检索结果-内蒙古大学图书馆

多重基因组编辑中CRISPR-Cas9系统和CRISPR-Cpf1系统的应用和比较

中国细胞生物学学报 2019年第11期41卷 2234-2244页

作者：郭婷安新民北京林业大学林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

基因编辑技术是指在基因靶位点引入核酸序列变化的一类技术,已广泛应用于生物学、基础医学等多个领域。随着对CRISPR系统研究的不断深入,利用Cas9蛋白进行的多重基因组编辑技术得到了飞速发展,科学家们开发了多种依赖Cas9蛋白的多g RNA... 详细信息

基因编辑技术是指在基因靶位点引入核酸序列变化的一类技术,已广泛应用于生物学、基础医学等多个领域。随着对CRISPR系统研究的不断深入,利用Cas9蛋白进行的多重基因组编辑技术得到了飞速发展,科学家们开发了多种依赖Cas9蛋白的多g RNA载体构建策略,并且在多个物种中已经实现多重基因编辑。而CRISPR-Cpf1系统是基因编辑技术的新工具,极大地丰富了CRISPR/Cas系统库,该系统不仅进一步扩大了基因编辑靶位点的选择范围,同时有效降低了脱靶效应。而且,Cpf1不同于Cas9蛋白的分子作用机制,具有多重编辑的天然优势,已广泛引起人们的关注。该文重点介绍了主要的4种CRISPR-Cas9多重编辑构建策略:Golden Gate Assembly、Multiplexed Lentiviral Expression Cassettes、Polycistronic-t RNA-g RNA Cassettes、Csy4-Cleavable Cassettes和CRISPR-Cpf1多重基因编辑新技术,同时比较了CRISPR-Cas9和CRISPR-Cpf1两种多基因编辑技术的特点,以期为多重基因编辑技术在生物研究领域的应用提供参考。

关键词：多重基因编辑技术 CRISPR-Cas9 CRISPR-Cpf1

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杨树10种miRNA的低氮胁迫差异表达及靶基因的鉴定与分析

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分子植物育种 2019年第3期17卷 771-779页

作者：包海孙丰硕徐千惠王延伟北京林业大学林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室

microRNA (miRNA)是一类重要的非编码小分子RNA,在植物应对逆境胁迫的响应中起着重要调控作用。为了探讨miRNA在杨树受低氮营养胁迫不同时间段的差异表达模式以初步鉴定参与低氮胁迫响应的miRNA,本研究以重要乡土树种毛白杨为材料,进行... 详细信息

microRNA (miRNA)是一类重要的非编码小分子RNA,在植物应对逆境胁迫的响应中起着重要调控作用。为了探讨miRNA在杨树受低氮营养胁迫不同时间段的差异表达模式以初步鉴定参与低氮胁迫响应的miRNA,本研究以重要乡土树种毛白杨为材料,进行不同时间段的低氮胁迫处理,分别提取长度在200 nt以下的小片段RNA,利用实时定量PCR技术研究毛白杨在低氮胁迫后10种miRNA的差异表达模式。结果显示,miRNA的表达在低氮胁迫下有显著变化,部分miRNA的表达呈现动态反应。在低氮胁迫下,miRNA的表达呈现四种模式,大部分miRNA的表达在处理1 d后受到显著抑制。借助生物信息学手段,进一步鉴定到10个miRNA的靶基因,功能注释表明靶基因共分为6大类,降解组实验进一步验证了miR159a对靶基因的切割。该研究初步表明,miRNA在杨树对低氮营养的胁迫响应中可能发挥着重要调控作用。

关键词：毛白杨低氮营养胁迫 microRNA 靶基因差异表达

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茶壶枣离体多倍体诱导关键技术研究

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 49-56页

作者：郭烨崔艳红孔德仓曹明庞晓明李颖岳林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 北京林业大学期刊编辑部北京100083 河北省沧县国家枣树良种基地河北沧州071001

