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不结球白菜GST基因家族的全基因组鉴定及花青素相关基因Bc GSTF6的功能分析

中国农业科学 2024年第16期57卷 3234-3249页

作者：尹雨钦徐欢欢唐丽萍王欣雅胡春梅侯喜林李英南京农业大学园艺学院/作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心

【背景】花青素是紫色不结球白菜中重要的营养成分之一，谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST）在花青素转运中发挥着重要功能。【目的】鉴定不结球白菜中编码GST的基因，并通过转录组和分子生物学手段揭示BcGSTF6在不结球... 详细信息

【背景】花青素是紫色不结球白菜中重要的营养成分之一，谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST）在花青素转运中发挥着重要功能。【目的】鉴定不结球白菜中编码GST的基因，并通过转录组和分子生物学手段揭示BcGSTF6在不结球白菜花青素转运中的作用，解析不结球白菜花青素积累的分子机制。【方法】通过生物信息学方法，鉴定GST基因家族成员并分析其在染色体上的位置和基序；在紫色和绿色的不结球白菜中进行转录组分析，筛选不结球白菜中参与花青素转运的基因，并通过表达模式分析、亚细胞定位、拟南芥突变体tt19的异源回补试验进一步验证BcGSTF6和BcTT19的功能；通过将BcGSTF6和BcTT19与其他物种中参与花青素转运基因的氨基酸序列进行比较，分析BcGSTF6存在的差异；并通过BcGSTF6蛋白与矢车菊素（Cya）的体外结合和基因沉默试验验证BcGSTF6是否为参与不结球白菜花青素转运和积累的重要基因。【结果】从不结球白菜中鉴定得到83个GST基因家族成员，分为8个亚家族，分布在10条染色体上。转录组分析结果表明BcGSTF6和BcTT19可能是参与不结球白菜花青素转运的基因，进一步利用qRT-PCR发现BcGSTF6与BcTT19都在不结球白菜花青素积累阶段高度表达；亚细胞定位结果表明BcGSTF6和BcTT19都定位于内质网和液泡膜中。氨基酸序列多重比较发现BcTT19与其他物种中参与花青素转运的蛋白存在高度同源性，而BcGSTF6则在保守结构域中存在较大差异。在拟南芥突变体tt19中对BcGSTF6和BcTT19进行过表达均可恢复拟南芥幼苗tt19积累花青素的表型，但不能恢复其种皮棕色的表型，表明BcGSTF6和BcTT19都参与了花青素的转运但不能转运原花青素（PAs）。体外结合试验发现BcGSTF6蛋白在室温下可增加Cya的可溶性；对BcGSTF6在不结球白菜中进行基因沉默发现叶片中花青素含量显著下降，同时也导致参与花青素合成与调控相关基因表达量降低。证明BcGSTF6参与了花青素的转运和积累，在不结球白菜叶片着色过程中发挥重要功能。【结论】本研究鉴定了不结球白菜GST基因家族，并进一步解析了BcTT19和BcGSTF6在不结球白菜花青素转运和积累中的功能，阐明了BcGSTs在不结球白菜中花青素转运调控的部分机制。

关键词：不结球白菜花青素谷胱甘肽S-转移酶 BcGSTF6 转运

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不结球白菜BcFBN6a参与叶绿素积累的功能分析

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南京农业大学学报 2025年

作者：龚丽柏艾梅梁志乐朱桢栀肖栋张昌伟侯喜林李英南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/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/园艺学院

[目的]本文旨在克隆不结球白菜BcFBN6a基因和探究其在叶绿素积累中的功能。[方法]以不结球白菜‘苏州青’cDNA为模板，同源克隆BcFBN6a的CDS序列，并与其它物种的同源蛋白序列进行保守结构域、系统进化和保守基序分析；构建BcFBN6a-pRI... 详细信息

