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分子植物育种 2025年

作者：陈晨杨凯波王奎萍戴鹏飞扬州市职业大学园林园艺学院南京林业大学林学院/南方现代林业协同创新中心江西环境工程职业学院

花色对植物具有重要的生物学意义，也是衡量观赏植物价值的重要指标之一。细胞色素是影响花色的重要内在因素，花青素苷是使花朵呈色的最重要色素之一，数量多达600种。花青素苷生物合成主要包括香豆酰-CoA的生成、黄烷酮的生成、二氢... 详细信息

花色对植物具有重要的生物学意义，也是衡量观赏植物价值的重要指标之一。细胞色素是影响花色的重要内在因素，花青素苷是使花朵呈色的最重要色素之一，数量多达600种。花青素苷生物合成主要包括香豆酰-CoA的生成、黄烷酮的生成、二氢黄酮醇的生成、花色素的合成以及花色素的修饰，一系列与此相关的酶催化反应的顺利进行。此外，花青素苷生物合成受CHS、CHI、F3’H、ANS等多个基因的调控。普遍认为，细胞液呈酸性时，植物花瓣呈红色；细胞液为中性时，花瓣为淡紫色；细胞液呈碱性时，花瓣呈蓝色。铝、铁、镁等金属离子可与花青素苷螯合，从而影响植物花色，并对花青素苷的稳定性有重要作用。花瓣表皮细胞的形状会影响光线的射入，使得花色变深或变浅。温度可能通过影响花瓣细胞色素的组成及含量，改变花瓣颜色；在一定范围内，花色随光照强度的增加而加深。植物激素对花青素苷合成相关基因的表达具有重要的调控作用，因此，植物激素对花色形成也有重要影响。土壤养分状况在花青素苷的合成和积累中也发挥了重要作用。随着研究方法和手段的不断创新，CHS、DFR、ANS、F3’H等与花色形成相关的基因相继被鉴定、克隆，并利用转基因技术转化进不同植株，改变了转基因植株的花色。植物花色在生产实践中也有重要应用，花色与授粉昆虫协同进化，大大提高了繁育效率；不同花色的植物在公园、庭院等造景中具有重要意义；可根据不同花色同种植物的光合作用能力筛选优良植株，进行大规模栽培。本研究综述了近年来国内外学者对影响植物花色形成的内外因素、花青素苷合成过程及调控、组学技术在花色形成中的应用、花色的价值与应用等方面的研究成果，并对今后植物花色的研究方向进行了讨论与展望。

关键词：花色细胞色素花青素苷分子生物学应用价值

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基于荧光共振能量转移的核酸适配体传感器检测环丙沙星

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分析试验室 2023年第11期42卷 1483-1488页

作者：李滨汐王婷王安琪王雪钱美汝朱咏莉李胎花南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037 江苏洪泽湖湿地生态系统国家定位观测研究站洪泽223100

建立了一种基于荧光共振能量转移(FRET)的核酸适配体传感器,并用于检测实际水体和牛奶中的环丙沙星(CIP)。为了防止羧基荧光素(FAM)被CIP猝灭,FAM和四甲基罗丹明(TAMRA)分别标记在互补单链DNA(FAM-cDNA)和适配体(TAMRA-APT),通过DNA杂... 详细信息

建立了一种基于荧光共振能量转移(FRET)的核酸适配体传感器,并用于检测实际水体和牛奶中的环丙沙星(CIP)。为了防止羧基荧光素(FAM)被CIP猝灭,FAM和四甲基罗丹明(TAMRA)分别标记在互补单链DNA(FAM-cDNA)和适配体(TAMRA-APT),通过DNA杂交发生FRET,TAMRA有效猝灭FAM的荧光。CIP加入后,其与FAM-cDNA发生亲和力竞争反应,CIP与TAMRA-APT形成结构更稳定的CIP/TAMRA-APT复合物,使体系FAM的荧光恢复。在优化条件下,本方法对CIP表现出高灵敏度和高选择性,检测浓度线性范围为0.01~1μmol/L,检出限为6 nmol/L;对实际水样和牛奶的加标回收率为90.4%~113.2%,相对标准偏差为1.8%~11%。该荧光适配体传感器具有成本低、灵敏度高、特异性好等优点,在环境中CIP残留快速检测方面具有良好的应用潜力。