【目的】离体多倍体育种是枣树育种的重要方法,对其关键技术的研究有利于建立和完善枣树离体多倍体育种体系,加快枣树多倍体种质的创制。【方法】以茶壶枣无菌叶片为材料,将预培养不同天数(7~20 d)的叶片固定后制成石蜡切片,进行细胞学... 详细信息

【目的】离体多倍体育种是枣树育种的重要方法,对其关键技术的研究有利于建立和完善枣树离体多倍体育种体系,加快枣树多倍体种质的创制。【方法】以茶壶枣无菌叶片为材料,将预培养不同天数(7~20 d)的叶片固定后制成石蜡切片,进行细胞学观察以确定适宜的预培养时间。在此基础上,将叶片不定芽再生技术与秋水仙素染色体加倍技术相结合,在叶片预培养8、9、10、11 d后,分别用70和90 mg/L的秋水仙素处理48和72 h,并对处理后得到的不定芽进行流式细胞术倍性检测。【结果】通过对叶片最佳预培养时间的细胞学研究可以得出,茶壶枣无菌叶片在预培养8~9 d时,分生细胞的分裂能力最强,且未出现分化现象,在此时期用秋水仙素对叶片进行处理,可大大提高诱导率,并且可以有效避免嵌合体和混倍体的出现。染色体加倍试验发现,在预培养8 d后,用70 mg/L的秋水仙素处理72 h,其诱导率最高,达4.11%,并成功获得8株多倍体植株。通过流式细胞术确定这8株多倍体均为纯合四倍体。【结论】本研究探索出了将茶壶枣叶片不定芽再生体系与秋水仙素染色体加倍技术相结合,人工诱导茶壶枣多倍体的技术方法。

关键词：茶壶枣细胞学观察染色体加倍四倍体

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皂荚类胡萝卜素合成途径基因表达分析及miRNA调控的鉴定

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分子植物育种 2019年第4期17卷 1138-1146页

作者：陈慧李奕文霍晓薇王延伟北京林业大学林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室北京100083

皂荚是豆科皂荚属落叶乔木,具有较高的生态价值和药用价值。研究相关基因的表达、调控及功能,是分子改良植物的重要前提,而目前对皂荚基因表达调控的研究鲜有报道。为了探究皂荚荚果成熟过程中类胡萝卜素合成途径的基因表达和调控,本研... 详细信息

皂荚是豆科皂荚属落叶乔木,具有较高的生态价值和药用价值。研究相关基因的表达、调控及功能,是分子改良植物的重要前提,而目前对皂荚基因表达调控的研究鲜有报道。为了探究皂荚荚果成熟过程中类胡萝卜素合成途径的基因表达和调控,本研究基于皂荚荚果两个不同发育期(7月, 9月)的转录组高通量测序结果,发现合成类胡萝卜素关键前体番茄红素的合成酶基因(CrtQ)在皂荚荚果成熟早期被显著抑制,而负责内源激素脱落酸(ABA)的合成酶基因(AAO3)被显著诱导;另外,研究发现miR838-3p可调控类胡萝卜素途径中合成番茄红素的前体的酶基因(CrtB)。本研究结果表明,类胡萝卜素途径中色素合成过程被miR838-3p抑制进而诱导脱落酸的合成从而在皂荚荚果成熟中起着重要作用,并可能会反馈促进次生代谢物皂苷的生成。研究首次鉴定了皂荚荚果发育中类胡萝卜素合成途径基因的表达模式,并揭示了miRNA的调控,该结果可为提高皂荚抗逆性或遗传改良荚果内重要次生代谢物皂苷含量提供分子线索和依据。

关键词：皂荚荚果类胡萝卜素途径脱落酸 miRNA

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赤霉素对‘大富贵’芍药休眠解除及内源激素和糖类代谢的影响

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南京林业大学学报(自然科学版) 2020年第3期44卷 26-32页

作者：姜楠南张启翔王媛孙音房义福徐金光花卉种质资源创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心北京林业大学园林学院山东省林业科学研究院山东省林木种苗和花卉站

【目的】研究不同质量浓度赤霉素(GA,0、100、200、300、1 000 mg/L)替代低温解除芍药品种’大富贵’休眠的效果,探讨休眠解除前后其内源激素和糖类代谢生理变化,为生产上利用GA解除芍药休眠及调控花期提供理论及技术支撑。【方法】以... 详细信息

