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白菜(Brassica campestris ***)BcMAX2调控腋芽生长的功能分析

园艺学报 2023年第5期50卷 972-984页

作者：徐兰兰赵天孜张玮宗琛黄菲艺王建军侯喜林李英南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新国家重点实验室农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创新重点实验室南京210095

MAX2(MORE AXILLARY GROWTH 2)是独脚金内酯信号转导相关基因,其功能与腋芽生长有关。以白菜(Brassica campestris ***)分蘖菜品种‘马耳头’和普通白菜品种‘苏州青’为材料,探究MAX2对腋芽生长的影响。结果表明:从两种材料中克隆得到... 详细信息

MAX2(MORE AXILLARY GROWTH 2)是独脚金内酯信号转导相关基因,其功能与腋芽生长有关。以白菜(Brassica campestris ***)分蘖菜品种‘马耳头’和普通白菜品种‘苏州青’为材料,探究MAX2对腋芽生长的影响。结果表明:从两种材料中克隆得到的BcMAX2其开放阅读框序列没有差异,‘马耳头’的BcMAX2启动子序列有2个碱基的缺失。亚细胞定位分析表明BcMAX2定位在细胞核。在拟南芥中过表达BcMAX2抑制腋芽生长,BRC1表达量升高。在‘马耳头’中沉默BcMAX2能引起BcBRC1表达量降低并促进腋芽伸长。通过对白菜cDNA文库筛选得到197个与BcMAX2互作的候选蛋白,其中多数候选互作蛋白具有结合活性和催化活性,部分候选蛋白还参与植物的信号转导和逆境响应。通过酵母双杂交和双分子荧光互补技术验证最终得到2个与BcMAX2互作的蛋白。试验表明,白菜BcMAX2可能通过促进BcBRC1的表达来负调控腋芽的生长。

关键词：白菜腋芽生长 BcMAX2 BcBRC1

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不结球白菜酵母杂交cDNA文库构建及BcFT上游调控因子筛选

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核农学报 2023年第6期37卷 1130-1137页

作者：徐新凤王惠玉米闵侯喜林李英王建军肖栋刘同坤作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创新重点实验室南京农业大学园艺学院江苏南京210095

FLOWERING LOCUS T(FT)是调控植物开花途径中的关键基因,前期研究中,在比较晚开花wym-97和早开花cx-49两个品种的BcFT启动子时,发现cx-49的BcFT启动子存在一个1577 bp的插入片段。为探索该插入片段对不结球白菜开花的影响,本研究构建不... 详细信息

FLOWERING LOCUS T(FT)是调控植物开花途径中的关键基因,前期研究中,在比较晚开花wym-97和早开花cx-49两个品种的BcFT启动子时,发现cx-49的BcFT启动子存在一个1577 bp的插入片段。为探索该插入片段对不结球白菜开花的影响,本研究构建不结球白菜酵母杂交cDNA文库,继而利用酵母单杂交技术筛选与BcFT启动子互作的蛋白。结果显示,本研究所得cDNA文库的库容为1.8×10^(6)CFU,重组率为100%,插入片段长度分布范围约400~2000 bp,平均长度大于1000 bp,表明不结球白菜酵母杂交cDNA文库构建成功。自激活试验表明,800 ng·mL^(-1)的金担子素(AbA)可以抑制诱饵载体的自激活。通过酵母单杂交试验筛选到结合BcFT启动子插入片段的上游蛋白BcSAP18和BcDEAR2。综上,本研究成功构建了不结球白菜酵母杂交cDNA文库并获得了BcFT启动子插入片段的互作蛋白,为进一步研究BcFT在不结球白菜开花中的调控机制奠定了基础。

关键词：不结球白菜 BcFT基因开花 cDNA文库酵母单杂交

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切花菊F_(1)代光反应周期的遗传表现

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园艺学报 2023年第10期50卷 2104-2116页

作者：袁储聪苏江硕蒋甲福邓波张飞管志勇房伟民陈发棣南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新国家重点实验室、农业农村部景观农业重点实验室、华东地区花卉生物学国家林业和草原局重点实验室南京210095

光反应周期在切花菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)生产中是一个非常重要的性状。选择光反应周期差异较大的6个品种配置3个杂交组合:‘Q-17’×‘绿黄红边’、‘南农庐火’×‘迷你黄’和‘Q1-39’×‘黑心黄’,3个组... 详细信息

