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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 11-20页

作者：姜波安新民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中心林木分子设计育种高精尖创新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

基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解，其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列，从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石，从早期的探索到CRISPR系... 详细信息

基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解，其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列，从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石，从早期的探索到CRISPR系统的开创性应用，每一步都展示了科学探索的深远影响。CRISPR系统的应用带来了基因组编辑的巨大飞跃，它催化了更精准的编辑工具出现，如碱基编辑器和先导编辑器等，它们显著增强了精准编辑基因组的能力。这一历史性转变已经在农业改良、疾病治疗等领域展现出巨大的潜力。基因编辑技术的应用前景广阔，CRISPR/Cas系统能敲除多个基因，具有高靶向效率、易于设计和操作，且成本较低等优点，因此在作物、林木遗传改良中被广泛应用；但它也有不少不足之处，而每一款新编辑工具的出现都使这一技术得以不断完善。随着技术的不断进步，基因编辑技术有望在未来解决更多复杂的生物学问题，为人类健康和农林业发展带来更多的创新和突破力。

关键词： CRISPR Cas9 胞嘧啶碱基编辑器腺嘌呤碱基编辑器糖基化酶碱基编辑器双碱基编辑器先导编辑器

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基于SSR标记的皱皮木瓜遗传多样性分析及品种分子身份证构建

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 59-70页

作者：李慧侯立娜王天琪毕宁宁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和草原局花卉育种与生物工程重点开放实验室北京林业大学生物科学与技术学院山东亚特生态技术有限公司

【目的】皱皮木瓜（Chaenomeles speciosa）具有较高的观赏价值食用价值与药用价值，我国是皱皮木瓜的起源分布中心，研究皱皮木瓜种质资源遗传多样性，并构建品种分子身份证，以解决近年来因缺乏品种间统一的分类标准，同名异种、同种... 详细信息

【目的】皱皮木瓜（Chaenomeles speciosa）具有较高的观赏价值食用价值与药用价值，我国是皱皮木瓜的起源分布中心，研究皱皮木瓜种质资源遗传多样性，并构建品种分子身份证，以解决近年来因缺乏品种间统一的分类标准，同名异种、同种异名和品种间来源及演化不清等问题。【方法】以收集的168份皱皮木瓜种质资源为材料，利用SSR标记结合毛细管电泳法对木瓜遗传多样性和群体内遗传分化程度进行分析，根据观测等位基因数（Na）、Shannon's信息指数（I）和多态性信息含量（PIC）的筛选能区分全部种质的引物组合，并基于字符串编码构建DNA分子身份证。【结果】26对引物在168个皱皮木瓜品种中共扩增出304个等位基因，平均每个位点扩增出11.577个；期望杂合度（He）、I和PIC的平均值分别为0.748、1.731和0.607。根据聚类分析的结果可将该群体分为2大类，进一步分为6个类群；种群结构分析将供试材料分为2个亚类。从26对引物中筛选出11对核心引物构建了168份皱皮木瓜种质资源的条形码和二维码身份证。【结论】所选扩增位点的变异程度高、鉴别力度大，在进行遗传多样性分析、核心引物筛选，以及指纹图谱构建中可优先选用。该研究为皱皮木瓜的良种鉴定、遗传资源管理及种质资源数据库的构建等提供了参考。

关键词：皱皮木瓜遗传多样性 SSR 分子身份证

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毛白杨GM107再生体系和遗传转化体系的建立

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分子植物育种 2025年第6期 1888-1896页

作者：黄赛高凯苗得雨安新民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林木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室中国林业科学研究院亚热带林业研究所

本研究以毛白杨优良无性系GM107为试验材料，通过带芽茎段外植体消毒、接种生根获得无菌组培苗，利用无菌苗叶片建立了高频率的再生体系，筛选出最佳叶片分化生芽培养基为MS+TDZ 0.1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+BA 0.5 mg/L，分化生芽率约为90%... 详细信息

