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南京林业大学学报(自然科学版) 2020年第4期44卷 70-78页

作者：孙晓波陈佩珍吴晓刚吴帆季孔庶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

【目的】揭示马尾松(Pinus massoniana)抗氰呼吸途径的交替氧化酶(alternative oxidase,AOX)基因的功能。【方法】提取15年生马尾松不同组织RNA,运用RT-PCR及RACE技术克隆基因全长。以基因组DNA为模板,利用染色体步移法(chromosome walk... 详细信息

【目的】揭示马尾松(Pinus massoniana)抗氰呼吸途径的交替氧化酶(alternative oxidase,AOX)基因的功能。【方法】提取15年生马尾松不同组织RNA,运用RT-PCR及RACE技术克隆基因全长。以基因组DNA为模板,利用染色体步移法(chromosome walking,CK)克隆目的基因的启动子区域。通过qRT-PCR技术分析目的基因在不同组织及逆境胁迫下的表达。【结果】克隆获得基因全长为1 610 bp,开放阅读框(open reading finder,ORF)1 221 bp,编码406个氨基酸,推测氨基酸含有与拟南芥At AOX基因相同的双铁羧酸结构LET、NERMHL、LEEA和RADE,将其命名为PmAOX。实时荧光定量PCR显示,PmAOX在马尾松花中表达量最高,根中最低;脱落酸(abscisic acid,ABA)(100μmol/L)胁迫后表达量逐渐下降,持续胁迫至24 h时,表达量增加至最大;经高温(42℃)、HO、NaCl(200 mol/L)、CO(0.08%～0.10%)、低温(4℃)及干旱(10%PEG6000)处理后,表达量均呈现先升高后降低的趋势;高温42℃处理至3 h时表达量最高;HO处理4 h时,表达量最高;NaCl胁迫至6 h时,表达量最高;CO、低温及干旱处理至12 h时,表达量最高。克隆得到PmAOX起始密码子上游1 081bp的启动子区域,经PlantCARE分析显示PmAOX启动子区域具有CAAT-box及TATA-box的基本顺式作用元件和低温、干旱等多个胁迫诱导元件,同时还包括脱落酸、茉莉酸甲酯、赤霉素、水杨酸在内的激素调控元件和光及昼夜节律响应元件。【结论】PmAOX可能与马尾松抗逆性相关,并受激素的诱导和调控。

关键词：马尾松 PmAOX 基因克隆逆境胁迫荧光定量启动子

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白桦BpTCP2基因的克隆及表达特性分析

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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 57-66页

作者：栾嘉豫安琳君任丽李慧玉东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

【目的】通过克隆白桦BpTCP2基因,分析其序列特征,并检测该基因在不同组织部位、激素处理及非生物胁迫下的基因表达特性,为揭示BpTCP2在植物生长发育及逆境应答中的作用提供理论依据。【方法】通过PCR技术克隆BpTCP2基因的全长,并对得到... 详细信息

【目的】通过克隆白桦BpTCP2基因,分析其序列特征,并检测该基因在不同组织部位、激素处理及非生物胁迫下的基因表达特性,为揭示BpTCP2在植物生长发育及逆境应答中的作用提供理论依据。【方法】通过PCR技术克隆BpTCP2基因的全长,并对得到的cDNA序列进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR技术分析该基因的组织表达特性,以及在外源植物激素(ABA、IAA、BR、JA、SA)处理和非生物胁迫(CdCl2、NaCl、NaHCO3、PEG)下的响应模式。【结果】成功克隆了BpTCP2基因的cDNA序列;生物信息学分析发现BpTCP2含有高度保守的bHLH结构域,属于PCF亚类。qRT-PCR结果显示,BpTCP2基因在木质部、幼嫩的叶片和茎节中表达量较高;在CdCl2、NaCl、NaHCO3处理下,该基因持续上调表达;且5种外源激素均能诱导该基因表达。【结论】BpTCP2基因参与白桦木质部的形成,影响叶片及初期茎节的发育,并能在各激素、重金属、盐、碱的诱导下表达。