关键词：适配体传感器环丙沙星氟喹诺酮类抗生素荧光共振能量转移荧光猝灭

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基于文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge.)基因组SSR标记的开发及初步验证

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分子植物育种 2023年第9期21卷 2971-2979页

作者：乐琳琳杨晓明郁万文蔡金峰汪贵斌李守科赵祥树曹福亮南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 山东沃奇农业开发有限公司潍坊262100

本研究基于文冠果全基因组信息,开展SSR分子标记鉴定与分析研究。结果表明,文冠果全基因组全长477586502 bp,共存在253336个SSR位点,平均每1870 bp出现一个SSR位点,GC含量为34.96%;不同染色体上的SSR位点数量不同,其中,SSR位点数量最多... 详细信息

本研究基于文冠果全基因组信息,开展SSR分子标记鉴定与分析研究。结果表明,文冠果全基因组全长477586502 bp,共存在253336个SSR位点,平均每1870 bp出现一个SSR位点,GC含量为34.96%;不同染色体上的SSR位点数量不同,其中,SSR位点数量最多的是1号染色体,SSR位点数量最少的是15号染色体。SSR位点的平均长度为18.92 bp,且重复单元中单核苷酸到六核苷酸的数量呈下降趋势。SSR位点的重复次数主要集中在4~13次重复范围内,且同一重复类型,重复次数越多,SSR位点出现的频率越低。文冠果基因组中共存在268种SSR重复类别,重复基元种类随重复次数增加而增加。单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸、六核苷酸的重复单元中,出现最多的分别是A/T、AT/AT、AAG/TTC、AAAT/TTTA、AAAAT/TTTTA和AAAACG/TTTTCG,显示出明显的A/T偏好性。虽然不同的SSR重复单元的序列长度有所不同,但其均显示出SSR重复单元的序列长度的增加,而SSR位点数减少的趋势。进一步利用6份不同种源的文冠果对待测引物进行多样性分析,得到30对条带清晰、多态性好的SSR引物。本研究将为今后文冠果种质资源鉴定和遗传图谱的构建奠定重要基础。

关键词：文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge.) 基因组 SSR 标记开发

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利用标本组学推进植物超级DNA条形码研究

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植物学报 2023年第5期58卷 831-842页

作者：王露露杨智杨永南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学生命科学学院南京210037 南京林业大学国家林业和草原局亚热带森林生物多样性保护重点实验室南京210037

物种的准确鉴定是生物资源利用和物种保护的重要基础。传统的物种鉴定依赖于分类学专业人员,而培养分类学专业人员需要耗费大量时间,是分类学知识利用的瓶颈。利用多通道电子检索表和智能识别也因个体发育阶段的不同和形态变异而难以准... 详细信息

物种的准确鉴定是生物资源利用和物种保护的重要基础。传统的物种鉴定依赖于分类学专业人员,而培养分类学专业人员需要耗费大量时间,是分类学知识利用的瓶颈。利用多通道电子检索表和智能识别也因个体发育阶段的不同和形态变异而难以准确鉴定物种。DNA条形码是基于DNA序列的鉴定技术,不受个体发育和形态多态性的影响,为物种快速鉴定提供了有效的解决方案。该文综述了DNA条形码的类型和发展趋势。DNA条形码的发展历史可分为2个阶段:(1)以一代测序为序列获取方式的单片段或少量片段时期;(2)以新一代高通量测序为序列获取方式的超级DNA条形码时期。该文比较了2个发展阶段DNA条形码的主要特点、研究方法和物种鉴定能力,认为基于质体基因组的超级DNA条形码物种鉴定能力更强,发展超级DNA条形码将成为植物条形码研究的主要趋势。同时进一步总结了超级DNA条形码发展所面临的困境和解决思路,指出研究材料仍是当前限制超级DNA条形码发展的关键因素,提出利用标本组学方法捕获大量历史馆藏标本的基因组序列,可为开展超级DNA条形码研究提供省时、高效和经济的解决方案。通过挖掘植物基因组数据获得单拷贝和低拷贝核基因并应用于物种条形码研究,不仅能提升分辨率,而且可解决杂交和不完全谱系分选等复杂进化历史类群的分类问题。建议利用标本馆保存的珍贵标本资源建立植物超级DNA条形码参考序列数据库。