光反应周期在切花菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)生产中是一个非常重要的性状。选择光反应周期差异较大的6个品种配置3个杂交组合:‘Q-17’×‘绿黄红边’、‘南农庐火’×‘迷你黄’和‘Q1-39’×‘黑心黄’,3个组合分别获得了386、208和181株F_(1)后代。光反应周期的变异系数依次为5.85%、10.94%和8.76%,现蕾期、露色期、株高、节间长和叶片数等5个性状的变异系数在6.27%~27.21%之间,光反应周期在3个组合F_(1)群体中的中亲优势分别为5.81、6.88和9.69;除‘Q1-39’×‘黑心黄’组合的株高中亲优势不显著外,其他的5个性状均存在极显著的正向或负向中亲优势。混和遗传模型分析发现,光反应周期、现蕾期、露色期在3个杂交组合中的遗传模型存在差异。光反应周期在‘Q-17’×‘绿黄红边’组合中符合A-1模型,主基因遗传率为50.4%;在‘南农庐火’×‘迷你黄’组合中符合A-0模型,没有主基因控制;在‘Q1-39’×‘黑心黄’组合中符合B-1模型,主基因遗传率为84.93%,属于高度遗传力。

关键词：切花菊光反应周期杂种优势混合遗传分析

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不结球白菜BcLBD37基因的克隆及其对硝酸盐吸收的调节

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核农学报 2022年第12期36卷 2338-2348页

作者：纪雪洁王建军侯喜林许继伟邵嘉轩胡春梅南京农业大学园艺学院/作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创新重点实验室江苏南京210095

LBD转录因子是高等植物特有的一类转录因子。为研究不结球白菜LBD基因对硝酸盐吸收的影响,以紫色不结球白菜自交系NJZX3-4为材料,采用同源克隆的方法克隆BcLBD37基因;通过构建PRI101过表达载体,异缘转化拟南芥,实现BcLBD37基因的过表达... 详细信息

LBD转录因子是高等植物特有的一类转录因子。为研究不结球白菜LBD基因对硝酸盐吸收的影响,以紫色不结球白菜自交系NJZX3-4为材料,采用同源克隆的方法克隆BcLBD37基因;通过构建PRI101过表达载体,异缘转化拟南芥,实现BcLBD37基因的过表达;同时借助病毒介导的基因沉默技术(VIGS),使不结球白菜中的BcLBD37基因沉默;并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析BcLBD37基因过表达以及沉默后对硝酸盐吸收相关基因表达量的影响。结果表明,该基因片段长度为840 bp,编码279个氨基酸。与野生型相比,转基因拟南芥中硝酸盐代谢相关基因NIA1、NIA2、NRT1.1、NRT1.7、NRT2.1、NRT2.5的表达量均显著下调,硝酸还原酶活性和硝态氮含量亦显著降低。而在不结球白菜中沉默该基因后,沉默植株PTY-2/4中硝酸盐代谢相关基因的表达显著上调,硝酸还原酶活性和硝态氮含量亦显著提高。综上可知,BcLBD37基因通过抑制硝酸盐代谢相关基因的表达,调节硝酸还原酶的活性,进而抑制NO~-的吸收。本研究为提高不结球白菜营养品质提供了理论依据。

关键词：不结球白菜 BcLBD37 转基因拟南芥硝酸盐吸收

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萝卜细胞质雄性不育性遗传机制及其利用研究进展

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南京农业大学学报 2022年第5期45卷 883-897页

作者：柳李旺李冰霜董俊辉张晓莉王燕徐良南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室/园艺学院江苏南京210095

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)在萝卜与近缘芸薹属作物杂种优势利用中起着重要作用,CMS育性机制的研究有助于揭示细胞核-质互作的分子基础。萝卜CMS不育类型主要有Ogura、Kos、NWB和DCGMS等。Ogura CMS起源于日本野... 详细信息

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)在萝卜与近缘芸薹属作物杂种优势利用中起着重要作用,CMS育性机制的研究有助于揭示细胞核-质互作的分子基础。萝卜CMS不育类型主要有Ogura、Kos、NWB和DCGMS等。Ogura CMS起源于日本野生萝卜,多在四分体-单核小孢子期败育;NWB和DCGMS CMS起源于欧洲野生萝卜,败育发生在单核小孢子时期。现已鉴定到多个萝卜CMS不育基因(orf 138、orf125、orf463和orf463a等)及育性恢复基因(Rfo、Rf3、Rfs、Rfk1和Rfd1等)。通过分析不育基因与恢复基因(Rf)的遗传模式、结构特征和相互作用,初步阐明了萝卜Ogura CMS形成与育性恢复机制,即Rf基因所编码的PPR-B蛋白特异结合不育基因orf 138 mRNA,充当核糖体阻断剂特异性地阻止翻译延伸,从而降低ORF138蛋白含量以恢复育性,但是PPR-B蛋白上的结合位点尚需鉴定。此外,本文还对育性恢复基因标记开发、雄性不育系转育以及作为近缘种的不育胞质源等萝卜CMS不育胞质利用相关领域研究进展进行了阐述,并展望了CMS不育性遗传机制与利用领域存在的问题及研究重点。

