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生物技术通报 2022年第1期38卷 278-288页

作者：武欣媛王广超林金星荆艳萍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

光电关联显微镜技术(correlative light and electron microscopy,CLEM)将光学显微镜的高灵敏度和大视场与电子显微镜的高分辨率相结合,弥补了各自成像的局限,可在原位获得更全面、更精细的定位及结构信息,近年来受到广泛关注。目前,该... 详细信息

光电关联显微镜技术(correlative light and electron microscopy,CLEM)将光学显微镜的高灵敏度和大视场与电子显微镜的高分辨率相结合,弥补了各自成像的局限,可在原位获得更全面、更精细的定位及结构信息,近年来受到广泛关注。目前,该技术广泛应用于亚细胞结构与特定结构的观察、蛋白质的精确定位、囊泡运输及植物免疫等多个重要研究领域。本文总结了CLEM的概念和原理,对标记探针进行了总结分类,着重就该技术在植物学领域的应用以及存在的问题进行了讨论,并对该技术未来的发展与应用作出了展望。

关键词：光电联用探针结构观察蛋白定位囊泡运输植物免疫

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紫薇R2R3-MYB基因家族鉴定及其外源激素响应表达分析

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江西农业大学学报 2025年

作者：刘子依王景芸续言蔡明北京林业大学园林学院/林木资源高效生产全国重点实验室/花卉种质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/城乡生态环境北京实验室/园林环境教育部工程研究中心/林木花卉遗传育种教育部重点实验室

【目的】旨在探究紫薇R2R3-LiMYB基因家族的特征及其在外源激素响应中的作用，为紫薇芳香品种的分子育种提供理论基础。【方法】以三年生紫薇'Whit III'盆栽苗为试验材料，基于紫薇基因组，采用生物信息学方法对R2R3-LiMYB家族... 详细信息

【目的】旨在探究紫薇R2R3-LiMYB基因家族的特征及其在外源激素响应中的作用，为紫薇芳香品种的分子育种提供理论基础。【方法】以三年生紫薇'Whit III'盆栽苗为试验材料，基于紫薇基因组，采用生物信息学方法对R2R3-LiMYB家族进行全基因组鉴定，并通过qRT-PCR技术检测分析17个在开花期表达的R2R3-LiMYBs基因在茉莉酸甲酯（0.25%）和水杨酸（0.4，0.7 ，1.5 g/L）处理下的表达模式。【结果】（1）在紫薇基因组中共鉴定出207个R2R3-LiMYBs基因，其不均匀分布于24条染色体上，主要定位于细胞核、线粒体和叶绿体。系统进化分析将紫薇与拟南芥的R2R3-MYBs分为21个亚组，其中3个进化枝仅包含R2R3-AtMYBs基因。（2）顺式作用元件分析表明，R2R3-LiMYBs基因的启动子区域含有大量光响应、非生物胁迫响应及激素响应元件，且不同成员具有不同的元件组合。（3）表达模式分析显示，多数R2R3-LiMYBs基因在紫薇初开期和盛开期高表达；qRT-PCR结果表明12个R2R3-LiMYBs经过0.25% MeJA处理后下调表达，但其表达量有差异；只有Lin＿chr3＿1451和Lin＿chr10＿0902在3个质量浓度的SA处理下表达量均下调，其余2R3-LiMYBs经过SA处理后上调表达，但不同基因对不同质量浓度的SA的相应模式各异，其中6个基因在0.7 g/L处理下表达量最高。【结论】R2R3-LiMYBs基因在花发育过程中呈现阶段特异性表达，并对植物激素信号（如茉莉酸甲酯和水杨酸）表现出动态响应，其表达水平受激素质量浓度调控。R2R3-LiMYBs基因可能参与紫薇对MeJA和SA的复杂响应机制。

关键词：紫薇 R2R3-MYB基因家族生物信息学外源激素响应表达模式

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胡杨PeREM6.5调控拟南芥水分胁迫耐受机制

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 40-51页

作者：侯思源张会龙尧俊张莹赵楠赵瑞周晓阳陈少良北京林业大学林木、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 北京林业大学实验室与设备管理处北京100083

