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植物生理学报 2024年第9期60卷 1367-1374页

作者：王聪侯思佳张倩倩陈静杜俊红梁丹邬荣领郭允倩北京林业大学生物科学与技术学院计算生物学中心林木育种国家工程实验室林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

KNOX (KNOTTED1-like homeobox)是植物中一类具有重要功能的转录因子,属于同源异形盒基因超家族中TALE (three amino-acid loop extension)的亚族。研究表明该家族成员广泛参与植物生长发育和形态建成。本文主要对KNOX2基因的结构、分... 详细信息

KNOX (KNOTTED1-like homeobox)是植物中一类具有重要功能的转录因子,属于同源异形盒基因超家族中TALE (three amino-acid loop extension)的亚族。研究表明该家族成员广泛参与植物生长发育和形态建成。本文主要对KNOX2基因的结构、分类、生物学功能及参与的分子互作机制进行综述性介绍,并对近年来的最新研究成果进行总结,以期为进一步探究KNOX2基因在植物生长发育过程中的相关机制及其他物种中的功能提供参考。

关键词： KNOX2 次生细胞壁珠被结瘤

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利用异速生长模型和博弈论解析藏川杨主干动态生长的遗传调控机制

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北京林业大学学报 2024年第6期46卷 154-164页

作者：危学达王玉丁孟东吴双梁丹叶梅霞邬荣领生物科学与技术学院计算生物学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学院北京100083

【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高... 详细信息

【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高度与直径性状的动态生长互作微分方程,利用系统作图构建藏川杨主干生长遗传解析的统计模型。进一步以藏川杨自然群体作为研究材料,调查其在温室内的生长动态数据,结合本群体的高通量分子标记数据,开展藏川杨的全基因组基因定位工作。【结果】藏川杨主干高度和直径的整体生长曲线符合Logistic生长曲线,拆分整体生长曲线发现,藏川杨主干的直径生长对高度生长具有抑制作用,而高度生长对直径生长具有促进作用。所有藏川杨高度和直径的个体拟合优度> 0.90,且2个性状拟合的残差均服从随机分布,说明使用广义Lotka-Volterra微分方程来拟合藏川杨高度和直径效果很好。基于功能作图方法共定位到78个显著位点,可注释到52个候选基因。以2号染色体上最显著的SNP为例,对藏川杨高度和直径进行遗传解析,发现该SNP的3种基因型(AA、AC、CC)具有相似的高度–直径相互作用模式。该SNP对整体生长、独立生长和依赖生长发挥了不同方式的遗传效应。对定位到的显著位点进行功能注释,可将这些位点所在的基因分为:与木质素/细胞壁合成相关基因、与生长发育相关基因、与抗病抗逆性相关基因、与光合作用相关基因这4类。【结论】结合异速生长模型和博弈理论的基因定位模型,可检测基因如何通过合作或竞争策略来调控藏川杨主干的大小,识别树干动态生长的过程和模式,相关模型也可为其他物种重要性状之间的深层次遗传解析提供借鉴。

关键词：藏川杨博弈论异速生长模型高度直径数量性状位点

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金银花及近缘种遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建

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分子植物育种 2024年第19期22卷 6382-6389页

作者：侯立娜李慧王天琪徐瑞瑞付晓李圣波刘忠华北京林业大学林木遗传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 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 平邑县金银花果茶发展促进中心平邑273300 山东亚特生态技术股份有限公司临沂266071

为了解金银花及近缘种之间的遗传背景差异与亲缘关系远近,本研究利用SSR分子标记技术对35份药用金银花种质资源进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果表明,所选用的23对引物有效等位基因数和期望杂合度的平均值分别为2.891和0.618,Sha... 详细信息

为了解金银花及近缘种之间的遗传背景差异与亲缘关系远近,本研究利用SSR分子标记技术对35份药用金银花种质资源进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果表明,所选用的23对引物有效等位基因数和期望杂合度的平均值分别为2.891和0.618,Shannon信息指数和Nei's遗传多样性指数的平均值分别为1.300和0.609,各位点的多态性信息含量平均值为0.597,表现出较高的多态性。在遗传相似系数为0.250处,可将35份供试材料分为4类。本研究运用核心引物法构建了金银花及其近缘种的指纹图谱,实现了从分子水平上对金银花种质资源的快速鉴别。本研究为区分金银花真伪品、丰富优良性状和选育优质品种提供了科学依据。