【目的】研究不同质量浓度赤霉素(GA,0、100、200、300、1 000 mg/L)替代低温解除芍药品种’大富贵’休眠的效果,探讨休眠解除前后其内源激素和糖类代谢生理变化,为生产上利用GA解除芍药休眠及调控花期提供理论及技术支撑。【方法】以盆栽露地越冬’大富贵’为对照,调查不同浓度GA处理植株生长、开花的差异,采用高效液相色谱仪测定果糖、葡萄糖、蔗糖含量,采用酶联免疫法测定5种糖类代谢相关酶活性,采用液相色谱-质谱联用测定5种内源激素含量。【结果】①100、200、300、1 000 mg/L GA处理均可解除’大富贵’休眠;休眠解除后植株生长发育有差异,4种GA处理茎折萎率分别为0.88%、18.1%、65.7%、100%;前3种处理可正常开花,但较对照株高降低17.9%～23.5%,成花数量减少46.6%～65.9%,花径减小11.8%～16.7%。②’大富贵’休眠期、芽鳞开绽期主要可溶性糖为果糖、葡萄糖,芽膨大期蔗糖占比升高;休眠期、芽膨大期、芽鳞开绽期蔗糖合成酶、细胞壁转化酶、液泡转化酶活性呈升高趋势,蔗糖磷酸合成酶、α-淀粉酶先略降后上升。③赤霉素、生长素、脱落酸、水杨酸含量整体呈先降后升趋势,茉莉酸含量则先升后降,变化趋势与其他内源激素相反。【结论】4种浓度GA处理均可解除’大富贵’休眠,100 mg/L GA处理对植物生长与促成栽培开花情况最好;休眠期、芽鳞开绽期果糖、葡萄糖为芽内主要可溶性糖,芽膨大期根内营养物质以蔗糖形式转运至芽;外施GA后芍药5种内源激素水平发生剧烈变化,植株休眠到生长的转变是各种激素协同作用的结果。

关键词：赤霉素解除休眠糖类代谢内源激素芍药

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关于林木育种策略的思考

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北京林业大学学报 2019年第12期41卷 15-22页

作者：康向阳北京市林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

我国人工林培育水平较低,其原因与林木育种领域投入的人力和财力不足、对育种策略的重视和执行力不够等原因有关,导致树种遗传改良最基本的育种循环难以维持,无法支撑树种遗传改良水平持续提升和人工林生产力的提高。本文综合分析国内... 详细信息

我国人工林培育水平较低,其原因与林木育种领域投入的人力和财力不足、对育种策略的重视和执行力不够等原因有关,导致树种遗传改良最基本的育种循环难以维持,无法支撑树种遗传改良水平持续提升和人工林生产力的提高。本文综合分析国内外林木育种发展经验以及理论和技术成果,提出林木育种策略制定和执行需重视的几点问题:品种具有地域性和时间性以及经济属性,生态价值则属于种植改良品种所产生的附属效益,要制定科学、具体且有一定市场竞争优势的育种目标和育种周期;在此基础上强化树种基本群体、选择群体和育种群体建设与管理,采用科学的试验设计及分析方法保证准确而高效地开展遗传测定和选择,持续推进高轮次育种群体构建,并合理采用促进开花结实、相关选择或分子标记辅助选择等技术加快交配和选择进程,不断提高基本群体和选择群体遗传品质,甚至实现强优势远缘杂交品种的生产应用。对于能够无性繁殖的树种,可在一定的遗传改良阶段施加理化诱变、染色体加倍处理,进一步增加有益变异积累和利用。而对于已应用于生产却仍有不足的优良品种,可以采用遗传转化和基因编辑等分子育种进一步优化等。其中交配、遗传测定和选择是育种循环的核心以及进一步实施其他育种技术的基础,需要给予足够的重视和持续的坚持。

