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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 197-202页

作者：陆静陈文文吴怀通陈赢男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林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】研究多年生木本植物花芽分化进程和特点,揭示树木成花分子调控机制。【方法】分别以南京地区成年美洲黑杨(Populus deltoides)雌株和雄株为材料,详细记录其花芽发育的完整过程,并采用石蜡切片技术对雌、雄花芽发育各阶段进行解... 详细信息

【目的】研究多年生木本植物花芽分化进程和特点,揭示树木成花分子调控机制。【方法】分别以南京地区成年美洲黑杨(Populus deltoides)雌株和雄株为材料,详细记录其花芽发育的完整过程,并采用石蜡切片技术对雌、雄花芽发育各阶段进行解剖观察。【结果】在南京地区,每年5月底至6月初成年美洲黑杨的当年花枝上形成肉眼可见的花芽。随后的花芽分化过程可以分为5个阶段:苞片分化期(6月中旬之前)、小花原基起始期(6月中旬至7月中旬)、雌蕊/雄蕊分化期(7月中旬至11月)、休眠期(12月至翌年1月)和雌/雄配子体形成期(翌年2—3月),最终在早春形成单性花。【结论】美洲黑杨雌、雄花均为Ⅱ型单性花,即某一性别花中不存在相反性别花器官的残留。在整个花芽发育过程中,雄花芽较雌花芽大而饱满,雌、雄花芽鳞片外观嫩绿、质地坚硬,花芽长度生长趋势呈"S"形曲线。研究结果可为进一步深入研究杨树花器官发育及性别分化的分子机制提供必要的前提和基础。

关键词：美洲黑杨雌雄异株花芽发育解剖观察

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簸箕柳×三蕊柳种特异性KASP标记开发及种间杂交子代鉴别

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林业科学 2024年第4期60卷 119-126页

作者：戴晓港魏铭辰林木遗传育种全国重点实验室、南方现代林业协同创新中心、林木遗传与生物技术教育部重点实验室、江苏省林木遗传和高效培育重点实验室、南京林业大学林学院南京210037

【目的】开发簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,为开展簸箕柳和三蕊柳杂交选育速生、抗虫新种质的真实性鉴定提供参考。【方法】利用簸箕柳和三蕊柳重测序数据,开展全基因组SNP位点分析,筛选出种特异性的SNP位点并设计KASP引物,利用SeqHu... 详细信息

【目的】开发簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,为开展簸箕柳和三蕊柳杂交选育速生、抗虫新种质的真实性鉴定提供参考。【方法】利用簸箕柳和三蕊柳重测序数据,开展全基因组SNP位点分析,筛选出种特异性的SNP位点并设计KASP引物,利用SeqHunter2检测设计引物在簸箕柳中的通用性,并利用簸箕柳和三蕊柳自然群体材料对合成的引物进行实验验证,筛选出簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,并对它们的杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将三蕊柳和簸箕柳重测序的数据比对到三蕊柳基因组,共获得个6598144个SNPs。经过筛选,最终在簸箕柳中检测到674144个和三蕊柳相比为纯合突变的位点。从每条染色体上随机选取100个位点用于KASP引物设计,在1900个SNPs位点中,750个SNP位点可以成功设计出KASP引物。从每条染色体上选取2组,共选取38组引物,通过SeqHunter2检测得到11组引物在簸箕柳中是通用的。利用簸箕柳和三蕊柳自然群体DNA对合成的10组通用引物进行种内保守和种间差异性检测,获得4组在簸箕柳、三蕊柳和种间杂交子代中聚类明显的引物。引物Stri08_82809、Stri14_11602、Stri14_12274和Stri17_10731在簸箕柳自然群体中分别扩增出纯合G/G、T/T、A/A和T/T位点,在三蕊柳自然群体分别扩增出纯合A/A、C/C、G/G和C/C位点,而在真实杂交子代中分别扩增出G/A、T/C、A/G和T/C杂合位点。利用上述4组引物对簸箕柳×三蕊柳的杂交子代进行鉴定,发现在31个杂交子代中,29个个体扩增出杂合位点,说明同时遗传了2个亲本的特征位点,为真实的种间杂交子代。有2个个体扩增的位点为纯合且和母本相同,说明这2个子代为簸箕柳花粉污染的子代。【结论】本研究获得了簸箕柳和三蕊柳种间特异性KASP标记4组,可以准确快速的开展簸箕柳和三蕊柳种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步簸箕柳和三蕊柳种间杂交及回交创制抗虫新品种提供了技术支持。

