检索结果-内蒙古大学图书馆

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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毛白杨次生维管系统再生过程的基因表达

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林业科学 2021年第9期57卷 52-65页

作者：唐芳赵树堂王丽娟宋学勤卢孟柱中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京 100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京 210037 中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京 100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京 210037 浙江农林大学林业与生物技术学院省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州 311300

[目的] 次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生.为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因... 详细信息

[目的] 次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生.为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因表达模式,为进一步揭示木材形成的基因调控机制奠定基础.[方法] 将 4年生毛白杨无性系在形成层活动旺盛期进行环剥取样.对剥皮后的树皮内侧和树干表面的样本,以及再生第 7、10、14、18和21天5个不同时期获取的再生材料进行高通量转录组分析,并利用基因共表达分析( WGCNA)方法,得到与不同再生时期密切相关的模块,并对这些特异表达的基因进行表达网络和生物学功能分析.[结果] 将第0天(剥皮当天)树皮内侧样本与树干表面样本、再生第 7 天样本与树干表面样本,以及相邻再生时期的样本进行表达差异分析.对得到的14 202个差异基因进行 WGCNA分析,构建基因共表达网络,获得与维管再生过程相关的10个共表达模块.其中,Grey60模块的基因在再生第 7 天样本和树皮内侧样本中特异表达,主要涉及 DNA 复制、有丝分裂、细胞分裂和微管运动等功能;该模块还含有大量与表观遗传调控、细胞周期相关的基因,它们在再生第7天的高表达可能激活了脱分化木质部细胞的增殖和组织类型的改变,使其获得再分化能力.此外,Pink 模块的基因在第0天成熟维管组织样本中的表达量极低,但在再生过程中表达呈上升趋势,到第 21天达到最高值;这些基因主要参与细胞分裂、细胞壁修饰、韧皮部发育、碳水化合物代谢、 DNA 的转录调控等相关的生物学途径.Pink模块中与韧皮部分化相关的标记基因,比如 APL、NAC45/86、DOF、BSPA、PP2 和 SUS 的表达被重新激活,与调节形成层细胞增殖和分化的 CLE41/44和 CLV1一样,表达量都是从再生第 10 天开始逐渐增加.到次生维管系统再生后期的第18天和第21天,形成层已经完成了结构重构并能进行细胞的分裂、分化,此时木质部标记基因和次生壁调控因子有较高的表达.[结论] 毛白杨次生维管系统再生早期,脱分化的木质部细胞通过表观遗传和细胞周期调控重新获得细胞分生能力;之后,韧皮部的细胞分化程序被启动,再生形成层开始细胞增殖和分化;到再生后期,通过相关基因调控,形成层再分化木质部和韧皮部.通过对次生维管组织再生过程中基因的表达分析和调控模块的鉴定,进一步验证了次生维管再生的遗传调控基础,也可为揭示植物维管组织再生的调控机制奠定基础.

关键词：杨树次生维管系统再生基因表达 WGCNA

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马尾松PmAOX基因克隆与不同逆境胁迫表达分析

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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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杂交鹅掌楸F1代生长性状的基因型与环境互作效应分析

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分子植物育种 2022年第21期20卷 7091-7099页

作者：吴伟煌肖保荣黄世清傅火勇盛宇陈金慧南京林业大学林学院林木遗传和生物技术教育部重点实验室南方现代林业协同创新中心南京210037 安吉县自然资源和规划局安吉313300 浙江安吉县龙山林场湖州313306

研究杂交鹅掌楸F1代在不同地区生长性状的差异,从基因型与环境互作效应(GGE)的角度入手,探索杂交鹅掌楸F1代苗期生长的基因型与环境互作,同时评价试验地的适应性,总结苗期生长中的适地适基因型的规律,为杂交鹅掌楸大面积推广造林提供科... 详细信息

