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黑莓1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因RuACO 1a和RuACO 1b的克隆及功能鉴定

植物资源与环境学报 2024年第3期33卷 14-26页

作者：李洁董金彦闾连飞吴文龙李维林张春红江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014 南京林业大学林草学院、水土保持学院林木遗传育种全国重点实验室江苏南京210037 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江苏南京210037

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4... 详细信息

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4和3个外显子。系统进化分析结果显示RuACO1a和RuACO1b与月季(Rosa chinensis Jacq.)、蕨麻〔Argentina anserina(Linn.)Rydb.〕和野草莓(Fragaria vesca Linn.)ACO1蛋白的亲缘关系均较近,且分别属于蔷薇科(Rosaceae)植物中2类ACO1蛋白。RuACO 1a在果实着色后28 d响应乙烯利诱导,其相对表达量急剧升高,而RuACO 1b在果实着色后21 d响应乙烯利诱导,早于RuACO 1a。脱落酸处理后,RuACO 1a和RuACO 1b的相对表达量在果实着色后14和28 d较高。RuACO 1a和RuACO 1b具有组织表达特异性,RuACO 1a在幼果、花蕾和花中的相对表达量较高,RuACO 1b在幼果和幼根中的相对表达量较高。与野生型相比,RuACO 1a和RuACO 1b过量表达转基因拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕植株均表现为叶片中叶绿素相对含量和氮含量升高、开花和角果成熟提前、ACO含量升高。综上所述,黑莓RuACO 1a和RuACO 1b基因均促进拟南芥角果提前成熟。

关键词：黑莓 1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO) 果实成熟乙烯脱落酸克隆功能鉴定

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林木中bZIP转录因子的抗逆研究进展

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分子植物育种 2022年

作者：庄文慧杨露邵莉颖杨达杨静莉东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

在植物自身的生命周期中，植物往往面临着各种环境胁迫，包括盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫等。在胁迫环境下，植物体内的各种抗逆基因会迅速表达，以调整自身的生理生化活动，适应外界环境的变化。作为高等植物中最为丰富的转录因子家族...

在植物自身的生命周期中，植物往往面临着各种环境胁迫，包括盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫等。在胁迫环境下，植物体内的各种抗逆基因会迅速表达，以调整自身的生理生化活动，适应外界环境的变化。作为高等植物中最为丰富的转录因子家族之一，bZIP转录因子家族的成员大都可以与位于目的基因上游的顺式作用元件结合，以改变自身与DNA结合的特异性、亲和力，对目的基因及其自身的稳定性产生影响，进而特异性地调控目的基因的表达，从而提高植物本身对逆境的适应能力。在本综述中，就bZIP转录因子分类、在林木中的分布状况、结构特点、作用机制及其在林木逆境胁迫应答中的功能等方面展开综述，并展望了林木中bZIP转录因子的应用前景。为深入研究bZIP转录因子在林木逆境胁迫下的功能奠定理论基础。

关键词：

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基于CiteSpace对国内杜鹃属近20年研究热点分析

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分子植物育种 2022年

作者：侯慧赵文娜李淑娟东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

杜鹃属是杜鹃花科、杜鹃花亚科的一个大的类群，植物种类多，分布范围广，具有极高的观赏价值。本研究基于CNKI数据库，使用CiteSpace计量工具对2002—2021年间有关杜鹃属植物的345篇中文核心期刊文献中的作者、主题词、关键词等内容进...

杜鹃属是杜鹃花科、杜鹃花亚科的一个大的类群，植物种类多，分布范围广，具有极高的观赏价值。本研究基于CNKI数据库，使用CiteSpace计量工具对2002—2021年间有关杜鹃属植物的345篇中文核心期刊文献中的作者、主题词、关键词等内容进行可视化分析，全面探究该研究领域研究热点及主题演化特征，结果表明：2002—2021年关于杜鹃属研究论文的发文量整体呈现上升趋势，研究热点主要由前期的杜鹃属分类、资源调查等宏观研究逐渐细化到以杜鹃属及其亚属的引种驯化、田间栽培、组培快繁、新品种发现、资源保护及开发利用等方面，尤其在分子标记、遗传分析、组培再生、园林专题利用等方面成为近年来研究的前沿和热点。

关键词：

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白桦木质部汁液产量及组分变异规律解析

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森林工程 2024年第6期40卷 91-100页

作者：姜文硕伏梦焦智渲辛颖曾凡锁东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 林木遗传育种全国重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040 东北林业大学林学院哈尔滨150040

