检索结果-内蒙古大学图书馆

中国鹅掌楸纤维素合酶的CRISPR/Cas9基因敲除系统的gRNA表达载体构建

分子植物育种 2017年第6期15卷 2195-2199页

作者：徐惠芳金磊磊徐璇许梦璐张芳超郑晨陈金慧南京林业大学林学院林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

CRISPR/Cas系统最早发现于细菌,对入侵的病毒或噬菌体DNA具有免疫作用。基于CRISPR/Cas的免疫机制,设计开发的CRISPR/Cas9基因编辑系统已经成为真核生物基因编辑的主流工具,在拟南芥、水稻等高等植物的基因组功能研究中已经广泛应用。... 详细信息

CRISPR/Cas系统最早发现于细菌,对入侵的病毒或噬菌体DNA具有免疫作用。基于CRISPR/Cas的免疫机制,设计开发的CRISPR/Cas9基因编辑系统已经成为真核生物基因编辑的主流工具,在拟南芥、水稻等高等植物的基因组功能研究中已经广泛应用。本研究以中国鹅掌楸纤维素合酶(Cellulose synthase,CESA)为研究对象,首次构建了具有表达中国鹅掌楸纤维素合酶(Cellulose synthase,CESA)gRNA(guide RNA)的CRISPR/Cas9基因敲除系统,以LcCESA1基因外显子5'端的第一个外显子区域的GN19NGG序列设计gRNA引物;以p201N-Cas9为载体,Gibson Assembly誖Master Mix为连接酶,通过Gibson Assembly连接技术,将CESA1-gRNA连入p201N-Cas9中,获得p201N-Cas9-CESA1-gRNA载体。根据载体中插入序列,设计了两对检测引物,经PCR鉴定,均获得了相应大小的序列;测序分析进一步证实确认gRNA已经完整准确地连入载体。p201N-Cas9-CESA1-gRNA载体能对CESA1基因进行定向编辑,对后续研究鹅掌楸纤维素合酶的基因功能具有重要意义。

关键词： CRISPR/Cas9系统中国鹅掌楸 gRNA 载体构建

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马尾松实生种子园营建技术、现实增益及多世代低成本经营新模式探讨

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年第6期47卷 9-16页

作者：王章荣季孔庶徐立安邹秉章林能庆林景泉林木遗传育种全国重点实验室南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室国家林业和草原局林木遗传与基因工程重点开放性实验室南方现代林业协同创新中心福建省上杭县白砂国有林场

【目的】分析马尾松(Pinus massoniana)自由授粉实生种子园营建关键技术及现实遗传增益，提出实生种子园多世代低成本经营新模式建议。【方法】以选自福建省马尾松优良种源区的212株优树育成198个家系苗木为实生种子园营建材料，2003年... 详细信息

