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生物技术通报 2024年第7期40卷 43-54页

作者：吴丁洁陈盈盈徐静刘源张航李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室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

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应。GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化。赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤... 详细信息

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应。GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化。赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤霉素生物合成和分解代谢途径中起到复杂的调节作用。GA20ox(gibberellin 20 oxidase)、GA3ox(gibberellin 3 oxidase)和GA2ox(gibberellin 2 oxidase)均属于赤霉素氧化酶基因家族,GA20ox和GA3ox是赤霉素生物合成过程中的限速酶,而GA2ox是赤霉素分解代谢的关键酶,三者共同参与GA生物合成途径的调节,从而保障植物在生长发育以及与环境相互作用过程中对GA的需求。赤霉素氧化酶参与调控植物生长发育的多个阶段,受到外界环境和内源因素的精密调控,目前已经在拟南芥、水稻、杨树等物种中克隆表达,其在不同物种之间的功能存在差异。本文主要围绕GA20ox、GA3ox和GA2ox三种酶进行介绍,对植物赤霉素氧化酶的特性、时空表达进行了阐述,并重点总结了赤霉素氧化酶的功能及其研究进展,以期为今后系统开展赤霉素氧化酶基因功能研究提供理论依据。

关键词：赤霉素氧化酶基因功能生长发育非生物胁迫时空表达

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RNA甲基化与乙酰化修饰在植物生长发育过程中的研究进展

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生物技术通报 2024年第10期40卷 108-121页

作者：张严妍路笃贤左新秀李岩竣林金星崔亚宁林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 林木遗传育种全国重点实验室北京100083 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 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

RNA修饰是一类重要的表观遗传修饰,它是指在RNA分子的碱基或核糖上添加化学修饰基团。RNA甲基化和乙酰化是其中两种关键的修饰类型,它们通过调控生物的遗传信息来行使重要的生物功能。这两种修饰均是由writers(编码器)、erasers(消码器)... 详细信息

RNA修饰是一类重要的表观遗传修饰,它是指在RNA分子的碱基或核糖上添加化学修饰基团。RNA甲基化和乙酰化是其中两种关键的修饰类型,它们通过调控生物的遗传信息来行使重要的生物功能。这两种修饰均是由writers(编码器)、erasers(消码器)和readers(解码器)三类调控因子进行动态可逆的调控,对RNA剪接、转运、翻译、运输和降解等代谢过程产生至关重要影响。近年来,随着RNA修饰检测技术的发展,研究者在植物中发现了一些新的RNA修饰位点,并证实了RNA的甲基化和乙酰化修饰在植物的生长发育以及应对生物和非生物胁迫方面起着关键的作用。本文首先概述了RNA修饰的类型及其生物学特性,并在此基础上重点回顾了近年来关于RNA甲基化和乙酰化调控因子的研究进展,最后总结了RNA甲基化和乙酰化在植物生长发育和应对胁迫过程中的功能,并展望了RNA修饰在植物中的一些新的研究方向,以期为进一步开展植物中的RNA甲基化和乙酰化修饰相关研究提供理论依据和新思路。

关键词： RNA修饰甲基化乙酰化生物胁迫非生物胁迫

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蛋白的翻译后修饰调控植物囊泡转运的研究进展

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生物技术通报 2024年第10期40卷 139-148页

作者：耿若涵王炳贺徐昌文钱虹萍林金星崔亚宁林木遗传育种全国重点实验室北京100083 林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 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 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

蛋白质翻译后修饰是蛋白质合成后经历的一系列化学修饰过程,这些修饰能够显著影响蛋白质的结构、定位、稳定性和功能。在细胞生物学中,蛋白质翻译后修饰在几乎所有的细胞信号通路和调控网络中扮演着至关重要的角色,尤其是在囊泡转运这... 详细信息

蛋白质翻译后修饰是蛋白质合成后经历的一系列化学修饰过程,这些修饰能够显著影响蛋白质的结构、定位、稳定性和功能。在细胞生物学中,蛋白质翻译后修饰在几乎所有的细胞信号通路和调控网络中扮演着至关重要的角色,尤其是在囊泡转运这一细胞内物质运输的关键过程中,蛋白质翻译后修饰对于蛋白质的运输调控和信号传导具有决定性的影响。囊泡转运是指细胞内物质通过囊泡从一处运输到另一处的过程,这一过程涉及多个步骤,包括囊泡的形成、运输、融合等。在这个过程中,蛋白质的正确修饰和定位对于囊泡的形成和运输方向至关重要。本文首先介绍了几种重要的蛋白翻译后修饰的作用及分类,随后,系统地总结了蛋白质翻译后修饰在囊泡转运中的研究进展,为揭示细胞内囊泡转运的分子机制、深入研究膜蛋白生物学功能提供重要参考。未来,应进一步探索蛋白质翻译后修饰在植物囊泡转运中的具体机制,以及这些机制如何影响植物的生长发育和环境适应性。这一研究将为植物遗传改良和抗逆境育种提供新的策略和方法,有助于提高作物的产量和品质,增强植物对环境变化的适应能力。总之,通过深入研究这一领域,不仅有助于我们揭示植物细胞中特定蛋白质修饰的基本原理,还可能为改良作物性状和提高植物抗逆境能力提供新的策略。