关键词：白桦 BpTCP2 生物信息学基因克隆表达特性

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紫叶桦与裂叶桦杂交子代的种子活力及叶片性状分离

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林业科学研究 2019年第3期32卷 40-48页

作者：田世龙马庆王阳林昕杨蕴力葛梦妍顾宸瑞刘桂丰东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

[目的]为了研究紫叶桦和裂叶桦叶片目标性状的显隐性以及基因型,筛选优良杂交组合,为种子园营建奠定基础。[方法]本试验以紫叶桦、裂叶桦以及白桦和欧洲白桦为杂交亲本,分别设计了不同杂交组合进行杂交制种。针对各杂交组合的种子千粒... 详细信息

[目的]为了研究紫叶桦和裂叶桦叶片目标性状的显隐性以及基因型,筛选优良杂交组合,为种子园营建奠定基础。[方法]本试验以紫叶桦、裂叶桦以及白桦和欧洲白桦为杂交亲本,分别设计了不同杂交组合进行杂交制种。针对各杂交组合的种子千粒质量、种子活力以及杂种子代的生长量等进行差异显著性分析。研究各组合子代叶片目标性状的分离比例及规律,采用X^2法对该分离比例进行可靠性检测,进而验证亲本基因型的推测。[结果]分析表明,杂交组合间种子千粒质量、发芽率、发芽势、发芽指数及苗高、地径等性状的差异均达极显著(P<0.01),紫叶桦的杂种种子千粒质量及活力性状的变异系数较高,达到66%~78%,其它性状及裂叶桦的杂种子代各性状变异系数为19%~47%,各性状的广义遗传力均在76%以上。综合种子千粒质量、种子活力、苗木生长以及叶片目标性状分离情况,选出LCK×Z1、Z4×1-28和LY×LCK3个优良杂交亲本组合。根据紫叶桦的杂种子代全部呈现紫叶与绿叶2种类型,确定其为杂合基因型,紫叶为显性性状;又依据其子代紫叶与绿叶比例的9∶7、1∶1、1∶3、3∶5四种类型,确认紫叶由2对基因控制,属于互补作用,基因型为P_B_。根据裂叶桦的多个杂交组合中,仅与来自同一家系正常叶的半同胞个体(LCK)杂交才产生裂叶子代的现象,确定裂叶为隐性性状,该子代中裂叶与正常叶的分离比例为1∶3,推断该性状也为2对基因控制,属于叠加效应,裂叶桦的基因型为ddbb。卡方检验结果支持上述基因型及表型的推测。[结论]本研究确定紫叶性状为显性、裂叶性状为隐性,紫叶桦和裂叶桦的基因型分别为P_B_、ddbb,选出LCK×Z1、Z4×1-28和LY×LCK分别为紫叶桦和裂叶桦种子园营建时的优良杂交亲本组合。

关键词：紫叶桦裂叶桦杂交种子活力叶型及叶色遗传

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转BpCCR1正义链及反义链对7年生盆栽白桦木质素的影响及优良株系选择

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北京林业大学学报 2019年第6期41卷 86-95页

作者：张嫚嫚刘宝光顾宸瑞王楚陈肃姜静刘桂丰东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

【目的】肉桂酰辅酶还原酶(Cinnamoyl-CoA Reductase,CCR)是催化木质素合成特异途径中的第一个限速酶。通过测定转基因株系和野生型株系(WT)的木质素和单体含量,探究转BpCCR1基因正义链和反义链对白桦木质素含量的影响,进而筛选出转基... 详细信息