【目的】分析马尾松(Pinus massoniana)自由授粉实生种子园营建关键技术及现实遗传增益，提出实生种子园多世代低成本经营新模式建议。【方法】以选自福建省马尾松优良种源区的212株优树育成198个家系苗木为实生种子园营建材料，2003年建立了实生种子园的自由授粉子代测定林。种子园设计分2种：(1)种子园生产群体与子代测定群体合成一体；(2)种子生产群体与子代测定群体分离建立。种子园良种生产区根据遗传测定家系评价信息分别进行3次遗传疏伐。【结果】经遗传疏伐的马尾松自由授粉实生种子园6年生子代测定结果表明，材积生长量的现实遗传增益为8.5%。在对比示范林中，种子园良种的材积生长量超过未改良林分种子30%。DNA分子检测结果表明，种子园生产群体具有较高的随机交配程度和遗传多样性。由此证明，福建上杭县白砂国有林场马尾松第1代自由授粉实生种子园营建是成功的。成功的关键从技术上看有以下3点：(1)保证优树选择的质量和数量，是实现实生种子园遗传增益和后续遗传改良的基础；(2)子代测定群体及时遗传评价和生产群体的科学遗传疏伐，是种子园营建成功的关键措施；(3)实生种子园交配系统检测与调控及日常管护，是确保种子园运行正常的必要条件。从林木育种项目管理与实施上看，南京林业大学与福建省林木种苗总站及福建省上杭县白砂国有林场有着长期良好协作关系，从林木育种长期性共同事业出发，坚持至今，这也是确保种子园营建成功的重要条件。【结论】马尾松自由授粉实生种子园的改良途径是可行且有效的。总结认为：(1)对于像桉树、马尾松等这类较为速生的树种，营建种子园后对植株不进行修剪矮化，采用“测定群体与生产群体合成一体”的技术路线，具有更大优越性。(2)建园树种主要性状的幼年—成年相关信息尚未掌握，而种子园植株需要进行修剪矮化时，则采用另建优树自由授粉子代测定林，以取得遗传评价数据作为种子园生产区遗传疏伐的指导依据是有价值的。建议将多世代种子园建立在隔离条件良好、地形较平缓地点，种子园植株不用修剪矮化即保持自然树形，种子园良种生产任务完成后，转化成森林旅游林、森林康养林或用材储备林，以充分发挥森林多种功能效用，降低林木良种基地经营成本。这是值得探讨的实生种子园多世代低成本营建的新模式。

关键词：马尾松实生种子园现实遗传增益遗传疏伐种子园植株修剪矮化良种基地经营模式

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杨树PePIF3基因的克隆与表达分析

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分子植物育种 2020年第3期18卷 840-846页

作者：许琦武小龙诸葛强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林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

生物节律基因直接影响植物的生长发育,光敏色素相互作用因子3(phytochrome-interacting factor3,PIF3)属碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族,是生物节律中的一个关键因子,在分子水平上对植物所受到的环境变化起协同调控作用。本研究以‘南林... 详细信息

生物节律基因直接影响植物的生长发育,光敏色素相互作用因子3(phytochrome-interacting factor3,PIF3)属碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族,是生物节律中的一个关键因子,在分子水平上对植物所受到的环境变化起协同调控作用。本研究以‘南林895’杨(Populus deltoides×***’Nanlin 895’)为材料,通过克隆获得杨树Pe PIF3基因,分别为Pe PIF3-1和Pe PIF3-2序列,长度为1686 bp和2142 bp,编码561个氨基酸和713个氨基酸,且均为亲水性蛋白。对Pe PIF3进行多序列比对分析,发现其与毛果杨和胡杨同源性最高。组织特异性分析显示PePIF3在杨树幼叶中表达量最高,在柄、茎和根组织中表达都较低。对自然条件下的杨树成熟叶中PePIF3的生物节律性变化规律分析发现其在黑暗中不断累积,上午表达量达最高,以后呈下降趋势。在全黑暗条件下,14 h前PePIF3-1和Pe PIF3-2二者的表达量变化趋势相似,但14 h后二者的表达量呈相反变化趋势。

关键词：杨树 PePIF3 光敏色素相互作用因子实时荧光定量PCR 昼夜节律

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植物RNA-介导的表观跨代遗传

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分子植物育种 2019年第9期17卷 2850-2854页

作者：甄艳殷梓苡施季森南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

环境胁迫反应的跨代遗传研究与日俱增。其中跨代表观遗传是DNA遗传状态的改变可传给下一代,但DNA序列没有改变。植物遗传信息的表观跨代传递可以依赖RNA的RNA聚合酶扩增sRNA (small RNA)的信息进行传递。植物体内存在着一类sRNAs可以调... 详细信息