关键词：萝卜细胞质雄性不育恢复基因遗传机制研究进展

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番茄生物钟基因SlLNK1、SlEID1和SlELF3光周期响应分析

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园艺学报 2023年第10期50卷 2079-2090页

作者：刘慧黄婷陶建平张佳琪张榕蓉宋刘霞赵统敏游雄熊爱生南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新利用国家重点实验室农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室南京210095 南京农业大学理学院南京210095 江苏省农业科学院蔬菜研究所南京210014

利用BLAST同源比对的方法鉴定获得番茄生物钟基因LNK1(night light-inducible and clock-regulated 1)、EID1(eia-like inhibitor of differentiation 1)和ELF3(early flowering 3)在35个物种中的直系同源基因,系统进化分析发现LNK1、EID1和ELF3起源于陆地植物。通过qRT-PCR证明三者均响应光周期和不同光照强度,光照显著诱导SlLNK1表达,抑制EID1和ELF3的表达。在2个光周期(48 h)中,番茄叶片净光合速率、胞间CO_(2)浓度、气孔导度和蒸腾速率呈节律变化。通过转录组分析3个基因的时空表达模式发现,它们在不同组织中呈现差异:SlLNK1在叶片、茎和花中高表达,SlEID1和SlELF3在根和果实中特异性表达。

关键词：番茄生物钟基因光照强度表达分析光合特性

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大白菜LEA家族基因的鉴定及其部分成员在低温胁迫下的表达分析

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园艺学报 2022年第2期49卷 304-318页

作者：王光鹏刘同坤徐新凤李竹帛高瞻远侯喜林南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心南京210095

基于大白菜全基因组数据对LEA家族基因进行全基因组鉴定与生物信息学分析,研究其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位、进化关系以及在不同组织中和低温胁迫下的表达模式。从大白菜基因组中总共鉴定出65个LEA家族基因成... 详细信息

基于大白菜全基因组数据对LEA家族基因进行全基因组鉴定与生物信息学分析,研究其序列特征、基因结构、启动子顺式作用元件、染色体定位、进化关系以及在不同组织中和低温胁迫下的表达模式。从大白菜基因组中总共鉴定出65个LEA家族基因成员,根据系统发育与保守基序分析,其可分为8个组;内含子较少,且不均匀地分布在10条染色体上,另有3个成员位于Scaffold上。启动子顺式作用元件分析显示,有29个(44.6%)成员拥有低温响应元件,除此之外,光响应元件和激素响应元件占比较高。共线性分析显示,大白菜BrLEA与拟南芥AtLEA同源性较高,并在进化中较为保守。大白菜不同组织转录组数据表明,BrLEA基因在大白菜不同组织中的表达存在组织特异性。对筛选出的13个家族成员进行低温胁迫表达分析表明,受低温胁迫表达量都有所升高。

关键词：大白菜 LEA基因家族低温胁迫生物信息学

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基于农杆菌真空渗透法的菊花瞬时表达系统的优化

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农业生物技术学报 2023年第12期31卷 2654-2664页

作者：俞瑶程华陈素梅陈发棣蒋甲福南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部景观农业重点实验室/华东地区花卉生物学国家林业和草原局重点实验室/园艺学院

菊花(Chrysanthemum morifolium)多是六倍体，遗传背景复杂，稳定遗传转化效率低。本研究旨在优化菊花中的瞬时表达系统，提高瞬转效率、目的基因表达活性，为开展菊花相关基因的功能研究提供有效手段。利用真空渗透法对'神马'(... 详细信息

菊花(Chrysanthemum morifolium)多是六倍体，遗传背景复杂，稳定遗传转化效率低。本研究旨在优化菊花中的瞬时表达系统，提高瞬转效率、目的基因表达活性，为开展菊花相关基因的功能研究提供有效手段。利用真空渗透法对'神马'('Jinba')菊花插穗进行瞬时转化，通过选择不同种类的悬浮液、不同悬浮液pH、是否添加乙酰丁香酮、不同悬浮终浓度、农杆菌(Agrobacterium)菌液暗培养时间以及植物暗培养温度6个方面进行研究，对所得侵染效率进行统计分析，同时通过测定分析荧光素酶(luciferase, LUC)平均荧光强度进一步判断表达效率，探索这6种条件对菊花瞬时转化效率及目标基因表达活性的影响程度。结果表明，侵染菊花时，2-(N-吗啡啉)乙磺酸(2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid hydrate, MES)缓冲液为最适宜的悬浮液；且悬浮液pH=6.0时，荧光值表达水平最高；其次，加入乙酰丁香酮(100μmol/L)能够提高瞬时侵染的转化效率和荧光值的表达水平；当悬浮菌液的OD600值为1.8时，荧光值表达量显著上升(P<0.05)；菌液悬浮后置于28℃暗培养4 h更有利于荧光值的表达；另外，10℃低温暗培养植物时侵染效率和荧光值表达量均有所提升。本研究通过更改悬浮液的成分、悬浮菌液的浓度、悬浮菌液和瞬时转化后植株的培养条件显著提高了菊花荧光值表达量，在较短的实验周期内做到了有效的瞬时表达，可为菊花基因功能研究提供有效手段。

