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分子植物育种 2018年第5期16卷 1454-1460页

作者：冯璐王业何利明朱珠詹亚光冯昌寅李新宇刘颖东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

FT(FLOWERING LOCUS T)基因是植物多个开花途径的整合因子,在花发育中起重要作用。以水曲柳雌雄花发育转录组中FT序列为基础,通过PCR扩增获得该基因全长,命名为FmFT。其开放阅读框(ORF)为525 bp,编码174个氨基酸。生物信息学分析结果表... 详细信息

FT(FLOWERING LOCUS T)基因是植物多个开花途径的整合因子,在花发育中起重要作用。以水曲柳雌雄花发育转录组中FT序列为基础,通过PCR扩增获得该基因全长,命名为FmFT。其开放阅读框(ORF)为525 bp,编码174个氨基酸。生物信息学分析结果表明,其相对分子质量为19 795.2,等电点为5.90,是亲水性不稳定酸性蛋白;无跨膜区域,全部位于膜外;有1个PEBP保守结构域。同源比对结果显示,水曲柳FT基因编码的氨基酸序列与20个物种的FT蛋白序列同源性在83%~88%之间,与苹果(Malus domestica)同源性最高,为88%。系统进化结果显示,水曲柳FT蛋白单独聚为一类,与其他物种亲缘关系均较远。FmFT在水曲柳不同发育时期的雌雄花中的表达结果表明,在减数分裂时期和成熟孢子时期,雌雄花之间表达量差异显著。在雄花中,在减数分裂时期表达量达到最大值;在雌花中,表达量持续升高,在成熟胚囊时期达到最高值,是孢原细胞-大孢子母细胞时期的35.97倍,表明FmFT不仅在水曲柳雌雄花的发育中起着重要作用,且功能不同。

关键词：水曲柳 FmFT 花发育生物信息学分析基因表达

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植物组织培养诱导的DNA甲基化的研究进展

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植物生理学报 2024年第1期60卷 75-83页

作者：郭春东孙善文解莉楠东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室哈尔滨150040 林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

植物组织培养是农作物改良、育种和繁殖的重要手段之一。基于细胞全能性,利用组织、器官或细胞等材料可获得基因型和表型相同的再生植株。植物组织培养过程给予了植物特定的环境压力,组织培养产生的再生植株也会出现一些表型的变异,进... 详细信息

植物组织培养是农作物改良、育种和繁殖的重要手段之一。基于细胞全能性,利用组织、器官或细胞等材料可获得基因型和表型相同的再生植株。植物组织培养过程给予了植物特定的环境压力,组织培养产生的再生植株也会出现一些表型的变异,进一步研究发现这些表型的变异与表观遗传修饰变化密切相关。其中,DNA甲基化导致体细胞无性系变异的研究最为广泛。本文主要综述了不同发生途径的植物组织培养中DNA甲基化变化的最新研究进展,重点关注在基因组水平上与体细胞无性系变异相关的DNA甲基化模式的变化情况,这些研究结果有助于利用表观遗传育种,创制优良种质,推动作物育种与改良。

关键词：作物育种植物组织培养 DNA甲基化体细胞无性系变异

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水曲柳松散愈伤组织的悬浮培养和超低温保存

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分子植物育种 2018年第16期16卷 5376-5385页

作者：梁雪张佳薇赵兴堂何利明康雪詹亚光东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

以成熟水曲柳胚的三个不同部位作为外植体,利用四种不同类型培养基研究对水曲柳松散愈伤组织诱导产生的不同影响,选出适合诱导松散型和胚性愈伤组织的外植体与培养基组合,进一步探讨悬浮培养以及超低温保存的适宜条件,为水曲柳高效微繁... 详细信息

以成熟水曲柳胚的三个不同部位作为外植体,利用四种不同类型培养基研究对水曲柳松散愈伤组织诱导产生的不同影响,选出适合诱导松散型和胚性愈伤组织的外植体与培养基组合,进一步探讨悬浮培养以及超低温保存的适宜条件,为水曲柳高效微繁打下基础。主要结果如下:(1)选出较为适宜诱导松散型愈伤组织培养基是WPM+1 mg/L NAA+0.8 mg/L 6-BA+1 g/L CH+20 g/L蔗糖+5.3 g/L琼脂。(2)水曲柳悬浮培养体系的建立确定悬浮培养的培养条件为:接种量为25 mL液体培养基中加入1.5 g愈伤组织,转速120 r/min、蔗糖浓度2%,细胞15 d后增殖1.41倍;悬浮组织直径在约2 mm时易于保持松散型细胞悬浮状态。(3)超低温冷冻保存,在-196℃条件下进行愈伤组织冷冻保存,保护剂采用30%甘油+15%乙二醇+15%DMSO+0.4 mol/L蔗糖时,解冻条件为40℃、暗培养,细胞生命力最高保持在83.3%,其中愈伤组织恢复生长率为3.0%。