【目的】Remorin蛋白是广泛存在于苔藓、裸子和被子植物中的蛋白家族,在调控植物生长发育及生物胁迫反应方面具有重要作用,但有关remorin抵御非生物胁迫作用机制的研究较少。前期研究发现抗逆树种胡杨的remorin 6.5(REM6.5)可通过增强... 详细信息

【目的】Remorin蛋白是广泛存在于苔藓、裸子和被子植物中的蛋白家族,在调控植物生长发育及生物胁迫反应方面具有重要作用,但有关remorin抵御非生物胁迫作用机制的研究较少。前期研究发现抗逆树种胡杨的remorin 6.5(REM6.5)可通过增强质膜质子泵活性提高植物耐盐性,在此基础上,本文研究了胡杨PeREM6.5在植物耐受水分胁迫中的作用,旨在进一步揭示植物抗旱的生理与分子机制。【方法】以过表达PeREM6.5拟南芥(OE1和OE2)、野生型(WT)和转空载体对照(VC)拟南芥为试验材料,对各基因型拟南芥进行水分胁迫处理(包括渗透胁迫和土壤干旱)以及复水处理,从生理生化及分子生物学角度研究了胡杨PeREM6.5在拟南芥干旱胁迫中的响应机制。【结果】甘露醇处理后,过表达PeREM6.5拟南芥的存活率、根长显著高于WT和VC,并且在渗透胁迫下细胞膜受损程度较小,这些表型差异主要与转基因拟南芥水分吸收、抗氧化防御能力增强有关。甘露醇处理后,过表达PeREM6.5拟南芥水通道基因AtPIP1;2和AtPIP2;1的表达量提高。甘露醇处理诱导WT和VC根细胞积累H2O2,对细胞膜造成氧化伤害。转基因株系在甘露醇处理后过氧化物酶基因POD和过氧化氢酶基因CAT表达量显著上调,能维持较高的POD和CAT酶活性,清除H2O2及其对细胞膜造成的损伤。在土壤干旱处理9 d后,转基因株系的叶绿素含量下降幅度低于WT和VC,复水后叶绿素含量恢复程度较高。另外,PeREM6.5转基因株系在干旱胁迫下维持PSⅡ实际光合量子产量的能力增强。【结论】过表达胡杨PeREM6.5基因提高了拟南芥对水分胁迫的耐受性。

关键词：胡杨 PeREM6.5 拟南芥渗透胁迫干旱胁迫耐受机制

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胡杨PeMAX2调控拟南芥耐旱性

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北京林业大学学报 2024年第6期46卷 106-117页

作者：马思圆尧俊李静安珂悦赵瑞赵楠周晓阳陈少良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 广东省森林培育与保护利用重点实验室广东省林业科学研究院广东广州510520 北京林业大学验室与设备管理处北京100083

【目的】MAX2能抑制植物的分枝,且是独角金内酯信号传导途径的关键调控因子。MAX2同时还参与多种激素间的交叉互作,在植物抵御生物和非生物胁迫中发挥至关重要的作用。前期研究发现胡杨PeMAX2能调控拟南芥的离子平衡和耐盐性,但对于PeM... 详细信息

【目的】MAX2能抑制植物的分枝,且是独角金内酯信号传导途径的关键调控因子。MAX2同时还参与多种激素间的交叉互作,在植物抵御生物和非生物胁迫中发挥至关重要的作用。前期研究发现胡杨PeMAX2能调控拟南芥的离子平衡和耐盐性,但对于PeMAX2的耐旱功能还知之甚少,本文将探索胡杨PeMAX2调控拟南芥耐旱性的作用机制。【方法】将胡杨PeMAX2在拟南芥中异源表达,进行渗透胁迫和干旱胁迫,研究过表达PeMAX2拟南芥的生理和分子响应机制。【结果】(1)在长期干旱胁迫下,胡杨叶片PeMAX2基因表达水平升高。(2)甘露醇处理后,PeMAX2转基因拟南芥的种子萌发率和根长均高于野生型拟南芥(WT)和max2突变体,并且转基因株系细胞膜受损较轻。渗透胁迫后,转基因株系超氧化歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性及其编码基因上调表达的升高幅度均显著高于拟南芥WT和max2突变体,转基因株系调控根细胞H_(2)O_(2)水平的能力更强。(3)土壤干旱处理10 d后,转基因株系叶绿素含量下降幅度低于WT和max2突变体,而且过表达株系在干旱胁迫下能维持较高水平的PSⅡ最大光化学效率、相对电子传递效率和实际光合量子产量;在碳同化和气孔导度方面,转基因拟南芥叶片的净光合速率和气孔导度均高于WT和突变体,说明过表达PeMAX2提高了拟南芥转基因植株在干旱条件下光合作用的能力。土壤复水后WT和突变体叶绿素含量、荧光和光合作用的恢复程度也明显低于转基因株系。【结论】过表达胡杨PeMAX2可以提高拟南芥的耐旱性,主要是由于过表达Pe MAX2提高了转基因拟南芥活性氧平衡的调控能力,减弱了干旱胁迫对生物膜的氧化损伤和光合作用的抑制。