关键词：标本组学鉴定物种分类学超级DNA条形码

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不同种源江孜沙棘种子表型及萌发特性研究

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种子 2024年第9期43卷 40-47页

作者：美朵卓嘎沈思凡曹福亮林玲南京林业大学林草学院水土保持学院南方现代林业协同创新中心南京210037 西藏农牧学院资源与环境学院西藏林芝860000

本试验以西藏5个不同种源江孜沙棘种子为材料,研究江孜沙棘种子的表型性状以及在相同培养条件下其种子萌发特性的差异,并探究与地理环境之间的关系。结果表明,不同种源江孜沙棘的种子长度、宽度、厚度分别为3.89~4.92 mm、2.12~3.27 mm... 详细信息

本试验以西藏5个不同种源江孜沙棘种子为材料,研究江孜沙棘种子的表型性状以及在相同培养条件下其种子萌发特性的差异,并探究与地理环境之间的关系。结果表明,不同种源江孜沙棘的种子长度、宽度、厚度分别为3.89~4.92 mm、2.12~3.27 mm、1.18~1.61 mm;种子千粒重为6.86~13.44 g。5个种源中萨迦县种子长度、宽度和千粒重的变异系数小于10%,属于弱变异。种子在萌发4 d内均达萌发高峰期,萌发进程时间较短,在10 d内均结束萌发。除了工布江达县江孜沙棘发芽率(46.67%)较低外,其余4个种源发芽率均高达80%以上。研究结果表明,南木林种子宽度、厚度和千粒重最大,而工布江达县种质的最小。不同种源种子萌发有明显的萌发峰值,属于“爆发型”萌发植物,江孜县的发芽率和发芽势显著最高。5个种源种子的发芽势与海拔和年日照时数间呈显著正相关,而与年均温呈极显著负相关。

关键词：江孜沙棘种源种子表型萌发特性

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Zn对解淀粉芽孢杆菌JK-JS8生物膜形成及拮抗能力的影响

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微生物学通报 2022年第10期49卷 4134-4143页

作者：汤雨葳于孟叶建仁南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【背景】锌(Zn)是一种微量元素,对细菌细胞的结构和调节系统非常重要。细菌在环境中会受到高浓度锌离子影响,进而影响其自身的功能。【目的】研究Zn对解淀粉芽孢杆菌JK-JS8生物膜及拮抗松枯梢病病菌能力的影响,探讨二者之间的联系和可... 详细信息

【背景】锌(Zn)是一种微量元素,对细菌细胞的结构和调节系统非常重要。细菌在环境中会受到高浓度锌离子影响,进而影响其自身的功能。【目的】研究Zn对解淀粉芽孢杆菌JK-JS8生物膜及拮抗松枯梢病病菌能力的影响,探讨二者之间的联系和可能的作用机制,为生防菌在不同环境条件下的应用提供理论依据。【方法】观察解淀粉芽孢杆菌JK-JS8在不同浓度锌离子条件下生物膜的形成情况,采用平板对峙法探究非致死浓度的锌离子对解淀粉芽孢杆菌JK-JS8拮抗松枯梢病病菌效果的影响,通过RT-qPCR检测ZnCl_(2)处理后生物膜相关基因的表达,检测抗菌产物的生成情况。【结果】300μmol/L ZnCl_(2)对解淀粉芽孢杆菌JK-JS8的生长量无影响,但显著抑制了JK-JS8生物膜形成能力及拮抗病原菌能力。Zn胁迫下,tasA、spo0A和bamD等生物膜相关基因的表达量与对照组相比明显下调,通过液相色谱检测到抑菌产物bacillomycin D的产量在24、48和72 h时分别降低了39.1%、58.8%和61.0%。【结论】环境中的锌离子浓度过高会影响解淀粉芽孢杆菌JK-JS8的生物膜形成,进而降低其拮抗病原菌的能力。

