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植物研究 2022年第3期42卷 502-511页

作者：张珊珊袁春明云南省林业和草原科学院国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育国家林业局重点实验室/云南省森林植物培育与开发利用重点实验室昆明650201

以1年生极小种群野生植物景东翅子树(Pterospermum kingtungense)实生苗为研究对象,通过双因子室内受控试验,设置6个土壤水分梯度(100%、90%、80%、60%、40%、30%田间持水量)和4个光强梯度(100%、75%、50%、25%自然光照),研究土壤水分... 详细信息

以1年生极小种群野生植物景东翅子树(Pterospermum kingtungense)实生苗为研究对象,通过双因子室内受控试验,设置6个土壤水分梯度(100%、90%、80%、60%、40%、30%田间持水量)和4个光强梯度(100%、75%、50%、25%自然光照),研究土壤水分和光强对其幼苗生长(地上部分生物量、地下部分生物量、叶片数量和株高)及光合特性[净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳摩尔分数(Ci)、气孔限制值(Ls)和瞬时水分利用效率(WUE)]的影响。结果表明:(1)随着土壤水分的减少,景东翅子树幼苗的生长及光合指标呈现先升高后降低的趋势,一般会在田间持水能力W2(32.11%)或W3(28.54%)处理下达到峰值,W6(10.70%)条件下的生长状况最差。(2)随着光强的降低,除了Ls外,景东翅子树幼苗的4个生长指标及5个光合特性指标均表现出先增加后减少的趋势,且均在光强为L2(75%自然光照)或L3(50%自然光照)条件下表现最佳。(3)不同土壤水分和不同光强的综合评价得分显示,W2土壤水分和L2光强下的综合评价得分分别最高,证明适量的土壤水分环境和适度遮荫最适于景东翅子树幼苗的生长及其光合作用。(4)二元线性回归分析结果表明,土壤水分和光强这2个自变量分别对景东翅子树幼苗的生长和光合指标有较强的影响。研究结果可为景东翅子树的幼苗培育及其种群恢复与重建提供理论依据。

关键词：景东翅子树土壤水分光强天然更新

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短柄草基因组调查测序

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分子植物育种 2023年

作者：杨跃仙段利武马山俊曾昭朝原晓龙王毅云南林业职业技术学院云南省林业科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室

短柄草(Brachypodium sylvaticum (Huds.) Beauv.)是禾本科中一种体型较小的可自花结实的二倍体多年生植物，是多年生草本植物中优秀的候选模式植物。为大规模全基因组测序及其组装策略提供研究基础、确定其基因组大小及复杂程度提供信... 详细信息

短柄草(Brachypodium sylvaticum (Huds.) Beauv.)是禾本科中一种体型较小的可自花结实的二倍体多年生植物，是多年生草本植物中优秀的候选模式植物。为大规模全基因组测序及其组装策略提供研究基础、确定其基因组大小及复杂程度提供信息，本研究采用流式细胞术和二代测序技术的数据约简法(Ken-monomeric unit， K-mer)分析评估短柄草基因组大小，并分析其基因组的特征信息。研究结果显示，(1)以玉米作为内参，流式细胞测定短柄草基因组大小约为349.35 Mb；(2)高通量测序获得原始数据23.85 Gb，处理后得到约21.41 Gb的Clean data，数据质量良好；(3) K-mer分析显示短柄草基因组大小约为385.45 Mb，杂合度较低(0.3%)，GC含量为45.85%；(4) NT数据库比对发现二穗短柄草(B. distachyon)、安第斯短柄草(B. andinum)、大麦(Hordeum vulgare)亲缘关系较近。本研究为短柄草的全基因组de novo测序策略提供有效依据，也为未来短柄草分子育种及高效牧草培育奠定基础。

关键词：短柄草流式细胞术全基因组Survey分析基因组大小(C值)

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沉水樟与非生物胁迫相关bHLH基因家族成员鉴定及表达分析

