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河北农业大学学报 2023年第5期46卷 8-17页

作者：邢悦杨倩钟源翟秀珍王楠陶勇生段会军河北农业大学农学院/华北作物改良与调控国家重点实验室/华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001

干旱严重影响玉米的产量和品质。钙依赖性蛋白激酶(Calcium-dependent protein kinase,CPK)是一种Ca^(2+)结合蛋白,在植物非生物胁迫应答方面发挥重要作用。本研究对玉米37个ZmCPKs的染色体定位、系统进化、基因结构、保守结构域和理化... 详细信息

干旱严重影响玉米的产量和品质。钙依赖性蛋白激酶(Calcium-dependent protein kinase,CPK)是一种Ca^(2+)结合蛋白,在植物非生物胁迫应答方面发挥重要作用。本研究对玉米37个ZmCPKs的染色体定位、系统进化、基因结构、保守结构域和理化性质进行了分析。其中,36个ZmCPK基因不均匀的分布在9条染色体上;通过系统进化分析将其分为4个亚组,同一亚组成员具有相似的基因结构和保守结构域;ZmCPKs启动子分析表明,ZmCPKs启动子区含有大量的逆境响应元件,包括MBS、DRE和ABRE等;qTeller数据库和转录组数据分析表明,ZmCPKs基因家族成员在营养生长和生殖生长期均有表达,其中,26个基因在干旱胁迫下表达量发生变化。综合启动子元件及转录组数据,共筛选出9个基因作为干旱响应候选基因。进一步qRT-PCR验证显示,这9个基因均受PEG诱导表达。本研究可为玉米耐旱性的遗传改良提供优异的基因资源。

关键词：玉米 CPK基因家族转录组干旱胁迫

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过表达棉花葡萄糖醛酸激酶基因GbGlcAK促进拟南芥细胞伸长

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中国农业科技导报 2022年第6期24卷 36-46页

作者：吴楠杨君张艳孙正文张冬梅李丽花吴金华马峙英王省芬河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001

纤维品质改良一直是棉花育种的重要目标。基于纤维不同发育时期的RNA-seq数据,发现1个在海岛棉和陆地棉间差异表达的葡萄糖醛酸激酶基因(glucuronic acid kinase/glucuronokinase,GlcAK)。从海岛棉(Gossypium barbadense)Pima90-53纤维... 详细信息

纤维品质改良一直是棉花育种的重要目标。基于纤维不同发育时期的RNA-seq数据,发现1个在海岛棉和陆地棉间差异表达的葡萄糖醛酸激酶基因(glucuronic acid kinase/glucuronokinase,GlcAK)。从海岛棉(Gossypium barbadense)Pima90-53纤维中克隆了GbGlcAK,其ORF为1101 bp,编码366个氨基酸。GbGlcAK具有GHMP激酶N和C结构域,为GHMP超家族成员,属于可溶性非分泌蛋白,与拟南芥GlcAK亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示GbGlcAK分布在细胞质中。超表达GbGlcAK的拟南芥叶表皮毛、下胚轴、下胚轴细胞和根的长度较野生型均极显著增加,UDP-D-GlcA代谢相关基因表达量增加,果胶含量显著增加,说明过表达GbGlcAK能够上调UDP-D-GlcA代谢通路相关基因的表达从而提高果胶含量,进而促进细胞伸长,这为进一步研究GbGlcAK在棉纤维发育中的功能提供了参考。

关键词：棉花葡萄糖醛酸激酶纤维发育细胞伸长

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大豆细胞色素P450家族GmCYP78A71固氮功能解析

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中国农业科技导报 2023年第1期25卷 50-57页

作者：杨占武杜汇邢馨竹李文龙孔佑宾李喜焕张彩英河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室教育部华北作物种质资源研究与利用重点实验室河北保定071001

大豆可与根瘤菌互作进行共生固氮,有效缓解其对土壤氮素的依赖。细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)是一种血红素单加氧酶,参与植物信号分子、植物激素和黄酮类等多种次生代谢物的合成,为探究其在大豆结瘤固氮中的生物学功能,分析了... 详细信息

大豆可与根瘤菌互作进行共生固氮,有效缓解其对土壤氮素的依赖。细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)是一种血红素单加氧酶,参与植物信号分子、植物激素和黄酮类等多种次生代谢物的合成,为探究其在大豆结瘤固氮中的生物学功能,分析了该家族GmCYP78A71基因的结构,并对其表达模式及生物学功能进行了深入解析。qRT-PCR和转启动子大豆毛根的根瘤GUS染色表明,GmCYP78A71在根瘤中特异表达,且随着根瘤的发育表达量逐渐增高,在成熟根瘤中达到峰值;与对照相比,超表达复合植株的根瘤个数、鲜重、固氮酶活性等显著提高,而RNAi毛状根的根瘤个数、鲜重、固氮酶活性等显著降低。上述结果表明GmCYP78A71对根瘤的生长发育和固氮发挥重要作用。