关键词：金银花 SSR标记遗传多样性指纹图谱

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杂交枫香胚性愈伤组织遗传转化体系研究

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北京林业大学学报 2021年第8期43卷 9-17页

作者：江帅菲崔莹赵瑞瑞齐帅征 Kong Lisheng 赵健李珊珊张金凤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实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 Department of Biology University of VictoriaCanada Victoria BC V8P5C2 神舟绿鹏农业科技有限公司北京101105

【目的】杂交枫香是我国重要的用材和观赏树种资源,但其遗传转化体系尚未建立。建立杂交枫香遗传转化体系为杂交枫香性状改良和基因功能研究提供了方法。【方法】本研究基于杂交枫香高效的体细胞胚胎发生技术,用根癌农杆菌介导的遗传转... 详细信息

【目的】杂交枫香是我国重要的用材和观赏树种资源,但其遗传转化体系尚未建立。建立杂交枫香遗传转化体系为杂交枫香性状改良和基因功能研究提供了方法。【方法】本研究基于杂交枫香高效的体细胞胚胎发生技术,用根癌农杆菌介导的遗传转化法对其胚性愈伤组织进行遗传转化,对潮霉素选择压、菌液浓度、侵染时间、共培养时间、以及共培养温度等影响因素采用正交试验等设计进行了研究。【结果】潮霉素对胚性愈伤组织的最小致死质量浓度为10 mg/L;获得最多Gus阳性斑点数的组合的菌液OD600为0.8,共培养时间为3 d,侵染时间为10 min,共培养温度为25℃;获得最多转基因阳性愈伤组织的组合的菌液OD600为0.2,共培养时间为2 d,侵染时间为10 min,共培养温度为23℃;且通过极差分析,最优处理组合的共培养时间为2 d,菌液OD600为0.2,侵染时间为20 min,共培养温度为23℃。【结论】经分子鉴定,共获得210个转基因阳性愈伤组织,初步建立了农杆菌介导的杂交枫香遗传转化体系,为阔叶树种愈伤组织的遗传转化提供了更多的可行性依据。

关键词：杂交枫香胚性愈伤组织根癌农杆菌遗传转化

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基于RAD-seq技术的金银花SSR标记开发及鉴定

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北京林业大学学报 2021年第6期43卷 108-117页

作者：李慧刘东超徐瑞瑞侯立娜王天琪刘忠华付晓李圣波北京林业大学林木遗传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花卉育种与生物工程重点开放实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 平邑县金银花果茶发展促进中心山东平邑273300 山东亚特生态技术有限公司山东莒南266071

【目的】通过开发特异性高的多态性分子标记位点,以弥补金银花在简单重复序列(SSR)标记方面的匮乏,推动金银花在遗传资源管理及良种鉴定等方向的研究,为后续全基因组测序及组装策略奠定基础。【方法】运用RAD-seq技术对2份金银花样品进... 详细信息

【目的】通过开发特异性高的多态性分子标记位点,以弥补金银花在简单重复序列(SSR)标记方面的匮乏,推动金银花在遗传资源管理及良种鉴定等方向的研究,为后续全基因组测序及组装策略奠定基础。【方法】运用RAD-seq技术对2份金银花样品进行简化基因组测序,利用MISA软件识别contig上的SSR序列并对各类型序列特征进行归纳分析,进而设计引物并利用生物信息学的方法进行引物筛选和有效性检测。【结果】对‘九丰一号’和‘亚特’金银花进行简化基因组测序,分别获得27.805 Mbp和42.560 Mbp干净读长。在组装的45850个基因序列中共检测到46999个SSR位点,其中单核苷酸重复单元比例最高(49.15%),六核苷酸重复单元最少(0.20%)。SSR位点的重复基序以(A/T)n为主,具有偏向性。除单碱基和二碱基重复类型外,SSR位点基序的重复次数集中在5~6次,且随重复次数增加,SSR位点重复类型出现的频率呈下降趋势。金银花基因组SSR序列长度介于10~310 bp之间,随重复次数增加,各SSR序列出现的频率逐渐下降。利用Primer3.0成功设计出38507对SSR引物,设计成功率为81.93%。对挑选的35对SSR引物进行多态性分析,等位基因数、观测杂合度和多态性信息含量(PIC)的平均值分别为5.057、0.363和0.568,其中高多态信息位点26个,中度多态信息位点9个,均未偏离哈迪–温伯格平衡。【结论】利用RAD-seq技术可实现SSR标记的大量开发和多态性SSR引物的筛选,并为金银花在遗传多样性分析和种质鉴定等相关方面的研究提供数据支持。