关键词：簸箕柳三蕊柳种间杂交物种特异性KASP引物种间杂交分子鉴别

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杨属派间5个种特异性InDel引物及在派间杂交子代鉴别中的应用

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林业科学 2024年第2期60卷 78-86页

作者：戴晓港韩峭子尹佟明林木遗传育种全国重点实验室、南方现代林业协同创新中心、林木遗传与生物技术教育部重点实验室、江苏省林木遗传和高效培育重点实验室、南京林业大学林学院南京210037

【目的】远缘杂交可以实现有利基因的聚合,是种质创新的重要手段。杨属有些派间杂交困难,且杂交子代从形态学难以区分,本研究开发杨属不同派间的特异性引物,为派间杂交创制新种质的真实性鉴定提供技术支撑。【方法】利用在美洲黑杨和小... 详细信息

【目的】远缘杂交可以实现有利基因的聚合,是种质创新的重要手段。杨属有些派间杂交困难,且杂交子代从形态学难以区分,本研究开发杨属不同派间的特异性引物,为派间杂交创制新种质的真实性鉴定提供技术支撑。【方法】利用在美洲黑杨和小叶杨中种特异性InDel位点设计引物,并利用SeqHunter2依次比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,再用杨属5个派的自然群体材料进行种内保守及种间多态引物的试验验证,筛选出杨属不同派的特异性引物序列,对杨属不同派间杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将从美洲黑杨基因组设计的5000对InDel引物依次分别比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,最后筛选出341对引物在上述5个种中是通用的。从不同染色体上共选取48对引物并合成,利用5个树种各1个DNA检测得到43对引物是通用的,其中19对引物在不同种中扩增条带单一且存在差异。利用自然群体混合DNA对试验验证的19对通用引物进行种间多态性和种内保守性检测,初步获得4对多态性引物。最后再用自然群体DNA对这4对引物进行扩增检测,发现引物Chr12_4341229和Chr13_10582756在美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨中均只能扩增出一个位点,引物Chr12_4341229扩增条带分别为148、152、113、152和159 bp,引物Chr13_10582756扩增条带分别为140、144、116、140和159 bp。利用上述2对引物对小胡杨2号、黑胡杨和黑小杨进行鉴定,发现所有杂交子代个体均能检测它们2个亲本的特征带。引物Chr12_4341229和Chr13_10582756一起使用,可以用于美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨任意组合杂交子代的真实性鉴别。【结论】本研究获得了杨属5个派间的5个种的特异性InDel引物2对,可以有效地进行杨属不同派5个种之间任意组合种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步开展杨树派间杂交创制新种质提供了技术支持。

关键词：杨属远缘杂交物种特异性引物种间杂交分子鉴别

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CRISPR:从“盲盒”基因编辑到“精准靶向”基因组编辑的未竟之旅

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南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第6期45卷 12-14页

作者：施季森南京林业大学林木遗传与生物技术教育部重点实验室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

《CRISPR/Cas基因组编辑》因获2020年诺贝尔化学奖而再度引起广泛关注。自1970年报道基因编辑小鼠以来,约有33 850条文献涉及基因编辑(据ScienceDirect)。2012年CRISPR/Cas9技术突破后的文献占98.32%,其中涉农、林植物基因(组)编辑文献... 详细信息

《CRISPR/Cas基因组编辑》因获2020年诺贝尔化学奖而再度引起广泛关注。自1970年报道基因编辑小鼠以来,约有33 850条文献涉及基因编辑(据ScienceDirect)。2012年CRISPR/Cas9技术突破后的文献占98.32%,其中涉农、林植物基因(组)编辑文献占10.63%,林木CRISPR/Cas9基因组编辑研究也迅速起步。应编辑部之约,特付短评一二,供参考。