关键词：林木育种策略育种目标育种区育种循环

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超表达杨树SBPase基因促进拟南芥光合作用及营养生长

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北京林业大学学报 2018年第3期40卷 26-33页

作者：王俊秀周扬颜韩潇安轶郭惠红夏新莉尹伟伦刘超北京林业大学林木育种国家工程实验室北京100083

【目的】卡尔文循环是植物光合作用中极为重要的生理过程,对植物的生长发育具有显著影响。前期研究表明,高光合速率的速生欧美杨的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)基因表达水平在速生期显著上调,预示该基因在光合碳固定过程中可能起... 详细信息

【目的】卡尔文循环是植物光合作用中极为重要的生理过程,对植物的生长发育具有显著影响。前期研究表明,高光合速率的速生欧美杨的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)基因表达水平在速生期显著上调,预示该基因在光合碳固定过程中可能起着关键作用。【方法】为进一步解析SBPase在木本植物光合速率和生长发育中的作用,本文从速生欧美杨品系NE19中克隆得到了PdSBPase基因,并构建35S:PdSBP:GFP表达载体,采用农杆菌花序侵染法转化拟南芥,通过抗生素筛选,PCR鉴定和组织定位等多种方式鉴定并成功得到了超表达PdSBPase拟南芥株系。【结果】在正常生长状态下,超表达植株的叶面积、根长、株高都优于野生型和突变体,其中叶面积是野生型的1.79倍,根长是野生型的1.93倍,而突变体表现为植株矮化,叶子明显发黄短小,叶绿素含量低于野生型株系。转基因株系SBPase酶活是野生型1.4倍,是突变体的1.9倍,RuBP产量以及淀粉含量均要高于野生型和突变体株系,RuBP产量分别是野生型和突变体的1.37和1.76倍,转基因株系的淀粉含量达到了50.26μg/g,而突变体的淀粉含量未检出。【结论】这些结果说明,PdSBPase对RuBP的形成和淀粉等多糖的合成起到关键作用,能促进植物积累更多的碳水化合物,进而正向调控植物的光合能力。

关键词：杨树卡尔文循环景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶生长叶绿素荧光

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胡杨PePEX11基因参与调节盐胁迫下拟南芥的抗氧化能力

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北京林业大学学报 2018年第5期40卷 19-28页

作者：姚琨练从龙王菁菁王厚领刘超尹伟伦夏新莉北京林业大学林木育种国家工程实验室北京100083

【目的】长期非生物逆境胁迫下,植物会产生过量活性氧并造成氧化损伤,过氧化物酶体能够通过清除活性氧来调节氧化还原平衡。PEX基因参与过氧化物酶体的生物发生和增殖,PEX11基因的过表达可促进过氧化物酶体增殖,对植物的抗氧化能力的提... 详细信息

【目的】长期非生物逆境胁迫下,植物会产生过量活性氧并造成氧化损伤,过氧化物酶体能够通过清除活性氧来调节氧化还原平衡。PEX基因参与过氧化物酶体的生物发生和增殖,PEX11基因的过表达可促进过氧化物酶体增殖,对植物的抗氧化能力的提升具有重要意义。胡杨是研究木本植物中抗逆机制优良材料,本文旨在探究胡杨PEX11基因对非生物胁迫的响应。【方法】本研究首先以胡杨叶片cDNA为模板克隆获得PEX11基因,命名为PePEX11,并对PePEX11蛋白进行生物信息学分析,其次采用实时荧光定量PCR分析PePEX11在胡杨中的表达模式,同时构建植物表达pCAMBIA1301-35S::PePEX11转化拟南芥,最后检测盐胁迫条件下转PePEX11拟南芥的抗氧化能力。【结果】PePEX11基因cDNA全长543 bp,编码180个氨基酸,PePEX11蛋白具有多个跨膜结构域,在膜上发挥作用。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在胡杨体的成熟叶中表达量最高,幼叶次之,茎中最少;胡杨PePEX11基因受盐胁迫上调表达。功能分析显示,在含有100 mmol/L NaCl的培养基上,转PePEX11基因拟南芥株系的根长均显著长于野生型;对盆土中的移栽后12 d的幼苗150 mmol/L NaCl盐处理2周,转基因株系表现为营养生长良好,耐盐性较强。超表达PePEX11基因能显著提高(P<0.05)拟南芥多种抗氧化酶的活性。DAB组织染色结果表明,转基因株系叶片中H_2O_2的含量明显少于野生型。【结论】本研究从胡杨中克隆PePEX11基因,并证明PePEX11能够提高拟南芥在盐胁迫下的抗氧化能力,提升耐盐能力。