【目的】肉桂酰辅酶还原酶(Cinnamoyl-CoA Reductase,CCR)是催化木质素合成特异途径中的第一个限速酶。通过测定转基因株系和野生型株系(WT)的木质素和单体含量,探究转BpCCR1基因正义链和反义链对白桦木质素含量的影响,进而筛选出转基因优良株系。【方法】以获得的7年生白桦转BpCCR1正、反义链株系为试验材料,采用PCR及qRTPCR技术分别对目标基因的稳定性及表达量进行检测,采用改进的Klason法及液相色谱法分别对木质素含量及单体含量进行测定,采用硝酸-氯酸钾法和排水法分别对木纤维长和宽及基本密度进行测定,并调查树高及胸径,以此来分析转BpCCR1正、反义链对白桦上述性状的影响。【结果】PCR检测表明,5个转正义链株系及14个转反义链株系的目标基因均为阳性;qRT-PCR分析显示,BpCCR1基因不但在转正义链株系中上调表达,而且在转反义链株系中也呈上调表达。转正、反义链白桦株系木质素含量均增加,其中10个转反义链株系的Klason木质素和总木质素含量均值较野生型株系(WT)分别提高了7.46%和7.05%,木质素含量最高的FCR11株系较WT株系分别提高了12.26%和11.81%;转基因株系基本密度虽然有一定的变化,但无明显规律。转正义链株系的木纤维宽明显变小,5个株系均值较WT减少8.82%;而转反义链株系的木纤维长受到明显抑制,有11个株系与WT的差异达到了显著性水平(P <0.05),其均值较WT减少12.12%。转基因株系与WT的材积差异也达到显著性水平,有11个转反义链株系的材积大于WT,7个株系达到显著性水平(P <0.05),其平均材积生长量较WT提高77.1%。采用主成分分析法选择FCR2、FCR27和FCR33株系为优良株系。【结论】转BpCCR1正义链及反义链均提高白桦木质素含量,综合树高、胸径等6个性状筛选出3个优良转基因株系。

关键词：白桦 CCR 木质素纤维优良株系

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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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转BpGH3.5基因白桦优良株系选择

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北京林业大学学报 2019年第9期41卷 81-89页

作者：于嘉俐王楚公欣桐李继唐刘桂丰姜静东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

【目的】植物生长素酰胺合成酶基因家族(GH3s)为典型的植物生长素初级/早期响应基因,多数家族基因可通过调节植物体内游离IAA的浓度实现对生长发育的调控。故此,采用基因工程育种技术将BpGH3.5正义链、反义链导入白桦基因组中,预期获得... 详细信息

【目的】植物生长素酰胺合成酶基因家族(GH3s)为典型的植物生长素初级/早期响应基因,多数家族基因可通过调节植物体内游离IAA的浓度实现对生长发育的调控。故此,采用基因工程育种技术将BpGH3.5正义链、反义链导入白桦基因组中,预期获得速生转基因白桦新品种。【方法】以7年生白桦转BpGH3.5基因的54个正、反义链株系及对照(WT)株系为研究对象,测定树高、胸径及材积等生长指标,采用PCR及qRT-PCR技术分别检测转正、反义链各5个株系目标基因的遗传稳定性及相对表达量,同时采用ELISA技术测定游离IAA含量。【结果】PCR扩增显示,转基因株系中的nptⅡ外源基因均为阳性;qRT-PCR分析显示,5个转正义链株系中BpGH3.5基因表达量均显著高于WT株系,相反,5个转反义链株系中内源BpGH3.5基因表达量均显著下调,即BpGH3.5反义链导入白桦基因组后干扰了白桦BpGH3.5基因的表达。内源游离IAA含量测定显示,转BpGH3.5正义链株系的IAA含量低于或显著低于WT株系,5个转反义链株系均显著高于WT株系(P <0.01),其IAA含量均值高于WT株系的52.26%。7年生转BpGH3.5白桦的树高、胸径及材积生长性状在株系间的差异达到了极显著水平(P <0.01),在树高、胸径及材积生长指标高于群体均值的转基因株系中,转反义链株系占80%以上,认为BpGH3.5反义链导入白桦基因组中通过抑制BpGH3.5基因的表达,削弱IAA氨基酸化的能力,进而释放更多游离IAA从而促进白桦的生长。采用主成分分析法,选出10个速生的转反义链株系,这些株系的树高、胸径及材积均值较群体均值分别高8.55%、19.28%、50.42%,材积的平均遗传增益为36.3%。上述入选株系为后续转BpGH3.5白桦的环境释放提供参考。【结论】BpGH3.5反义链导入白桦基因组中,能够抑制BpGH3.5基因的表达,同时释放更多游离IAA而促进白桦的生长,采用主成分分析法,选出10个优良株系。