白桦汁液采集时间大多在早春阶段,容易采集且产量高,为探讨温度对白桦木质部汁液变化的影响及不同发育时期汁液组分质量浓度的变化,以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场白桦天然次生林为研究对象,通过收集2022年和2023年的白桦汁液,... 详细信息

白桦汁液采集时间大多在早春阶段,容易采集且产量高,为探讨温度对白桦木质部汁液变化的影响及不同发育时期汁液组分质量浓度的变化,以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场白桦天然次生林为研究对象,通过收集2022年和2023年的白桦汁液,统计春季汁液流量。对2023年白桦不同发育时期汁液中的碳水化合物、氨基酸、总三萜、可溶性蛋白、pH以及钾、钙、钠、镁离子质量浓度进行分析,解析汁液组分变异规律。通过连续2 a取汁的白桦与当年取汁的白桦汁液组分质量浓度对比分析,探索连续取汁是否对白桦生长发育产生影响。结果表明,白桦汁液在4—6月中产量整体呈现先增后降的趋势,高峰期集中在4—5月份,且温度的升高会促进产汁。白桦木质部汁液的总三萜、碳水化合物、氨基酸、蛋白质组分质量浓度在整个物候发育时期均呈现先升后降再升的趋势,均在旺盛生长期时达到最低值。随物候发育白桦汁液pH整体呈下降趋势,在完全展叶前不断酸化。离子质量浓度整体呈先上升后下降的趋势。持续取汁不会对白桦汁液中总三萜、氨基酸、蛋白质质量浓度造成显著影响,会使碳水化合物质量浓度及pH降低。研究结果可为黑龙江省东部山地白桦汁液的科学采集提供指导依据。

关键词：白桦木质部汁液物候组分质量浓度离子质量浓度

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白桦种子EMS诱变条件分析及突变体库初步构建

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分子植物育种 2022年

作者：徐瑞廷刘中原韩雅婷解庆军董文芳樊滢博高彩球东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

以东北白桦种子为材料，采用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS) (0， 0.2%， 0.4%， 0.6%， 0.8%， 1.0%)和不同诱变处理时间(0， 3， 6， 9， 12 h)处理种子，研究其对种子萌发的影响，以筛选出EMS诱变处理白桦种子的最适条件。初步构建EMS... 详细信息

以东北白桦种子为材料，采用不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS) (0， 0.2%， 0.4%， 0.6%， 0.8%， 1.0%)和不同诱变处理时间(0， 3， 6， 9， 12 h)处理种子，研究其对种子萌发的影响，以筛选出EMS诱变处理白桦种子的最适条件。初步构建EMS诱变白桦种子的突变体库。结果表明：EMS诱变处理显著抑制了白桦种子的发芽能力，且随着诱变处理时间和诱变剂浓度的增加，白桦种子的发芽率和发芽势均表现出显著降低，发芽起始时间逐渐延长和发芽持续时间逐渐缩短。白桦种子在0.4% EMS诱变处理12 h时达到半致死剂量，为EMS诱变处理白桦种子的最适条件，此时白桦种子的发芽率为8.17%，苗期观测到的变异频率为6.6%。从突变体中鉴定出了红叶、叶畸形、植株矮小、叶弯曲等表型变异植株。本研究确定了白桦种子的EMS诱变的最适条件，获得了丰富的突变体表型，为白桦的功能基因组学和分子育种提供了种质资源和研究基础。

关键词：白桦 EMS诱变种子萌发突变体库

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银腺杨生长素受体基因PagFBL3对茎生长发育的影响

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林业科学 2023年第11期59卷 59-67页

作者：左雯腾孟佳慧卢孟柱王留强林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 南方现代林业协同创新中心南京林业大学南京210037 省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江农林大学林业与生物技术学院杭州311300

【目的】本研究分析了银腺杨生长素受体基因PagFBL3的序列结构、组织表达特异性和亚细胞定位,并创制了过表达PagFBL3转基因杨树,探讨其对茎次生生长的影响,为进一步阐明生长素受体在茎次生生长中的作用机制提供帮助。【方法】利用生物... 详细信息