关键词： Zn 解淀粉芽孢杆菌生物膜拮抗作用

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无人机激光雷达杉木人工林碳储量估测

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西北林学院学报 2024年第4期39卷 131-137页

作者：于艺姚鸿文温小荣汪求来叶金盛南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037 浙江省森林资源监测中心浙江杭州310020 广东省林业调查规划院广东广州510520

森林碳储量是衡量森林生态系统基本特征的重要指标,传统碳储量估测方式需要耗费大量的时间、人力、物力等,因此利用无人机搭载激光雷达获取机载激光数据并建立森林碳储量估测模型,为获取区域内森林碳储量提供参考,从而更好地对森林资源... 详细信息

森林碳储量是衡量森林生态系统基本特征的重要指标,传统碳储量估测方式需要耗费大量的时间、人力、物力等,因此利用无人机搭载激光雷达获取机载激光数据并建立森林碳储量估测模型,为获取区域内森林碳储量提供参考,从而更好地对森林资源进行监测。以杉木人工林为研究对象,利用机载激光雷达点云数据获取点云特征变量,以此作为建模变量进行模型研建。通过不同筛选变量方式选择建模变量,分别建立非线性回归模型、线性回归模型和随机森林模型并进行模型评价,通过对比模型的决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)选出最优模型,用于后续研究。结果表明,1)3种模型拟合效果最佳的为随机森林模型,其R^(2)为0.94,RMSE为0.53 t/hm^(2),MAE为0.44 t/hm^(2)。非线性回归模型R^(2)为0.71,RMSE为0.66 t/hm^(2),MAE为0.56 t/hm^(2);线性回归模型R^(2)为0.67,RMSE为0.88 t/hm^(2),MAE为0.80 t/hm^(2)。2)共计提取101个点云特征变量,通过变量筛选发现高度变量、密度变量无论是相关性还是重要性,均大于强度变量。3)对比是否加入优选变量对随机森林模型预测精度的影响,加入优选变量后模型R^(2)没有变化,但RMSE与MAE小于未加入优选变量,精度有所提高。利用机载激光雷达点云数据获取的点云特征变量建立模型,对比非线性回归和线性回归模型,随机森林模型精度最高,用其估算得到研究区内碳储量为480.65 t/hm^(2),与实测值最相近。因此随机森林模型更适合于区域森林碳储量的估测。

关键词：碳储量机载激光雷达随机森林模型点云特征变量

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跳枝碧桃花色性状的全基因组关联分析

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园艺学报 2021年第3期48卷 553-565页

作者：陈丽薛良交李淑娴南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

跳枝碧桃(Prunus persica ***)在同一植株上可产生二色花和嵌合花,具有很高的观赏价值。以南京3个观赏桃集中分布区的57株跳枝碧桃为材料,利用简单重复序列(SSR)标记研究其遗传背景。通过PCR扩增,筛选出6对多态性引物,共计扩增出17个多... 详细信息

跳枝碧桃(Prunus persica ***)在同一植株上可产生二色花和嵌合花,具有很高的观赏价值。以南京3个观赏桃集中分布区的57株跳枝碧桃为材料,利用简单重复序列(SSR)标记研究其遗传背景。通过PCR扩增,筛选出6对多态性引物,共计扩增出17个多态性条带,平均有效等位基因2.83个。SSR标记基因分型结果表明,供试材料可分为3种基因型,各采样地均具有2~3种基因型,同一植株的不同分枝基因型完全一致。基于基因分型结果,选取3种基因型跳枝碧桃各1株进行基因组重测序,结合公开发表的数据,进行位点变异分析,并构建系统发育树。结果显示3种基因型的跳枝碧桃聚在一个分支,其中B20、T3基因型与‘洒红桃’聚在一起,W5基因型相对独立。3种基因型的跳枝碧桃在起源上比较接近,但不同基因型之间存在一定的遗传差异。通过整合单核苷酸多态性(SNP)信息和花色表型开展全基因组关联分析(GWAS),鉴定出5个SNP与花色跳枝性状显著关联(P值<10-100),均位于7号染色体。在显著SNP位点的邻近基因组区段发掘3个DICER-LIKE2(DCL2)基因,揭示在桃树花色跳枝性状的形成中,依赖DCL2的表观遗传修饰途径可能发挥重要作用。