关键词：蛋白质翻译后修饰囊泡转运细胞生长与发育植物适应性植物生长性能

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青黑杨杂种全同胞二倍体与三倍体长枝叶性状变异研究

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北京林业大学学报 2024年第1期46卷 27-34页

作者：马鸿文任宇昕龙羿辛王楠冯祥元俞天泉华晓琴王君林木遗传育种全国重点实验室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北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 武威市林业综合服务中心甘肃武威733200

【目的】探明青黑杨杂种全同胞二倍体与三倍体植株的扦插苗长枝叶叶片和气孔性状的遗传变异规律,解析基因型效应和倍性效应对长枝叶性状的影响。【方法】以‘哲引3号杨’×‘北京杨’杂种全同胞二倍体和三倍体扦插苗为材料,对其长... 详细信息

【目的】探明青黑杨杂种全同胞二倍体与三倍体植株的扦插苗长枝叶叶片和气孔性状的遗传变异规律,解析基因型效应和倍性效应对长枝叶性状的影响。【方法】以‘哲引3号杨’×‘北京杨’杂种全同胞二倍体和三倍体扦插苗为材料,对其长枝叶叶片和气孔性状的变异情况进行分析。【结果】长枝叶叶片长度、叶片宽度、叶片长宽比、叶面积、叶柄长度、叶绿素含量、气孔长度、气孔宽度、气孔密度等性状在不同基因型间存在极显著差异,各性状的变异系数范围为8.54%~36.20%,重复力介于0.645~0.916之间,表明叶片及气孔性状受到较强的遗传控制。三倍体群体叶片的叶绿素含量极显著高于二倍体,气孔长度、气孔宽度极显著大于二倍体,气孔密度极显著小于二倍体,而不同倍性群体间其他叶片各性状间未发现显著性差异。尽管如此,并非所有的三倍体基因型均显示出更优的性状表现。相关性分析显示,叶片长度与叶片宽度、叶面积和叶柄长度间相互均呈极显著正相关;叶绿素含量、气孔长度和气孔宽度间相互呈极显著正相关,均与气孔密度呈极显著负相关。进一步分析发现,叶片长度、叶片宽度、叶面积、叶柄长度等叶片性状主要受基因型效应影响,其基因型方差贡献率在59.5%~76.8%之间,叶绿素含量和气孔长度、气孔宽度、气孔密度等性状主要受倍性效应所影响,其倍性效应方差贡献率在46.0%~78.0%之间。【结论】青黑杨杂种全同胞二倍体及三倍体5月龄扦插苗长枝叶叶片和气孔性状受到不同程度的基因型效应和倍性效应的共同影响,基因型间存在丰富的性状变异,三倍体也并非株株皆优,杨树异源三倍体育种需秉持“大群体,强选择”理念。

关键词：杨树异源三倍体叶片性状气孔性状倍性效应基因型效应

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‘京枣39’愈伤组织遗传转化体系构建

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北京林业大学学报 2024年第10期46卷 74-80页

作者：冯雪晶马灵杨爽薄文浩陈学勋庞晓明林木遗传育种全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程研究中心北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 内蒙古敖汉旗双井林场内蒙古赤峰024308

【目的】以‘京枣39’愈伤组织为外植体进行遗传转化,建立枣树愈伤组织遗传转化体系,优化阳性植株鉴定方法。【方法】本研究以‘京枣39’愈伤组织为转化材料,利用含有报告基因eYGFPuv的改造载体,并通过根癌农杆菌介导方法转化,探究预培... 详细信息