环境胁迫反应的跨代遗传研究与日俱增。其中跨代表观遗传是DNA遗传状态的改变可传给下一代,但DNA序列没有改变。植物遗传信息的表观跨代传递可以依赖RNA的RNA聚合酶扩增sRNA (small RNA)的信息进行传递。植物体内存在着一类sRNAs可以调控特定的基因,可在组织间移动,并具有从亲代传递给子代的能力。这些sRNA在维持环境诱导的基因沉默从一代传递给下一代方面具有一定潜力。sRNA的跨代遗传效应可能成为"开关"或是内部自我约束的定时器,使生物体能够调整反应并使其适应环境。本研究着重综述了植物的sRNA特性,sRNA的流动性,RNA介导的跨代遗传及植物遗传胁迫反应。

关键词：跨代遗传 sRNA 基因沉默

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杨树Ptann3基因克隆与表达特性分析

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分子植物育种 2020年第15期18卷 4943-4951页

作者：王晓立魏辉武小龙张嘉鑫诸葛强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林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

膜联蛋白(Annexin)是一类Ca2+及磷脂结合蛋白,在非生物逆境胁迫方面发挥重要作用,但木本模式植物杨树膜联蛋白基因的研究还未见报道。本研究通过RT-PCR与RACE相结合的方法从毛果杨(Populus trichocarpa)克隆获得膜联蛋白3 (Ptann3)基因c... 详细信息

膜联蛋白(Annexin)是一类Ca2+及磷脂结合蛋白,在非生物逆境胁迫方面发挥重要作用,但木本模式植物杨树膜联蛋白基因的研究还未见报道。本研究通过RT-PCR与RACE相结合的方法从毛果杨(Populus trichocarpa)克隆获得膜联蛋白3 (Ptann3)基因c DNA序列,分析发现编码蛋白质Ptann3与其他植物膜联蛋白高度同源,具有过氧化物酶活性结构域、S3氧化还原反应结构域、GTP结合结构域及钙结合位点。构建原核表达载体p ET-28a-Ptann3,转入大肠杆菌BL21 (DE3)中表达分析,Ptann3蛋白分子量35.6 kD,分析表明Ptann3蛋白具有过氧化物酶与ATPase活性。qPCR分析结果显示,Ptann3基因在根、上部茎、下部茎、叶柄、幼叶和成叶中均有表达,在幼叶中表达量最高,在叶柄和根中表达量次之,成叶和茎中表达量最低。此外,研究发现低温、ABA、PEG6000、H2O2和NaCl胁迫处理可显著影响Ptann3基因的表达,推测杨树Ptann3基因在非生物逆境胁迫中发挥重要作用,研究结果对杨树抗逆遗传改良具有重要意义。

关键词：杨树(Populus) 膜联蛋白3 表达特性非生物胁迫基因克隆

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杨树PeDIR19基因克隆及表达分析

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分子植物育种 2022年第9期20卷 2899-2907页

作者：李玲玲汪媛周培军羊雪菲谭文文孙伟博诸葛强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林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

在植物体内由松柏醇单体聚合形成木质素和木脂素过程中,Dirigent(DIR)基因可控制松柏醇单体的立体选择性耦联,对木质素和木脂素的形成发挥重要作用。本研究以‘南林895’杨(Populus deltoides×*** cv’Nanlin 895’)为材料,克隆获... 详细信息

在植物体内由松柏醇单体聚合形成木质素和木脂素过程中,Dirigent(DIR)基因可控制松柏醇单体的立体选择性耦联,对木质素和木脂素的形成发挥重要作用。本研究以‘南林895’杨(Populus deltoides×*** cv’Nanlin 895’)为材料,克隆获得PeDIR19基因,全长为588 bp,ORF区长度为555 bp,中间含有一段长33 bp的内含子。Pe DIR19蛋白编码185个氨基酸,为疏水性蛋白。具有4个保守基序,第50~142位之间是个高度保守的结构功能域。对杨树Pe DIR19基因进行多序列比对分析,发现其与毛果杨PeDIR19(Potri.001G009100)基因同源性最高,仅有4个碱基差别。通过系统进化分析,表明PeDIR19基因属于DIR-B/D家族。通过对不同生长周期的杨树进行组织特异性表达分析,发现PeDIR19基因在组培苗阶段根中表达量最高,而在盆栽苗阶段茎中表达量最高。PeDIR19基因在杨盘二孢菌(Marssonina brunnea)胁迫诱导1 d后做出强烈响应。水杨酸、茉莉酸甲酯、脱落酸胁迫诱导下,PeDIR19基因能够强烈响应茉莉酸甲酯和脱落酸胁迫,对水杨酸胁迫响应程度相对较弱。以上研究为进一步探讨DIR基因在植物抗病生物合成途径中的功能鉴定提供坚实基础。