关键词：大豆共生固氮根瘤细胞色素单加氧酶优异种质

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玉米苗期和萌发期抗旱指数筛选及评价

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中国农业科技导报 2024年第10期26卷 30-40页

作者：何源谷晓童冯莉情段会军陶勇生河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001

为了筛选主推玉米品种萌发期和苗期的抗旱性指标,以审定玉米品种作为供试材料,设置对照和干旱胁迫(质量体积分数20%的PEG-6000)2个处理。在萌发期测定发芽率、发芽势和萌发指数,在苗期至三叶一心期测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量... 详细信息

为了筛选主推玉米品种萌发期和苗期的抗旱性指标,以审定玉米品种作为供试材料,设置对照和干旱胁迫(质量体积分数20%的PEG-6000)2个处理。在萌发期测定发芽率、发芽势和萌发指数,在苗期至三叶一心期测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、叶绿素含量、根干重、冠干重、株干重、株鲜重、干重根冠比和干鲜比。采用抗旱系数、加权抗旱系数并结合主成分分析、隶属函数分析等方法综合评价玉米品种抗旱性并筛选抗旱指标。结果表明,萌发期玉米品种的发芽率、发芽势和发芽指数表现出不同程度的下降。发芽率、发芽势和发芽指数的抗旱系数变化较大,分别为7.33~97.78、14.81~97.69和33.25~98.59。基于抗旱系数和聚类分析,将18个品种分为抗旱、中等和敏感型3类,其分别与抗旱性综合评价值(T_(i))0.00~0.35、0.53~0.66和0.77~0.96相对应,萌发期敏感型品种包含郑单958(V1)、京单28(V3)、华农138(V5)等11个,抗旱型品种包含先玉335(V2)、京科968(V4)、先玉047(V7)等4个。苗期玉米品种的叶片MDA含量和叶绿素含量比对照(CK)显著提高外,其他6个性状均有不同程度的变化。基于抗旱系数及其加权抗旱系数的主成分分析和聚类分析,将17个品种分为抗旱、中等和敏感型3类,其抗旱性综合评价值(T_(i))分别为0.30、0.49和0.55,苗期敏感型品种包含先玉1140(V8)、MC817(V16)、郑单958(V1)等5个,抗旱型品种为京科968(V4)、先玉047(V7)和农大372(V9)等7个。因而,玉米萌发期和苗期的抗旱性需应用综合评价方法进行有效评价,尤其对于黄淮海地区水资源匮乏和可利用水资源严重短缺的玉米生产及单粒播种模式下苗期和萌发期品种抗旱性评价研究显得尤为重要。

关键词：玉米杂交种胁迫处理萌发期苗期抗旱系数聚类分析

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基于BSA-seq结合连锁分析发掘大豆荚粒性状QTLs及候选基因

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中国农业科技导报 2023年第7期25卷 29-42页

作者：孙亚倩陈士亮褚佳豪李喜焕张彩英河北农业大学华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001 承德市农林科学院河北承德067000

豆荚和籽粒是大豆重要的产量形成器官,同时,荚粒性状作为大豆重要外观品质,还直接影响其商品性。鉴于此,基于大豆重组自交系群体(recombinant inbred line,RIL)在多种环境条件下的荚粒性状(荚长、荚宽、荚重、粒长、粒宽和粒重),筛选极... 详细信息

