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南京林业大学学报（自然科学版） 2018年第2期42卷 33-39页

作者：甄艳郑秀化施季森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林业大学林学院江苏南京210037

【目的】为了提高植物叶片中低丰度蛋白质的检测效率,建立有效的杨树叶片蛋白质组学分析的蛋白质提取方法。【方法】利用三氯乙酸-丙酮结合PEG分级提取方法和SDS-酚结合PEG分级提取方法对杨树叶片蛋白质进行提取,并采用SDS-PAGE和双向... 详细信息

【目的】为了提高植物叶片中低丰度蛋白质的检测效率,建立有效的杨树叶片蛋白质组学分析的蛋白质提取方法。【方法】利用三氯乙酸-丙酮结合PEG分级提取方法和SDS-酚结合PEG分级提取方法对杨树叶片蛋白质进行提取,并采用SDS-PAGE和双向凝胶电泳(2-DE)对提取结果进行评价。【结果】SDS-PAGE实验结果显示,三氯乙酸-丙酮结合PEG方法优于SDS-酚结合PEG分级方法。三氯乙酸-丙酮结合PEG分级和非结合PEG分级提取蛋白质的双向电泳结果表明,PEG分级能有效地去除高丰度蛋白质Rubisco,提高低丰度蛋白质的检测。三氯乙酸-丙酮结合PEG分级法检测的蛋白质比非结合PEG分级法多90个蛋白质点。【结论】以LTQ-Orbitrap XL分析三氯乙酸-丙酮结合PEG分级分离的一些蛋白质显示,三氯乙酸-丙酮结合PEG分级对于2-DE和MS鉴定低丰度蛋白质是一种有效的分离方法。

关键词：核酮糖-1,5-二磷酸羧化-加氧酶聚乙二醇分级杨树叶片双向电泳

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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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杉木优树收集区无性系花期物候与同步性分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2020年第6期44卷 207-212页

作者：边黎明黄豆张学峰童鑫磊叶代全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京21003 福建省洋口国有林场福建顺昌353211

【目的】了解杉木优树群体的开花物候和花期同步性,选择同步性指数高的无性系,指导交配设计和种子园的亲本选择。【方法】基于固定样株观测法,划分杉木优树94个嫁接无性系的雌雄球花类型与物候;利用花期同步指数,分析不同花期类型的同... 详细信息

【目的】了解杉木优树群体的开花物候和花期同步性,选择同步性指数高的无性系,指导交配设计和种子园的亲本选择。【方法】基于固定样株观测法,划分杉木优树94个嫁接无性系的雌雄球花类型与物候;利用花期同步指数,分析不同花期类型的同步性。【结果】雌球花平均比雄球花提前3 d进入花期,雌球花和雄球花初期持续时间约为1~8和1~9 d,平均约4 d后进入盛期,盛期为2~20和2~13 d,平均10和6 d后进入末期。全雌型、偏雌型、中性型、偏雄型和全雄型生殖特征无性系比例分别为3.2%、4.3%、5.3%、72.3%和14.9%。无性系作为父本和母本的平均同步指数为0.097~0.561和0.128~0.630。7280种不同交配组合中,同步指数的最小和最大值分别为0和0.976,其中,58%的无性系花期同步指数大于0.5,"早花型×早花型"、"中花型×早花型"和"中花型×中花型"则均大于0.64。【结论】花期物候在无性系之间存在差异,气候条件影响雌雄球花的分化,早花型和中花型具有较高的花期同步指数。

关键词：杉木优树收集区花期物候同步指数生殖特征

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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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小白菊内酯生物合成及调控研究进展

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植物生理学报 2023年第10期59卷 1841-1852页

作者：唐鑫炜陆静尹佟明戴晓港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南京210037 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

小白菊内酯是植物天然产生的倍半萜,抗癌效果强,常应用于新型抗癌药物的开发。小白菊内酯的含量在植物自身发育不同阶段存在明显差异且受外界环境条件影响,适宜的栽培条件和胁迫处理可以提高其产量;茉莉酸甲酯、水杨酸、酵母提取物等诱... 详细信息