本研究以毛白杨优良无性系GM107为试验材料，通过带芽茎段外植体消毒、接种生根获得无菌组培苗，利用无菌苗叶片建立了高频率的再生体系，筛选出最佳叶片分化生芽培养基为MS+TDZ 0.1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+BA 0.5 mg/L，分化生芽率约为90%，每小圆片生芽数可达20个。利用农杆菌介导的叶盘转化法，建立了高效的遗传转化体系，并确定了毛白杨叶片不定芽诱导卡那霉素筛选浓度为100 mg/L，不定芽生根筛选浓度为50 mg/L。Cef 250 mg/L+Tim 250 mg/L+Car 250 mg/L组合可作为筛选培养基的最佳抑菌抗生素组合。在农杆菌侵染前，对GM107小圆片外植体进行7 d预培养为宜。利用已经构建的pCAMBIA2300-VvMYBA1载体，以最佳组合进行遗传转化，获得102个转化株系，通过PCR检测，获得33个阳性株系，阳性植株达到32.35%。本研究为毛白杨基因功能研究提供了高效的遗传转化平台。

关键词：毛白杨再生体系遗传转化根瘤农杆菌

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基于45S rDNA-FISH的异源三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体行为追踪

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林业科学 2022年第3期58卷 69-78页

作者：王律几张晓晓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林业大学生物科学与技术学院北京100083

【目的】利用FISH技术追踪三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程特定染色体的行为,明确其配对和分离规律,丰富对杨树异源三倍体减数分裂过程染色体行为的细胞遗传学认识。【方法】以三倍体‘银中杨’花药为材料,对不同酶液组合和... 详细信息

【目的】利用FISH技术追踪三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程特定染色体的行为,明确其配对和分离规律,丰富对杨树异源三倍体减数分裂过程染色体行为的细胞遗传学认识。【方法】以三倍体‘银中杨’花药为材料,对不同酶液组合和酶解时间进行筛选,在此基础上均进行减数分裂染色体制片,以45S rDNA序列为探针,利用FISH技术,对‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为进行追踪和分析。【结果】1)筛选出适于‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体制片的酶解条件为3%纤维素酶+1%果胶酶混合液在37℃下酶解3 h,结合压片和冷冻脱盖片,可获得细胞分散度良好,细胞质薄,背景干净,染色体形态清晰的制片,适用于FISH分析。2)45S rDNA探针信号定位于‘银中杨’3条同源染色体上,它们在中期I呈现III、II+I、I+I+I 3种配对形式,其中三价体发生的频率最高,达69.28%,II+I和I+I+I的配对类型分别占28.10%和2.61%,表明信号所定位的染色体亲缘关系可能较近,但也存在联会松弛的现象。3)约80.37%~93.44%的细胞在后期I至中期II发育阶段呈现2/1分离模式,约63.00%~73.08%的细胞在后期II至末期II呈现2/2/1/1分离模式,表明探针信号所定位的染色体在大部分细胞中遵循较为正常的分离规律,但在部分细胞中也观察到探针信号所对应的1~2条染色体在后期I、中期II、后期II、末期II发生分离滞后或形成微核,进而可能在后续发育过程丢失的现象。4)末期II细胞存在一定比例的融合核,其中可观察到3~4个45S rDNA探针信号,可能形成具有2n甚至超数染色体的配子。【结论】利用FISH技术可对杨树减数分裂过程的特定染色体行为进行定位和精细分析,尽管三倍体‘银中杨’全染色体组的减数分裂过程染色体行为异常紊乱,但45S rDNA探针所定位的染色体行为相对稳定,丰富了杨树异源三倍体减数分裂染色体行为的认识。

关键词： ‘银中杨’ 三倍体减数分裂原位杂交 45S rDNA 染色体行为分离规律

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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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毛白杨花粉败育过程中Ca^(2+)-ATPase的异常变化

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北京林业大学学报 2012年第4期34卷 10-17页

作者：曹媛康向阳张志毅荆艳萍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

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2+-ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2+-ATPase进行了定位。结果表明:Ca2+-ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞... 详细信息

