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分子植物育种 2023年第21期21卷 7215-7224页

作者：钟姗辰武舒王黎苏晓华张冰玉中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室林木遗传育种国家重点实验室北京100091

毛状体是植物地上部的特化的表皮细胞结构,在胁迫响应过程中发挥着各种作用,如提高耐寒性和耐旱性、抵御紫外线和昆虫食草动物等。随着生物技术的发展,植物表皮细胞起始及发育的分子调控机制渐渐明了,尤其是以模式植物拟南芥为代表的单... 详细信息

毛状体是植物地上部的特化的表皮细胞结构,在胁迫响应过程中发挥着各种作用,如提高耐寒性和耐旱性、抵御紫外线和昆虫食草动物等。随着生物技术的发展,植物表皮细胞起始及发育的分子调控机制渐渐明了,尤其是以模式植物拟南芥为代表的单细胞表皮毛调控机制的研究尤为深入。鉴于此,本研究综述了植物毛状体腺毛及非腺毛特征功能,阐述了以R2R3MYB-bHLH-WD40三聚体复合物为核心的植物毛状体分子调控网络机制,并介绍了拟南芥、棉花及杨树等典型单细胞毛状体发育调控关键基因,以期为研究其他植物毛状体的分子调控模式及新品种改良提供参考。

关键词：毛状体表皮细胞分子模式基因调控

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梓树6个种源耐盐性差异的生物测定

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林业科学研究 2019年第6期32卷 106-114页

作者：李媛李志辉苗晓娟王智王军辉麻文俊中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室楸树国家创新联盟北京100091 中南林业科技大学湖南长沙410004

[目的]为选择出抗盐性强的梓树种源作为楸树的嫁接砧木,拓展楸树的适生范围,旨在为选择耐盐梓树种源提供理论依据。[方法]以6个梓树种源的种子为材料,设置4个NaCl浓度梯度(0.0%、0.3%、0.6%、1.0%)开展种子萌发试验,观察其种子萌发状况... 详细信息

[目的]为选择出抗盐性强的梓树种源作为楸树的嫁接砧木,拓展楸树的适生范围,旨在为选择耐盐梓树种源提供理论依据。[方法]以6个梓树种源的种子为材料,设置4个NaCl浓度梯度(0.0%、0.3%、0.6%、1.0%)开展种子萌发试验,观察其种子萌发状况,测定各胁迫处理20 d后芽苗生长表现、酶活性以及脯氨酸、MDA等可溶性物质的变化规律,计算各指标的相关指数选择评价指标,利用模糊数学中的隶属函数法结合权重综合评价各梓树种源的耐NaCl能力。[结果]6个梓树种源种子的长度、宽度、长宽比、种翅长、千粒质量以及在盐胁迫下的芽苗中的MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性均差异极显著,胚根、胚轴、幼苗的长度差异显著;各种源种子发芽的盐胁迫临界浓度(NaCl浓度)为0.6%;运用临界NaCl浓度下的指标数据进行综合评价得出梓树抗盐性排名,其耐NaCl性由大到小为辽宁桓仁、甘肃正宁、湖北襄阳、湖南吉首、贵州兴仁和河南洛阳。[结论]在盐渍土进行楸树嫁接苗繁育时,适宜选择辽宁恒仁种源梓树苗木作为其嫁接砧木。

关键词：耐盐性嫁接种源梓树

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林木重要性状形成的分子基础研究进展

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中国农业科技导报 2022年第12期24卷 48-58页

作者：张守攻中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室林木培育国家林业和草原局重点实验室北京100091

林业是国民经济的重要产业之一,深入研究以人类需求为目的的林木重要性状,解析其形成的分子基础,是建立高效育种技术体系的基本保障,对培育满足国家重大需求的突破性良种,保障我国林业可持续发展,服务国家木材安全、粮食安全、生态安全... 详细信息

林业是国民经济的重要产业之一,深入研究以人类需求为目的的林木重要性状,解析其形成的分子基础,是建立高效育种技术体系的基本保障,对培育满足国家重大需求的突破性良种,保障我国林业可持续发展,服务国家木材安全、粮食安全、生态安全和乡村振兴等重大战略具有重要意义。随着生物技术的快速发展,针对林木性状形成的分子基础研究也更加深入。综述了国内外林木性状形成的分子基础,聚焦木材形成、林木经济性状和林木抗逆性的形成与调控机制,对当前的研究进展进行了梳理,并对未来林木性状研究趋势与技术发展进行了展望。

关键词：林木性状形成分子基础研究进展

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林木新种质创制研究进展

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中国农业科技导报 2022年第12期24卷 129-141页

作者：王军辉中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室林木培育国家林业和草原局重点实验室北京100091

