检索结果-内蒙古大学图书馆

南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第3期45卷 233-244页

作者：朱沛煌陈妤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

萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有... 详细信息

萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有重要的经济价值。松科植物通过甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖磷酸途径合成所有萜类物质合成所必需的5碳前体,并在异戊烯基转移酶家族、萜类合成酶家族作用下合成单萜、倍半萜和二萜等不同长度碳链的萜类分子骨架,并进一步在细胞色素P450酶家族的作用下发生甲基化、羟基化、过氧化、糖基化等酶促反应形成具有结构极为丰富的萜类化合物。和其他次生代谢过程类似,多种酶及其基因在萜烯化合物形成过程中起到了至关重要的作用,同时,萜类化合物结构多样性的形成也主要依赖于萜类合成酶及其基因。植物中已经发现了大量的萜类合成酶,由于大量植物基因组、转录组等组学数据的公布,不断有新的萜类合成酶被报道。笔者介绍了植物萜类化合物前体的合成途径及其关键酶基因、植物萜类合成酶的结构和类型,着重阐述松科植物萜类合成酶结构、功能以及相应基因家族鉴定和系统分类的研究进展,并针对松科植物萜类合成酶及其基因研究领域存在的研究树种偏少、松科植物萜烯类代谢可能存在的特异代谢路径重视程度不够、适用于针叶树种相关基因的功能研究平台搭建欠缺、多基因网络调控松科植物萜烯类合成机制研究未得到系统开展、产脂和抗逆相关的松科植物关键基因未得到挖掘与利用等相关问题提出了建议,以期为松科植物萜类生物合成机制解析及松科植物遗传改良提供参考。

关键词：松科萜类甲羟戊酸途径甲基赤藓糖磷酸途径萜类合成酶基因家族

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CRISPR/Cas技术在木本植物改良中的应用

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第6期45卷 24-30页

作者：侯静毛金燕翟惠王洁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方现代林业协同创新中心南京林业大学林学院

木本植物育种周期长、种质资源匮乏,已成为限制木本植物种质创新的主要因素。CRISPR/Cas系统是近年来发展起来的能够实现对基因组进行精准定点编辑的技术,具有操作简单、周期短、效率高等优点,可实现基因的敲除、插入、替换等目的,从而... 详细信息

木本植物育种周期长、种质资源匮乏,已成为限制木本植物种质创新的主要因素。CRISPR/Cas系统是近年来发展起来的能够实现对基因组进行精准定点编辑的技术,具有操作简单、周期短、效率高等优点,可实现基因的敲除、插入、替换等目的,从而精确地引入目标性状。目前,该技术已在多种家畜、昆虫、作物中得到了成功应用,对大量性状进行了改良,实现了种质资源的原始创新,大大缩短了育种年限。CRISPR/Cas技术的产生为木本植物的遗传改良提供了契机。笔者对CRISPR/Cas技术在杨树(Populus spp.)、苹果(Malus spp.)、柑橘(Citrus spp.)、葡萄(Vitis vinifera)、木薯(Cassava spp.)等木本植物育种中的应用进行了总结,该技术实现了T0代木本植物优良基因型的固定,在生长、材性、抗病性、抗旱性等性状上得到了明显改善,加快了木本植物育种进程,提高了育种效率。但该技术在木本植物中的应用尚处于起步阶段,还存在脱靶率高、编辑效率低、纯合突变少等问题。基于此,对CRISPR/Cas技术在木本植物中的应用前景进行了展望,以期为木本植物基因功能研究及品种改良提供有益参考。

关键词： CRISPR/Cas 基因组编辑分子育种木本植物品种改良

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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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鹅掌楸基因组部分SNP标记在种源评价中的应用

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安徽农业科学 2024年第21期52卷 93-96页

作者：陆叶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南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

以6个鹅掌楸(Liriodendron chinense)种源和3个北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera)种源共计23个个体作为研究群体,选取11对真实SNP位点,对这253个SNP标记的PCR产物进行正反向Sanger测序。结果表明:在11个真实SNP位点中,8个SNP位点在... 详细信息

