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分子植物育种 2021年

作者：侯静翟惠陈震霄刘晓胡正东尹佟明南京林业大学林学院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

空气凤梨(Air plant)属凤梨科(Bromeliaceae)铁兰属(Tillandsia)多年生草本植物，是地球上唯一完全生于空气中的植物，具有绿化、美化、净化的作用，已成为室内装饰的新宠，市场需求量逐年增加。而空气凤梨主要依靠种子繁殖和分株繁殖...

空气凤梨(Air plant)属凤梨科(Bromeliaceae)铁兰属(Tillandsia)多年生草本植物，是地球上唯一完全生于空气中的植物，具有绿化、美化、净化的作用，已成为室内装饰的新宠，市场需求量逐年增加。而空气凤梨主要依靠种子繁殖和分株繁殖，繁殖速度极为缓慢，限制了空气凤梨的推广应用。加快空气凤梨繁殖速率是解决这一问题的关键。本研究以市场上的名贵品种‘肥猴’(Tillandsia duratii)为材料，以其成熟饱满的种子作为外植体，研究种子消毒、诱导种子萌发、促进植株生长、组培苗移栽的最适体系。结果显示，将‘肥猴’种子用70%的酒精消毒10 s，无菌水冲洗3次，然后用2%的次氯酸钠消毒5 min，无菌水冲洗5次，接种10 d后污染率为0%。含0.4 mg/L IAA的MS培养基为最适种子培养基，种子的发芽率达100%，一个月后幼苗可长出5片真叶，移入最适壮苗培养基(MS + IBA 2 mg/L)，90 d后幼苗平均叶片数为12片，平均株高为2.30 cm。以带孔的栎木作为基质，‘肥猴’组培苗的移栽成活率达100%，其生长速度较普通播种繁殖提高了10倍以上。本研究确定了‘肥猴’组织培养的最适消毒方法及最佳培养基，建立了‘肥猴’快速育苗体系，大大提高了空气凤梨‘肥猴’的繁殖速度。

关键词：

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植物组织特异性生物钟研究进展

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分子植物育种 2018年第22期16卷 7527-7534页

作者：武小龙许琦刘铃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

组织特异性生物钟是指多细胞生物个体中生命活动在各组织中差异表达的由时序结构决定的内在节律性。在哺乳动物中,昼夜节律网络中的组织特异性分级一直广受争论,但是由于技术所限,在植物中研究甚少。对一些生物钟基因的研究,可以增强植... 详细信息

组织特异性生物钟是指多细胞生物个体中生命活动在各组织中差异表达的由时序结构决定的内在节律性。在哺乳动物中,昼夜节律网络中的组织特异性分级一直广受争论,但是由于技术所限,在植物中研究甚少。对一些生物钟基因的研究,可以增强植物的适应性和抗逆性,提高生物量。通过对组织特异性生物钟系统的修饰,我们可能会操纵目标组织来调节特异的农业性状。本研究对近期一些关于植物中组织特异性生物钟以及它们之间分级耦合网络的研究进行了分析总结,并描述了这些生物钟的组织特异性功能及其性质,进一步讨论了这一网络结构以及其中可能共享该网络时序信息的潜在信使。

关键词：生物钟昼夜节律组织特异性分级网络耦合因子

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杂交鹅掌楸胚性能力获得磷酸化蛋白质组探讨

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分子植物育种 2020年第1期18卷 1-10页

作者：李春映殷梓苡陈金慧施季森甄艳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 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

为了探索胚性能力获得过程中的蛋白质磷酸化作用,本研究利用杂交鹅掌楸未成熟种子诱导的胚性和非胚性愈伤组织为材料,通过2-DE技术分离蛋白质,Pro-Q磷酸化蛋白质染色,软件Imagemaster 6.0来检测蛋白质的差异表达。利用质谱鉴定得到了41... 详细信息

为了探索胚性能力获得过程中的蛋白质磷酸化作用,本研究利用杂交鹅掌楸未成熟种子诱导的胚性和非胚性愈伤组织为材料,通过2-DE技术分离蛋白质,Pro-Q磷酸化蛋白质染色,软件Imagemaster 6.0来检测蛋白质的差异表达。利用质谱鉴定得到了41个差异表达蛋白质。这些蛋白质参与愈伤组织胚性能力的获得,如eukaryotuc release factor1影响着细胞的伸长和径向细胞分裂,EF-hand域蛋白有助于胚性干细胞分裂和维持,Ca^2+离子信号结合蛋白、Sec14p类磷酸酰肌醇转运家族蛋白参与细胞极性和器官形态建成,Mediator of RNA polymeraseⅡtranscription subunit调控基因的转录激活及染色质重塑因子介导胚形态建成和器官发生等,为体胚发生过程中体细胞胚性能力获得提供科学依据。