豆荚和籽粒是大豆重要的产量形成器官,同时,荚粒性状作为大豆重要外观品质,还直接影响其商品性。鉴于此,基于大豆重组自交系群体(recombinant inbred line,RIL)在多种环境条件下的荚粒性状(荚长、荚宽、荚重、粒长、粒宽和粒重),筛选极端家系构建2个混池——大荚大粒池(large pool,LP)和小荚小粒池(small pool,SP);经混合群体分离测序(bulked segregant analysis sequencing,BSA-seq)寻找控制荚粒性状的遗传位点,同时结合前期该群体连锁定位QTLs以及RIL亲本荚粒转录组数据,发掘多环境、多方法、多性状共定位区间以及候选基因。结果表明,构建的LP与SP混池在不同环境下的荚粒性状存在显著差异,BSA-seq结果与Williams82参考基因组的平均比对效率在98%以上,10×基因组覆盖率在94%以上;基于此,在置信度0.95时,经SNP-index、Euclidean distance(ED)和G-statistic算法分别获得27、41和51个关联区域,在置信度0.99时,分别获得5、15和16个关联区域,位于11条染色体(1、3、4、6、7、12、13、15、17、19和20号);经与前期连锁定位QTLs比较发现,在7、19和20号染色体上存在多环境、多方法、多性状共定位遗传位点,且20号染色体SNP标记ss715637629及19号染色体SNP标记ss715635705、ss715635755、ss715635844等在连锁定位与BSA-seq同时被检测到;进一步分析3种BSA-seq算法共关联区域内的候选基因,发现40个基因存在外显子非同义突变,其中15个基因在RIL群体亲本C813和KN7豆荚和籽粒表达量较高,并有3个基因随豆荚发育进程表达量增加。以上结果为开展大豆荚粒性状分子遗传改良以及遗传基础解析奠定了重要基础。

关键词：大豆荚粒性状 BSA-seq 连锁定位 QTLs 候选基因

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黄淮海大豆种质资源品质鉴定与优异种质筛选

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中国农业科技导报 2023年第11期25卷 58-69页

作者：邵振启李文龙孔佑宾杜汇李占军李喜焕张彩英河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001 河北省大豆产业技术研究院石家庄050000

大豆是世界重要的经济作物,籽粒富含蛋白质、脂肪和异黄酮以及生育酚等多种活性物质。我国大豆资源丰富,为综合鉴定其品质性状,以黄淮海生态区520份大豆种质为材料,参照国标方法在2年6种环境下鉴定籽粒16个品质性状。结果发现,供试材料... 详细信息

大豆是世界重要的经济作物,籽粒富含蛋白质、脂肪和异黄酮以及生育酚等多种活性物质。我国大豆资源丰富,为综合鉴定其品质性状,以黄淮海生态区520份大豆种质为材料,参照国标方法在2年6种环境下鉴定籽粒16个品质性状。结果发现,供试材料品质性状遗传变异丰富,其中异黄酮和生育酚含量变异系数较大,蛋白质、脂肪和脂肪酸含量变异系数较小,且不同品质性状间显著相关。主成分分析可将16个品质性状归为5个主成分。基于主成分结果进行聚类分析,可将520份种质划分为3类,各类之间差异显著。综合以上结果并结合各种质高稳系数,筛选出35份多个或单一性状表现优异的大豆种质,为黄淮海地区大豆品质性状遗传改良提供了重要资源。

关键词：大豆品质性状相关性主成分种质筛选

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早熟高产高油酸大果花生新品种冀农花18号的选育

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中国种业 2024年第1期 145-147页

作者：王禹桐崔顺立陈焕英侯名语刘盈茹李秀坤刘立峰省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室/华北作物种质资源教育部重点实验室/河北省作物种质资源实验室/河北农业大学保定071001

冀农花18号是由河北农业大学以濮花33号作为母本、冀农花6号作为父本进行杂交,通过海南三亚南繁加代和后代衍生系统法选育而成的早熟、高产、高油酸的大果花生新品种,具有株型直立和连续开花的特点。冀农花18号生长周期为120d,叶片中椭... 详细信息

冀农花18号是由河北农业大学以濮花33号作为母本、冀农花6号作为父本进行杂交,通过海南三亚南繁加代和后代衍生系统法选育而成的早熟、高产、高油酸的大果花生新品种,具有株型直立和连续开花的特点。冀农花18号生长周期为120d,叶片中椭圆形、绿色,荚果形状普通,具有中等抗锈病能力。2022年通过农业农村部非主要农作物品种登记,登记编号:GPD花生(2022)130056,适合在河北中南部、河南、山东、江苏、山西和安徽等地花生产区春季种植。详细描述了冀农花18号的选育过程、特征特性和产量表现,旨在为冀农花18号的推广和广泛应用提供科学指导。

关键词：花生冀农花18号高产高油酸选育

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小麦miR166基因家族鉴定及表达分析

中国科技论文在线精品论文

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中国科技论文在线精品论文 2024年第1期17卷 41-49页