小白菊内酯是植物天然产生的倍半萜,抗癌效果强,常应用于新型抗癌药物的开发。小白菊内酯的含量在植物自身发育不同阶段存在明显差异且受外界环境条件影响,适宜的栽培条件和胁迫处理可以提高其产量;茉莉酸甲酯、水杨酸、酵母提取物等诱导剂可以在环境控制的基础上进一步提高小白菊内酯含量;纳米银、纳米碳、纳米氧化钛等纳米颗粒也可作为诱导剂来诱导小白菊内酯的合成。本文主要从内在和外在因素讨论了植物生长发育、植物倍性、栽培条件、环境胁迫以及多种诱导剂对小白菊内酯含量及其相关合成基因的影响,为提高小白菊内酯含量提供参考信息,为小白菊内酯产业化提供助力。

关键词：小白菊内酯生物合成环境因子诱导剂基因表达分析

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基于RAD-seq技术的鹅掌楸基因组SNP标记开发

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南京林业大学学报（自然科学版） 2019年第4期43卷 1-7页

作者：陆叶龙晓飞王鹏凯陈金慧施季森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江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 苏州农业职业技术学院江苏苏州215008

【目的】开发大量可靠的SNP标记,为鹅掌楸高密度遗传连锁图谱的构建和基于基因组的林木选择育种提供分子基础。【方法】从北美鹅掌楸NK基因型为母本、鹅掌楸LS基因型为父本的F1代杂交群体中,选取198株个体为作图群体。用限制性内切酶Eco... 详细信息

【目的】开发大量可靠的SNP标记,为鹅掌楸高密度遗传连锁图谱的构建和基于基因组的林木选择育种提供分子基础。【方法】从北美鹅掌楸NK基因型为母本、鹅掌楸LS基因型为父本的F1代杂交群体中,选取198株个体为作图群体。用限制性内切酶EcoR I对包括2个亲本和198个子代在内的200个单株的基因组DNA进行酶切,构建RAD(restriction-site associated DNA)文库并进行RAD-seq测序。采用读长为91 bp的双末端测序。2个亲本的平均测序深度为2×,198个子代的平均测序深度为0.8×,平均产量为1.94 Gb,共获得约387.21 Gb数据。用Stacks软件将每个样品的RAD-reads作生物信息学分析,对候选位点进行卡方检验和缺失率检验,再将符合孟德尔遗传的标记及与之相对应的RAD-tag序列和鹅掌楸参考基因组序列进行比对。最后,从本研究开发的SNP标记中选取27个候选SNP位点,设计引物,对随机挑选的16个F1代进行PCR扩增并将结果进行测序,同时验证SNP的有效性。【结果】从候选群体中共鉴定到22 019个SNP位点,符合孟德尔遗传规律的标记为4 233个,最终获得3 501个候选SNP标记。SNP验证中,共有293个SNP标记完成测序并能判读结果,所有位点都为SNP位点,共有194(66.2%)个SNP变异类型得到了验证。【结论】基于RAD-seq技术和鹅掌楸参考基因组序列为基础的策略,能够作为一种快速有效的手段,实现大规模的分子标记开发,可用于鹅掌楸等林木的高密度遗传图谱的构建。

关键词：北美鹅掌楸鹅掌楸限制性位点关联DNA测序(RAD-seq)技术 SNP标记遗传连锁图谱

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MIXTA/MIXTA-like基因特征及其对植物表皮细胞分化的调控

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南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第4期45卷 229-237页

作者：周芳伟吴怀通尹佟明教育部林木遗传与生物技术重点实验室江苏省林木遗传与高效培育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

植物表皮细胞是植物最外层直接与环境相互作用的细胞,依据其不同功能,分化形成多种具有防卫功能的特化细胞结构,在植物防御、减少蒸腾、授粉媒介吸引、种子散布、次生代谢产物合成与贮存等方面起着重要作用。研究发现MIXTA/MIXTA-like... 详细信息