林以种为本,种以质为先。林木种质创新是林木种业振兴的基础,是保障国家木材安全、粮油安全和生态安全的坚实根基。随着仪器设备的更新换代和多组学、智能与信息等技术的发展及相关理论水平的提升,我国林木种质的研究由传统的经验性收... 详细信息

林以种为本,种以质为先。林木种质创新是林木种业振兴的基础,是保障国家木材安全、粮油安全和生态安全的坚实根基。随着仪器设备的更新换代和多组学、智能与信息等技术的发展及相关理论水平的提升,我国林木种质的研究由传统的经验性收集和粗放式评价,向现代、定向、高效的新种质创制及规模化、精准化及系统化评价和挖掘转变。从林木新种质的创制现状、核心关键技术、规模化繁育和未来发展方向4个方面综述我国林木新种质创制进展,并提出传统杂交育种与现代生物技术相结合,加快开发林木表型和基因型高通量精准评价、全基因组选择、基因组精准操作、合成生物学和细胞工厂等种质创制及繁育新技术,支撑优质种质创制和突破性新品种培育。

关键词：林木新种质创制进展

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银腺杨生长素受体基因PagFBL3对茎生长发育的影响

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林业科学 2023年第11期59卷 59-67页

作者：左雯腾孟佳慧卢孟柱王留强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 南方现代林业协同创新中心南京林业大学南京210037 省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江农林大学林业与生物技术学院杭州311300

【目的】本研究分析了银腺杨生长素受体基因PagFBL3的序列结构、组织表达特异性和亚细胞定位,并创制了过表达PagFBL3转基因杨树,探讨其对茎次生生长的影响,为进一步阐明生长素受体在茎次生生长中的作用机制提供帮助。【方法】利用生物... 详细信息

【目的】本研究分析了银腺杨生长素受体基因PagFBL3的序列结构、组织表达特异性和亚细胞定位,并创制了过表达PagFBL3转基因杨树,探讨其对茎次生生长的影响,为进一步阐明生长素受体在茎次生生长中的作用机制提供帮助。【方法】利用生物信息学方法及相关软件分析系统进化关系、序列相似性及生化特征;克隆并鉴定了银腺杨PagFBL3基因,利用实时荧光定量PCR技术,分析该基因在根、幼叶、成熟叶、幼茎、维管形成层、木质部和韧皮部中的表达;利用Gateway技术,构建融合表达载体35S::PagFBL3-GFP,通过瞬时转化烟草叶片表皮分析PagFBL3的亚细胞定位;同时,将PagFBL3编码区序列重组进入pMDC32载体,构建植物过表达载体35S::PagFBL3,利用农杆菌介导法创制转基因银腺杨,通过表型观察和组织切片分析过表达PagFBL3基因对转基因杨树茎部生长发育的影响。【结果】PagFBL3基因可编码571个氨基酸残基,其编码蛋白定位于细胞核。PagFBL3基因在根、茎和叶中均有表达,并在成熟叶和次生茎中表达量较高。基于抗性筛选和分子水平鉴定,创制了11个过表达PagFBL3转基因杨树株系,选择两个表达量较高的转基因株系进行功能分析。与非转基因植株相比,过量表达PagFBL3基因促进转基因杨树木质部发育,显著增加了转基因杨树的木质部宽度,提高了转基因杨树的径向生长,地径分别增加6.7%和8.5%,第15节间木质部宽度分别增加17.3%和19.9%。此外,过量表达PagFBL3基因也增强了植株的高生长,株高分别增加6.3%和6.9%。【结论】PagFBL3基因主要在成熟叶和次生茎中表达并发挥作用,通过影响木质部发育,提高木质部宽度,进而参与调控杨树的径向生长,该研究为进一步揭示PagFBL3基因参与杨树茎部生长发育的分子机制提供了参考。

关键词：银腺杨生长素受体 PagFBL3 过量表达木质部发育

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核桃不定根发生阶段内参基因筛选与关键基因表达分析

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园艺学报 2019年第10期46卷 1907-1918页

作者：宋晓波常英英刘昊徐慧敏裴东林木遗传育种国家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 天津市林业果树研究所天津300112 河南省洛宁县林业局河南洛阳471700

通过荧光定量PCR技术和geNorm、NormFinder软件对8个候选内参基因(18S、ACT、ACT2、TUB、H2B、UBI、EF-2α和UBQ)在核桃(Juglans reiga)不定根发生过程中的表达稳定性进行评估。利用筛选出的最佳内参基因ACT2进行校正,对核桃不定根发生... 详细信息