关键词：金银花简单重复序列(SSR) RAD-seq 多态性

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过表达毛白杨线粒体APX基因烟草提高抗逆能力的研究

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北京林业大学学报 2020年第7期42卷 33-39页

作者：王兵程子义张蕾赵芝婧陆海刘頔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、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

【目的】为了研究毛白杨线粒体APX(PtomtAPX)在抗逆过程中的作用,本研究对过表达PtomtAPX的转基因烟草进行抗逆研究。【方法】对过表达PtomtAPX烟草和野生型烟草进行干旱、盐、氧化胁迫处理后,测量相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、... 详细信息

【目的】为了研究毛白杨线粒体APX(PtomtAPX)在抗逆过程中的作用,本研究对过表达PtomtAPX的转基因烟草进行抗逆研究。【方法】对过表达PtomtAPX烟草和野生型烟草进行干旱、盐、氧化胁迫处理后,测量相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、APX活性、AsA消耗量、NADP/NADPH比值和SOD活性。【结果】通过对比转基因烟草植株与野生型植株的生长差异发现,在氧化胁迫、盐胁迫和干旱胁迫下,转PtomtAPX基因烟草的APX活性、相对含水量、叶绿素含量、AsA消耗量、NADP/NADPH比值升高量均明显高于野生型,其中转PtomtAPX基因烟草的APX活性为野生型的1.77倍,平均相对含水量为野生型的1.15倍,叶绿素含量为野生型的1.6倍,AsA消耗量为野生型的1.11倍,NADP/NADPH值为野生型的1.18倍,表明过表达PtomtAPX转基因植株清除活性氧的能力更强。【结论】在非生物胁迫下,PtomtAPX能消除H2O2,防止细胞损伤,在植物抗逆中发挥重要作用。

关键词：抗坏血酸过氧化物酶转基因烟草非生物性胁迫毛白杨

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锌胁迫对国槐幼苗生长及生理特性的影响

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中国农学通报 2021年第16期37卷 18-25页

作者：刘东超李慧徐瑞瑞黎俊伶刘忠华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、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

为探讨国槐(Sophora japonica)对重金属锌的耐受能力,以水培的3月龄国槐幼苗为试验对象,探讨不同浓度(1、50、200、350、500μmol/L)锌处理对其生长发育、叶绿素荧光参数、丙二醛含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明,在锌胁迫下,国槐幼... 详细信息

为探讨国槐(Sophora japonica)对重金属锌的耐受能力,以水培的3月龄国槐幼苗为试验对象,探讨不同浓度(1、50、200、350、500μmol/L)锌处理对其生长发育、叶绿素荧光参数、丙二醛含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明,在锌胁迫下,国槐幼苗生长量指标呈现明显的"低促高抑"现象,同时,根系对锌胁迫较为敏感;不同浓度锌处理使叶绿素荧光参数变化显著,F0和ΦNPQ随锌浓度增加呈先减少后增加的趋势,而Fv/Fm、ΦPSII及SPAD值则呈相反的变化趋势。在锌胁迫后7、14、21、28天,丙二醛含量随处理浓度增加呈先减少后增加趋势,同时随胁迫时间的增加而增加;抗氧化酶活性均随锌处理浓度的增加呈先增加后减少的变化趋势,当胁迫时间延长时,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性逐渐下降,过氧化物酶活性在处理21天达到峰值后开始下降。研究认为,国槐幼苗能够适应一定浓度的锌胁迫环境,在浓度不高于200μmol/L的锌环境下有较强适应能力,在高于200μmol/L的锌胁迫下会受到锌毒害。

关键词：国槐幼苗锌胁迫生长发育叶绿素荧光参数抗氧化酶系统

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气动生物反应器油松胚性愈伤增殖体系的建立研究

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北京林业大学学报 2019年第11期41卷 37-43页

作者：李亦轩赵健付双彬董明亮杨硕李珊珊 Kong Lisheng 张金凤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实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 神舟绿鹏农业科技有限公司北京101105 Department of Biology University of VictoriaCanada Victoria BC V8P5C2

【目的】大量具有活性的胚性愈伤组织的增殖可为油松体细胞胚胎发生研究和植株再生提供充足的材料,锥形瓶悬浮培养体系下胚性愈伤组织的增殖率低且易酸化坏死,建立气动生物反应器油松胚性愈伤增殖体系可促进油松胚性愈伤组织的增殖。【... 详细信息