关键词： PeDIR19 杨树表达分析抗病

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马尾松PmSnRK2.3基因的克隆与实时荧光定量表达分析

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分子植物育种 2018年第2期16卷 399-406页

作者：韦蔷季子钧宫铭黄昊陈佩珍吴晓刚季孔庶南京林业大学南方现代林业协同创新中心林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

蔗糖非发酵相关蛋白激酶在植物胁迫应答过程中起着重要的作用。本研究以拟南芥SnRK2基因家族为材料,检索本实验室马尾松转录组数据库,获得一条马尾松SnRK2基因,经同源比对命名其为PmSnRK2.3。PmSnRK2.3基因的ORF全长1 089 bp,编码362个... 详细信息

蔗糖非发酵相关蛋白激酶在植物胁迫应答过程中起着重要的作用。本研究以拟南芥SnRK2基因家族为材料,检索本实验室马尾松转录组数据库,获得一条马尾松SnRK2基因,经同源比对命名其为PmSnRK2.3。PmSnRK2.3基因的ORF全长1 089 bp,编码362个氨基酸,蛋白相对分子质量为40.86 kD,理论等电点(p I)为4.96,总亲水性平均数为-0.330,预测该蛋白为亲水蛋白。生物信息学研究表明,PmSnRK2.3具有典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守结构域和多处磷酸化位点。另外,实时荧光定量结果表明SnRK2.3基因在马尾松中的表达存在组织差异性,在叶中表达量最高,根中最低;经过ABA和PEG胁迫后的马尾松幼苗PmSnRK2.3基因表达量总体高于对照组,并在24 h内表现出一定的波动。研究表明,SnRK2.3基因在出现干旱和ABA胁迫时表达量上调,很可能在马尾松抗旱性能方面起着一定的作用。

关键词：马尾松 Pm Sn RK2.3 基因克隆生物信息学分析实时荧光定量

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毛白杨次生维管系统再生过程的基因表达

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林业科学 2021年第9期57卷 52-65页

作者：唐芳赵树堂王丽娟宋学勤卢孟柱中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京 100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京 210037 中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京 100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京 210037 浙江农林大学林业与生物技术学院省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州 311300

[目的] 次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生.为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因... 详细信息

