150 mmol·L^(-1)NaCl、4℃低温分别对野生型小黑杨进行胁迫处理,利用荧光定量PCR,分析基因响应非生物胁迫的功能。结果显示:PsnbHLH162 cDNA基因片段长537 bp,基因N端内含1个高度保守的HLH结构域。该基因表达蛋白是不含跨膜区域的稳定的亲水性蛋白,其定位在细胞核内且没有转录激活活性。启动子区域内含多种ABA应答、生长素应答、光应答和circadian元件,证实此基因参加非生物胁迫应答。荧光定量PCR结果表明在盐胁迫下,与茎、叶组织相比,基因在根组织的表达量最高;在低温胁迫下,与叶、根组织相比,基因在茎组织的表达量最高。发现野生植株内,PsnbHLH162能被盐、低温诱导表达。

关键词：小黑杨 PsnbHLH162 生物信息学低温胁迫盐胁迫

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小黑杨转录因子PsnbZIP1应答盐胁迫功能分析

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植物研究 2023年第2期43卷 288-299页

作者：廖诗贤王宇婷董立本顾咏梅贾丰璘姜廷波周博如林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学哈尔滨150040

为揭示小黑杨(Populus simonii×P. nigra)在面对非生物胁迫时,转录因子PsnbZIP1在植物体内发挥的功能,以小黑杨为试验材料,克隆得到PsnbZIP1的ORF区序列长为432 bp,并初步分析PsnbZIP1盐胁迫下的分子机制。采用q-PCR分析PsnbZIP1在... 详细信息

为揭示小黑杨(Populus simonii×P. nigra)在面对非生物胁迫时,转录因子PsnbZIP1在植物体内发挥的功能,以小黑杨为试验材料,克隆得到PsnbZIP1的ORF区序列长为432 bp,并初步分析PsnbZIP1盐胁迫下的分子机制。采用q-PCR分析PsnbZIP1在150 mmol·L^(-1)NaCl处理小黑杨组培苗时的表达模式,发现该基因的表达量快速上升;通过生物信息学分析预测PsnbZIP1转录因子为无跨膜结构且具有信号肽的亲水性不稳定蛋白;用农杆菌(Agrobacterium)介导的烟草(Nicotiana)瞬时表达观察该基因的亚细胞定位情况,结果表明该基因为核定位蛋白;用酵母单杂交实验证明该基因编码的蛋白在酵母体内不具有转录激活功能。对PsnbZIP1基因的启动子序列进行分析,结果表明该启动子包含了生长素应答、脱落酸应答元件、光应答元件以及种子特异性调控的顺式作用调控元件,该基因可能在植物的生长发育与响应胁迫过程中发挥了重要作用;启动子还包括参与干旱诱导的MYB结合位点和MYBHv1结合位点,表明该基因有可能与一些干旱诱导相关MYB基因相互作用。

关键词：小黑杨 bZIP转录因子盐胁迫生物信息学

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Th2CysPrx基因提高酿酒酵母多种胁迫耐受性研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2022年第4期46卷 87-94页

作者：王媛媛刘百超姜波王丹妮高彩球东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

【目的】过氧化还原蛋白是生物体调节体内氧化还原系统的一种重要蛋白质，在植物生长代谢中起重要作用。前期研究发现过表达刚毛柽柳Th2CysPrx基因的烟草和柽柳中4种抗氧化酶基因（ThGSTZ1、ThGPX、ThSOD和ThPOD）的表达水平上调，转基... 详细信息

【目的】过氧化还原蛋白是生物体调节体内氧化还原系统的一种重要蛋白质，在植物生长代谢中起重要作用。前期研究发现过表达刚毛柽柳Th2CysPrx基因的烟草和柽柳中4种抗氧化酶基因（ThGSTZ1、ThGPX、ThSOD和ThPOD）的表达水平上调，转基因植株的NaCl胁迫耐受性提高。本实验探究Th2CysPrx基因除了响应NaCl胁迫应答，是否还参与其他盐胁迫和其他胁迫的应答。【方法】将Th2CysPrx构建到pYES2酵母表达载体上，转化到酿酒酵母INVSC1细胞中，分析比较重组酵母（pYES2-Th2CysPrx）和对照酵母（pYES2）细胞在各种非生物胁迫后的生长情况。【结果】过表达Th2CysPrx基因的重组酵母细胞在低温、KCl和LiCl胁迫后存活率与对照相比差异不显著；但H2O2、NaCl或NaHCO3胁迫后酵母细胞的存活率显著提高。此外，高于0.5 mol/L山梨醇或高温（达到44℃）,或低于质量分数0.007%CdCl2胁迫后，过表达Th2CysPrx基因能显著提高重组酵母的细胞存活率。【结论】Th2CysPrx基因可以显著增强酵母细胞对NaCl和NaHCO3胁迫的耐受能力，以及特定的渗透胁迫、高温胁迫、氧化胁迫和重金属胁迫的耐受能力，但对低温、KCl和LiCl胁迫耐受能力无明显影响。