关键词：白桦转基因,生长素酰胺合成酶基因(GH3.5) IAA 优良株系

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东北地区6种槭属植物种子表型多样性分析及优良家系选择

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植物科学学报 2021年第6期39卷 610-619页

作者：谢影于海洋庞忠义张明于海洋张世凯赵曦阳东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040 吉林省红石林业局吉林桦甸132405 国有新民市机械林场沈阳110300 四平市林业科学研究院吉林四平136000

槭属(Acer)植物种类多,分布广,集药用、观赏等经济价值于一体。为探析槭属种子的表型分化程度和遗传变异规律,本文对槭属6个树种的种子进行了测定分析。结果显示:槭属种子性状在种间和种内均存在显著差异(P<0.05),各性状的种间变异... 详细信息

槭属(Acer)植物种类多,分布广,集药用、观赏等经济价值于一体。为探析槭属种子的表型分化程度和遗传变异规律,本文对槭属6个树种的种子进行了测定分析。结果显示:槭属种子性状在种间和种内均存在显著差异(P<0.05),各性状的种间变异系数为9.72%~42.30%,各性状遗传力均值为0.56~0.97;除翅宽与空壳率外,其他表型性状之间均呈极显著正相关;通过UPGMA聚类分析,可将6个槭属树种划分为3类;主成分分析结果表明,两个主成分的累计贡献率达75.981%。通过多性状综合评价法,以10%的入选率筛选出6个优良家系,其千粒重性状的遗传增益均超过10%,筛选出的优良材料可为东北地区槭属种质资源的保护及开发利用奠定基础。

关键词：槭属种子性状表型变异遗传增益选择

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蓖麻WRKY转录因子家族的鉴定及其响应灰霉病侵染的表达分析

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分子植物育种 2025年第9期 2912-2921页

作者：孙敬彭唐杰松曹丽鲁亚楠胡晓航郑志民东北林业大学生命科学学院东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室东北林业大学林学院林木遗传育种国家重点实验室黑龙江大学现代农业与生态环境学院

WRKY家族在植物生命历程中参与广泛的调控作用，某些WRKY转录因子在植物对抗各种胁迫时发挥积极作用，当坏死性病原菌侵染植物的时候，WRKY33以不同的方式引导植物分配资源产生有效的免疫。为研究蓖麻WRKY家族的基因功能特点，以及蓖麻W... 详细信息

WRKY家族在植物生命历程中参与广泛的调控作用，某些WRKY转录因子在植物对抗各种胁迫时发挥积极作用，当坏死性病原菌侵染植物的时候，WRKY33以不同的方式引导植物分配资源产生有效的免疫。为研究蓖麻WRKY家族的基因功能特点，以及蓖麻WRKY33同源基因在对抗病原侵染中的表达情况，利用生物信息学技术，鉴定了蓖麻DL01品系中的WRKY基因，详细地分析了蓖麻WRKY的基因结构、保守基序、启动子胁迫相关的作用元件、系统进化与共线性分析等方面的数据。结果显示，蓖麻WRKY基因家族分为3个亚簇，并且第二亚簇分为5个小类，除WRKY结构域具有较高保守性，其他预测的保守基序分布在不同组别里，并有较大差异。启动子分析显示了多个生物胁迫相关元件。蓖麻灰霉菌侵染蓖麻，随着侵染时间变化，蓖麻中WRKY33的同源基因表达量有明显的上调。本研究为进一步研究WRKY基因家族在蓖麻中的生物功能，以及蓖麻中WRKY33抵抗生物胁迫所发挥的作用提供前期基础。