通过荧光定量PCR技术和geNorm、NormFinder软件对8个候选内参基因(18S、ACT、ACT2、TUB、H2B、UBI、EF-2α和UBQ)在核桃(Juglans reiga)不定根发生过程中的表达稳定性进行评估。利用筛选出的最佳内参基因ACT2进行校正,对核桃不定根发生过程中的12个重要功能基因(YUC4、PIN6、AUX/IAA8、SAUR24、WOX11、WOX5、LBD16、WRKY14、SHR、SCL、CYCA和CYCD)的表达水平进行定量分析。结果显示,YUC4在扦插过程中持续显著下调表达,其余11个基因均在不同时期显著上调表达。结合基因功能推测:PIN6等基因介导的生长素极性运输对于不定根发生初期所需的高浓度IAA富集具有重要作用;SHR、WOX11、LBD16、WRKY14和SCL主要参与形成层细胞向根原基原始细胞的转化过程,SAUR24、WOX5、CYCA和CYCD主要参与根原基原始细胞向根原基细胞转变的调控;同时,细胞周期蛋白相关基因(CYCA、CYCD)可以作为插穗中根原基原始细胞向根原基细胞转变的标志基因。

关键词：核桃不定根内参基因筛选表达分析

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捧心兰新品种‘红林舞’

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园艺学报 2024年第7期51卷 1713-1714页

作者：李振坚张素枝邹小硕常玲玲周瑜鑫孙振元邹竣竹中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室林木遗传育种国家重点实验室北京100091 滁州路宽生物技术有限公司安徽滁州239202

捧心兰‘红林舞’是以‘红宝石’(Lycaste‘Red Jewel’)为母本,芳香薄叶兰(***)为父本,通过人工杂交选育而成的新品种。其花色深紫红(RHS 59B),色调均匀,花形圆整,小巧,平均单株花1~5朵,花梗长8~13 cm,花径4.5~5.5 cm。花期为12月底至... 详细信息

捧心兰‘红林舞’是以‘红宝石’(Lycaste‘Red Jewel’)为母本,芳香薄叶兰(***)为父本,通过人工杂交选育而成的新品种。其花色深紫红(RHS 59B),色调均匀,花形圆整,小巧,平均单株花1~5朵,花梗长8~13 cm,花径4.5~5.5 cm。花期为12月底至翌年2月中,适宜中国北方温室和南方露天栽培。

关键词：捧心兰红花杂交品种

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五个杨树品种生长、光合生理及根尖离子流速特性比较分析

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植物研究 2024年第1期44卷 96-106页

作者：张婧张伟溪丁昌俊苑正赛代丽蕊苏晓华沈应柏曲冠证林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学哈尔滨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 北京林业大学北京100083

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P.×euramericana‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P.×euramericana‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P.×e... 详细信息

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P.×euramericana‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P.×euramericana‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P.×euramericana‘Xixiong 1’)、中雄7号杨(P.×euramericana‘Zhongxiong 7’)和中雄4号杨(***×*** cl.‘Zhongxiong 4’)5个杨树品种1年生苗为研究对象,于正常培养条件下的试验开始和试验结束(30 d)时分别测定株高、地径等生长指标,并于10、20、30 d时分别测定幼苗的叶片数量、单叶面积、叶长、叶宽、瞬时净光合速率(P_(n))、胞间CO_(2)摩尔浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、叶绿素相对含量以及根尖K^(+)、Ca^(2+)、H^(+)流速等指标,经过30 d的正常管理,5个品种的株高生长量之间的差异达到显著水平,由高到低依次为中雄4号杨、西雄1号杨、渤丰3号杨、中雄7号杨、渤丰1号杨;其中光合特性指标和蒸腾速率渤丰1号杨均表现为最大,中雄4号杨均表现为最小,但是中雄4号杨的单叶面积((57.49±2.37)cm^(2))、总叶面积((1721.10±28.59)cm^(2))、单株净光合速率((17863.10±910.21)μmol·m-2·s-1)和水分利用率((3.15±0.06)μmol·mmol^(-1))均表现为最大,且K^(+)外排流速最慢,为(62.68±0.45)pmol·cm^(-2)·g^(-1),Ca^(2+)内流流速最快,为(-74.24±1.29)pmol·cm^(-2)·g^(-1),而渤丰1号的单株净光合速率((8539.70±164.64)μmol·m-2·s-1)和水分利用率((2.64±0.07)μmol·mmol^(-1))最小,且K^(+)外排流速((130.81±1.71)pmol·cm^(-2)·g^(-1))最快,Ca^(2+)内流流速((-34.43±0.84)pmol·cm^(-2)·g^(-1))最慢。综上所述,5个杨树品种中,中雄4号杨总叶面积、单株净光合速率、水分利用率最高,蒸腾速率最小,根尖K^(+)外排流速最慢,Ca^(2+)内流流速最快,植物体内K^(+)、Ca^(2+)离子含量最多,H^(+)最活跃,株高生长表现最好,可能具有潜在的较强环境适应能力,适宜种植的范围更广。