【目的】以‘京枣39’愈伤组织为外植体进行遗传转化,建立枣树愈伤组织遗传转化体系,优化阳性植株鉴定方法。【方法】本研究以‘京枣39’愈伤组织为转化材料,利用含有报告基因eYGFPuv的改造载体,并通过根癌农杆菌介导方法转化,探究预培养时间、农杆菌菌液浓度、侵染时间、乙酰丁香酮浓度、共培养时间对转化率的影响,建立愈伤组织遗传转化体系并优化阳性植株鉴定方法。【结果】(1)卡那霉素对愈伤组织的最小致死质量浓度为30 mg/L。(2)遗传转化最佳处理条件为预培养时间为4 d,菌液OD600为0.6,侵染时间20 min,乙酰丁香酮浓度100μmol/L,共培养时间为4 d;(3)阳性愈伤组织在365 nm紫外光下呈现明亮的荧光绿色,平均转化率达21.2%。【结论】经对比试验,成功建立了‘京枣39’愈伤组织遗传转化体系,为加速枣遗传转化提供了新的方法。

关键词： ‘京枣39’ 愈伤组织遗传转化 eYGFPuv

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14-3-3蛋白及其在植物中的功能研究进展

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生物技术通报 2024年第4期40卷 12-22页

作者：陈盈盈吴丁洁刘源张航刘艳娇王晶宇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

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用... 详细信息

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用发生显著变化,进而调控靶蛋白的功能。不同物种中含有多种亚型的14-3-3蛋白,这些不同的亚型蛋白通过与其他蛋白的相互作用来影响植物的生长发育等过程。本文概述了14-3-3蛋白在植物中的种类、亚细胞定位以及在组织中的表达情况,重点总结了14-3-3蛋白在植物激素信号转导、生长发育及胁迫响应中的功能,以期为今后系统开展14-3-3蛋白的研究提供理论依据。

关键词： 14-3-3蛋白激素信号转导生长发育胁迫响应

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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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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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植物细胞壁结构及成像技术研究进展

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生物技术通报 2023年第7期39卷 113-122页

作者：张曼张叶卓何其邹洪鄂一岚李晔北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京100083 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

植物细胞壁作为细胞外复杂交联网络,为植物细胞生长、发育以及适应环境变化提供机械支撑,具有调节植物形态、抵抗胁迫、运输水分等功能。除此之外,植物光合作用积累的生物质大部分贮藏在细胞壁中,因此,研究细胞壁的成分和纳微结构对更... 详细信息

植物细胞壁作为细胞外复杂交联网络,为植物细胞生长、发育以及适应环境变化提供机械支撑,具有调节植物形态、抵抗胁迫、运输水分等功能。除此之外,植物光合作用积累的生物质大部分贮藏在细胞壁中,因此,研究细胞壁的成分和纳微结构对更好的利用植物能源具有重要意义。植物细胞壁的结构研究是当今植物界研究的前沿热点之一。随着新型成像技术的发展,近年来关于细胞壁成分和纳微结构的研究取得了阶段性的进展。本文就植物细胞壁的成分、结构、成像技术和力学性质进行了总结与展望,以期为植物细胞壁的相关研究提供新思路。

关键词：植物细胞壁成分与结构成像技术力学性质

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木质素单体跨膜转运的技术研究进展

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生物技术通报 2024年第10期40卷 198-207页

作者：毛馨艺兰芸张准张叶卓金琪赵美棋曾子柽李晔北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京100083 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

木质素(lignin)作为一种重要的可再生资源,主要集中在植物的次生细胞壁中,在植物的营养物质运输、机械支持和病原体防御等生理过程中发挥着关键作用。木质素的形成过程包括3个主要环节:单体的胞内合成、跨膜转运以及胞外聚合。深入探究... 详细信息

木质素(lignin)作为一种重要的可再生资源,主要集中在植物的次生细胞壁中,在植物的营养物质运输、机械支持和病原体防御等生理过程中发挥着关键作用。木质素的形成过程包括3个主要环节:单体的胞内合成、跨膜转运以及胞外聚合。深入探究木质素单体跨膜转运的分子机制,对揭示细胞壁形成分子机制及木材改良具有重要意义。基于此,本综述从转录组学、基因工程、点击化学、荧光显微成像、分子模拟等技术角度,对木质素单体跨膜转运的相关进展和最新技术进行了梳理和总结,阐述了木质素单体跨膜转运相关研究的新技术和存在的技术瓶颈,并对比分析了不同技术之间的优缺点,最后提出了木质素单体跨膜转运机制研究中仍存在的问题和面临的挑战。相信随着成像技术、结构生物学、人工智能等科技的飞速发展,将为进一步阐明木质素单体跨膜转运的分子机理提供有效的技术手段。期望本综述为木质素单体的相关研究提供新的思路和方法。

关键词：木质素单体跨膜转运点击化学分子模拟荧光显微成像

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