作者：雷晓彤徐渴孙若希张树华杨学举赵勇河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071001

miR166作为重要的转录后调节因子,在植物的生长发育和对逆境胁迫的反应中扮演着重要的角色。利用PmiREN、Ensembl Plants数据库、MEGA-X、DNAMAN软件以及RNAfold web server、WebLogo和psRNA Target在线网站对小麦miR166(Tae-miR166)基因家族的进化特性和表达模式进行分析。在PmiREN数据库中搜索到19个Tae-miR166基因家族成员,染色体定位发现Tae-miR166成员定位于14条染色体上。序列比对发现Tae-miR166的成熟体序列高度保守。进化分析结果表明,Tae-miR166基因家族成员分别处于4个进化分支。靶基因预测结果表明,Tae-miR166的靶基因包括Ⅲ类同源异型结构域亮氨酸拉链蛋白、β半乳糖苷酶和钙依赖性蛋白激酶等。转录组数据分析表明Tae-miR166家族19个成员在小麦6个组织中都有表达,在籽粒和穗中表达量最高。荧光定量PCR结果表明,Tae-miR166家族15个成员在镉、干旱和低温胁迫处理后的表达模式存在差异,说明Tae-miR166基因家族在植株抵御非生物胁迫时发挥着重要作用。本研究为进一步阐明Tae-miR166基因家族的功能提供了理论依据。

关键词：农艺学 Tae-miR166 小麦进化特征靶基因

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小麦miR164基因家族的生物信息学分析及靶基因预测

中国科技论文在线精品论文

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中国科技论文在线精品论文 2024年第1期17卷 50-58页

作者：武宁静徐渴曹慧雯张树华赵勇杨学举河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071000

miR164家族是植物中一类特有的保守小RNA分子,广泛参与植物的生长发育及各种逆境胁迫响应。为了解小麦Tae-miR164基因家族成员的进化特征、表达模式及功能,对PmiREN数据库中Tae-miR164基因进行了生物信息学分析。结果共鉴定到13个家族成... 详细信息

miR164家族是植物中一类特有的保守小RNA分子,广泛参与植物的生长发育及各种逆境胁迫响应。为了解小麦Tae-miR164基因家族成员的进化特征、表达模式及功能,对PmiREN数据库中Tae-miR164基因进行了生物信息学分析。结果共鉴定到13个家族成员,成簇于小麦Chr1、Chr2和Chr6等3条染色体上。序列比对发现Tae-miR164家族13个成员的成熟序列均为21 bp,且相似性较高,仅在5’端第21个核苷酸处存在差异,前体序列均能形成稳定的二级茎环结构,成熟的miRNA序列处于5’端臂上。进化树分析表明,拟南芥、水稻、玉米、二穗短柄草、大麦、谷子、苜蓿、番茄和小麦中Tae-miR164家族成员主要分为4个分支。靶基因预测表明,Tae-miR164基因家族成员对应的靶基因为NAC转录因子家族成员。转录组数据分析表明,Tae-miR164a/b/c/d/e/f/g/h/i/m在小麦6个组织中均有表达,Tae-miR164j/k/l在花和籽粒中几乎不表达。实时荧光定量PCR结果表明,低温(4℃)胁迫处理48 h的小麦茎基部中Tae-miR164家族成员呈明显上调的表达模式。本研究为小麦Tae-miR164家族成员的功能鉴定奠定了理论基础。

关键词：农艺学小麦 Tae-miR164基因家族系统进化靶基因预测

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脂质代谢途径调控种子粒重的研究进展

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中国科技论文在线精品论文 2023年第3期16卷 338-342页

作者：张大效陶勇生华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北农业大学农学院河北保定071001

玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮食、饲料和经济作物。百粒重(100-kernel weight,KW)是产量的重要决定因子。因而KW的遗传及分子调控的研究对提高玉米的产量是最经济和最有效的途径。脂质代谢可以通过调控胚乳细胞大小、命运以及营养... 详细信息

玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮食、饲料和经济作物。百粒重(100-kernel weight,KW)是产量的重要决定因子。因而KW的遗传及分子调控的研究对提高玉米的产量是最经济和最有效的途径。脂质代谢可以通过调控胚乳细胞大小、命运以及营养物质的积累,最终决定玉米粒重。本文侧重阐述了脂质代谢通过调控网状样蛋白(reticulon-like protein,RIP)和过氧化物酶(peroxiredoxin,Prx)抑制活性氧(reactive oxygen species,ROS)的积累和影响细胞凋亡,以及磷脂酸(phosphatidic acid,PA)和二脂酰甘油(diacylglycerol,DAG)介导吲哚乙酸(indoleacetic acid,IAA)信号调控细胞伸长,从而调控玉米粒重的研究进展,以期为玉米粒重的遗传研究提供基因,为KW玉米分子育种提供新途径和新基因资源。

关键词：农艺学粒重综述脂质代谢胚乳细胞活性氧(ROS) 磷脂酸(PA)

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