关键词： WRKY基因家族 WRKY33 蓖麻灰霉病

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BpMYB4基因在白桦中的遗传转化及低温胁迫应答反应

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南京林业大学学报(自然科学版) 2019年第1期43卷 25-31页

作者：张宇陈肃高源黄海娇东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

【目的】为了研究Bp MYB4基因在冷胁迫反应中的功能,对其进行了白桦转化试验。【方法】采用定量PCR技术对Bp MYB4基因在白桦的根、茎、叶、木质部、芽、茎段等18个组织部位的表达模式进行分析,然后克隆构建PGWB2-Bp MYB4植物过表达载体... 详细信息

【目的】为了研究Bp MYB4基因在冷胁迫反应中的功能,对其进行了白桦转化试验。【方法】采用定量PCR技术对Bp MYB4基因在白桦的根、茎、叶、木质部、芽、茎段等18个组织部位的表达模式进行分析,然后克隆构建PGWB2-Bp MYB4植物过表达载体,通过农杆菌介导法进行白桦合子胚的遗传转化,采用PCR和荧光定量PCR技术检测转基因白桦株系中Bp MYB4基因的相对表达量,最后采用分光光度计法对Bp MYB4转基因白桦进行了8项生理指标的测定。【结果】相对于芽的表达量,Bp MYB4基因在第3片叶的叶脉和第1片叶与第2片叶之间嫩茎的表达量最高;白桦的遗传转化总共获得了13个过表达株系,且Bp MYB4基因已经成功整合到白桦基因组上,定量结果发现MYB-8、MYB-11、MYB-12转基因白桦中Bp MYB4基因的表达量相对于非转基因对照株系(NT)上调幅度最大;在低温胁迫下,过量表达Bp MYB4基因提高了白桦的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、花青素(OPC)含量、过氧化氢酶活性(CAT)、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸(PRO)含量,同时降低了转基因白桦的丙二醛(MDA)的含量。【结论】Bp MYB4转基因白桦在低温胁迫下能够产生具有保护作用的物质,具有一定的抵抗低温的能力,因此,可以将其培育成抗冻优选株系。

关键词：白桦 Bp MYB4 遗传转化低温胁迫抗寒

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白桦BpTCP7基因启动子的克隆及表达分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2019年第1期43卷 32-38页

作者：任丽董京祥杨洋黄海娇李慧玉东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

【目的】研究Bp TCP7启动子的表达模式,为深入分析Bp TCP7基因功能提供一定参考。【方法】克隆了Bp TCP7基因上游1 791 bp启动子序列,通过PLACE和Plant CARE网址对顺式作用元件进行分析,然后转入拟南芥,并分析Bp TCP7启动子的组织表达... 详细信息

【目的】研究Bp TCP7启动子的表达模式,为深入分析Bp TCP7基因功能提供一定参考。【方法】克隆了Bp TCP7基因上游1 791 bp启动子序列,通过PLACE和Plant CARE网址对顺式作用元件进行分析,然后转入拟南芥,并分析Bp TCP7启动子的组织表达特性及盐、旱胁迫应答反应。【结果】Bp TCP7启动子序列中含有与细胞周期、开花、叶片发育、激素及胁迫响应等相关的顺式作用元件。该启动子在拟南芥中的表达模式呈现为营养生长阶段和生殖生长阶段均有表达,且在叶片中表达明显,与此同时,Bp TCP7启动子在幼嫩、成熟叶片的边缘均有表达。与对照相比,Na Cl、PEG胁迫诱导处理后Bp TCP7基因表达量有升高的现象。【结论】Bp TCP7基因参与白桦的叶片发育、激素应答、胁迫响应(盐、干旱)等生物学过程,对营养、生殖生长阶段各组织器官的发育也有一定的调控作用。

关键词：白桦 Bp TCP7启动子顺式作用元件克隆表达分析

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