[目的]本文旨在克隆不结球白菜BcFBN6a基因和探究其在叶绿素积累中的功能。[方法]以不结球白菜‘苏州青’cDNA为模板，同源克隆BcFBN6a的CDS序列，并与其它物种的同源蛋白序列进行保守结构域、系统进化和保守基序分析；构建BcFBN6a-pRI101载体并转化农杆菌，瞬时注射烟草叶片研究BcFBN6a的亚细胞定位；利用RT-qPCR技术，分析BcFBN6a在不同组织的表达模式；利用农杆菌介导的蘸花法和病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术分别获取过表达BcFBN6a转基因拟南芥和BcFBN6a沉默不结球白菜植株，研究BcFBN6a在叶绿素积累中的功能；利用GeneMANIA数据库预测BcFBN6a的互作蛋白，并通过酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补成像（LCI）试验进一步验证。[结果]BcFBN6a的ORF全长714 bp，含有典型的PAP保守结构域，与芜菁的亲缘关系最近，其编码蛋白定位于叶绿体。BcFBN6a在光合组织叶片中高表达。拟南芥中异源过表达BcFBN6a显著增加了叶片中叶绿素的积累，AtHEMA1、AtCHLH、AtGUN4、AtPORB等叶绿素生物合成相关基因表达水平显著上调。VIGS诱导的BcFBN6a沉默植株中的叶绿素含量显著低于pTY空载对照，叶绿素合成相关基因表达下调。Y2H、BiFC和LCI试验联合分析表明，BcFBN6a能与BcGUN4相互作用。[结论]本研究发现BcFBN6a能够正向调控不结球白菜叶片中叶绿素的积累，并筛选鉴定到一个互作蛋白BcGUN4。

关键词：不结球白菜质体脂质相关蛋白 BcFBN6a 叶绿素 BcGUN4

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不结球白菜BcGR2.1基因的功能验证及响应光氧化胁迫研究

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南京农业大学学报 2023年第5期46卷 841-851页

作者：陶瑜李燕柏艾梅虞章红侯喜林李英南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/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/园艺学院江苏南京210095

[目的]本文旨在研究不结球白菜BcGR2.1基因在光氧化胁迫下的表达模式,并探索过表达或沉默该基因对植物抗光氧化胁迫的影响,以明确基因的功能。[方法]从不结球白菜中克隆了BcGR2.1基因CDS序列,对其编码的氨基酸序列进行进化树和保守区域... 详细信息

[目的]本文旨在研究不结球白菜BcGR2.1基因在光氧化胁迫下的表达模式,并探索过表达或沉默该基因对植物抗光氧化胁迫的影响,以明确基因的功能。[方法]从不结球白菜中克隆了BcGR2.1基因CDS序列,对其编码的氨基酸序列进行进化树和保守区域分析;采用RT-qPCR技术,对BcGR2.1基因在光氧化胁迫处理下的表达水平进行分析;利用农杆菌介导的蘸花法和病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术分别获得BcGR2.1过表达拟南芥和BcGR2.1沉默不结球白菜植株,并验证过表达或沉默BcGR2.1基因对植物抗光氧化胁迫能力的影响。[结果]不结球白菜BcGR2.1基因ORF全长1626 bp,与芜菁GR2蛋白进化关系最近。在甲基紫精(MV)处理诱导的光氧化胁迫下,该基因一定时间内表达量上调,随后下调。过表达转基因拟南芥中抗坏血酸(AsA)含量上升,而沉默植株中AsA含量下降。光氧化胁迫条件下,过表达转基因拟南芥中的H_(2)O_(2)含量显著低于野生型,而BcGR2.1沉默植株中H_(2)O_(2)含量显著高于PTY空载植株;此外,过表达BcGR2.1拟南芥中相关叶绿素荧光动力学参数F v/F m、Y(Ⅱ)、ETR以及qP均显著高于野生型。[结论]在拟南芥和不结球白菜中BcGR2.1正调控AsA含量,抑制光氧化胁迫处理下植株体内H_(2)O_(2)的爆发,一定程度上维护了植株叶绿素荧光参数的正常状态,提高了植物对光氧化胁迫的耐受性。

关键词：不结球白菜 BcGR2.1 光氧化胁迫抗坏血酸(AsA) 叶绿素荧光参数

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不结球白菜BcAP1的克隆及其启动子分析

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南京农业大学学报 2024年

作者：米闵渠天慧徐新凤李英侯喜林王建军刘同坤南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/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/园艺学院南京农业大学三亚研究院

[目的] 本文旨在探究BcAP1基因在不结球白菜早、晚开花品种中是否存在结构和表达差异。[方法] 以早开花品种‘菜心’以及晚开花品种‘五月慢’为试验材料，通过同源克隆2个品种中的BcAP1基因和启动子序列，对2个品种的氨基酸序列进行比... 详细信息