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分子植物育种 2023年

作者：杨志娟王毅张艺原晓龙王拓璋郑元西南林业大学林学院云南省林业科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室

沉水樟(Cinnamomum micranthum)是重要速生经济树种，也是中国Ⅲ级濒危保护植物。本研究基于沉水樟基因组鉴定出bHLH家族转录因子，并结合转录组测序获得的干旱和低温处理沉水樟的的基因表达谱，从中筛选得到与干旱和低温胁迫响应相关的... 详细信息

沉水樟(Cinnamomum micranthum)是重要速生经济树种，也是中国Ⅲ级濒危保护植物。本研究基于沉水樟基因组鉴定出bHLH家族转录因子，并结合转录组测序获得的干旱和低温处理沉水樟的的基因表达谱，从中筛选得到与干旱和低温胁迫响应相关的bHLHs。结果显示：在沉水樟基因组中共鉴定到158个具有bHLH基因保守结构域的成员(CmbHLH001～CmbHLH158)，平均氨基酸数为371个，其中156个CmbHLHs是不稳定蛋白，且大部分属于亲水蛋白。根据亚细胞定位预测结果显示，大部分CmbHLHs必须在细胞核内才能发挥稳定生物学功能。沉水樟bHLH转录因子基序分析结果表明，158个bHLH都含有保守结构域motif 1和motif 2。基于沉水樟转录组数据的表达谱分析结果，在干旱和低温胁迫下，有16个CmbHLHs表达上调，33个表达下调。其中，CmbHLH123在干旱处理中差异上调倍数最高，CmbHLH049、CmbHLH061、CmbHLH072、CmbHLH080、CmbHLH081、CmbHLH090、CmbHLH112、CmbHLH125、CmbHLH126在干旱和低温胁迫中均显示下调，且在低温处理中差异下调倍数最高；CmbHLH133在干旱和低温同时处理时差异上调倍数最高。本研究为进一步确定bHLHs生物学功能奠定基础。

关键词：沉水樟 bHLH转录因子干旱和低温胁迫表达分析

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基于简化基因组测序的野生竹叶花椒遗传多样性分析

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分子植物育种 2023年

作者：尹庆丰王毅呼延丽郝佳波蒙进芳陆斌西南林业大学林学院云南省林业和草原科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室

为探究36份花椒资源间的遗传关系，本研究基于Illumina NovaSeq测序平台并利用ddRAD-seq (Double digest restriction site-associated DNA sequencing)技术对36分花椒资源进行了测序。结果显示，测序Q20值均值为98.00%，测序Q30值均值为93.72%，平均GC含量为36.01%；经过过滤和筛选共获得78 222 636个高质量SNP，其中纯合突变率平均值为91.17%；杂合突变率平均值为8.98%；SNP频谱分析显示碱基转换突变为主要SNP突变型。基于SNP进行的群体主成分分析、群体遗传结构分析以及群体发育树分析结果能够相互验证，可将36份花椒资源分为4个类群。在群体遗传多样性分析中发现，群体间的分化指数Fst在0.07～0.80之间，属于中等偏强且存在较大程度的遗传分化，遗传多样性差异较大。本研究利用ddRAD-seq技术解析的36份花椒资源群体遗传结构和群体遗传多样性，所筛选的SNP标记提供了丰富的信息，有助于完善花椒分子标记数据库，也为后续花椒遗传图谱构建、分子标记辅助选择育种、系统发育研究以及优良品种选育提供了基础。

关键词：简化基因组竹叶花椒 SNP 系统发育树遗传多样性分析

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基于油橄榄全基因组参与水胁迫NAC基因的鉴定及表达分析

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分子植物育种 2023年第3期21卷 736-746页

作者：王丽娟王毅李贤忠张璋冯发玉胡青陆斌西南林业大学林学院昆明650224 云南省林业和草原科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室昆明650201