关键词：水曲柳松散型愈伤组织组织培养悬浮培养超低温冷冻保存

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西伯利亚蓼谷氨酰胺合成酶基因的克隆及碱性盐胁迫下的表达

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植物研究 2014年第2期34卷 252-257页

作者：赵淑婷曲春浦许志茹李扬刘关君东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040 东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

根据西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum Laxm.)地下茎抑制消减文库(SSH)中获得的谷氨酰胺合成酶基因(Glutamin synthetase,GS)EST序列,应用RACE技术克隆了具有Poly A的全长cDNA序列,以下简称为PsGS基因。该序列全长1 273 bp,其5'非翻... 详细信息

根据西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum Laxm.)地下茎抑制消减文库(SSH)中获得的谷氨酰胺合成酶基因(Glutamin synthetase,GS)EST序列,应用RACE技术克隆了具有Poly A的全长cDNA序列,以下简称为PsGS基因。该序列全长1 273 bp,其5'非翻译区178 bp,3'非翻译区24 bp,开放阅读框编码356个氨基酸残基;根据与其他植物谷氨酰胺合成酶的氨基酸序列的比对以及系统进化分析的结果,确定此基因为谷氨酰胺合成酶基因家族成员;经过SignalP3.0预测该蛋白没有信号肽,无切割位点,为非分泌蛋白。经过ProtParam计算该蛋白的理论等电点为5.55,分子量为39.2 kD,不稳定系数为43.82%,为非稳定蛋白。实时定量PCR分析表明,PsGS在西伯利亚蓼叶、茎、地下茎中均有表达。在3%NaHCO3诱导下,该基因在叶和茎中表达升高,在地下茎中表达受到抑制,推测该基因在抵御碱性盐迫时具有重要作用。

关键词：西伯利亚蓼谷氨酰胺合成酶基因碱性盐胁迫基因克隆实时定量PCR

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白桦植株中三萜前体及不同三萜分支产物积累特征

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中草药 2013年第24期44卷 3534-3539页

作者：苏欣尹静孙建广詹亚光马泓思王艳梁甜东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学林学院林木遗传育种国家重点实验室黑龙江哈尔滨150040

目的以三年生白桦为试材，研究白桦植株中三萜合成前体及其三萜组分积累变化，并对白桦植株中三萜组分积累消长特征进行分析。方法利用高效液相色谱仪及紫外分光光度计对白桦枝皮和叶进行总三萜、白桦脂醇和黄酮等8种成分检测。结果 ... 详细信息

目的以三年生白桦为试材，研究白桦植株中三萜合成前体及其三萜组分积累变化，并对白桦植株中三萜组分积累消长特征进行分析。方法利用高效液相色谱仪及紫外分光光度计对白桦枝皮和叶进行总三萜、白桦脂醇和黄酮等8种成分检测。结果白桦植株枝皮和叶中三萜物质各组分积累特征显著不同。在生长季节（5～9月）枝皮中2, 3-氧化角鲨烯、白桦脂酸、白桦脂醇、齐墩果酸、达玛烯二醇、固醇及总三萜积累高峰基本为7～9月，其中2, 3-氧化角鲨烯量较低，最高为0.067 mg/g（7月），白桦脂酸量达8.34 mg/g，而齐墩果酸量高达37.51 mg/g（9月）；达玛烯二醇量最高为14.18 mg/g，总三萜量达168.17 mg/g（7月）。叶中总三萜量为8月份较高，达126.11 mg/g，而2, 3-氧化角鲨烯、白桦脂醇和齐墩果酸量均极低，甚至未能检测到。枝皮和叶片中黄酮积累高峰分别为5月和8月，其中2个月份质量分数分别为53.02 mg/g和58.49 mg/g。消长分析表明，白桦枝皮和叶中三萜组分积累与总三萜积累规律不相吻合，枝皮总三萜、达玛烯二醇、齐墩果酸、白桦脂酸呈S型曲线，白桦脂醇积累呈倒“V”曲线，且黄酮积累与总三萜积累趋势相反。叶中总三萜和黄酮物质积累趋势相近，达玛烯二醇和2, 3-氧化角鲨烯积累趋势相近。结论明确了三年生白桦枝条和叶片中三萜及黄酮物质积累、分布特征，为白桦枝条皮和叶中三萜资源的挖掘、可持续利用及代谢调控奠定了基础。

关键词：白桦次生代谢总三萜黄酮类达玛烯二醇齐墩果酸白桦脂酸积累特征

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EST-SSR标记在水曲柳雌雄鉴定中的应用

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西北植物学报 2015年第3期35卷 472-479页

作者：齐凤慧孙宏冉詹亚光东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

选用黑龙江省青山林木种子园成年水曲柳200棵树为实验材料,在来自NCBI中的5 423条白蜡属EST序列和该实验室测得的水曲柳转录组的179 502条序列中查找SSR位点并设计引物,通过PCR扩增筛选有效扩增和有差异片段的引物,用于水曲柳雌雄的鉴... 详细信息