以6个鹅掌楸(Liriodendron chinense)种源和3个北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera)种源共计23个个体作为研究群体,选取11对真实SNP位点,对这253个SNP标记的PCR产物进行正反向Sanger测序。结果表明:在11个真实SNP位点中,8个SNP位点在中国鹅掌楸和北美鹅掌楸间呈现出多态性,其中3个位点是检测鹅掌楸和北美鹅掌楸种间分化的潜在标记。11个SNP标记在北美鹅掌楸种内都没有多态性。lm_ll_10205、lm_ll_10836、lm_ll_3853和lm_ll_82464个SNP位点在我国东部的湖南浏阳、浙江松阳和江西庐山3个种源间存在多态性,仅有lm_ll_10205位点在我国西部种源间存在多态性。前期开发的SNP标记可以用于鹅掌楸种源遗传多样性的研究。研究种源间SNP位点的变异特征为揭示鹅掌楸的起源、进化以及遗传变异多样性提供了科学数据。

关键词：北美鹅掌楸鹅掌楸 SNP标记 SNP位点种源

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马尾松PmDXR基因密码子偏好性分析

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林业科学研究 2021年第2期34卷 102-113页

作者：朱灵芝朱沛煌李荣陈妤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江苏南京210037

[目的]对马尾松PmDXR基因密码子偏好性进行分析,为后续PmDXR基因的功能验证及遗传转化等研究提供理论依据。[方法]利用CodonW、EMBOSS、SPSS等软件及在线服务器,分析马尾松与其他37个物种DXR基因密码子的偏好性。对不同物种DXR基因密码... 详细信息

[目的]对马尾松PmDXR基因密码子偏好性进行分析,为后续PmDXR基因的功能验证及遗传转化等研究提供理论依据。[方法]利用CodonW、EMBOSS、SPSS等软件及在线服务器,分析马尾松与其他37个物种DXR基因密码子的偏好性。对不同物种DXR基因密码子进行中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot分析,推测其偏好性形成的主要影响因素;同时分析比较了马尾松PmDXR基因与4种模式生物的密码子使用频率。[结果]马尾松PmDXR基因的密码子偏好性较弱,偏好使用A/T结尾的密码子。比较分析不同物种DXR基因的密码子偏好性参数,发现不同物种DXR基因密码子偏好性存在一定差异,整体看,裸子植物DXR基因密码子偏好性比被子植物强。与其他物种DXR基因的CDS序列及RSCU值聚类分析表明,马尾松与其它裸子植物DXR基因表现出相近的密码子使用偏好性。中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot分析均表明:自然选择是影响DXR基因密码子偏好性形成的主要因素。与4种模式生物的基因组密码子使用频率比较发现,在异源转化受体选择中,酵母真核表达系统较大肠杆菌原核表达系统更适合马尾松PmDXR异源表达,拟南芥和烟草均可作为马尾松PmDXR基因的遗传转化受体,其中,烟草更理想。[结论]本研究初步揭示了马尾松PmDXR基因密码子使用规律,对后续开展基因功能验证有重要的指导作用,同时也可为研究马尾松分子进化提供一定的科学依据。

关键词：马尾松 PmDXR基因密码子偏好性异源表达外源宿主

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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

《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：盲盒基因编辑精准靶向

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植物异戊烯基转移酶研究进展

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生物技术通报 2021年第2期37卷 149-161页

作者：陈妤朱沛煌李荣朱灵芝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南京210037

次生代谢产物的生物学作用被认为是高等植物生存和进化的关键。类异戊二烯(Isoprenoids)化合物作为植物中极为丰富的一类次生代谢物,在植物信号转导、适应气候、繁殖及防御等方面具有多种生理功能。此外,植物类异戊二烯化合物还广泛应... 详细信息

次生代谢产物的生物学作用被认为是高等植物生存和进化的关键。类异戊二烯(Isoprenoids)化合物作为植物中极为丰富的一类次生代谢物,在植物信号转导、适应气候、繁殖及防御等方面具有多种生理功能。此外,植物类异戊二烯化合物还广泛应用于制药、天然乳胶、香料及有机合成等工业领域,具有重要的经济价值。异戊烯基转移酶(Prenyltransferase,PT)是连接上游甲羟戊酸和磷酸甲基赤藓糖途径与下游不同结构类异戊二烯生物合成分支点的关键酶,因此异戊烯基转移酶及其基因在整个类异戊二烯生物合成与调控过程中具有重要地位。本文介绍了植物类异戊二烯生物合成通路、异戊烯基转移酶基因克隆与分析、酶功能鉴定及其系统分类,并介绍了其在针叶树中的研究进展,旨在为植物类异戊二烯化合物生物合成与调控机制的进一步研究提供帮助,同时为针叶树种产脂和抗生物逆境的分子水平研究指明相关方向。