本研究以干旱和水淹胁迫中的‘佛奥’和‘TYZ-1号’2个油橄榄品种苗木为试材,基于油橄榄全基因组数据,鉴定出36个油橄榄NAC转录因子家族成员,利用生物信息学软件进行结构及功能预测,将油橄榄OeNAC蛋白与模式植物拟南芥AtNAC蛋白构建进... 详细信息

本研究以干旱和水淹胁迫中的‘佛奥’和‘TYZ-1号’2个油橄榄品种苗木为试材,基于油橄榄全基因组数据,鉴定出36个油橄榄NAC转录因子家族成员,利用生物信息学软件进行结构及功能预测,将油橄榄OeNAC蛋白与模式植物拟南芥AtNAC蛋白构建进化树。结果表明OeNAC转录因子分为两个大类和14个亚家族,14个亚家族中有13个亚族同时包含了油橄榄和拟南芥NAC蛋白,说明拟南芥和油橄榄的NAC家族在进化水平上有一定的相似性。结合油橄榄水分胁迫(干旱,水淹)基因表达谱,分析出8个NAC转录因子(OeNAC31,OeNAC33,Oe NAC25,Oe NAC30,OeNAC7,OeNAC23,OeNAC20,OeNAC1)在‘佛奥’和‘TYZ-1号’中均呈现高表达且对水分胁迫均有响应,推测这8个基因是油橄榄水分调节的主要基因。将在水分胁迫下具有表达量的Oe NAC蛋白与已知水分胁迫相关的NAC转录因子构建进化树发现8个胁迫相关的转录因子中的Oe NAC31与已知的水分调控因子支持率更高,表明OeNAC31转录因子可能是参与油橄榄水分调控的最主要基因,其在两个品种中都有不同的表达量,这可能是‘佛奥’和‘TYZ-1号’抗性不同的原因。本研究通过油橄榄转录组测序,对油橄榄NAC转录因子进行全基因组鉴定、蛋白理化性质、系统发育、保守元件及基因表达谱分析,探究油橄榄NAC转录因子在‘TYZ-1号’和‘佛奥’中基因表达模式,也为油橄榄NAC基因家族的功能验证及水胁迫反应关键基因的挖掘提供参考。

关键词：油橄榄 NAC转录因子生物信息学基因表达谱水分胁迫

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西双版纳州柚子园土壤养分状况研究

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西部林业科学 2024年第2期53卷 152-159页

作者：张传光姜存良贠新华沈艳杨德军云南省林业和草原科学院云南昆明650201 云南省林业和草原科学院热带林业研究所云南西双版纳666102 云南省森林植物培育与开发利用重点实验室/国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室云南昆明650201 云南滇中高原森林生态系统国家定位观测研究站云南昆明650201

为了解西双版纳州主要柚子园土壤养分状况,以西双版纳州10个主要柚子种植园共42个土壤样本为研究材料,通过测定其土样基本理化性质和养分含量,并采用内梅罗综合指数法对土壤进行肥力评价。结果显示:(1)西双版纳州柚子园土壤养分肥力均... 详细信息

为了解西双版纳州主要柚子园土壤养分状况,以西双版纳州10个主要柚子种植园共42个土壤样本为研究材料,通过测定其土样基本理化性质和养分含量,并采用内梅罗综合指数法对土壤进行肥力评价。结果显示:(1)西双版纳州柚子园土壤养分肥力均为中等肥沃,虽可以基本满足柚子生长需求,但高品质柚子园占比不足20%,70%柚子园土壤酸碱度pH偏低,不适合生产高品质柚子,1号和7号柚子园土壤pH处于最适的生长区间。(2)大量元素除水解性氮(HN)和全钾(TK)外均属于适量水平,35.42%土壤样品全磷(TP)达到极丰富水平,高品质柚子与土壤适当的氮(N)或有机质(SOM)含量,以及较高的磷(P)、钾(K)含量密切相关。(3)有效硫(AS)处于缺乏水平,交换性钙(ECa)和镁(EMg)处于极丰富和丰富水平,但不是造成西双版纳州柚子品质差异的主要因子。有效锰(AMn)、有效锌(AZn)、有效硼(AB)在果品最好的1号柚子园中含量丰富,且显著高于其他果园。研究结果表明:土壤质量可以显著地影响柚子品质,通过提升土壤pH,控制氮肥用量,增施磷、钾、锰、锌、硼,有望提高西双版纳柚子品质。