[目的] 本文旨在探究BcAP1基因在不结球白菜早、晚开花品种中是否存在结构和表达差异。[方法] 以早开花品种‘菜心’以及晚开花品种‘五月慢’为试验材料，通过同源克隆2个品种中的BcAP1基因和启动子序列，对2个品种的氨基酸序列进行比对和系统进化分析；利用亚细胞定位技术研究BcAP1基因的空间表达；利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分别对2个品种花蕾期和开花期BcAP1的表达量进行分析；通过双荧光素酶试验对2个品种中BcAP1启动子的活性进行分析；此外对转基因拟南芥进行β-D-葡糖醛酸酶(GUS)染色以及利用PlantCARE 在线软件预测了‘菜心’BcAP1启动子插入片段结构域。[结果] ‘菜心’和‘五月慢’BcAP1 CDS序列仅有1个碱基不同，但两端序列翻译所得氨基酸序列完全一致。系统进化分析表明，BcAP1与拟南芥之间同源性最高。亚细胞定位显示其表达位置在细胞核上。定量结果显示，在花蕾期和开花期，早抽薹品种‘菜心’中的BcAP1基因表达量显著高于同期的晚抽薹品种‘五月慢’。2个品种的BcAP1基因启动子序列上存在较大差异且‘菜心’的启动子序列存在896 bp插入序列。双荧光素酶试验结果表明，‘菜心’BcAP1启动子的活性远高于‘五月慢’BcAP1启动子的活性。GUS染色结果显示，GUS蛋白在pCXBcAP1-BcAP1-GUS转基因拟南芥表达更强。‘菜心’BcAP1启动子插入片段结构域分析发现BcAP1启动子插入片段有参与生物钟调控的顺式作用元件和赤霉素反应因子。[结论] 克隆的BcAP1基因定位于细胞核，与拟南芥的同源性最高，‘菜心’BcAP1启动子比‘五月慢’BcAP1启动子多一段长度为896 bp插入序列，插入片段中有与开花相关的元件，且‘菜心’BcAP1启动子活性比‘五月慢’高。

关键词：不结球白菜 BcAP1基因克隆启动子分析

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优质同源四倍体菜心新材料的创制及特性分析

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核农学报 2024年第2期38卷 209-216页

作者：荆禹铭嵇乐乐李孟杰张彦文侯喜林李英刘照坤刘同坤南京农业大学作物遗传与种质创新全国重点实验室/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 苏州市农业科学院江苏苏州215000

为获得优质的菜心同源四倍体新材料,本研究采用0.2%(W/V)的秋水仙素溶液点滴二倍体菜心LCX017幼苗子叶生长点,通过形态学、解剖学、细胞学以及流式细胞仪等方式鉴定到诱导成功的同源四倍体植株,并对二、四倍体的农艺性状、营养品质、光... 详细信息

为获得优质的菜心同源四倍体新材料,本研究采用0.2%(W/V)的秋水仙素溶液点滴二倍体菜心LCX017幼苗子叶生长点,通过形态学、解剖学、细胞学以及流式细胞仪等方式鉴定到诱导成功的同源四倍体植株,并对二、四倍体的农艺性状、营养品质、光合特性等方面进行分析比较。结果表明,形态学与农艺性状方面,四倍体植株在叶片、花器官、种荚等方面表现出“巨大性”,叶宽、叶厚增大,菜薹直径变粗,重量增大;解剖学方面,四倍体叶片气孔相对二倍体更大,气孔密度降低;花粉粒相比二倍体变大且呈现棒状或橄榄状;细胞学方面,四倍体植株的根尖染色体数目是二倍体的2倍;流式细胞仪鉴定结果显示,四倍体的DNA荧光强度是二倍体的2倍;营养品质方面,相较于二倍体,四倍体植株中可溶性糖、纤维素、有机酸以及叶绿素含量显著上升,硝态氮含量下降22.92%,可溶性蛋白含量无显著变化;此外,结合光响应曲线分析发现,四倍体在强光和弱光条件下的适应能力均强于二倍体。综上,本研究成功诱导出了优质的同源四倍体菜心新材料,丰富了不结球白菜的种质资源。

关键词：菜心秋水仙素同源四倍体品质鉴定光合特性

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低温等离子体技术在蔬菜、微生物及农作物种子诱变中的应用

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长江蔬菜 2023年第16期 20-23页

作者：侯喜林高跃付雅琼李英万京林张昌伟南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室/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/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心 210095 南京苏曼等离子工程研究院有限公司 211162 南京农业大学园艺学院

以等离子体是什么为切入点,介绍了等离子体研究现状和诱变技术原理。综述了低温等离子技术在蔬菜和农作物领域的应用,阐明了高压电场低温等离子体处理不结球白菜种子对生长发育的影响。围绕低温等离子体在蔬菜、微生物及农作物中的诱变... 详细信息

以等离子体是什么为切入点,介绍了等离子体研究现状和诱变技术原理。综述了低温等离子技术在蔬菜和农作物领域的应用,阐明了高压电场低温等离子体处理不结球白菜种子对生长发育的影响。围绕低温等离子体在蔬菜、微生物及农作物中的诱变研究,论述了高压电场低温等离子体诱变不结球白菜种子的效果和应用前景。