关键词：胡杨 PePEX11 拟南芥抗氧化盐胁迫

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胡杨DREB2A和WRKY19基因启动子逆境响应元件及其功能分析

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分子植物育种 2019年第2期17卷 428-436页

作者：王叶利唐文思王华芳北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室北京100083

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是唯一适应沙漠环境的高大乔木树种,抗逆性极强。其抗逆机制对植物抗性育种极为重要,国内外极为关注。本研究以生物信息学和转GUS基因烟草瞬时表达等手段解析胡杨PeDREB2A和PeWRKY19基因启动子序列顺式... 详细信息

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是唯一适应沙漠环境的高大乔木树种,抗逆性极强。其抗逆机制对植物抗性育种极为重要,国内外极为关注。本研究以生物信息学和转GUS基因烟草瞬时表达等手段解析胡杨PeDREB2A和PeWRKY19基因启动子序列顺式作用元件。结果表明,两个启动子均有干旱、NaCl、4℃、ABA响应顺式作用元件,CANNTG (N=A/T/C/G)、GRWAAW (R=G/A, W=A/T)、ACGT和CACATG等,增强GUS基因表达。PeDREB2A基因启动子序列1 886 bp,分别含干旱、盐、低温、ABA响应顺式作用元件等9个、11个、9个和5个;-888～-1 271 bp为盐负调控区,-1 271～-1 738 bp为干旱正调控区和ABA负调控区,-1 738～-1 878 bp为盐正调控区和干旱负调控区。PeWRKY19基因启动子序列为1 734 bp,分别含干旱、盐、低温和ABA响应顺式作用元件16个、5个、11个和4个;-176～-417 bp为盐负调控和ABA负调控区,-417～-696 bp为干旱负调控区和低温正调控区,-696～-849 bp为盐正调控区。本研究为阐释胡杨抗逆分子机制提供基础。

关键词：胡杨(Populus euphratica) 启动子顺式作用元件 DREB2A WRKY19

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珍稀树种庙台槭不同组织DNA高效提取方法分析

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分子植物育种 2019年第4期17卷 1228-1237页

作者：李萌李翔庞晓明李颖岳北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室林木与花卉育种教育部重点实验室北京100083

为探讨庙台槭不同组织DNA的高效提取方法,分别以叶片和果实为材料,以完全随机区组试验设计,设置不同浓度的β-巯基乙醇和不同浓度的PVP作为预处理,采用试剂盒法提取基因组DNA,提取后对基因组DNA进行浓度、分光光度值的测定以及PCR扩增,... 详细信息

为探讨庙台槭不同组织DNA的高效提取方法,分别以叶片和果实为材料,以完全随机区组试验设计,设置不同浓度的β-巯基乙醇和不同浓度的PVP作为预处理,采用试剂盒法提取基因组DNA,提取后对基因组DNA进行浓度、分光光度值的测定以及PCR扩增,综合各项指标选择出效果最好的预处理方法,并进一步以CTAB法进行验证,之后应用于不同个体庙台槭的DNA提取中。结果发现:以庙台槭果实为材料,不需要预处理,提取的DNA即可满足下游实验需要;以叶片为材料,用0.5%β-巯基乙醇和1%PVP预处理能有效提高提取的DNA浓度和质量,经验证发现该预处理方法适用于CTAB法,且能够极显著地提高DNA提取的浓度和质量;进一步应用于所有132个庙台槭个体的总DNA提取,获得的DNA均能满足后续实验要求。本研究为进一步研究庙台槭遗传多样性等工作提供帮助,同时也能够为槭属其他植物的相关研究提供参考。

关键词：庙台槭多酚组织 DNA提取

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