植物表皮细胞是植物最外层直接与环境相互作用的细胞,依据其不同功能,分化形成多种具有防卫功能的特化细胞结构,在植物防御、减少蒸腾、授粉媒介吸引、种子散布、次生代谢产物合成与贮存等方面起着重要作用。研究发现MIXTA/MIXTA-like是多种植物表皮细胞分化的关键调控因子。在不同植物中,MIXTA/MIXTA-like作用部位(主要集中在花瓣、叶片、胚珠和子房)和调节方式不同,但最终都是通过调控表皮细胞分化发挥作用。MIXTA/MIXTA-like在表皮毛的形成、角质层生物合成、锥形表皮细胞的分化过程中起着重要的调节作用,其中植物表皮毛发育是一个研究热点。植物表皮毛有多种不同的功能:如叶片被毛是植物抵御取食昆虫的重要表型特征;法国梧桐、杨树、柳树飞絮都是种子成熟过程中表皮毛发育的结果;而黄花蒿中,青蒿素主要在腺毛中合成和储存。因此,开展植物表皮毛发育和调控机制研究具有重要意义。笔者梳理了MIXTA/MIXTA-like基因的特征及其在不同植物表皮细胞分化过程中的生物学功能,阐述了木本植物表皮毛发育调控的分子机制,为加速林木表皮毛发育相关性状的新品种培育提供借鉴。

关键词：植物表皮细胞角质层锥形表皮细胞表皮毛 MIXTA/MIXTA-like基因

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美洲黑杨与小叶杨杂交F1代扦插无性系苗生长性状动态分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第1期45卷 45-52页

作者：陈玉华姚丹吴海楠陶申童吴吉妍杨文国童春发南京林业大学林学院林木遗传与生物技术教育部重点实验室南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 金陵科技学院动物科学与技术学院江苏南京210038

【目的】探讨美洲黑杨(Populus deltoides)×小叶杨(***)F1代无性系苗期生长变异,发现F1代无性系生长性状变异规律,为后期在统计分析方面开展杨树数量性状基因定位研究提供重要的参考依据。【方法】以南京林业大学下蜀林场美洲黑杨&... 详细信息

【目的】探讨美洲黑杨(Populus deltoides)×小叶杨(***)F1代无性系苗期生长变异,发现F1代无性系生长性状变异规律,为后期在统计分析方面开展杨树数量性状基因定位研究提供重要的参考依据。【方法】以南京林业大学下蜀林场美洲黑杨×小叶杨F1代无性系为研究材料,采用完全随机区组设计,对苗高和地径生长性状在扦插后2年的不同时期进行测量,利用R语言和SPSS统计软件进行遗传变异分析和评价。【结果】苗高和地径在区组间、无性系间、区组与无性系交互作用间均达极显著差异水平。苗高的变异系数2017年由31.96%变为22.04%,2018年稳定在20%左右,地径的变异系数在2017、2018年两个年末分别为26.66%和26.20%。苗高和地径在两年中多个时间点的重复力具有一定波动性,苗高的重复力2017年由0.69逐渐降低到0.41,2018年又回升到近0.60;地径的重复力在2017年末较低,2018年末变为较高的水平(0.59)。根据无性系效应估计值,每年的无性系大致可分为8类,每类的均值效应具有独特的变化趋势,2017年有CL2、CL6、CL7和CL8共4类的均值效应随时间递增,而CL1、CL3、CL4、CL5类则减少;2018年除CL8类的均值效应增加外,其他7类基本是平稳的,但是类间的效应差异较大。【结论】所调查的随机区组无性系试验林的苗高和地径生长变异较大,遗传水平上差异性在不同生长期有其独特性,所建立的杨树无性系随机区组试验林为杨树数量性状基因(QTL)定位研究提供很好的遗传作图材料。

关键词：杨树无性系随机区组试验重复力聚类分析苗期动态生长

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茉莉酸甲酯对杂交鹅掌楸体胚发育的影响

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南京林业大学学报（自然科学版） 2017年第6期41卷 41-46页

作者：成铁龙孟岩陈金慧施季森南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 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江苏南京210037

【目的】探讨作为植物生长调节剂的茉莉酸甲酯(Me JA)对杂交鹅掌楸体胚发育的影响,为进一步提高杂交鹅掌楸体胚发生效率奠定基础。【方法】在已建立的杂交鹅掌楸未成熟胚体细胞发生体系的基础上,选用杂交鹅掌楸3种基因型C138、233012、2... 详细信息

