检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：生命科学 2020年第2期50卷 136-143页

作者：康向阳北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心北京100083 北京林业大学林木育种国家工程实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

植物三倍体具有生长迅速、叶片或花、果实硕大、新陈代谢旺盛、适应性强以及不孕等特点,尤其适用于无性繁殖林木的遗传改良.利用配子染色体加倍或四倍体与二倍体杂交等有性多倍化技术手段,增加目标树种一套基因组的全部同源基因,可以仅... 详细信息

植物三倍体具有生长迅速、叶片或花、果实硕大、新陈代谢旺盛、适应性强以及不孕等特点,尤其适用于无性繁殖林木的遗传改良.利用配子染色体加倍或四倍体与二倍体杂交等有性多倍化技术手段,增加目标树种一套基因组的全部同源基因,可以仅通过一轮次的育种过程实现多目标性状综合改良,培育出生长快、纤维长、木素低、纤维含量高以及抗逆性增强的用材林新品种,或者是生长迅速、叶片和果实等器官巨大、含胶量及药物成分含量显著提高的胶用、漆用、药用、叶用、果用新品种.在人工诱导配子染色体加倍选育三倍体时,实现有效处理时期的即时判别是提高三倍体育种效率的关键,而选配高配合力亲本则是提高三倍体育种效果的保障.随着林木三倍体育种理论和技术方法的突破及其不断向其他树种拓展,三倍体育种必将在提高林产品产量、改善品质以及增强抗逆性等方面发挥更大的作用.

关键词：林木三倍体性状变异育种技术新品种

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DNA甲基化研究进展及其在木本植物中的发展趋势

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中国科学：生命科学 2020年第2期50卷 154-166页

作者：房媛媛肖亮卢文杰姚良臣李连政杜庆章张德强北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心北京100083 北京林业大学林木育种国家工程实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

DNA甲基化是真核生物中分布最广也是最重要的表观遗传修饰类型.近年来,DNA甲基化调控动植物生长发育过程的研究引起了人们的广泛关注,关于DNA甲基化在动植物遗传育种领域的研究进展也逐渐被报道.本文通过综述DNA甲基化基本概况、主要检... 详细信息

DNA甲基化是真核生物中分布最广也是最重要的表观遗传修饰类型.近年来,DNA甲基化调控动植物生长发育过程的研究引起了人们的广泛关注,关于DNA甲基化在动植物遗传育种领域的研究进展也逐渐被报道.本文通过综述DNA甲基化基本概况、主要检测技术及其在木本植物中的研究进展,进一步探讨了林木DNA甲基化研究的未来发展趋势及主要应对策略,提出了全基因组水平的表观关联分析(epigenome-wide association study,EWAS)、CRISPR/dCas9(deactivated CRISPR-associated protein 9)系统与表观基因组等系统生物学研究方案,为解析林木复杂性状的遗传调控机制及制定分子育种策略提供了新思路.

关键词：林木数量性状 DNA甲基化分子育种 EWAS

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造林密度对三倍体白杨杂种无性系胸径和树皮厚度的影响

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西北林学院学报 2020年第2期35卷 79-86页

作者：吴剑周晴宋连君康向阳张平冬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京100083 河北省威县苗圃河北邢台054700

三倍体杨树具有突出的营养生长优势,研究造林密度对三倍体毛白杨杂种无性系径向生长的影响规律,可为三倍体毛白杨工业用材林营建和经营管理提供理论指导。以定植于河北威县的11年生三倍体白杨杂种无性系(B301、B331和S86)以及二倍体毛... 详细信息