关键词：基因组编辑基因编辑植物基因报道基因诺贝尔化学奖

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木本植物性别决定基因研究进展

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植物学报 2021年第1期56卷 90-103页

作者：陆静陈赢男尹佟明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

雌雄异株植物是研究性别决定遗传机制及性染色体起源与进化的理想材料,而克隆性别决定基因是解析性别决定遗传机制的关键。木本植物中有丰富的雌雄异株植物,且包括2种相反的性别决定系统:XY型(雌株为同配型的XX,雄株为异配型的XY)和ZW型... 详细信息

雌雄异株植物是研究性别决定遗传机制及性染色体起源与进化的理想材料,而克隆性别决定基因是解析性别决定遗传机制的关键。木本植物中有丰富的雌雄异株植物,且包括2种相反的性别决定系统:XY型(雌株为同配型的XX,雄株为异配型的XY)和ZW型(雌株为异配型的ZW,雄株为同配型的ZZ)。此外,不同性别植株的经济价值也有所不同。在木本植物中开展性别决定机制研究不仅具有重要的理论意义,还具有较高的生产应用价值。随着大规模基因测序技术的快速发展,越来越多的木本植物性别决定基因被鉴定和克隆,为解析雌雄异株植物性别决定机制和性染色体的演化过程提供了有力的实验证据。该文详细总结了近年来木本植物性别决定基因研究的重要进展,并展望了未来的研究方向及发展趋势。

关键词：雌雄异株木本植物性别决定系统性别决定基因基因克隆

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4种模式植物LRRⅧ-2亚家族基因的鉴定和进化历史分析

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植物学报 2020年第4期55卷 442-456页

作者：闫晨阳陈赢男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

全基因组重复与串联重复是发生基因重复的重要机制,也是基因组和遗传系统多样化的重要动力。LRR-RLK编码富含亮氨酸重复的类受体蛋白激酶,是被子植物进化史上发生大规模扩张而形成的多基因家族。拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtLRR-RLK... 详细信息

全基因组重复与串联重复是发生基因重复的重要机制,也是基因组和遗传系统多样化的重要动力。LRR-RLK编码富含亮氨酸重复的类受体蛋白激酶,是被子植物进化史上发生大规模扩张而形成的多基因家族。拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtLRR-RLK包含15个亚家族,AtLRRⅧ-2是其中发生串联重复比例最高的亚家族。通过分析拟南芥、杨树(Populustrichocarpa)、葡萄(Vitis vinifera)和番木瓜(Carica papaya)4种模式植物中LRRⅧ-2亚家族基因的扩张及差异保留情况,结果显示,LRRⅧ-2在杨树中的扩张程度最高,在拟南芥和葡萄中的扩张程度居中,但在番木瓜中发生丢失。拟南芥、杨树和葡萄LRRⅧ-2亚家族具有旁系同源基因对,但在番木瓜中未发现旁系同源基因。除杨树中的1对旁系同源基因外,4种模式植物中LRRⅧ-2亚家族的旁系和直系同源基因都受到较强的纯化选择作用。对LRRⅧ-2亚家族进化历史的深入分析有助于理解基因重复在植物进化中的作用和意义,可为预测同源基因功能及解析其它基因家族进化历史提供参考。

关键词：类受体蛋白激酶富含亮氨酸重复全基因组重复串联重复

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杨、柳物种分化研究进展

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分子植物育种 2021年

作者：侯静毛金燕尹佟明南京林业大学林学院，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，南方现代林业协同创新中心

物种的起源和进化是当前植物学研究中尚未解决的重大问题。杨柳科植物出现于白垩纪，是被子植物中较为原始的植物类群，科内植物是全球分布广泛的造林绿化和速生用材树种。经过长期进化，这些植物在形态、基因组结构、基因功能上出现了...