关键词：柚子土壤养分肥力评价西双版纳

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滇紫草基因组大小测定

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分子植物育种 2023年

作者：马福仙余姣君原晓龙王毅张汉尧黄冈师范学院生物与农业资源学院云南省林业科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室西南林业大学林学院西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室

滇紫草(Onosma paniculatum)通常作为紫草(Arnebiae radix)的替代品使用，是云南传统的中药材。本研究首次采用流式细胞术(以玉米(Zea mays)基因组为对照)和高通量测序技术的Survey分析测定滇紫草基因组大小。结果显示，流式细胞术测定... 详细信息

滇紫草(Onosma paniculatum)通常作为紫草(Arnebiae radix)的替代品使用，是云南传统的中药材。本研究首次采用流式细胞术(以玉米(Zea mays)基因组为对照)和高通量测序技术的Survey分析测定滇紫草基因组大小。结果显示，流式细胞术测定的滇紫草基因组大小约为880.20 Mbp；高通量测序获得原始数据64.09 Gb，处理后得到约59.72 Gb的过滤数据(Clean data)，测序质量良好；数据约简法(K-monomeric unit， K-mer)分析预估滇紫草为复杂基因组，大小为848.08 Mbp，杂合度为0.3%，GC含量约为37.17%。分析滇紫草基因组的基本信息，为其后续研究物种进化、基因资源利用和药用成分合成途径等提供科学依据。

关键词：滇紫草流式细胞术 K-mer分析基因组大小

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西南桦基因组调查测序

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分子植物育种 2023年

作者：马福仙董洪进原晓龙耿云芬王毅丁淑金张汉尧黄冈师范学院生物与农业资源学院云南省林业科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室西南林业大学林学院西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室

西南桦(Betula alnoides)是重要的用材树种，且具有潜在的药用价值。本研究采用流式细胞术(以玉米(Zea mays)基因组为对照)和基于MGISEQ2000测序平台的基因组调查方法测定西南桦基因组大小。结果显示，流式细胞术测定的西南桦基因组大... 详细信息

西南桦(Betula alnoides)是重要的用材树种，且具有潜在的药用价值。本研究采用流式细胞术(以玉米(Zea mays)基因组为对照)和基于MGISEQ2000测序平台的基因组调查方法测定西南桦基因组大小。结果显示，流式细胞术测定的西南桦基因组大小约为1.00 Gb；高通量测序获得原始数据32.82 Gb，处理后得到约30.38 Gb的过滤数据(Clean data)，测序质量良好；数据约简法(K-monomeric unit， K-mer)分析预估西南桦是复杂基因组，为四倍体植物，基因组大小为924.00 Mb，杂合度为3.3%，GC含量约为36.14%。分析西南桦基因组的基本信息，为其后续研究物种进化、倍性水平和全基因组测序等提供科学依据。

关键词：西南桦流式细胞术数据约简法(K-mer)分析基因组大小

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基于二代测序哈巴乌头叶绿体基因组分析

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西部林业科学 2023年第1期52卷 175-181页

作者：马福仙魏健生耿云芬张汉尧西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室云南昆明650224 云南省林业和草原科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室云南昆明650201 哈巴雪山省级自然保护区管护局云南迪庆674402

为了解哈巴乌头叶绿体基因组特征及密码子偏好性,本研究采用Illumina HiSeq对哈巴乌头叶绿体基因组进行测序,组装获得完整叶绿体基因组序列,并利用CUSP和Codon W软件分析该物种叶绿体基因组密码子偏好性。结果显示:哈巴乌头叶绿体基因... 详细信息