三倍体杨树具有突出的营养生长优势,研究造林密度对三倍体毛白杨杂种无性系径向生长的影响规律,可为三倍体毛白杨工业用材林营建和经营管理提供理论指导。以定植于河北威县的11年生三倍体白杨杂种无性系(B301、B331和S86)以及二倍体毛白杨对照无性系1316密度试验林为研究对象,研究造林密度(2490、1665、1110、825、615、495株/hm 2和405株/hm 2)对三倍体白杨杂种无性系胸径和树皮厚度的影响。结果表明,造林密度和无性系以及造林密度与无性系间的交互效应均对三倍体白杨杂种无性系的胸径生长具有极显著的影响,以495株/hm 2造林密度条件下三倍体白杨杂种无性系S86的胸径生长量最大,平均胸径达25.1 cm;三倍体白杨杂种无性系B301、S86的胸径生长量显著大于无性系B331和二倍体对照毛白杨无性系1316;无性系对11年生三倍体白杨杂种无性系的树皮厚度具有极显著的影响,造林密度对11年生三倍体白杨杂种无性系的树皮厚度具有显著的影响。三倍体白杨杂种无性系B301、B331、S86以及二倍体对照毛白杨无性系1316内部个体间胸径与树皮厚度均呈现正相关,说明树皮厚度随着胸径生长量的增大而增厚。研究结果对于认识造林密度对杨树径向生长的影响和指导三倍体白杨良种无性系的推广具有重要意义。

关键词：造林密度三倍体白杨杂种胸径树皮厚度

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毛白杨二氢黄酮醇-4-还原酶基因PtDFR的克隆和特性分析

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中国细胞生物学学报 2020年第6期42卷 980-987页

作者：武博高凯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

二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)是调控花青素合成的关键酶。DFR对底物的选择是决定植物中花色苷种类的重要因素,并在很大程度上决定花青素的比例,最终使植物呈现不同的颜色。此外,DFR基因家族中的不同成员对底... 详细信息

二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)是调控花青素合成的关键酶。DFR对底物的选择是决定植物中花色苷种类的重要因素,并在很大程度上决定花青素的比例,最终使植物呈现不同的颜色。此外,DFR基因家族中的不同成员对底物具有不同的催化效率,影响了植物中花青素的种类和含量,从而使植物组织或器官呈现不同的颜色。该文在分析已有毛白杨转录组数据的基础上,以毛白杨二氢黄酮醇-4-还原酶基因为研究对象,设计了一对PCR引物,以毛白杨基因组DNA为模板,通过PCR扩增获得了毛白杨DFR基因家族的1个成员,命名为PtDFR。测序结果表明,该基因序列全长为1591 bp,包含6个外显子和5个内含子,CDS长度为954 bp,编码317个氨基酸,具有1个NADP(H)保守结构域。氨基酸序列相似性分析和进化分析表明,毛白杨与银白杨、毛果杨DFR的氨基酸相似性分别高达95.65%和94.21%,而与柑橘、枣、葡萄等7个物种DFR的氨基酸相似性达到82.14%~89.29%。转录组数据分析显示,PtDFR在不同组织器官中的表达量存在明显差异,萌动营养芽表达量最高,休眠营养芽最低,且不同时期雌雄花芽表达趋势相似,该研究结果将为深入探究PtDFR的功能奠定基础。

关键词：毛白杨二氢黄酮醇-4-还原酶基因克隆表达模式

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基于石榴全基因组序列的SSR标记开发及鉴定

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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 38-47页

作者：洪文娟郝兆祥刘康佳罗华毕润霞苑兆和宗世祥王君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京100083 北京林业大学林学院北京100083 枣庄市石榴研究中心山东枣庄277300 南京林业大学林学院江苏南京210037 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

【目的】利用cDNA文库筛选的石榴SSR多态性标记数量有限,为进一步推动石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究,有必要系统开发高效稳定的分子标记位点。【方法】本研究根据已发表的石榴基因组测序数据利用MISA软件对1~6核苷... 详细信息