关键词：杨树品种生长差异光合作用蒸腾作用根尖离子流速

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油橄榄Ⅲ类过氧化物酶家族的进化和表达分析

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北京林业大学学报 2023年第4期45卷 36-49页

作者：薛丽刘晓霞王晨合张建国饶国栋林木遗传育种国家重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 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】Ⅲ类过氧化物酶(PRX)是一类植物特有的氧化还原酶,在植物生长发育和胁迫响应方面具有十分重要的作用。本研究拟探讨油橄榄Ⅲ类PRX基因家族的进化和表达模式,旨在为油橄榄分子育种提供参考。【方法】利用生物信息学方法鉴定并分... 详细信息

【目的】Ⅲ类过氧化物酶(PRX)是一类植物特有的氧化还原酶,在植物生长发育和胁迫响应方面具有十分重要的作用。本研究拟探讨油橄榄Ⅲ类PRX基因家族的进化和表达模式,旨在为油橄榄分子育种提供参考。【方法】利用生物信息学方法鉴定并分析了油橄榄Ⅲ类PRX基因家族的系统发育关系、分组、染色体分布、复制基因、基序分布、基因结构图、顺式作用元件分布和在不同组织和不同非生物胁迫下的表达,并对部分成员基因进行了实时荧光定量PCR验证。【结果】(1)鉴定得到了106个OePRX基因,根据其与拟南芥和毛果杨PRX蛋白序列的系统进化关系分为了14个组。(2)OePRX基因不均匀地分布于23条染色体上;片段复制是该基因家族扩张的主要动力,且复制基因在进化过程中受到了较强的纯化选择;与拟南芥相比,油橄榄PRX基因与毛果杨PRX基因的亲缘关系更近。(3)同一组中OePRX蛋白的等电点、分子量、基序分布、基因结构、信号肽分布、在不同组织中的表达模式均比较保守;OePRX基因启动子中含有较多的生长发育元件和激素应答元件;在油橄榄干热胁迫和水涝胁迫下,38%的OePRX基因显著差异表达。【结论】油橄榄OePRX基因家族明显的进化扩张和多变的表达模式暗示了其功能的复杂性,尤其是复制基因的新功能化对油橄榄在地中海地区的广泛分布具有十分重要的适应性意义。

关键词：油橄榄 Ⅲ类PRXs 复制基因新功能非生物胁迫

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毛果杨MAP65基因家族的扩张与表达分析

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林业科学研究 2021年第2期34卷 92-101页

作者：薛丽刘晓霞罗莹吕中睿张建国饶国栋林木遗传育种国家重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210000 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]以林木模式植物毛果杨为研究材料,旨在研究毛果杨MAP65基因家族成员的扩张与表达情况,为MAP65的功能研究提供参考。[方法]利用BLASTP基于Phytozome数据库鉴定毛果杨的MAP65基因家族成员,采用Prot-Param、Plant-mPLoc、LocTree3、W... 详细信息

[目的]以林木模式植物毛果杨为研究材料,旨在研究毛果杨MAP65基因家族成员的扩张与表达情况,为MAP65的功能研究提供参考。[方法]利用BLASTP基于Phytozome数据库鉴定毛果杨的MAP65基因家族成员,采用Prot-Param、Plant-mPLoc、LocTree3、Wolfpsort、MAGA7.0、GSDS、MEME、MCScanX、TBtools、BioEdit Sequence Alignment Editor、DnaSP5、plantCARE等工具分析其理化性质,预测其亚细胞定位,构建系统进化树,绘制基因结构图,分析保守结构域、基因复制事件、启动子元件,并基于基因芯片数据分析PtMAP65基因家族成员在不同组织中的表达量。[结果]利用BLASTP比对方法鉴定得到了9个MAP65基因。系统进化分析结果显示:植物MAP65基因家族分为5个亚组,且每个亚组都具有相似的基因结构和保守结构域。毛果杨基因组内共线性分析及同义突变频率(Ks)、非同义突变频率(Ka)分析结果表明:PtMAP65基因家族中有6对片段复制基因,且复制基因在进化过程中受到强纯化选择的作用。PtMAP65基因家族成员的表达数据分析显示:该基因家族成员在不同组织中有不同的表达模式,暗示其功能的分化。启动子的顺式作用元件分析表明:PtMAP65s的启动子中有较多的光响应元件和激素响应元件。[结论]片段复制是PtMAP65基因家族进化扩张的主要动力,推测基因家族成员之间存在功能分化。

关键词：毛果杨 PtMAP65 系统进化分析基因结构

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