关键词：胡杨 PeMAX2 拟南芥耐旱性抗氧化酶光合作用

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赤霉素喷洒处理诱导新疆杨2n花粉产生及其对微管骨架的影响

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北京林业大学学报 2023年第1期45卷 40-50页

作者：赵一帆孔博程雪桐李亮凌傲宇李智群康向阳张平冬林木育种与生态修复国家工程研究中心林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

【目的】探究赤霉素喷洒处理诱导新疆杨产生2n花粉的可行性及其对花粉母细胞微管骨架的影响,旨在开发诱导效果好且价格低廉的新型化学诱变剂,构建高效的林木多倍体育种技术体系。【方法】以新疆杨雄花枝为试验材料,利用醋酸洋红染色法... 详细信息

【目的】探究赤霉素喷洒处理诱导新疆杨产生2n花粉的可行性及其对花粉母细胞微管骨架的影响,旨在开发诱导效果好且价格低廉的新型化学诱变剂,构建高效的林木多倍体育种技术体系。【方法】以新疆杨雄花枝为试验材料,利用醋酸洋红染色法、免疫荧光法等方法,在观察新疆杨花粉母细胞减数分裂进程的基础上,开展了赤霉素喷洒处理诱导新疆杨2n花粉产生及其对花粉母细胞减数分裂微管骨架动态变化的影响研究。【结果】新疆杨花粉母细胞减数分裂历时约4 d,且存在明显的不同步性。减数分裂时期、喷洒次数、减数分裂时期和喷洒次数的交互作用、以及喷洒次数和赤霉素浓度的交互作用均对2n花粉诱导率具有显著影响。利用50μmol/L的赤霉素溶液于第二次减数分裂时期对新疆杨花粉母细胞进行7次喷洒处理是诱导新疆杨花粉染色体加倍的最佳处理组合,2n花粉诱导率达到(8.83±3.10)%。与对照组相比,在最佳处理条件下,新疆杨花粉母细胞末期Ⅱ相邻子核之间的辐射状微管部分缺失,导致2个相邻子核间胞质分裂失败,从而产生核复原现象,形成三分体,进而发育成一个单倍性配子和一个2n配子。【结论】赤霉素喷洒处理可诱导新疆杨花粉染色体加倍,获得一定比例的2n花粉。赤霉素喷洒处理后,花粉母细胞第二次减数分裂末期相邻子核之间的辐射状微管部分缺失可能是赤霉素处理诱导新疆杨产生2n花粉的原因。

关键词：新疆杨赤霉素减数分裂 2n花粉微管骨架

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植物维管形成层发育及其调控的研究进展

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生物技术通报 2023年第3期39卷 13-25页

作者：葛颜锐赵冉徐静李若凡胡云涛李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

维管形成层是植物的次生分生组织,它的活动促进植物侧向生长。近年来,大量研究成果加深了对维管形成层的了解,但与顶端分生组织相比,对维管形成层还是知之甚少。遗传与分子生物学研究发现,形成层的增殖与分化受多因素调控,包括长距离激... 详细信息