关键词：菊花根癌农杆菌瞬时表达系统荧光值

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高花青苷同源四倍体紫菜薹新材料的创制及特性分析

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核农学报 2023年第5期37卷 897-906页

作者：李孟杰张晨王美云杨晓雪侯喜林王建军周鸿章刘同坤南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心江苏南京210095 南京苏曼等离子工程研究院江苏南京210095 南京理想农业科技有限公司江苏南京210095

为获得优质高花青苷的同源四倍体不结球白菜紫菜薹Lcx025b新材料,本研究利用浓度为0.2%(w/v)的秋水仙素溶液处理二倍体Lcx025b幼苗的子叶生长点,通过形态学、细胞学、流式细胞仪测定等方法筛选鉴定得到同源四倍体植株,通过农艺性状指标... 详细信息

为获得优质高花青苷的同源四倍体不结球白菜紫菜薹Lcx025b新材料,本研究利用浓度为0.2%(w/v)的秋水仙素溶液处理二倍体Lcx025b幼苗的子叶生长点,通过形态学、细胞学、流式细胞仪测定等方法筛选鉴定得到同源四倍体植株,通过农艺性状指标、营养品质、光合特性、抗病能力等方面对二、四倍体植株进行比较分析。结果表明,相较于二倍体植株,四倍体植株在形态学方面表现出巨大性,具体表现为叶片的长宽比显著减小,叶片趋于扁圆形,花器官、种荚、种子等明显增大,菜薹颜色加深;叶片气孔明显增大,气孔密度减小;花粉粒表现出明显不规则性;四倍体植株根尖细胞染色体的数目以及通过流式细胞仪分析的四倍体植株DNA的荧光强度都表现为二倍体的两倍;营养品质方面,可溶性糖、菜薹花青苷含量显著增加,纤维素、硝态氮含量显著减少,可溶性蛋白、叶绿素含量无显著变化;结合光响应曲线分析,四倍体光合能力更强,适应性更高;此外,在抗病性鉴定过程中,四倍体植株对灰霉菌的抗性明显优于二倍体植株。综上,本研究获得了高花青苷的同源四倍体不结球白菜紫菜薹Lcx025b新材料,为不结球白菜的种质资源创新提供了重要的材料支撑。

关键词：紫菜薹同源四倍体光合特性抗病性特性分析

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不同贮藏条件对芹菜叶绿素含量的影响及相关基因表达分析

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农业生物技术学报 2022年第6期30卷 1078-1086页

作者：贾敏朱胜琪王雅慧谭杉杉刘洁霞熊爱生南京农业大学园艺学院/作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室

芹菜(Apium graveolens)是重要的叶菜类蔬菜，具有很高的营养价值和多种药用功能。采后芹菜贮藏过程中的叶绿素含量是评价芹菜品质的重要指标之一。采后不同贮藏条件对芹菜叶绿素含量的影响及其分子机制尚不清楚。本研究以'四季小香... 详细信息

芹菜(Apium graveolens)是重要的叶菜类蔬菜，具有很高的营养价值和多种药用功能。采后芹菜贮藏过程中的叶绿素含量是评价芹菜品质的重要指标之一。采后不同贮藏条件对芹菜叶绿素含量的影响及其分子机制尚不清楚。本研究以'四季小香芹'和'六合黄心芹'为实验材料，设置室温(25℃)、低温(4℃)和室温黑暗(25℃) 3个不同的贮藏条件，分别测定0、6、24、30、48和54 h的芹菜叶片叶绿素含量，并通过荧光定量PCR检测叶绿素代谢相关基因(AgMPE, AgPPH, AgPAO, AgCAO, AgNOL和AgHCAR)的表达水平。结果显示，低温条件下叶绿素a和叶绿素b含量的均值最高；除24和30 h以外，叶绿素总积累量均在低温贮藏时最高；室温黑暗条件下总叶绿素含量高于室温条件；AgCAO基因的转录水平随贮藏时间的增加发生显著的变化，且与叶绿素b的积累模式一致。研究结果表明，低温贮藏条件抑制了芹菜叶绿素的降解，能够更好地保持芹菜叶绿素含量，维持芹菜的营养品质和感官品质。本研究为探究采后芹菜叶绿素的积累规律及相关基因的调控模式提供了参考。

关键词：芹菜低温叶绿素基因表达贮藏

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