【目的】本研究分析了银腺杨生长素受体基因PagFBL3的序列结构、组织表达特异性和亚细胞定位,并创制了过表达PagFBL3转基因杨树,探讨其对茎次生生长的影响,为进一步阐明生长素受体在茎次生生长中的作用机制提供帮助。【方法】利用生物信息学方法及相关软件分析系统进化关系、序列相似性及生化特征;克隆并鉴定了银腺杨PagFBL3基因,利用实时荧光定量PCR技术,分析该基因在根、幼叶、成熟叶、幼茎、维管形成层、木质部和韧皮部中的表达;利用Gateway技术,构建融合表达载体35S::PagFBL3-GFP,通过瞬时转化烟草叶片表皮分析PagFBL3的亚细胞定位;同时,将PagFBL3编码区序列重组进入pMDC32载体,构建植物过表达载体35S::PagFBL3,利用农杆菌介导法创制转基因银腺杨,通过表型观察和组织切片分析过表达PagFBL3基因对转基因杨树茎部生长发育的影响。【结果】PagFBL3基因可编码571个氨基酸残基,其编码蛋白定位于细胞核。PagFBL3基因在根、茎和叶中均有表达,并在成熟叶和次生茎中表达量较高。基于抗性筛选和分子水平鉴定,创制了11个过表达PagFBL3转基因杨树株系,选择两个表达量较高的转基因株系进行功能分析。与非转基因植株相比,过量表达PagFBL3基因促进转基因杨树木质部发育,显著增加了转基因杨树的木质部宽度,提高了转基因杨树的径向生长,地径分别增加6.7%和8.5%,第15节间木质部宽度分别增加17.3%和19.9%。此外,过量表达PagFBL3基因也增强了植株的高生长,株高分别增加6.3%和6.9%。【结论】PagFBL3基因主要在成熟叶和次生茎中表达并发挥作用,通过影响木质部发育,提高木质部宽度,进而参与调控杨树的径向生长,该研究为进一步揭示PagFBL3基因参与杨树茎部生长发育的分子机制提供了参考。

关键词：银腺杨生长素受体 PagFBL3 过量表达木质部发育

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油用牡丹‘凤丹’单株结实性状差异分析及优良单株选择

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分子植物育种 2024年

作者：王旭王怡晨徐志标徐林桥康真李淑娴南京林业大学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盐城林场襄阳市林业科学技术推广站

油用牡丹是近年的新兴产业，然而牡丹繁育周期长，杂交育种在短期内很难满足产业发展的需求。探究‘凤丹’单株间结实性状的差异，进而通过实生选种，能尽快获得优良株系，加快油用牡丹新品种的选育进程，为今后有计划、有针对性地选择... 详细信息

油用牡丹是近年的新兴产业，然而牡丹繁育周期长，杂交育种在短期内很难满足产业发展的需求。探究‘凤丹’单株间结实性状的差异，进而通过实生选种，能尽快获得优良株系，加快油用牡丹新品种的选育进程，为今后有计划、有针对性地选择合适的亲本进行定向杂交育种工作打下基础。该研究以南京绿宙油用牡丹研究所栽植的六年生‘凤丹’实生苗为材料，连续两年测定其单株产量及其与产量有关的10个性状，并对测定性状进行相关性分析和主成分分析。结果表明：各指标变异系数存在较大差异，其中单株产量鲜质量、干质量的变异系数较大，分别是51.91%、48.62%；相关性分析表明，单株产量干质量、鲜质量与籽粒数、果实质量存在极显著正相关；籽粒数与单株产量干质量、单株产量鲜质量、果实质量、果荚数量都存在显著正相关；结果枝数、总枝条数与果荚数量极显著正相关；通过主成分分析和聚类分析，初步筛选出37株高产植株，136株中产植株以及129株低产植株。综上所述，在今后选育过程中，可将单株果实鲜质量和单株籽粒数作为首要指标，通过单株枝条总数、结果枝条数和果荚数这3个显著性状进行早期选择，并且在栽培管理过程中，可通过适当修剪以提高植株的结果枝数、果荚数量等性状，最终达到提高籽粒数以及单株产量的目的。

关键词： ‘凤丹’ 单株产量数据统计法单株选优

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长白落叶松转录因子LoWRKY1克隆及表达分析

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分子植物育种 2022年

作者：王乃锐赵文娜侯慧安岩吴佳兴吴亚男张含国李淑娟东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

为了解长白落叶松转录因子WRKY的相关信息，探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性，本研究以长白落叶松为实验材料，从长白落叶松转录数据库中获取LoWRKY1基因全长序列，并克隆LoWRKY1基因。该基因包含1 035 bp... 详细信息