研究杂交鹅掌楸F1代在不同地区生长性状的差异,从基因型与环境互作效应(GGE)的角度入手,探索杂交鹅掌楸F1代苗期生长的基因型与环境互作,同时评价试验地的适应性,总结苗期生长中的适地适基因型的规律,为杂交鹅掌楸大面积推广造林提供科学理论依据。本研究以2014年定植在湖北黄冈、浙江安吉和山东肥城的3年生杂交鹅掌楸F1代基因型为材料,通过R软件包GGEBiplotGUI分析基因型与环境互作,利用树高的均值作GGE双标图,评价最适试验地点,筛选最适基因型。结果表明:黄冈最适宜的基因型为F15,肥城最适宜的基因型为F05和F09,安吉最适宜的基因型为F17;利用双标图评价了区分力和适应性最好的试验地点为安吉;遗传稳定性好且高生长量的基因型有F17、F05、F11、F02和F14。本研究表明:安吉最适合杂交鹅掌楸生长,该地区的弱酸性土壤和降雨量充足的环境条件更适合杂交鹅掌楸子代的推广种植;综合筛选出高生长量和遗传稳定性好的杂交鹅掌楸F1代杂交亲本组合是C2×T4;GGE双标图分析方法直观性强,适用于合理评价多点试验的生态区划分、最适试验地和优良基因型,也可以为其他树种数量性状的评价提供借鉴。

关键词：杂交鹅掌楸适应性 GGE双标图区分力基因型与环境互作

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SPL家族基因复制及功能分化分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2020年第5期44卷 55-66页

作者：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

【目的】基因复制及随后的功能分化是基因组和物种演化的重要驱动力。植物特有的转录因子家族SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein like)广泛参与调控植物生长发育及响应逆境胁迫,为研究重复基因的起源方式和进化命运提供了良好的研... 详细信息

【目的】基因复制及随后的功能分化是基因组和物种演化的重要驱动力。植物特有的转录因子家族SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein like)广泛参与调控植物生长发育及响应逆境胁迫,为研究重复基因的起源方式和进化命运提供了良好的研究系统。本研究对葡萄(Vitis vinifera)、番木瓜(Carica papaya)、毛果杨(Populus trichocarpa)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)4种模式植物的SPL基因家族开展基因复制及功能分化分析,为进一步研究SPL基因功能、预测种属特异性的功能基因提供系统进化角度的参考。【方法】利用SBP特征结构域,鉴定葡萄、番木瓜、毛果杨和拟南芥4种模式植物中SPL基因家族成员,并利用最大似然法构建系统进化树。基于物种内、物种间基因组共线性,分析SPL基因家族发生基因复制的方式及差异保留情况,并计算保留的SPL直系和旁系同源基因的同义、非同义替换率,分析功能分化情况。【结果】在4种模式植物中共鉴定出SPL基因73个,其中42个是miR156的靶基因。系统进化分析显示:73个SPL基因聚类为9个主要分支,miR156靶向SPL基因成簇聚集在6个主要分支;Clade I中SPL基因编码的2个锌指结构基序为C4和CHC,而其余8个分支中SPL基因的锌指结构基序由C3H和CHC组成。大规模基因组复制事件(片段复制或全基因组复制)是SPL基因家族发生基因重复的主要方式。根据基因组复制事件推算,15个古基因位点理论上应复制出的360个位点中,83.6%的重复位点发生丢失或演化成非SPL基因。本研究鉴定出旁系同源基因17对,直系同源基因27对,且所有旁系和直系同源基因的K/K(非同义替换率和同义替换率之比)值均小于1。【结论】在不同物种中保留下来的SPL直系同源基因受到较强的纯化选择,在功能上具有保守性;同一物种中保留下来的SPL旁系同源基因在进化过程中维持部分功能冗余,但在组织表达偏好性和蛋白功能上已呈现出不同形式的分化。

关键词： SPL基因家族 miR156 全基因组复制串联复制功能分化

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CRISPR/Cas9系统在林木基因编辑中的应用

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遗传 2020年第7期42卷 657-668页

作者：陈赢男陆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/Cas9系统可以对目标基因进行精确定点编辑,是目前公认的最有发展潜力的基因编辑技术,并已在主要粮食及经济作物的精准育种方面发挥了重要作用。CRISPR/Cas9系统的出现也为林木基础研究和分子育种带来了新的途径。近年来CRISPR/C... 详细信息

CRISPR/Cas9系统可以对目标基因进行精确定点编辑,是目前公认的最有发展潜力的基因编辑技术,并已在主要粮食及经济作物的精准育种方面发挥了重要作用。CRISPR/Cas9系统的出现也为林木基础研究和分子育种带来了新的途径。近年来CRISPR/Cas9系统在林木遗传研究中的应用越来越广泛,不仅实现了抗旱、抗病等林木新品种的培育,而且在调控木质素合成和缩短林木育种周期等方面也展现了巨大潜力。本文详细梳理了CRISPR/Cas9系统在林木基因功能验证及遗传改良中的研究进展,并对未来需要完善的相关问题和发展趋势进行了展望,以期为林木功能基因组研究和林木基因工程育种提供有益参考。