选用黑龙江省青山林木种子园成年水曲柳200棵树为实验材料,在来自NCBI中的5 423条白蜡属EST序列和该实验室测得的水曲柳转录组的179 502条序列中查找SSR位点并设计引物,通过PCR扩增筛选有效扩增和有差异片段的引物,用于水曲柳雌雄的鉴别。结果显示:(1)白蜡属EST和水曲柳转录组中的5 423条和179 502条序列中,分别查找到9 488个和3 557个SSR位点,SSR出现的频率分别是174.96%和1.98%,SSR的类型都是以二核苷酸为主。(2)232对引物中有208对引物获得有效扩增,74对引物在雌雄DNA中有差异,27对扩增片段符合预定大小片段。(3)经过3轮筛选,选出19号和56号引物用于200棵水曲柳中,雌雄差异率分别是64.5%和89.5%。研究表明,利用EST-SSR分子标记对水曲柳性别进行鉴定是一种有效可行的方法。

关键词：水曲柳表达序列标签简单重复序列重复基元雌雄鉴别

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毛果杨NLP基因家族生物信息学分析与鉴定

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植物研究 2014年第1期34卷 37-43,61页

作者：吴翔宇许志茹曲春浦李蔚孙琦刘关君东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040 东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

NLP基因家族是一类特殊的转录因子,豆科植物根瘤的形成依赖于该基因家族的存在,在非豆科植物中具有调节植物硝酸盐吸收以及同化的功能。通过对毛果杨(Populus trichocarpa)基因组的生物信息学分析,共鉴定出14个毛果杨NLP基因家族成员,... 详细信息

NLP基因家族是一类特殊的转录因子,豆科植物根瘤的形成依赖于该基因家族的存在,在非豆科植物中具有调节植物硝酸盐吸收以及同化的功能。通过对毛果杨(Populus trichocarpa)基因组的生物信息学分析,共鉴定出14个毛果杨NLP基因家族成员,这些成员具有低亲水性的特点,基因结构保守,都含有RWP-RK以及PB1两个保守结构域。通过细胞定位预测,所有成员都定位在细胞核中。直系同源与旁系同源进化分析显示,NLP基因家族成员在漫长的进化过程中经历了严格的选择。染色体定位分析表明,毛果杨NLP基因家族成员坐落在毛果杨9条染色体之上,成员数量的扩增来自于杨柳科染色体自身的扩增事件。芯片数据分析结果显示,NLP基因家族成员在嫩叶,根和雄花中表达,部分基因在木质部以及种子萌发过程之中表达,但所有成员均不在成熟叶片中表达。

关键词：毛果杨 NLP 基因家族表达模式

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被子植物开花时间和花器官发育的表观遗传调控研究进展

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园艺学报 2014年第6期41卷 1245-1256页

作者：李巍徐启江东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室生命科学学院哈尔滨150040

成花转换是被子植物生活周期中的关键发育过程,植物通过调控基因表达模式而整合多条内外开花信号实现成花诱导。近几十年来,学者们为阐释植物成花转换的分子机制做了大量的分子遗传学研究。其中,影响植物生长发育的表观遗传修饰是调控... 详细信息

成花转换是被子植物生活周期中的关键发育过程,植物通过调控基因表达模式而整合多条内外开花信号实现成花诱导。近几十年来,学者们为阐释植物成花转换的分子机制做了大量的分子遗传学研究。其中,影响植物生长发育的表观遗传修饰是调控成花转换过程的重要分子机制之一。表观遗传调控是植物在适宜环境条件下实现开花诱导和花器官发育的决定性因素。综述了有关开花时间和花器官发育的表观遗传学研究进展,包括染色质重塑、组蛋白甲基化和miRNAs。

关键词：被子植物表观遗传染色质重塑 miRNA 开花时间花器官发育

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茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB克隆及表达分析

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中国农业科学 2017年第14期50卷 2781-2792页

作者：王海竹曲红云周婷婷徐启江东北林业大学生命科学学院/林木遗传育种国家重点实验室黑龙江省农业科学院园艺分院

【目的】花色苷是一类通过类黄酮途径合成的水溶性次生代谢产物,既能使植物的不同器官呈现红、紫、蓝等颜色,还有利于人体健康。紫茄富含花色苷,但是有关茄萼花色苷生物合成的分子机制还不是很清楚。本研究旨在通过克隆茄萼花色苷合成... 详细信息