关键词：刚毛柽柳酵母过氧化物还原酶(Prxs) 非生物胁迫

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B类RRs转录因子研究现状

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分子植物育种 2023年

作者：吴臻一阮高晨周晋吉赵浩钦李晶晶杨静莉东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

B类细胞分裂素响应因子(B-RRs)是植物激素细胞分裂素(Cytokinin)信号转导途径中的重要组成部分。RRs主要参与细胞分裂素信号传递途径中的下游反应，通过转录调控和蛋白质互作来调节细胞分裂素的生物学效应。除了在细胞分裂素信号传递途... 详细信息

B类细胞分裂素响应因子(B-RRs)是植物激素细胞分裂素(Cytokinin)信号转导途径中的重要组成部分。RRs主要参与细胞分裂素信号传递途径中的下游反应，通过转录调控和蛋白质互作来调节细胞分裂素的生物学效应。除了在细胞分裂素信号传递途径中发挥作用外，RRs还参与植物的其他生理过程，如植物生长、根系发育、光合作用、花开花落以及响应生物胁迫等。在最近的研究中，研究人员还发现了RRs在植物耐受性中的作用，特别是在耐镉机理中的作用。因此，本综述中总结了B类RRs的结构、功能和作用机制，并展望了未来该领域的研究方向，为深入了解细胞分裂素调控的植物生长发育机制提供了重要参考。

关键词： B类RR转录因子细胞分裂素信号传导系统胁迫生长发育

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日本落叶松胚状体干化处理对萌发的影响

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林业科学研究 2024年第2期37卷 90-95页

作者：孙海涛杨玲齐力旺李万峰林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091

[目的]提高日本落叶松胚状体的萌发能力,优化日本落叶松良种繁育技术。[方法]本研究根据子叶数量和胚轴形态,对胚状体进行分类,并分别统计其萌发率;利用“滤纸容器法”对类型Ⅰ胚状体进行干化处理,统计其萌发情况。[结果]胚状体分为10... 详细信息

[目的]提高日本落叶松胚状体的萌发能力,优化日本落叶松良种繁育技术。[方法]本研究根据子叶数量和胚轴形态,对胚状体进行分类,并分别统计其萌发率;利用“滤纸容器法”对类型Ⅰ胚状体进行干化处理,统计其萌发情况。[结果]胚状体分为10种类型。类型Ⅰ胚状体萌发率为4.48%,其余类型胚状体难以萌发。干化处理14 d后,类型Ⅰ胚状体萌发率提高到69.43%,且具有干化响应的胚状体更易萌发。[结论]本研究表明日本落叶松胚状体干化处理后萌发率明显提高,为该物种良种繁育提供依据。

关键词：日本落叶松胚状体萌发干化体细胞胚胎

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红皮云杉人工林树冠特征与生长形质的关系及间伐与修枝对其影响

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西北林学院学报 2024年第2期39卷 91-96,202页

作者：邢鸿林赵彩鸿沈忱杨蕾沈海龙杨玲林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

为了解红皮云杉(Picea koraiensis)人工林树冠特征与生长形质的关系,分析不同间伐与修枝组合对红皮云杉人工林树冠特征与生长形质影响规律,明确抚育管理措施强度,为红皮云杉大径材培育技术的建立提供参考依据。以黑龙江省佳木斯市孟家... 详细信息

为了解红皮云杉(Picea koraiensis)人工林树冠特征与生长形质的关系,分析不同间伐与修枝组合对红皮云杉人工林树冠特征与生长形质影响规律,明确抚育管理措施强度,为红皮云杉大径材培育技术的建立提供参考依据。以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场47 a红皮云杉人工中龄林木为研究对象,利用多目标一维比较法对林木生长形质进行综合评价,采用通径分析方法分析树冠特征与生长形质及综合评价值之间的关系,明确不同间伐与修枝组合对林木生长的影响。结果表明,冠幅、冠形率对树高、胸径、单株材积、活枝下高与生长形质综合指标具有显著正向作用,但冠长率对其具有显著负向作用(P<0.05);冠幅、冠形率对胸高形数具有显著负向作用,冠长率对其有显著正向作用(P<0.05);树冠特征因子对红皮云杉生长形质性状影响作用与重要性不尽相同,对生长形质综合指标的相对重要性由大到小顺序为冠幅、冠长率、冠形率。不同间伐与修枝组合对树冠特征、活枝下高、胸高形数、生长形质综合指标影响不显著(P>0.05);随着间伐强度的增加及修枝强度的降低,林木树高、胸径、单株材积增加,且具有显著差异(P<0.05)。因此,树冠形态特征因子对红皮云杉生长形质性状因子具有显著直接作用。培育红皮云杉大径材首先要有宽大的冠幅,其次要有狭长的冠形和较小的冠长率。高强度间伐低强度修枝(30%间伐,1/5树高修枝)的管理方式可促进红皮云杉中龄林树高、胸径的生长。