【目的】探讨作为植物生长调节剂的茉莉酸甲酯(Me JA)对杂交鹅掌楸体胚发育的影响,为进一步提高杂交鹅掌楸体胚发生效率奠定基础。【方法】在已建立的杂交鹅掌楸未成熟胚体细胞发生体系的基础上,选用杂交鹅掌楸3种基因型C138、233012、253010为材料,分别添加5种浓度的茉莉酸甲酯,测定杂交鹅掌楸在添加不同浓度茉莉酸甲酯条件下的体胚发生率、成熟率、畸形胚发生率,以及再生植株率。【结果】在体胚诱导培养基中添加不同浓度的Me JA可以显著影响杂交鹅掌楸体胚发生效率,且随着Me JA浓度的增加,体胚发生率和成熟率逐渐升高,畸形胚发生率逐渐降低,而当Me JA浓度超过一定值后,体胚发生率和成熟率呈现下降趋势,畸形胚发生率也逐渐升高。杂交鹅掌楸3种基因型体胚发生率和成熟率从高到低的次序为233012、C138、253010。脱落酸(ABA)能够增强Me JA的上述效应。在体胚苗的生长阶段,浓度逐渐升高的Me JA限制了根的生长,但ABA不能改变该效应。【结论】添加1μmol/L Me JA和2 mg/L ABA时杂交鹅掌楸体胚诱导效果最佳,此时体胚发生率和体胚成熟率相对较高,体胚畸形率最低。

关键词：杂交鹅掌楸体胚发生茉莉酸甲酯脱落酸

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湖南排牙山杉木优树子代测定长期试验的遗传分析

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中南林业科技大学学报 2020年第12期40卷 1-8页

作者：边黎明陈松史月冬叶代全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江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业省部共建协同创新中心江苏南京210037 福建省洋口国有林场福建顺昌353211

【目的】通过杉木优树子代测定的长期试验,阐明生长和材性性状的遗传变异、遗传控制程度和年年遗传相关,以及性状间遗传相关的年龄趋势,评价参试家系的生长表现,为杉木早期选择、间接选择和配合力育种提供理论依据。【方法】以1982年营... 详细信息

【目的】通过杉木优树子代测定的长期试验,阐明生长和材性性状的遗传变异、遗传控制程度和年年遗传相关,以及性状间遗传相关的年龄趋势,评价参试家系的生长表现,为杉木早期选择、间接选择和配合力育种提供理论依据。【方法】以1982年营建在福建省洋口国有林场的湖南排牙山种子园37株优树自由授粉子代测定林为对象,以林龄2~5 a和9~10 a树高,3~6 a、8~10 a、33 a和36 a胸径,以及36 a弹性模量为目标性状,利用基于最佳线性无偏预测并整合空间效应的混合线性模型方法,分析性状的遗传变异、单株狭义遗传力和性状间的遗传相关。【结果】树高、胸径和弹性模量性状在家系间均存在极显著的差异,林龄36 a时,径生长最优家系F7比最小家系F26和对照F38分别高29.7%和9.7%,弹性模型最高家系F14比最低家系F19和对照F38分别高29.0%和12.3%;性状的加性遗传变异系数介于4.4%~9.6%之间,胸径性状总体呈现先减小后增加再减小的趋势,树高性状呈现总体减小的趋势;胸径的加性遗传方差、空间自相关误差方差、随机误差方差第10年比第3年分别增加了357%、117%和309%,树高增加了294%、518%和337%,胸径第36年比第3年增加了563%、229%和993%;树高和胸径的单株狭义遗传力估计值分别介于0.18~0.30和0.10~0.21之间,且总体呈下降的趋势,说明树高和胸径性状受中等偏弱的遗传控制;生长性状的年年加性遗传相关极强,估计值均高于0.73,且随着林分年龄的增加有缓慢减小的趋势;胸径与树高间的加性遗传相关极强,估计值均高于0.97,且与弹性模量的加性遗传相关估计值为-0.038。【结论】湖南排牙山杉木优树自由授粉优良家系能作为高世代遗传改良的材料,树高和胸径性状之间可以进行有效的间接选择和早期选择,以缩短育种周期和提高育种效率。

关键词：杉木生长性状弹性模量狭义遗传力遗传相关

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