【目的】大量具有活性的胚性愈伤组织的增殖可为油松体细胞胚胎发生研究和植株再生提供充足的材料,锥形瓶悬浮培养体系下胚性愈伤组织的增殖率低且易酸化坏死,建立气动生物反应器油松胚性愈伤增殖体系可促进油松胚性愈伤组织的增殖。【方法】本研究以油松愈伤组织为材料,利用L9(34)正交试验设计,探究了生物反应器中愈伤接种量、新旧培养基的配比和激素浓度3个因素对愈伤组织增殖的影响,建立了增殖体系。而后在相同条件下与锥形瓶悬浮培养进行对比。【结果】结果表明:气动生物反应器中每100 mL液体培养基内接种胚性愈伤10 g,2,4-D 0.2 mg/L,保留20%的旧培养基时能使胚性愈伤增殖率达到最高,可达216.18%;【结论】与锥形瓶悬浮培养体系相比,ALB系统在一周内胚性愈伤生长速度更快,为锥形瓶悬浮培养体系的3.15倍;显微观察显示增殖的胚性愈伤组织稳定且优质。该研究为基于油松体胚体系的大规模扩繁提供技术支持。

关键词：油松生物反应器胚性愈伤组织

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枣树多倍体种质资源的发掘及其SSR鉴定

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分子植物育种 2018年第10期16卷 3395-3400页

作者：刘琰玮李美育朱景乐杨柳高姣孔德仓李颖岳庞晓明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花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 河北省沧县国家枣树良种基地沧州061000 国家林业局泡桐研究开发中心郑州450003

为了发现枣树的多倍体种质,从而为枣树多倍体育种提供材料,本研究利用流式细胞仪对河北沧县国家枣树良种基地的580份种质资源进行DNA含量检测,并对检测到的多倍体进行SSR分析,鉴定出5份三倍体种质资源,包括‘赞皇大枣’和‘京林一号枣’... 详细信息

为了发现枣树的多倍体种质,从而为枣树多倍体育种提供材料,本研究利用流式细胞仪对河北沧县国家枣树良种基地的580份种质资源进行DNA含量检测,并对检测到的多倍体进行SSR分析,鉴定出5份三倍体种质资源,包括‘赞皇大枣’和‘京林一号枣’,和新发现的‘山西特大个’、‘衡水扁枝’和‘针葫芦枣’,其余均为二倍体,表明枣树种内基于染色体较低的多样性水平。随后,采用24对SSR引物对检出的三倍体种质进行分析,结果表明:不同的种质分别有3~9个SSR位点检测出3个不同的等位基因,该结果进一步证实了流式细胞仪的鉴定结果。本研究将流式细胞仪用于枣树倍性的大规模鉴定实验,结合SSR分子标记,能快速、高效地鉴定出枣树的染色体倍性。

关键词：枣树多倍体流式细胞仪 SSR分子标记

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用毛细管电泳-质谱(CE-MS)内标法检测杜仲中绿原酸

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北京林业大学学报 2017年第4期39卷 115-119页

作者：王午豪齐芪李赟盖颖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、国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室工程实验室

杜仲作为一种传统的中药材,其药用成分主要为次级代谢产物绿原酸,是很多种中草药的重要活性成分,广泛存在于杜仲叶片和忍冬科植物的干燥花蕾或初开的花朵中。本研究提供了一种高效准确的从植物样本中检测绿原酸的方法。该方法使用萘乙... 详细信息

杜仲作为一种传统的中药材,其药用成分主要为次级代谢产物绿原酸,是很多种中草药的重要活性成分,广泛存在于杜仲叶片和忍冬科植物的干燥花蕾或初开的花朵中。本研究提供了一种高效准确的从植物样本中检测绿原酸的方法。该方法使用萘乙酸作为内标物提高定量的精确性,减少系统误差,并通过毛细管电泳联用质谱定性提高检测的灵敏度。毛细管电泳联用质谱仪建立萘乙酸标准品与绿原酸标准品的标准曲线,其中萘乙酸与绿原酸的标准曲线相关性系数分别为0.999 4和0.999 1,均大于0.999 0,说明仪器方法及毛细管电泳参数与质谱参数可靠。绿原酸标准品分别以杜仲与金银花植物粉末作为基质,其添加回收率分别为93.61%和97.43%,说明提取方法的提取效率较高。为验证方法的适用性,运用本方法检测分析得出杜仲植物粉末中绿原酸含量为0.92%,金银花植物粉末中绿原酸含量为1.31%。

关键词：毛细管电泳-质谱联用萘乙酸绿原酸杜仲金银花

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