【目的】利用cDNA文库筛选的石榴SSR多态性标记数量有限,为进一步推动石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究,有必要系统开发高效稳定的分子标记位点。【方法】本研究根据已发表的石榴基因组测序数据利用MISA软件对1~6核苷酸重复的SSR位点进行了查找,分析了不同类型SSR位点的序列特征,进而设计引物并检测了引物的有效性和多态性。【结果】(1)石榴基因组中共检测到146 445个SSR位点,其中以单核苷酸重复型SSR最多(占51.95%),六核苷酸重复型最少(仅占0.38%);SSR序列以A/T碱基占主导,具有偏向性。(2)石榴基因组SSR序列长度变化范围为10~252 bp,平均长度15.48 bp。不同长度重复单元类型的SSR序列长度存在丰富变异,呈现随着重复次数增多,SSR序列丰度减少的趋势。(3)根据不同类型SSR位点设计并合成引物140对,其中119对在12份石榴种质中可扩增出有效条带,41对可产生多态性条带,PIC值在0.007~0.566之间;从中筛选出多态性较高、稳定性好的引物15对,共检测到等位基因44个,平均每个SSR位点检测到2.933 3个等位基因。【结论】利用石榴全基因组序列可实现SSR标记的大规模开发,并可鉴定出大量适用于石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究的SSR引物。相关研究为石榴的遗传育种研究提供了丰富的SSR序列信息和标记资源。

关键词：石榴基因组 SSR 标记开发多态性

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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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青黑杨杂种三倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为及其花粉变异研究

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 75-82页

作者：李代丽商静田菊宋连君刘春和李迎春康向阳王君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生物科学与技术学院北京100083 北京市黄垡苗圃北京102601 威县林木良种繁育基地河北威县054700

【目的】本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。【方法】本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’×‘北京杨’杂种三... 详细信息

【目的】本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。【方法】本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’×‘北京杨’杂种三倍体WT-21及杂种二倍体WD-2雄株为材料,基于醋酸洋红染色压片观察,比较分析了两者花粉母细胞减数分裂染色体行为及花粉形态变异。【结果】(1)无论是三倍体杂种WT-21还是二倍体杂种WD-2,其花粉母细胞减数分裂染色体行为均非常丰富,存在高频率的染色体提前分离、落后染色体、微核等异常现象,反映了亲本基因组间较强的异质性。(2)WT-21和WD-2花粉母细胞减数第二次分裂过程均存在平行纺锤体、融合纺锤体、三极纺锤体等异常定向,而且在WT-21中还发生胞质提前分裂,共同导致减数分裂产物中二分体、三分体等的产生。(3)三倍体WT-21的花粉空瘪率达44.55%,高于二倍体WD-2;WT-21饱满花粉的直径显著大于WD-2,从花粉直径分布可推测出WT-21能产生少量未减数花粉;WT-21的花粉生活力为(1.08±0.44)%,显著低于二倍体WD-2(28.67%±2.04%)。【结论】由于倍性效应和杂合性的双重影响,青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂存在复杂的染色体行为,并对配子发育造成影响;利用三倍体的花粉进行授粉,可能获得非整倍体和四倍体后代,为杨树染色体操作奠定基础。

关键词：杨树异源三倍体减数分裂花粉

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油松地理种群针叶形态解剖与生理指标遗传变异分析

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 19-30页

作者：陈新宇孟景祥周先清袁虎威钮世辉李悦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京100083 河北省平泉县国有七沟林场河北平泉067509 浙江农林大学浙江临安311300

【目的】针叶作为松树生命活动的重要器官,其不同地理种群的形态解剖特征与生理指标的关联尚待阐明,两者间联系可以为认识油松适应性变异提供新的视角。【方法】本研究在对来自油松全分布区不同生境的8个地理种群田间对比试验基础上,分... 详细信息