为了解哈巴乌头叶绿体基因组特征及密码子偏好性,本研究采用Illumina HiSeq对哈巴乌头叶绿体基因组进行测序,组装获得完整叶绿体基因组序列,并利用CUSP和Codon W软件分析该物种叶绿体基因组密码子偏好性。结果显示:哈巴乌头叶绿体基因组全长155800 bp,是典型的四分结构,由1对长为29296 bp的IR、1个长为16864 bp的SSC和1个长86399 bp的LSC组成;该基因组包括84个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和37个tRNA基因;系统进化分析显示,哈巴乌头和中甸乌头聚在同一个分支;叶绿体基因组密码子的3个位置上GC含量依次为GC1(46.65%)>GC2(39.71%)>GC3(29.01%),说明其偏好以A/U结尾;有效密码子数(ENC)范围为36.77~58.98,ENC值>45的编码序列有36个,说明密码子偏性低;中性绘图等分析显示哈巴乌头叶绿体基因组密码子偏好性受选择的影响较大;最优密码子有14个,均以A/U结尾。本研究为哈巴乌头叶绿体基因工程、种源鉴定等研究提供参考依据。

关键词：哈巴乌头 Illumina测序叶绿体基因组密码子偏好性

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牛樟干旱与低温胁迫相关NAC转录因子的鉴定及表达分析

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基因组学与应用生物学 2022年第2期41卷 363-371页

作者：张璋王毅罗玛妮娅王丽娟冯发玉原晓龙郑元西南林业大学林学院昆明650224 云南省林业和草原科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室昆明650201

NAC蛋白是最大的植物特异性转录因子家族之一,在植物响应生物胁迫和非生物胁迫中具有重要作用。本研究利用二代转录组测序获得牛樟干旱及低温胁迫的转录组数据,并利用本土BLAST从基因组数据中获得牛樟全基因组78个CkNAC转录因子序列,利... 详细信息

NAC蛋白是最大的植物特异性转录因子家族之一,在植物响应生物胁迫和非生物胁迫中具有重要作用。本研究利用二代转录组测序获得牛樟干旱及低温胁迫的转录组数据,并利用本土BLAST从基因组数据中获得牛樟全基因组78个CkNAC转录因子序列,利用分析软件进行保守基序分析。利用转录组分析获得与干旱和低温胁迫相关的CkNAC,进行系统进化和相关基因荧光定量PCR验证。牛樟NAC基因表达谱数据分析发现,有18个基因在受干旱、低温胁迫时表达差异显著,占牛樟NAC家族的23.1%,其中10个基因受干旱胁迫呈高表达水平,占上调基因的55.6%。将14个牛樟NAC转录因子与8个具有抗旱、抗寒NAC蛋白共同构建系统发育进化树,结果显示22个NACs蛋白聚为Ⅰ类和Ⅱ类,参与干旱和低温胁迫的蛋白集中在Ⅰ类。Ⅰ类中CkNAC14、CkNAC23、CkNAC44和CkNAC70分别和参与干旱胁迫的普通小麦(Triticum aestivum)TaNAC67、梭梭(Haloxylon ammodendron)HaNAC38、拟南芥(Arabidopsis thaliana)ANAC072和大豆(Glycine max)GmNAC20聚为一支,其中CkNAC44和CkNAC70与ANAC072和GmNAC20的相似性分别为59.0%和58.2%,推测CkNAC14、CkNAC23、CkNAC44和CkNAC70可能参与调控牛樟在干旱逆境下的反应。利用RT-qPCR技术检测牛樟NAC基因在不同逆境胁迫中的表达变化,结果显示,CkNAC14、CkNAC23、CkNAC44和CkNAC70受干旱胁迫诱导显著上调。本研究基于牛樟高通量转录组数据,探究牛樟NAC转录因子家族生物学特性,为深入研究牛樟NAC基因的非生物胁迫调控提供科学依据。

关键词：牛樟 NAC转录因子转录组分析干旱与低温胁迫

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