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2+-ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2+-ATPase进行了定位。结果表明:Ca2+-ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞质膜、液泡膜及内膜系统,花药内壁细胞内膜系统和绒毡层细胞质膜,随后Ca2+-ATPase在上述细胞中均减少甚至消失,并于小孢子时期和成熟花粉时期分别在小孢子和花药内壁细胞中再次沉积;不育花药小孢子母细胞以及此时期绒毡层细胞质膜上并无明显Ca2+-ATPase,花药表皮、药室内壁以及中层的Ca2+-ATPase都高于同一时期的可育花药,其绒毡层细胞解体不完全。由上述结果推测:毛白杨不育花药内小孢子母细胞和药壁中Ca2+-ATPase分布异常,影响细胞内钙离子的主动转运,可能导致钙离子异常累积,进而通过影响小孢子母细胞和药室内壁细胞的正常代谢、绒毡层细胞的及时降解而导致花粉败育。

关键词：毛白杨 Ca2+-ATPase 花粉败育

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二倍体及其同源四倍体酸枣的生理特征和转录组分析

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 57-67页

作者：李萌郭烨刘松珊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

【目的】研究酸枣基因组复制后分子水平的变异机制,为深入探讨枣树多倍体性状、关键调控基因的克隆及基因工程育种提供参考。【方法】本实验以二倍体及其同源四倍体酸枣为研究材料,比较了二者的叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含... 详细信息

【目的】研究酸枣基因组复制后分子水平的变异机制,为深入探讨枣树多倍体性状、关键调控基因的克隆及基因工程育种提供参考。【方法】本实验以二倍体及其同源四倍体酸枣为研究材料,比较了二者的叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量以及可溶性蛋白质含量,对两种材料进行了转录组测序,并参考GO Ontology、KEGG等数据库对差异基因和转录因子进行功能分类与富集分析。【结果】四倍体的叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均显著高于二倍体植株,叶片相对含水量在两种材料中没有显著差异。二倍体与四倍体酸枣共1 329个基因具有显著差异,GO功能分析表明这些差异基因主要参与生长发育和胁迫耐受相关功能。KEGG通路分析显示,大部分差异基因富集在碳水化合物代谢、氨基酸代谢和信号传递过程,其中16个关键基因参与糖和氨基酸的代谢与转运过程,如SPS2、GAE6和PGDH3,这些基因在四倍体中具有较高的表达量;23个基因参与激素信号传导通路,其中与生长素传导、应答相关的基因如ARG7,GH3.6和IAA26在四倍体植株中表达量较高,而与油菜素内酯合成酶(CYP)、乙烯不敏感蛋白(EIN)相关的基因在四倍体植株中表达量较低。在对二倍体与四倍体差异转录因子的分析中发现,四倍体MYB转录因子家族基因表达量高于二倍体。【结论】四倍体叶片叶绿素含量高是植株叶色加深的原因之一,可溶性糖、可溶性蛋白质含量高为四倍体叶片变大、茎加粗提供了更多能源物质。参与糖、氨基酸代谢和激素合成、信号传导的关键基因在二倍体与四倍体中差异表达,可能与四倍体植株体内能源物质含量高、生长势强的性状相关;具有渗透调节功能的基因在四倍体中表达量较高暗示着四倍体可能具有较强的抗性。进一步对差异转录因子的分析表明,MYB转录因子在二倍体与四倍体植株中的差异表达可能会导致植物在生长发育、形态建成和抗逆过程中的差异,但二者的具体差异性状还需进一步的实验研究。

关键词：同源四倍体酸枣生理特征差异表达基因转录因子

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四倍体酸枣组培体系优化及其叶片离体不定芽高效再生体系的建立

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北京林业大学学报 2023年第6期45卷 8-18页

作者：杨伟聪张晨星赵汗青刘欣茹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花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

【目的】以四倍体酸枣组培苗为材料,优化其组织培养体系并构建适宜的四倍体酸枣叶片离体再生体系,为该种质的保存、推广以及利用奠定基础。【方法】本研究以秋水仙素加倍获得的酸枣同源四倍体种质为材料,设计试验,利用组织培养技术探索... 详细信息