物种的起源和进化是当前植物学研究中尚未解决的重大问题。杨柳科植物出现于白垩纪，是被子植物中较为原始的植物类群，科内植物是全球分布广泛的造林绿化和速生用材树种。经过长期进化，这些植物在形态、基因组结构、基因功能上出现了差异，为物种进化研究提供了重要线索。目前，研究人员虽已对杨、柳物种分化方面进行了大量研究，但迄今还未对其进行系统而全面的阐述，对于杨、柳物种的进化顺序还存在较大争议。本研究从杨柳科植物的分类学研究、遗传图谱分析、比较基因组研究、基因正选择分析4个方面对杨、柳物种分化机制研究进行归纳总结，解开杨、柳物种分化的百年谜底，还原杨、柳物种形成的轨迹，以期为物种分化研究提供重要的参考依据。

关键词：

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空气凤梨‘肥猴’快速育苗探究

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分子植物育种 2021年

作者：侯静翟惠陈震霄刘晓胡正东尹佟明南京林业大学林学院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方现代林业协同创新中心

空气凤梨(Air plant)属凤梨科(Bromeliaceae)铁兰属(Tillandsia)多年生草本植物，是地球上唯一完全生于空气中的植物，具有绿化、美化、净化的作用，已成为室内装饰的新宠，市场需求量逐年增加。而空气凤梨主要依靠种子繁殖和分株繁殖...

空气凤梨(Air plant)属凤梨科(Bromeliaceae)铁兰属(Tillandsia)多年生草本植物，是地球上唯一完全生于空气中的植物，具有绿化、美化、净化的作用，已成为室内装饰的新宠，市场需求量逐年增加。而空气凤梨主要依靠种子繁殖和分株繁殖，繁殖速度极为缓慢，限制了空气凤梨的推广应用。加快空气凤梨繁殖速率是解决这一问题的关键。本研究以市场上的名贵品种‘肥猴’(Tillandsia duratii)为材料，以其成熟饱满的种子作为外植体，研究种子消毒、诱导种子萌发、促进植株生长、组培苗移栽的最适体系。结果显示，将‘肥猴’种子用70%的酒精消毒10 s，无菌水冲洗3次，然后用2%的次氯酸钠消毒5 min，无菌水冲洗5次，接种10 d后污染率为0%。含0.4 mg/L IAA的MS培养基为最适种子培养基，种子的发芽率达100%，一个月后幼苗可长出5片真叶，移入最适壮苗培养基(MS + IBA 2 mg/L)，90 d后幼苗平均叶片数为12片，平均株高为2.30 cm。以带孔的栎木作为基质，‘肥猴’组培苗的移栽成活率达100%，其生长速度较普通播种繁殖提高了10倍以上。本研究确定了‘肥猴’组织培养的最适消毒方法及最佳培养基，建立了‘肥猴’快速育苗体系，大大提高了空气凤梨‘肥猴’的繁殖速度。

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3种木薯全基因组的密码子偏好性模式与变异来源比较

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应用与环境生物学报 2021年第4期27卷 1013-1021页

作者：王占军丁亮蔡倩文李杰吴子琦姚怀桐王悦焦春燕欧祖兰徐忠东施季森陈金慧合肥师范学院生命科学学院合肥230601 南京林业大学林木遗传和生物技术省部共建教育部重点实验室/南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

密码子偏好性研究有利于了解基因表达特征、探索遗传进化规律及为分子育种提供依据.综合运用Perl语言和Codon W1.4.2、SPSS23.0等软件,系统分析3种木薯基因组的编码基因序列,从而得出密码子使用特征并明确影响密码子使用的变异来源.结... 详细信息

密码子偏好性研究有利于了解基因表达特征、探索遗传进化规律及为分子育种提供依据.综合运用Perl语言和Codon W1.4.2、SPSS23.0等软件,系统分析3种木薯基因组的编码基因序列,从而得出密码子使用特征并明确影响密码子使用的变异来源.结果显示,3种木薯基因组的密码子在使用模式上具有较高的相似性:总碱基组成在3种木薯中差异较小,都是A/T含量较高,而G/C含量较低,且均偏好使用A/T结尾;通过RSCU(同义密码子相对使用度)值比较分析发现,3种木薯有27个共同的偏好密码子,其中以A/T结尾的密码子达85%以上;RFSC(同义密码子相对使用频率)值显示出3种木薯具有14个相同的高频密码子;其基因的异源表达受体优先选择拟南芥、烟草和毛果杨;密码子偏好性主要受自然选择影响,同时也受到突变压力等其他因素的影响.本研究表明3种木薯基因组的密码子使用模式高度相似且主要受自然选择影响,结果可为将来研究木薯的进化规律和提高外源基因表达效率提供重要依据.

关键词：木薯全基因组序列密码子偏好性进化规律异源表达

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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

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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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