关键词：低温等离子体蔬菜微生物农作物种子诱变原理

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等离子体活性水对不结球白菜出苗和幼苗生长发育的影响

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长江蔬菜 2022年第14期 14-16页

作者：邹宏宇侯喜林南京农业大学园艺学院 210095 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/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心南京苏曼等离子工程研究院 210095

低温等离子体在实际作用时可分为直接作用和间接作用。直接作用即使低温等离子体直接在被处理物质的表面安全无害地发挥作用。由于等离子体的低温特性,即使作用于对热比较敏感的物质也不会造成损害[1]。间接作用即以水作为媒介,将等离... 详细信息

低温等离子体在实际作用时可分为直接作用和间接作用。直接作用即使低温等离子体直接在被处理物质的表面安全无害地发挥作用。由于等离子体的低温特性,即使作用于对热比较敏感的物质也不会造成损害[1]。间接作用即以水作为媒介,将等离子体作用于被处理物质。通过射频等离子体发生装置直接在水中或者水的表面进行放电,在水中激发活性物质[2],或者将装置产生的等离子体经空气扩散至水中,激发一系列动态的化学反应从而激发活性物质,经此处理得到的液体即为等离子体活性水(Plasma Active Water,PAW),或者称为等离子体处理水。

关键词：等离子体作用低温等离子体射频等离子体活性水等离子体处理间接作用活性物质低温特性

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被人们遗忘的蔬菜第一大作用功能——调节人体的酸碱平衡

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长江蔬菜 2022年第2期 15-17页

作者：侯喜林张昌伟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/南京农业大学园艺学院南京苏曼等离子工程研究院南京210095

蔬菜,尤其是绿叶蔬菜都属于碱性食物。蔬菜,可以中和人体内大量的酸性食物,如肉类、淀粉类食物。蔬菜是我国人民膳食结构中极为重要的组成部分,中国人尤其喜食新鲜蔬菜。从营养学的角度看,蔬菜的营养功能主要是供给人体所必需的多种维... 详细信息

蔬菜,尤其是绿叶蔬菜都属于碱性食物。蔬菜,可以中和人体内大量的酸性食物,如肉类、淀粉类食物。蔬菜是我国人民膳食结构中极为重要的组成部分,中国人尤其喜食新鲜蔬菜。从营养学的角度看,蔬菜的营养功能主要是供给人体所必需的多种维生素、矿物质、微量元素、酶以及一部分热能和蛋白质;还能帮助消化、改善血液循环等;但它最重要的功能是调节人体酸碱平衡。

关键词：多种维生素酸性食物碱性食物绿叶蔬菜血液循环膳食结构酸碱平衡蔬菜的营养

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江苏小白菜产业链关键技术的创新与应用

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长江蔬菜 2022年第24期 18-21页

作者：侯喜林张昌伟李英刘同坤南京农业大学园艺学院南京天量生物工程科技有限公司/南京苏曼等离子工程研究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/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心南京210095 南京农业大学园艺学院南京210095 南京农业大学园艺学院南京天量生物工程科技有限公司/南京苏曼等离子工程研究院南京210095

江苏现代农业(蔬菜)产业技术体系集成创新中心叶菜类蔬菜创新团队,依据江苏省农业委员会(农业农村厅)关于印发《江苏现代农业产业技术体系建设方案》的通知(苏农科[2017]17号)和《江苏省蔬菜产业技术体系工作细则》于2017年3月成立,围... 详细信息

江苏现代农业(蔬菜)产业技术体系集成创新中心叶菜类蔬菜创新团队,依据江苏省农业委员会(农业农村厅)关于印发《江苏现代农业产业技术体系建设方案》的通知(苏农科[2017]17号)和《江苏省蔬菜产业技术体系工作细则》于2017年3月成立,围绕叶菜(主要是不结球白菜,又名小白菜)产业链。

关键词：产业技术体系江苏省农业叶菜类蔬菜工作细则创新团队集成创新江苏现代创新与应用

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长三角一体化背景下的现代农业发展趋势--以蔬菜产业为例

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长江蔬菜 2021年第10期 23-26页

作者：侯喜林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/南京苏曼等离子工程研究院南京农业大学园艺学院南京210095

“长三角一体化”的提出,推动了改革的深化,提供了更高层次的对外开放。经改革开放以来的不断实践,我国农业快速发展、农民生活质量显著提升。现以现代农业的内涵为切入点,结合发展现状,讨论现代农业发展方向和蔬菜科技及其产业发展目标。

关键词：长三角一体化现代农业发展趋势蔬菜产业

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