【目的】针叶作为松树生命活动的重要器官,其不同地理种群的形态解剖特征与生理指标的关联尚待阐明,两者间联系可以为认识油松适应性变异提供新的视角。【方法】本研究在对来自油松全分布区不同生境的8个地理种群田间对比试验基础上,分析了4年生苗木次生针叶形态解剖指标、蒸腾与光合生理指标变异及两类指标间的相关关系。【结果】(1)针叶粗细、维管束、气孔和树脂道指标在地理群体间存在显著遗传变异;(2)各生理指标在地理种群间有极显著遗传差异;(3)针叶的净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度与形态解剖指标均存在不同紧密程度的正相关;(4)种群的胞间CO2浓度与产地年降水和1月均温与年降水比值呈显著正相关,气孔限制值与年降水量和1月均温/年降水量成显著负相关;(5)种群针叶的气孔线数与经度成显著正相关,而树脂道数与经度显著负相关,但与海拔成显著正相关;树脂道面积和叶肉面积比值与经度和纬度成显著负相关。【结论】遗传相对稳定的针叶形态解剖指标差异可在一定程度上反映地理种群间的光合生理差异,种群间存在针叶气孔量和调节能力随降水量及其维持力减低而提高趋势,树脂道数量及相对截面积随降水量降低而降低的适应性进化趋势。该发现为认识针叶形态解剖特性与光合生理指标关系,松种的适应性进化以及遗传改良提供了理论参考。

关键词：地理种群针叶形态解剖光合生理遗传变异适应性油松

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

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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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秋水仙碱对银杏和毛新杨雄株生殖细胞的生理影响

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 83-90页

作者：李健康于丹阳崔彬彬陆超张自和刘泽东孙宇涵李云北京林业大学生物科学与技术学院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京100083 保定学院生物化工与环境工程学院河北保定071000 北京市大兴区果林研究所北京100260 费县国有大青山林场山东费县273402

【目的】多倍化是树木遗传改良的重要途径,秋水仙碱诱导生殖细胞是树木多倍体诱变的重要方式,但还存在某些树种多倍体诱导困难、多倍化诱导质量难以判别等问题。因此,探究多倍化诱导机制,找到一种能够对秋水仙碱人工诱导树木生殖细胞多... 详细信息

【目的】多倍化是树木遗传改良的重要途径,秋水仙碱诱导生殖细胞是树木多倍体诱变的重要方式,但还存在某些树种多倍体诱导困难、多倍化诱导质量难以判别等问题。因此,探究多倍化诱导机制,找到一种能够对秋水仙碱人工诱导树木生殖细胞多倍化效果进行初步判别的科学方法很有必要。【方法】本文以银杏和毛新杨雄性生殖细胞为研究对象,采用茚三酮显色法、CBA法、四氮唑蓝法、愈创木酚法、硫代巴比妥酸法,分别测定了受秋水仙碱诱导后其各自细胞内游离脯氨酸(PRO)含量、可溶性蛋白(Protein)的含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性、丙二醛(MDA)含量等变化趋势,并对比分析了银杏和毛新杨雄性生殖细胞在秋水仙碱加倍诱导状态下各自生理生化指标差异动态变化节点。【结果】秋水仙碱处理后,银杏生殖细胞内脯氨酸含量在12~36 h先增高后降低,可溶性蛋白含量1~36 h内降低,SOD活性有所降低,POD活性在3~36 h内大幅度升高,MDA含量6 h开始升高,12~48 h处在顶峰状态。毛新杨生殖细胞脯氨酸含量0.5~1 h内升高后期变化趋势不明显,可溶性蛋白含量24~48 h内略降低,SOD活性在12~48 h内明显升高,POD活性与空白组变化差异不明显,MDA含量与空白组、对照组相似。【结论】秋水仙碱诱导对银杏与毛新杨生殖细胞基因表达机制影响不同,对银杏生殖细胞的胁迫强于毛新杨。毛新杨受水分与秋水仙碱胁迫伤害较小,生理指标变化差异不大,但保护酶变化银杏相反,12~48 h内SOD活性上升明显,POD活性变化不明显。银杏生殖细胞POD活性上升,SOD活性有所降低,在此之前脯氨酸与MDA含量有明显上升趋势,可溶性蛋白含量下降。所以秋水仙碱胁迫损伤积累后的基因表达调控可能是其生殖细胞多倍化困难的主要原因,对基因表达调控的影响主要在秋水仙碱胁迫后期。研究结果将为探究秋水仙碱诱导过程基因表达调控机制奠定基础,并为初步判别不同树木种质生殖细胞多倍化诱导难易提供了理论和实例参考。

关键词：银杏毛新杨雄性生殖细胞秋水仙碱生理生化

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