维管形成层是植物的次生分生组织,它的活动促进植物侧向生长。近年来,大量研究成果加深了对维管形成层的了解,但与顶端分生组织相比,对维管形成层还是知之甚少。遗传与分子生物学研究发现,形成层的增殖与分化受多因素调控,包括长距离激素信号、短距离肽信号及两者之间的相互作用。除此之外,各种转录因子和microRNAs在维管形成层活动的调控过程中也发挥着关键作用。本文主要阐述了维管形成层发育及调控其增殖分化的新发现,并且对该领域目前的研究现状以及未来研究的重点方向进行了总结与展望。

关键词：维管形成层长距离激素信号短距离肽信号转录因子 microRNAs

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单叶蔷薇NAC基因家族鉴定及干旱胁迫响应分析

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生物技术通报 2023年第11期39卷 283-296页

作者：冯策婷江律刘鑫颖罗乐潘会堂张启翔于超北京林业大学园林学院、花卉种质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、城乡生态环境北京实验室、园林环境教育部工程研究中心、林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

NAC转录因子在植物胁迫应答中起关键作用,单叶蔷薇(Rosa persica)主要分布于我国新疆,研究其耐旱能力对治理荒漠地区生态问题具有重要意义。对单叶蔷薇NAC基因家族进行全基因组鉴定,分析基因家族特征和表达模式,利用RT-qPCR验证NAC基因... 详细信息

NAC转录因子在植物胁迫应答中起关键作用,单叶蔷薇(Rosa persica)主要分布于我国新疆,研究其耐旱能力对治理荒漠地区生态问题具有重要意义。对单叶蔷薇NAC基因家族进行全基因组鉴定,分析基因家族特征和表达模式,利用RT-qPCR验证NAC基因在干旱胁迫下的表达情况。NAC基因家族的基因特征变化较大,而基因结构和基序相对保守。启动子分析表明RbeNAC在调节激素合成和适应环境胁迫方面具有重要作用。基于转录组数据分析发现RbeNAC基因的表达表现出组织特异性和对干旱胁迫的响应。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果表明,7个基因(RbeATAF、RbeSOG1、RbeNAC17、RbeNAC71、RbeNAC72、RbeNAC90和RbeNAC96)在根和叶中积极响应干旱胁迫。本研究鉴定了单叶蔷薇NAC基因,初步探究了不同基因可能发挥的功能,获得了7个响应干旱胁迫的候选基因,为后续开展单叶蔷薇抗逆性育种提供参考依据。

关键词：单叶蔷薇 NAC转录因子干旱胁迫基因表达

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梅花PmMYB21在花丝伸长过程中的功能与表达调控分析

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园艺学报 2023年第5期50卷 1048-1062页

作者：袁茜张曼马开峰王佳张启翔北京林业大学园林学院花卉种质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城乡生态环境北京实验室园林环境教育部工程研究中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

MYB21是调控雄蕊花丝伸长的关键转录因子。以梅花(Prunusmume)早花品种‘粉红朱砂’与晚花品种‘早绿萼’的花芽为材料,分别克隆得到两个序列完全一致的PmMYB21。序列分析表明PmMYB21蛋白含有MYB转录因子的R2R3保守结构域,系统进化分析... 详细信息

MYB21是调控雄蕊花丝伸长的关键转录因子。以梅花(Prunusmume)早花品种‘粉红朱砂’与晚花品种‘早绿萼’的花芽为材料,分别克隆得到两个序列完全一致的PmMYB21。序列分析表明PmMYB21蛋白含有MYB转录因子的R2R3保守结构域,系统进化分析表明PmMYB21与其他物种的MYB21有较高的同源性,亚细胞定位结果显示其位于细胞核内。PmMYB21的表达水平在两个梅花品种开花过程中随花丝伸长而升高;相对于晚花品种,早花品种表达上调时间显著提前。在两个梅花品种的PmMYB21启动子–1529~–1243 bp区域中均检测到CG序列型的甲基化水平下调,该区域甲基化水平与PmMYB21的表达量呈负相关;并在此区域检测到脱落酸、赤霉素和光响应元件,推测这些调控过程可能受到甲基化修饰的影响。加权基因共表达网络分析(WGCNA)结果显示,5296个差异表达基因与Pm MYB21具有连通性,显著富集于激素响应等生物过程。结合WGCNA筛选结果和表达趋势分析,预测Pm MYB21介导生长素(IAA)、赤霉素(GA)和茉莉酸(JA)等激素的信号转导,进而参与梅花花丝的伸长。