关键词：红皮云杉树冠特征生长形质间伐修枝

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逆境胁迫下山新杨PdbHMGs基因表达模式分析

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植物研究 2023年第6期43卷 932-942页

作者：王春瑶雷晓锦刘中原林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学哈尔滨150040

为了初步探究山新杨HMG(High mobility group proteins)基因在非生物胁迫下的功能,本研究从山新杨(Populus davidiana×***)中克隆获得HMGs基因,研究HMGs抗逆功能。利用同源序列比对,在山新杨中找到7条拟南芥(Arabidopsis thaliana)... 详细信息

为了初步探究山新杨HMG(High mobility group proteins)基因在非生物胁迫下的功能,本研究从山新杨(Populus davidiana×***)中克隆获得HMGs基因,研究HMGs抗逆功能。利用同源序列比对,在山新杨中找到7条拟南芥(Arabidopsis thaliana)HMGs的同源基因(命名为PdbHMG1~7)。利用生物信息学工具对PdbH⁃MG1~7进行序列分析。此外,通过qRT-PCR探究不同逆境胁迫下PdbHMG1~7基因在山新杨根和叶中的表达模式。PdbHMG1-7 ORF长度为456~2004 bp,编码氨基酸残基数为151~667,编码蛋白相对分子质量为16.72~75.54 kDa,理论等电点为5.35~9.36,且7个PdbHMG蛋白均为亲水性蛋白。多序列比对与进化树分析结果表明,7个PdbHMGs基因均含有保守的HMG-box结构域,都属于HMGB亚家族。顺式作用元件的分析结果表明,PdbHMGs基因的启动子序列包含多种响应激素和逆境胁迫元件。高盐、干旱、重金属和激素等胁迫处理后表达模式分析结果显示,7个PdbHMGs基因在山新杨根和叶中的表达至少在一个胁迫处理时间点发生了显著变化。在叶片中,PdbHMG2在NaCl、ABA、PEG_(6000)和CdCl_(2)胁迫下被诱导几乎全部为显著上调表达,而PdbHMG7则全部为下调表达;在NaCl和CdCl_(2)胁迫下,PdbHMG1、PdbHMG3和PdbHMG6在整个胁迫过程中几乎全部为显著上调表达。在根中,NaCl处理整个过程中PdbHMG3和PdbHMG5的表达趋势全部显著上调,而PdbHMG6在NaCl胁迫过程中除9~12 h无明显表达外,其余胁迫时间点全部为显著下调表达;在ABA处理过程中,PdbHMG6在根中全部为下调表达。7个PdbHMGs基因至少能在1种器官中对1种胁迫处理做出应答,但响应的胁迫类型和机制可能不同。本研究为后续进一步研究山新杨PdbHMGs家族基因的功能提供了参考。

关键词：高迁移率族蛋白山新杨非生物胁迫表达模式分析

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大青杨PuWRKY74基因的生物信息及表达模式分析

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分子植物育种 2024年第24期22卷 8005-8013页

作者：吕婉秋付琰芮邵莉颖栾艳芳杨静莉东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

通过研究大青杨(Populus ussuriensis)PuWRKY74基因的序列特征及其在不同逆境胁迫下的表达模式分析,进一步明确了PuWRKY74在响应抗旱、耐盐及抗病虫害等胁迫下的生物学功能。本研究以大青杨为材料克隆出PuWRKY74基因,对其氨基酸序列、... 详细信息

通过研究大青杨(Populus ussuriensis)PuWRKY74基因的序列特征及其在不同逆境胁迫下的表达模式分析,进一步明确了PuWRKY74在响应抗旱、耐盐及抗病虫害等胁迫下的生物学功能。本研究以大青杨为材料克隆出PuWRKY74基因,对其氨基酸序列、保守结构域等进行了生物信息学分析,并利用RT-qPCR分析了PuWRKY74在NaCl、SA、MeJA、PEG-6000及ABA胁迫处理下的表达特性。结果表明,该基因CDS全长为1641 bp,共编码546个氨基酸;其3种结构分别为螺旋(Helix)、折叠(Strand)和无规卷曲(Random coil),分别占总氨基酸的14.84%、10.62%和74.54%;大青杨PuWRKY74与毛果杨Ptr WRKY24、胡杨PeWRKY33、毛白杨PtWRKY17和白杨Pa WRKY33有较近的遗传距离,预测它们是直系同源基因;亚细胞定位结果表明PuWRKY74定位在细胞核中,具有转录因子的一般特征;在ABA、MeJA、NaCl、PEG-6000及SA不同胁迫下,PuWRKY74基因可被不同程度地诱导表达,尤其是MeJA和NaCl条件下表达量比较高。据此,初步判断大青杨PuWRKY74基因与逆境有关,但其具体功能有待进一步研究。