【目的】以四倍体酸枣组培苗为材料,优化其组织培养体系并构建适宜的四倍体酸枣叶片离体再生体系,为该种质的保存、推广以及利用奠定基础。【方法】本研究以秋水仙素加倍获得的酸枣同源四倍体种质为材料,设计试验,利用组织培养技术探索了不同植物生长调节剂的种类、浓度对于四倍体酸枣的增殖、生根、不定芽再生的影响情况;并利用石蜡切片法对叶片不定芽再生过程进行了细胞学观察。【结果】(1)当四倍体酸枣以带顶芽的茎段作为外植体时,最佳增殖培养基为:1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L+TDZ 0.5 mg/L+蔗糖30.0 g/L+琼脂5.9 g/L,适宜生根培养基为:1/2MS+IBA 0.8 mg/L+蔗糖30.0 g/L+琼脂5.9 g/L。生根苗经炼苗后移栽至大田,成活率可达93.33%。(2)诱导四倍体酸枣叶片离体再生不定芽的最佳培养基为WPM+TDZ 1.0 mg/L+IBA 0.3 mg/L+蔗糖30.0 g/L+琼脂5.9 g/L,在该培养基上叶片可通过直接再生途径再生出不定芽。(3)再生不定芽主要起源于叶脉维管束周围的薄壁细胞,在预培养8~12 d时,分生细胞的分裂能力最强且未出现分化现象。【结论】本研究优化了四倍体酸枣组培体系,并成功建立了四倍体酸枣叶片离体再生体系,同时对叶片不定芽的再生过程进行组织学研究,为酸枣多倍体培养体系完善以及后续多倍体种质的利用奠定了基础。

关键词：酸枣同源四倍体组培体系叶片再生细胞学观察

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基因组选择研究进展及其在林木中的发展趋势

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北京林业大学学报 2020年第11期42卷 1-8页

作者：杜庆章战鹏宇李鹏李先义廖晨翰郭诗曼张德强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

随着新一代基因组测序技术的快速发展,基因组选择技术在促进优良基因型精准高效选育方面展现了前所未有的应用前景。近年来,基因组选择在动植物数量性状遗传育种领域的研究进展引起了广泛关注,关于其在林木改良驯化中的应用也逐渐被报... 详细信息

随着新一代基因组测序技术的快速发展,基因组选择技术在促进优良基因型精准高效选育方面展现了前所未有的应用前景。近年来,基因组选择在动植物数量性状遗传育种领域的研究进展引起了广泛关注,关于其在林木改良驯化中的应用也逐渐被报道。本文通过综述基因组选择的基本概况、主要模型方法及其在动植物中的研究进展,进一步探讨了基因组选择在林木育种研究中的现状和发展趋势,强调了对预测模型优化与机器学习等新兴技术的引入与方法创新,提出了联合利用全基因组关联分析与基因组编辑技术的优化育种方案,为加快林木优良品种的精准选育提供了新思路。

关键词：林木基因组选择模型优化分子育种育种值

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沙棘微扦插不定根发生的形态解剖学研究

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北京林业大学学报 2013年第2期35卷 130-133页

作者：姚景瀚李伟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

利用石蜡切片法对沙棘微扦插不定根的发生进行形态解剖学研究。结果表明:沙棘属于诱导型生根,观察到其不定根原基起源于2个区域,一部分根原基起源于维管形成层细胞,另一部分起源于韧皮部薄壁细胞区域。沙棘不定根原基继续发育时,一部分... 详细信息

利用石蜡切片法对沙棘微扦插不定根的发生进行形态解剖学研究。结果表明:沙棘属于诱导型生根,观察到其不定根原基起源于2个区域,一部分根原基起源于维管形成层细胞,另一部分起源于韧皮部薄壁细胞区域。沙棘不定根原基继续发育时,一部分沿射线向外生长,另一部分向外生长的同时会与茎段的髓连接起来,这种现象在其他树种中尚未发现。沙棘插穗不定根的发生整体上可分为4个阶段:1)维管形成层细胞和韧皮部薄壁细胞分裂出一些排列紧密、细胞质浓、具有分生组织特点的薄壁细胞团;2)新形成的薄壁细胞团不断分裂并且脱分化,形成具有很强分生能力的不定根原基发端细胞;3)根原基发端细胞继续分裂,沿着射线向远离轴心的方向伸展,从而形成根原基;4)根原基穿过韧皮射线和皮层,向外继续朝皮孔方向发展,最终从皮孔伸出形成不定根,不定根伸出皮孔前内部维管系统发育完善并与茎部维管系统相连接。

关键词：沙棘不定根发育解剖学

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