关键词：类异戊二烯生物合成异戊烯基转移酶基因家族

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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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萝藦叶绿体基因组结构及进化发育分析

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浙江农业科学 2024年第1期65卷 130-138页

作者：马萌萌李淑娴吴怀通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江苏南京210037

萝藦(Metaplexis japonica(Thunb.)Makino),具有一定的食用价值和药用价值。本研究目的是获得萝藦叶绿体基因组拼接,分析叶绿体基因组序列特征,确定其在近缘物种中的系统进化关系。研究方法是利用Illumina平台对萝藦叶绿体基因组进行高... 详细信息

萝藦(Metaplexis japonica(Thunb.)Makino),具有一定的食用价值和药用价值。本研究目的是获得萝藦叶绿体基因组拼接,分析叶绿体基因组序列特征,确定其在近缘物种中的系统进化关系。研究方法是利用Illumina平台对萝藦叶绿体基因组进行高通量测序,使用一系列生物信息学分析方法,完成基因组拼接和基因注释,分析重复序列特征。结合萝藦多个近缘物种,分析边界基因的变异,构建多物种系统进化树。结果表明,萝藦叶绿体基因组是典型的环状四分体结构,全长157 081 bp, GC含量是36.49%。共注释132个基因,包含有45个光合作用相关基因、74个自我复制相关基因、6个其他基因和7个功能未知基因。鉴定得到271个简单重复序列(SSR)位点,其中以单碱基重复为主,其次是三碱基重复。多物种比较和系统进化分析证实,萝藦属于鹅绒藤属,与马利筋属和牛角瓜属是进化上更近的属间植物。

关键词：萝藦叶绿体基因组系统发育分析

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马尾松转录组密码子使用偏好性及其影响因素

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林业科学 2020年第4期56卷 74-81页

作者：朱沛煌陈妤朱灵芝李荣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南京210037

【目的】异源表达是植物蛋白功能验证和分子育种的重要手段,而密码子是异源基因高效表达的重要因素,对马尾松转录组基因编码区密码子偏好性分析可以为马尾松分子育种提供一定的理论支持。【方法】利用CodonW、EMBOSS密码子分析软件对马... 详细信息

【目的】异源表达是植物蛋白功能验证和分子育种的重要手段,而密码子是异源基因高效表达的重要因素,对马尾松转录组基因编码区密码子偏好性分析可以为马尾松分子育种提供一定的理论支持。【方法】利用CodonW、EMBOSS密码子分析软件对马尾松转录组进行密码子参数分析和密码子偏好性分析,根据中性绘图、ENc-GC3s、偏倚性分析推测马尾松密码子偏好性的主要形成原因。通过比较高低表达基因样本同义密码子相对使用度(RSCU)筛选马尾松最优密码子,通过密码子使用频率比值分析马尾松与拟南芥、烟草、欧洲山杨、大肠杆菌、酿酒酵母的密码子偏好性差异。【结果】马尾松转录组编码序列(CDS)密码子平均GC含量为44.95%,密码子第3位GC含量为38.95%,尤为偏好A/T。高、低表达基因样本统计分析表明,马尾松转录组RSCU差异较小,筛选出TTA、CAA、TGT、GGT等27个密码子可作为马尾松的最优密码子。中性绘图、ENc-GC3s关联分析以及偏倚分析表明,马尾松密码子偏好性的形成可能主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。密码子使用频率分析表明马尾松密码子偏好性与烟草、拟南芥和欧洲山杨相比差异较小,与大肠杆菌差异最大,与酿酒酵母差异小于大肠杆菌。【结论】马尾松偏好第3位为A/T的密码子,筛选出27个最优密码子,其中25个密码子第3位为A/T。马尾松密码子使用偏好性形成主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。烟草可以作为马尾松基因异源表达的优选植物生物体,而微生物中酿酒酵母可能优于大肠杆菌。

关键词：马尾松转录组密码子使用偏好性

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