关键词：大青杨 PuWRKY74 生物信息学逆境胁迫

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日本落叶松内源GUS基因鉴定及其酶活性分析

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林业科学研究 2024年第6期37卷 86-92页

作者：叶查龙张陈谊杨玲孙晓梅李万峰林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

[目的]研究日本落叶松内源β-葡糖苷酸酶(GUS)基因及其酶活性,分析GUS作为报告基因的可靠性。[方法]利用pCAMBIA1301载体上的GUS基因序列在日本落叶松参考基因组中进行比对,鉴定并克隆出日本落叶松GUS(LaGUS)基因。在NCBI利用blastp查... 详细信息

[目的]研究日本落叶松内源β-葡糖苷酸酶(GUS)基因及其酶活性,分析GUS作为报告基因的可靠性。[方法]利用pCAMBIA1301载体上的GUS基因序列在日本落叶松参考基因组中进行比对,鉴定并克隆出日本落叶松GUS(LaGUS)基因。在NCBI利用blastp查找其他物种中LaGUS的同源序列并构建进化树。利用已有的转录组数据和实时荧光定量PCR分析LaGUS基因在日本落叶松中的表达模式。利用组织化学的方法,以X-gluc作为GUS酶反应底物,检测日本落叶松体细胞胚胎发生过程中内源GUS的酶活性。[结果]在日本落叶松中鉴定到一个LaGUS基因,CDS长3435 bp,编码1144个氨基酸。25种植物中具有与LaGUS基因相似的序列。LaGUS基因的表达量在活动期高于休眠期,在体胚苗中高于在胚性愈伤组织和体细胞胚胎中。组织化学染色表明,日本落叶松胚性愈伤组织、体细胞胚胎和体胚苗在室温下染色6 d时均观察到蓝色,但体胚苗的染色程度高于胚性愈伤组织和体细胞胚胎。[结论]日本落叶松具有内源GUS活性,在基因工程中利用GUS作为报告基因可能存在一定干扰。

关键词：日本落叶松内源GUS 体细胞胚胎发生报告基因

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抗坏血酸调控水曲柳成熟胚褐化和体胚发生的适宜浓度

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分子植物育种 2024年第2期22卷 552-560页

作者：谢添伊程雪王秋水杨玲沈海龙东北林业大学林学院林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

抗坏血酸(ascorbic acid,ASA)可以调节水曲柳(Fraxinus mandshurica)体胚发生外植体的褐化和体细胞胚发生(somatic embryogenesis,SE)的诱导率。为了确定体胚发生最佳的处理浓度,本研究基于前期基础细化ASA处理的浓度梯度,检验来自不同... 详细信息

抗坏血酸(ascorbic acid,ASA)可以调节水曲柳(Fraxinus mandshurica)体胚发生外植体的褐化和体细胞胚发生(somatic embryogenesis,SE)的诱导率。为了确定体胚发生最佳的处理浓度,本研究基于前期基础细化ASA处理的浓度梯度,检验来自不同地点不同母树的水曲柳成熟合子胚外植体对处理的响应。结果表明,低浓度(5~20 mg/L)和高浓度(150~200 mg/L)的ASA会抑制外植体的褐化和体胚发生,90~120 mg/L的ASA会促进外植体的褐化和体胚发生;110 mg/L的ASA为诱导水曲柳成熟合子胚子叶外植体体胚发生的最佳处理浓度,体胚发生率比对照提高65.05%,褐化发生时间比对照缩短5 d,体胚发生时间比对照缩短9 d;体胚大部分发生于3/4褐化的外植体上,占总体胚发生数的65.17%;未褐化外植体的体胚发生数仅占总体胚发生数的0.67%;来源于不同地点和同一地点不同母树的外植体的体胚发生率差异较大,不同地点外植体体胚发生率排序为东北林业大学哈尔滨实验林场>韦河青山种子园>临江金山种子园;同一地点不同母树来源外植体的体胚发生率最高可相差4.08倍。由此可以推断,水曲柳成熟合子胚外植体褐化和体胚发生对抗坏血酸处理有明显的浓度效应和基因型效应,适当浓度的ASA处理可以提高外植体褐化率、加快褐化速度的同时有效提高体胚发生率和加快体胚发生速度。

关键词：水曲柳(Fraxinus mandshurica) 体胚发生抗坏血酸外植体褐化基因型

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