关键词：跳枝碧桃 SSR标记基因组重测序系统发育树全基因组关联分析

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沼液替代化肥对稻田土壤节肢动物群落的影响

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土壤学报 2023年第3期60卷 904-912页

作者：唐琪曹蕾钱建南汤逸帆申建华韩建刚南京林业大学生物与环境学院南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 江苏金东台农业发展有限公司江苏东台224200 中粮家佳康(江苏)有限公司江苏东台224200

土壤节肢动物群落对施肥管理响应灵敏,是反映农田生态系统健康与稳定的重要指标。本文以江苏滩涂围垦稻田为例进行田间小区试验,研究沼液不同比例替代化肥(0、33%、66%和100%)对土壤节肢动物群落在0~20 cm土层分布及多样性的影响。结果... 详细信息

土壤节肢动物群落对施肥管理响应灵敏,是反映农田生态系统健康与稳定的重要指标。本文以江苏滩涂围垦稻田为例进行田间小区试验,研究沼液不同比例替代化肥(0、33%、66%和100%)对土壤节肢动物群落在0~20 cm土层分布及多样性的影响。结果表明:各施肥处理下稻田土壤节肢动物优势类群均为前气门亚目(Prostigmata)、弹尾纲(Collembola)和甲螨亚目(Oribatida),分别占总密度的45.44%、20.00%、13.38%。沼液替代化肥(即沼液与化肥配施)有利于提高土壤节肢动物密度、多样性指数和丰富度指数。当沼液替代化肥比例为66%时(施N总量为225 kg·hm^(–2)),土壤节肢动物密度、多样性指数和丰富度指数均显著高于纯化肥(沼液替代化肥比例为0)处理(P<0.05),分别较纯化肥增加129.25%、8.67%和34.78%。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮是影响稻田土壤节肢动物密度的主要因子。

关键词：沼液土壤节肢动物沼液替代化肥稻田

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间伐和施肥对杉木近熟林土壤微生物特征的影响

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森林与环境学报 2023年第6期43卷 569-578页

作者：田地陈义堂史月冬连书钗边黎明唐罗忠南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037 福建省洋口国有林场福建顺昌353211

为探究大径材培育目标下间伐和施肥对杉木(Cunninghamia lanceolate)近熟林土壤微生物特征的影响,了解微生物生物量碳氮与微生物群落结构的相互关系,以福建省洋口国有林场31年生的杉木近熟林为对象,设置间伐(T)、间伐+施肥(TF)、对照(CK... 详细信息

为探究大径材培育目标下间伐和施肥对杉木(Cunninghamia lanceolate)近熟林土壤微生物特征的影响,了解微生物生物量碳氮与微生物群落结构的相互关系,以福建省洋口国有林场31年生的杉木近熟林为对象,设置间伐(T)、间伐+施肥(TF)、对照(CK,不间伐不施肥)3种处理,研究不同处理下杉木近熟林土壤微生物生物量碳(SMBC)和土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及其化学计量特征(SMBC/SMBN)、土壤微生物熵碳(qMBC)和土壤微生物熵氮(qMBN)的变化规律,采用高通量测序技术分析不同处理下土壤微生物群落结构差异。结果表明,T和TF处理能提高SMBC含量,增大qMBC和SMBC/SMBN,且TF处理的提高幅度较大;T处理会降低SMBN含量和qMBN。经T和TF处理后土壤真菌群落优势菌门的丰富度和多样性指数升高,而细菌与之相反。相关分析表明,SMBN含量、q MBN和SMBC/SMBN与土壤细菌和真菌群落结构关系密切;SMBN含量和q MBN与土壤真菌丰富度、多样性指数呈显著负相关(P<0.05)。综合认为,T和TF处理能够改善林地土壤微生物生存环境,促进真菌生长和繁殖,有利于提高土壤肥力,为杉木大径材培育提供良好的土壤条件。

关键词：杉木近熟林间伐施肥土壤微生物群落

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