关键词：梅花花丝伸长 PmMYB21 甲基化修饰 WGCNA 激素响应

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亚洲百合部分品种灰霉病抗性评价及抗病生理响应

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北京林业大学学报 2023年第3期45卷 104-112页

作者：胡浩汪莲娟隗功磊陈佳伟贾桂霞花卉种质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城乡生态环境北京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园林学院北京100083 北京花乡花木集团有限公司北京100067

【目的】为筛选出抗灰霉病能力强的亚洲百合品种,对部分Tiger、Pearl系列亚洲百合品种及兰州百合进行灰霉病抗性评价并初步探究其抗病的生理机制。【方法】对不同品种亚洲百合进行离体叶片接菌,评价其相对抗病能力,并测定筛选出的抗病... 详细信息

【目的】为筛选出抗灰霉病能力强的亚洲百合品种,对部分Tiger、Pearl系列亚洲百合品种及兰州百合进行灰霉病抗性评价并初步探究其抗病的生理机制。【方法】对不同品种亚洲百合进行离体叶片接菌,评价其相对抗病能力,并测定筛选出的抗病和感病品种接菌后的生理变化。【结果】(1)Tiger、Pearl系列百合品种及兰州百合对灰霉病的抗性存在差异。其中抗灰霉病能力相对较强的品种是‘Pearl Melanie’,属于中抗水平;抗性最弱的是‘Pearl Justin’、兰州百合、‘Pearl White’和‘White Twinkle’。(2)供试百合的抗性水平与其气孔密度、气孔大小无显著相关性。(3)相对抗病的品种‘Pearl Melanie’和感病品种‘Pearl Justin’在接菌后的生理响应显著不同。随着接菌时间的延长,丙二醛的含量总体呈增加趋势,草酸氧化酶和几丁质酶的活性逐渐增强,β-1,3-葡聚糖酶的活性随时间的延长呈下降趋势。其中抗病品种的丙二醛含量相对低于感病品种,草酸氧化酶和几丁质酶的活性高于感病品种。【结论】叶片气孔的性状与抗病能力无显著相关性,抗病能力不同的百合在生理机制上有一定差异。在生理响应过程中,丙二醛含量、草酸氧化酶活性和几丁质酶活性可作为筛选亚洲百合对灰霉病抗性的评价指标。

关键词：亚洲百合灰霉菌抗性评价生理响应

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木栓质的结构组分、生物合成及其功能的研究进展

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科学通报 2022年第9期67卷 822-833页

作者：张妍葛颜锐赵冉胡云涛陈羽郭亚玉林金星李瑞丽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 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 北京林业大学生物科学与技术学院树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

木栓质是一种主要由含氧脂肪酸和芳香族化合物组成的疏水性生物聚合物.木栓质聚合物的合成起始于多种C16~C24链长度的脂肪酸,通过脂肪酸伸长和氧化还原过程,形成木栓质单体,经过内质网和质膜的运输,在细胞壁内侧沉积形成木栓层.木栓质... 详细信息

木栓质是一种主要由含氧脂肪酸和芳香族化合物组成的疏水性生物聚合物.木栓质聚合物的合成起始于多种C16~C24链长度的脂肪酸,通过脂肪酸伸长和氧化还原过程,形成木栓质单体,经过内质网和质膜的运输,在细胞壁内侧沉积形成木栓层.木栓质主要沉积在根部的内皮层和周皮内,通过形成重要的机械屏障,控制根部水分和营养物质的运输,防止病原体的入侵和有毒气体的扩散等.木栓质的沉积可以帮助植物抵御各种胁迫,提高根系的保水能力,对植物适应复杂多样的外界环境从而保证其正常的生长发育等具有重要作用.本文系统综述了木栓质的沉积定位、化学成分分析与检测、生物合成及其调控的相关动态,重点总结了木栓质的生物功能,可为木栓质的深层次研究和开发应用提供重要的理论基础.

关键词：木栓质化学成分合成途径代谢调控

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