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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 28-37页

作者：霍晓薇徐千惠王延伟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北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严... 详细信息

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。【结果】获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显著变化,其中受到诱导(29个)和抑制(28个)的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显著的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因(2个)及参与代谢途径的靶基因(6个)发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393运用于靶基因KAT2调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。【结论】本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。

关键词：毛白杨低氮胁迫 miRNA 靶基因差异表达

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毛白杨多态SSR引物库和种质资源指纹图谱库构建

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 10-18页

作者：韩志强任勇谕夏宇飞耿喜宁杜康康向阳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北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。【方法】本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对... 详细信息

【目的】针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。【方法】本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对象,从毛白杨SSR多态引物筛选入手,通过荧光SSR引物PCR扩增和毛细管电泳仪检测筛选SSR引物,并构建指纹图谱。【结果】在2 317对SSR引物中,共计得到清晰、特异、多态、稳定扩增的SSR引物406对,这些SSR引物在19条染色体上的分布数量介于3~39对之间,利用BLAST比对分析可将其中389对SSR引物定位到毛果杨基因组,构建了毛白杨优树种质资源多态SSR引物库。应用多态性较高的SSR核心引物,以及特异的SSR辅助引物相结合的技术策略,筛选出25对多态性较高的SSR核心引物,以及13对特异的SSR辅助引物,构建了毛白杨种质资源库内469个优良无性系指纹图谱库,并完成了指纹图谱的QR编码。【结论】本研究成功构建了毛白杨种质资源多态SSR引物库和优树无性系指纹图谱库,对与毛白杨类似的林木种质资源遗传变异研究以及品种鉴定、系谱分析等具有重要意义。

关键词：毛白杨多态SSR引物种质资源指纹图谱 QR编码

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高产优质毛白杨良种施肥响应特性解析

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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 19-27页

作者：宋跃朋肖亮卜琛皞卢文杰刘鹏张德强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北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】探寻林木最佳栽培方法是切实提高森林生产力的重要举措。由于毛白杨是杂种起源,其种内无性系间施肥响应特性差异显著。为保证人工林建设的速生丰产特性,同时减轻环境保护压力,应该大量推广毛白杨良种配制最佳施肥配比。【方法】... 详细信息

【目的】探寻林木最佳栽培方法是切实提高森林生产力的重要举措。由于毛白杨是杂种起源,其种内无性系间施肥响应特性差异显著。为保证人工林建设的速生丰产特性,同时减轻环境保护压力,应该大量推广毛白杨良种配制最佳施肥配比。【方法】以3个毛白杨良种为研究对象,利用不同施肥处理探明影响其重要生长性状的最佳施肥配比,并对高产优质毛白杨良种施肥响应特性相关的候选基因表达模式进行系统解析。【结果】‘毅杨1号’最佳施肥配比为N(3 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(1 g);‘毅杨2号’最佳施肥配比为N(3 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(0.5 g);‘毅杨3号’最佳施肥配比为N(7 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(0.5 g)。其中,氮元素是影响毛白杨毅杨良种的苗高、地径以及生物量最为显著的营养元素。为进一步解析其遗传调控基础,对与氮素运输、同化、代谢相关的16个重要候选基因在不同氮肥施肥水平下在叶片以及根系中的表达模式进行了解析。候选基因表达模式分析结果表明,毛白杨良种氮素相关候选基因在叶片以及根中聚类成不同的模块,并且无性系之间表达模式差异显著。【结论】本研究阐明了毅杨毛白杨良种的施肥响应特性,系统分析其转录调控特异性将有利于解析其氮肥响应特性形成的分子机制,并对进一步针对氮素吸收利用效率开展遗传改良的分子设计育种具有重要意义。

关键词：毛白杨良种施肥响应良种培育氮素利用

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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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转录因子NF-Y在植物生长发育和逆境胁迫响应中的作用

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中国细胞生物学学报 2019年第12期41卷 2434-2442页

作者：李娟高凯安新民北京林业大学林木育种国家工程实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

核因子Y(nuclear factor-Y,NF-Y),又名为亚铁血红素激活蛋白或CCAAT结合因子,它是一种几乎存于所有真核生物中且进化比较保守的三聚体转录因子复合物,该复合物由NF-YA、NF-YB和NF-YC 3个亚基所组成。在酵母和动物中,每个亚基通常只有单... 详细信息

核因子Y(nuclear factor-Y,NF-Y),又名为亚铁血红素激活蛋白或CCAAT结合因子,它是一种几乎存于所有真核生物中且进化比较保守的三聚体转录因子复合物,该复合物由NF-YA、NF-YB和NF-YC 3个亚基所组成。在酵母和动物中,每个亚基通常只有单个基因编码,而在植物中每个亚甲基都有多个基因编码,并且通常是形成三聚体复合物来发挥作用的。NF-Y在植物生长发育的多个阶段均发挥着重要的作用,如胚胎形成、根的生长、开花年龄及果实成熟等。另外,它也具有较强的抗逆能力。该文阐述了NF-Y单个亚基的结构和作用机制,并综述了该转录因子在植物生长发育过程中的重要作用。最后,对NF-Y的研究前景进行了展望。

关键词：植物 NF-Y 生长发育抗逆性

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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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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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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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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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植物SPFH超家族蛋白及其生物学功能研究进展

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电子显微学报 2019年第3期38卷 294-302页

作者：曹阳阳玉猛鲁良李晔林金星李瑞丽北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室北京100083

膜微区(membrane microdomains)是细胞质膜上富含固醇类和鞘脂类的微结构域,大小为10~200 nm,为一种高度动态的结构。膜微区富含多种标记蛋白,例如GPI(glycosylphosphatidylinositol)锚定蛋白和许多膜整合蛋白。其中SPFH超家族蛋白(Stom... 详细信息

膜微区(membrane microdomains)是细胞质膜上富含固醇类和鞘脂类的微结构域,大小为10~200 nm,为一种高度动态的结构。膜微区富含多种标记蛋白,例如GPI(glycosylphosphatidylinositol)锚定蛋白和许多膜整合蛋白。其中SPFH超家族蛋白(Stomatin、Prohibitin、Flotillin and Hflk/C)进化保守,并且广泛分布于原核和真核生物中。研究表明SPFH蛋白具有多种重要的生物学功能,参与植物的抗病、抗逆和生长发育等过程,因此受到了越来越多的关注。本文主要介绍了SPFH超家族蛋白的结构及其寡聚化状态,且进一步综述了SPFH超家族蛋白在植物中的研究进展,以期为今后系统开展其在膜微区形成过程中的功能研究提供理论依据。

关键词：膜微区动态的 SPFH蛋白超家族寡聚化

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