为了解长白落叶松转录因子WRKY的相关信息，探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性，本研究以长白落叶松为实验材料，从长白落叶松转录数据库中获取LoWRKY1基因全长序列，并克隆LoWRKY1基因。该基因包含1 035 bp的开放阅读框(ORF)，编码344个氨基酸，预测蛋白质相对分子质量37.4 kD，理论等电点9.36，是不稳定的碱性亲水蛋白。生物信息学分析显示该基因编码蛋白定位于细胞核的可能性最大，具有WRKY家族的保守结构域，与北美云杉亲缘关系最近，银杏次之。RT-PCR结果表明该基因在根、茎、叶中均有表达，在叶中的相对表达量最低，根中最高，茎中稍低于根。在高盐、干旱和ABA处理时，不同部位在不同时间点的相对表达量也有所不同，表明该基因在响应不同非生物胁迫时具有明显的组织特异性。

关键词：长白落叶松 LoWRKY1 基因克隆生物信息学分析表达分析

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不同山茶种质组培条件下染色体倍性的维持与变化

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广西植物 2024年第7期44卷 1299-1306页

作者：李雅暄李辛雷李纪元殷恒福中国林业科学研究院亚热带林业研究所林木遗传育种全国重点实验室杭州311400 南京林业大学南京210037

植物染色体的倍性维持和变化受环境因素影响,组培再生过程由于培养条件等因素往往导致染色体的结构和倍性变化。为探索组培条件下山茶种质的倍性变化,该研究利用山茶种质的愈伤组织诱导体系,通过流式细胞仪分析倍性变化情况,并结合秋水... 详细信息

植物染色体的倍性维持和变化受环境因素影响,组培再生过程由于培养条件等因素往往导致染色体的结构和倍性变化。为探索组培条件下山茶种质的倍性变化,该研究利用山茶种质的愈伤组织诱导体系,通过流式细胞仪分析倍性变化情况,并结合秋水仙素处理对组培再生条件下倍性的稳定性和变化进行分析。结果表明:(1)10个山茶种质中6个为二倍体,2个为四倍体,1个为六倍体和1个为十倍体,在组培诱导愈伤及再生过程中不同倍性的种质材料能够保持稳定的倍性。(2)获得了秋水仙素处理的最适诱导条件,即培养基配方为秋水仙素浓度20 mg·L^(-1),愈伤增殖培养10 d。(3)对56个独立组织样品(含愈伤和芽)开展了倍性检测发现,有38个组织样品的倍性在1.5~2.5倍之间,11个组织样品产生了低于1.5倍性的特异现象。该研究结果进一步探索了不同山茶种质之间的倍性关系,为山茶属植物的倍性调控和多倍体诱导提供了理论基础。

关键词：山茶属染色体倍性组织培养秋水仙素流式细胞术

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白桦木质部原生质体初生细胞壁再生过程转录组分析

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北京林业大学学报 2022年第12期44卷 12-22页

作者：郑杰于颖贺卓熙路明远孙宇尹天龙王超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哈尔滨150040

【目的】木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素,研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制,并鉴定出重要调控基因,旨在为林木材性性状研究... 详细信息

【目的】木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素,研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制,并鉴定出重要调控基因,旨在为林木材性性状研究提供数据和材料。【方法】分别以培养0 h和2 h的白桦木质部原生质体为材料,通过荧光增白剂染色观察初生壁再生过程。利用转录组分析技术研究初生壁再生前后的差异表达基因及其参与的调控途径,将检测到的差异表达基因在GO、KEGG、PlantTFDB数据库中进行比对分析。【结果】荧光显微镜观察结果显示:原生质体分离后不具有细胞壁,培养2 h再生初生细胞壁。以|log2(FC)|≥1(FC为差异倍数)且q<0.05为标准筛选差异基因,结果显示:相较于刚分离的原生质体,培养2 h的原生质体中检测到4396个上调表达的基因,4056个下调表达基因,总计8452个差异表达基因。其中GO数据库共注释到10个显著上调条目,KEGG数据库注释到10个显著差异代谢通路,PlantTFDB数据库共注释到16个家族的360个差异表达转录因子。GO注释结果表明,DNA复制、细胞周期相关基因上调表达。KEGG注释结果表明,谷胱甘肽、α-亚麻酸等与抗逆代谢相关的基因下调表达,果胶脂酶相关基因上调表达。PlantTFDB注释结果表明,bHLH、NAC、MYB、bZIP等与细胞壁合成密切相关的转录因子均差异表达。【结论】培养2 h的木质部原生质体处于细胞壁再生及分裂准备状态,DNA复制、细胞周期、多糖合成代谢等相关基因在白桦木质部原生质体培养及初生细胞壁形成过程中起调控作用。

关键词：白桦原生质体初生细胞壁再生转录组

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