关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑林木基因功能遗传改良

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表型技术在林木育种和精确林业上的应用

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林业科学 2020年第6期56卷 113-126页

作者：边黎明张慧春南京林业大学林学院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南京210037 南京林业大学机械电子工程学院南京210037

缺乏有效的表型采集与分析能力已成为林木育种研究领域的瓶颈,其关键难点是生成准确的表型数据,以便正确解释获得的结果。在精确林业中面临的核心挑战是实现自动化、大范围、快速实时的表型性状分析。长久以来,林木遗传育种和精确林业... 详细信息

缺乏有效的表型采集与分析能力已成为林木育种研究领域的瓶颈,其关键难点是生成准确的表型数据,以便正确解释获得的结果。在精确林业中面临的核心挑战是实现自动化、大范围、快速实时的表型性状分析。长久以来,林木遗传育种和精确林业监测要花费大量的人力收集常规表型数据,传统的表型研究方法具有效率低、维度低、通量低、精度低、劳动量大、主观性强等缺点,无法满足挖掘“基因型—表型—环境型”内在关联、揭示特定生物性状形成机制的科研需求。因此,亟需在林业上发展并应用非破坏式、自动化、高通量、高精度的表型监测技术。现代表型技术使用搭载多种类型成像传感器的系统,自动收集林木形态结构和生理生化等大量表型数据,实现对大批量林木个体的生长监测。另外,无损测量的特点使对同一林木个体进行连续监测得以实现,从而获取林木生长相关的表型性状,如在胁迫研究中,表型技术能明晰林木对胁迫的响应模式及其对胁迫的抗性。利用新型传感器技术对遗传测定群体进行准确、高通量、无损式、快速高效的表型信息采集,对于加快林木遗传改良进程、实施精确林业战略、挖掘优良种质、提高森林质量和抗逆能力至关重要。本文回顾林木表型技术的发展,介绍了基于个体和基于林分(群体)的林木表型技术的应用领域和研究内容。详细分析可见光相机、荧光成像仪、近红外成像仪、高光谱成像仪、热红外成像仪和激光雷达扫描仪等各成像传感器的测量参数、频谱范围、成像原理、优缺点,以及在林木表型信息采集上的应用现状等。林木表型技术的研究趋势为:1)构建新型采集平台获取林分和个体的关键表型性状以提高精度及通量;2)利用环境监测技术,分析林木在温度、湿度、水分、光照等非生物胁迫下的表型反应,以进行抗逆良种选育;3)利用生物胁迫下的表型变化分析推动精确林业中的病虫害监测、分类、识别和防治等;4)利用高通量表型技术与全基因组选择、数量性状位点和全基因组关联分析相结合以鉴定基因的功能,提高选择的准确性。表型技术的应用将实现快速实时、高质量、高精度、高通量的采集林木数据,从而提高育种效率,优化精确林业实践,加速林业信息化的发展进程。

关键词：表型成像传感器精确林业林木遗传育种生物胁迫

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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福建省洋口国有林场

【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。7 280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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观赏植物抗病育种现状

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分子植物育种 2020年第2期18卷 514-519页

作者：刘光欣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南方现代林业协同创新中心

观赏植物种类繁多,在这些植物的育种、销售及栽培过程中,与植物病害相关的各种病原物也被广泛传播。因此,培育抗病品种一直是园艺育种工作者的重要目标性状之一。在粮食作物中,抗病育种方面已经投入了很大的人力物力,新的生物技术不断... 详细信息

观赏植物种类繁多,在这些植物的育种、销售及栽培过程中,与植物病害相关的各种病原物也被广泛传播。因此,培育抗病品种一直是园艺育种工作者的重要目标性状之一。在粮食作物中,抗病育种方面已经投入了很大的人力物力,新的生物技术不断被用于作物新品种的培育。但对于观赏植物而言,这些新技术应用范围还极为有限。本综述对园艺植物抗病育种现状进行了总结,并对育种前景进行了预测。

关键词：观赏植物病原物宿主抗病机制抗病育种

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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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