[目的] 次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生.为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因表达模式,为进一步揭示木材形成的基因调控机制奠定基础.[方法] 将 4年生毛白杨无性系在形成层活动旺盛期进行环剥取样.对剥皮后的树皮内侧和树干表面的样本,以及再生第 7、10、14、18和21天5个不同时期获取的再生材料进行高通量转录组分析,并利用基因共表达分析( WGCNA)方法,得到与不同再生时期密切相关的模块,并对这些特异表达的基因进行表达网络和生物学功能分析.[结果] 将第0天(剥皮当天)树皮内侧样本与树干表面样本、再生第 7 天样本与树干表面样本,以及相邻再生时期的样本进行表达差异分析.对得到的14 202个差异基因进行 WGCNA分析,构建基因共表达网络,获得与维管再生过程相关的10个共表达模块.其中,Grey60模块的基因在再生第 7 天样本和树皮内侧样本中特异表达,主要涉及 DNA 复制、有丝分裂、细胞分裂和微管运动等功能;该模块还含有大量与表观遗传调控、细胞周期相关的基因,它们在再生第7天的高表达可能激活了脱分化木质部细胞的增殖和组织类型的改变,使其获得再分化能力.此外,Pink 模块的基因在第0天成熟维管组织样本中的表达量极低,但在再生过程中表达呈上升趋势,到第 21天达到最高值;这些基因主要参与细胞分裂、细胞壁修饰、韧皮部发育、碳水化合物代谢、 DNA 的转录调控等相关的生物学途径.Pink模块中与韧皮部分化相关的标记基因,比如 APL、NAC45/86、DOF、BSPA、PP2 和 SUS 的表达被重新激活,与调节形成层细胞增殖和分化的 CLE41/44和 CLV1一样,表达量都是从再生第 10 天开始逐渐增加.到次生维管系统再生后期的第18天和第21天,形成层已经完成了结构重构并能进行细胞的分裂、分化,此时木质部标记基因和次生壁调控因子有较高的表达.[结论] 毛白杨次生维管系统再生早期,脱分化的木质部细胞通过表观遗传和细胞周期调控重新获得细胞分生能力;之后,韧皮部的细胞分化程序被启动,再生形成层开始细胞增殖和分化;到再生后期,通过相关基因调控,形成层再分化木质部和韧皮部.通过对次生维管组织再生过程中基因的表达分析和调控模块的鉴定,进一步验证了次生维管再生的遗传调控基础,也可为揭示植物维管组织再生的调控机制奠定基础.

关键词：杨树次生维管系统再生基因表达 WGCNA

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CRISPR/Cas9系统介导的基因编辑文库筛选在植物中的应用

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分子植物育种 2021年第18期19卷 6051-6058页

作者：王洁吴怀通南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心南京210037

CRISPR/Cas9系统通过对基因的定向编辑,对基因组编辑产生了革命性的影响,成功促进了突变体筛选在基因组水平上的新发展。虽然该系统构建突变体文库速度快,针对性强,且具有巨大的应用前景,目前在一些重要作物的研究中已取得了重要进展,... 详细信息

CRISPR/Cas9系统通过对基因的定向编辑,对基因组编辑产生了革命性的影响,成功促进了突变体筛选在基因组水平上的新发展。虽然该系统构建突变体文库速度快,针对性强,且具有巨大的应用前景,目前在一些重要作物的研究中已取得了重要进展,但其在木本植物中的应用仍处于初级阶段。本研究总结了CRISPR/Cas9系统在植物基因编辑文库构建方面的应用,探究该系统如何应用于构建突变敲除体库。将构建基因编辑突变体文库作为深入研究基因功能的手段,本研究综述的信息将对推进木本植物相关研究提供有益的借鉴。

关键词：基因组编辑 CRISPR/Cas9 突变体文库基因功能

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CRISPR/Cas技术及其作用机理

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分子植物育种 2022年第7期20卷 2310-2319页

作者：毛金燕翟惠王洁侯静南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心南京210037

CRISPR/Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)系统是一种原核生物的免疫系统,能够抵御外来病毒、质粒等遗传元件的入侵,为自身提供了获得性免疫保护机制。该系统具有操作简单、高效等优点... 详细信息

CRISPR/Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)系统是一种原核生物的免疫系统,能够抵御外来病毒、质粒等遗传元件的入侵,为自身提供了获得性免疫保护机制。该系统具有操作简单、高效等优点,通过改造使其成为了锌指核酸酶(ZFNs)技术和转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)技术之后的第三代定点编辑技术。目前,Cas9、Cas12、Cas13、Cas14等Cas蛋白相继出现,这些CRISPR/Cas系统在RNA的指导下,可对靶向的双链DNA、单链RNA和单链DNA进行编辑,在基因敲除或替换、转录调控、表观遗传调控、荧光成像及分子检测等领域具有广阔的应用前景。本研究将对CRISPR/Cas系统的来源、结构及其作用机理进行介绍,以期为CRISPR/Cas系统的应用研究提供一些有益参考。

关键词： CRISPR/Cas 定点编辑双链DNA 单链RNA 单链DNA

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