【目的】花色苷是一类通过类黄酮途径合成的水溶性次生代谢产物,既能使植物的不同器官呈现红、紫、蓝等颜色,还有利于人体健康。紫茄富含花色苷,但是有关茄萼花色苷生物合成的分子机制还不是很清楚。本研究旨在通过克隆茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB,测定其在不同发育时期不同颜色茄萼中的表达量,探究DFR和MYB在茄萼花色苷合成中的作用。【方法】选用绿萼和紫萼长茄(Solanum melongena L.)果萼为试材,测定不同p H条件下茄萼花色苷含量;通过RACE方法分离克隆DFR和MYB cDNA全长序列,分析DFR和MYB的保守结构域及序列特征;分别对DFR和MYB及其同源蛋白序列进行系统进化分析,构建系统进化树来进一步分析鉴定基因;使用Ex PASy网站提供的在线分析软件SOPMA预测蛋白质二级结构;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在不同发育阶段果萼中的表达情况。【结果】从绿萼和紫萼长茄果萼中克隆了DFR和MYB片段,分别命名为ouSmDFR、dongSmDFR和ouSmMYB、dongSmMYB,Gen Bank登录号分别为:KX224250、KX224251和KX224253、KX224254。ouSmDFR和dongSmDFR全长分别为1 285 bp和1 249 bp,开放阅读框为858 bp和864 bp,分别编码285个和287个氨基酸;ouSmMYB和dongSmMYB全长分别为969 bp和959 bp,开放阅读框均为462 bp,编码153个氨基酸。蛋白质二级结构分析表明α-螺旋和无规则卷曲均为两个DFR蛋白和两个MYB蛋白的主要二级结构元件。序列比对表明DFR蛋白具有NADPH结构域(NADPH binding domain)和底物特异性结合结构域(Substrate specific binding domain),属于NADB-Rossmann超基因家族;MYB蛋白属于R2R3-MYB转录因子,具有R2、R3两个MYB结构域和b HLH结合域。ouSmDFR和dongSmDFR与St DFR和Sl DFR具有相对较高的同源性;ouSmMYB和dongSmMYB与Es MYB同源性较高。花色苷含量测定显示,紫萼果茄萼花色苷含量较高且随着果实的发育成熟而逐渐增加;而绿萼茄萼几乎检测不到花色苷。荧光实时定量PCR分析表明,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达量均远高于绿萼长茄;从初蕾期到盛花期,紫萼长茄果萼中DFR和MYB表达量逐渐升高,而绿萼长茄则几乎没有变化,与两个品种茄萼颜色变化相一致。【结论】ouSmDFR和dongSmDFR属于NADB-Rossmann超基因家族,ouSmMYB和dongSmMYB为典型R2R3-MYB转录因子,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达明显高于绿萼长茄。推测DFR和MYB在茄萼呈色中发挥作用,并且参与花色苷生物合成。

关键词：萼片花色苷 DFR MYB 基因表达茄

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水分、氮肥及MeJA处理对白桦三萜积累特性的影响

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西北植物学报 2012年第1期32卷 155-161页

作者：李春晓尹静詹亚光任春林王智慧东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 东北林业大学林木遗传育种与生物技术国家重点实验室哈尔滨150040

以一年半生白桦幼树为试材,研究水分、氮肥和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对白桦三萜物质积累的影响,并对白桦植株中三萜积累规律进行了探讨。结果表明:(1)白桦幼树植株中总三萜主要分布在茎皮和叶片,根皮中最低,平均含量分别为71.94、81.60和2... 详细信息

以一年半生白桦幼树为试材,研究水分、氮肥和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对白桦三萜物质积累的影响,并对白桦植株中三萜积累规律进行了探讨。结果表明:(1)白桦幼树植株中总三萜主要分布在茎皮和叶片,根皮中最低,平均含量分别为71.94、81.60和25.45mg.g-1;叶片中总三萜积累高峰出现在6、7月份,茎皮和根皮中总三萜积累高峰分别出现在8月份和7月份。(2)干旱胁迫早期(6月)中度和重度干旱胁迫显著促进了叶中总三萜积累,分别是对照的1.24和1.27倍。茎皮中,除7月水分胁迫处理显著高于对照外,其它各月份水分胁迫不利于茎皮中总三萜含量积累,干旱胁迫不利根皮中三萜积累。(3)施氮早期(6月)不利于三萜在叶片和根皮中积累,中后期(7～10月),氮肥处理对三萜积累有显著促进作用;而施氮早期(6～7月)促进茎皮中三萜积累作用。(4)MeJA喷施处理对叶片和根皮中三萜积累(7月～10月)均具有显著的促进作用,在积累高峰期分别是对照的1.42倍和1.52倍。(5)轻度干旱、氮肥均促进了白桦幼树株高的增长和生物量的积累,而MeJA处理对整株生物量的积累不利。

关键词：白桦三萜水分氮茉莉酸甲酯

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