关键词：杂交鹅掌楸(Liriodendron hybrid) 胚性能力磷酸化蛋白质组质谱

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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

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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唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第3期45卷 93-99页

作者：黎梦娟朱礼明霍俊男张景波施季森成铁龙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中国林业科学研究院沙漠林业实验中心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

【目的】唐古特白刺（Nitraria tangutorum）是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能。以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CB... 详细信息

【目的】唐古特白刺（Nitraria tangutorum）是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能。以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CBL基因克隆及表达分析,以深入了解唐古特白刺的抗逆分子机制。【方法】根据唐古特白刺的转录组数据,设计特异性引物,克隆两个CBL基因,并对其进行生物信息学分析和亚细胞定位鉴定。使用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫条件下唐古特白刺CBL基在叶片中的表达模式。【结果】克隆鉴定了唐古特白刺的NtCBL1、NtCBL2基因,NtCBL1基因cDNA编码区长度为642 bp,可编码213个氨基酸,蛋白质分子质量为52.77 ku,分子式为C1 971H3 302N642O836S106;NtCBL2基因cDNA编码区长度为681 bp,可编码226个氨基酸,蛋白质分子质量为26.10 ku,分子式为C1 179H1 832N298O356S7。亚细胞定位预测和鉴定结果显示NtCBL1、NtCBL2蛋白均定位于细胞膜上。在胁迫、干旱迫、冷胁迫处理下,NtCBL1、NtCBL2基因均表现出不同程度的变化,而NtCBL1基因的变化更为明显,推测其在盐、干旱胁迫中发挥重要作用。【结论】从唐古特白刺中克隆出NtCBL1、NtCBL2基因,发现NtCBL1基因在盐胁迫下表达量明显上升,而NtCBL2基因变化不大。结果表明NtCBL1基因可能参与唐古特白刺的盐、干旱胁迫响应,而NtCBL2基因在冷胁迫下起一定作用。

关键词：唐古特白刺 CBL基因盐胁迫干旱胁迫基因克隆基因表达

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马尾松PmPGK1 和PmGPIC基因的克隆和表达分析

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热带亚热带植物学报 2021年第4期29卷 339-348页

作者：夏林超吴帆季孔庶南京林业大学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南京210037

为了解马尾松(Pinus massoniana)磷酸甘油酸激酶1(PGK1)与胞质溶胶葡萄糖磷酸异构酶(GPIC)的功能,采用RACE技术克隆了PmPGK1和PmGPIC基因,并进行了生物信息学分析与亚细胞定位,采用实时荧光定量PCR技术分析PmPGK1和PmGPIC的表达特性。... 详细信息

为了解马尾松(Pinus massoniana)磷酸甘油酸激酶1(PGK1)与胞质溶胶葡萄糖磷酸异构酶(GPIC)的功能,采用RACE技术克隆了PmPGK1和PmGPIC基因,并进行了生物信息学分析与亚细胞定位,采用实时荧光定量PCR技术分析PmPGK1和PmGPIC的表达特性。结果表明,PmPGK1和PmGPIC全长为2106和1848 bp,分别编码507和566个氨基酸。PmPGK1和PmGPIC分别定位于叶绿体和胞质溶胶。PmPGK1表达量为新叶>老叶>新茎>根>花;而PmGPIC为老叶>花>新叶>新茎>根。低温胁迫24 h,PmPGK1和PmGPIC的表达量均随时间延长先降低后升高,且PmGPIC的表达量在处理2 h后即降至较低水平;高浓度CO2胁迫24 h,PmPGK1的表达量随时间延长呈降低-升高-再降低的变化趋势,PmGPIC的表达下调但变化较不显著。因此,推测PmPGK1主要参与卡尔文循环及叶绿体/质体糖酵解,PmGPIC主要参与细胞质基质糖酵解;PmPGK1、PmGPIC活性在低温胁迫下均受抑制;PmPGK1活性在CO2胁迫下受到显著抑制,而PmGPIC活性的影响不大。

关键词：马尾松 PmPGK1 PmGPIC 基因克隆亚细胞定位

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中国鹅掌楸纤维素合酶的CRISPR/Cas9基因敲除系统的gRNA表达载体构建

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分子植物育种 2017年第6期15卷 2195-2199页

作者：徐惠芳金磊磊徐璇许梦璐张芳超郑晨陈金慧南京林业大学林学院林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

CRISPR/Cas系统最早发现于细菌,对入侵的病毒或噬菌体DNA具有免疫作用。基于CRISPR/Cas的免疫机制,设计开发的CRISPR/Cas9基因编辑系统已经成为真核生物基因编辑的主流工具,在拟南芥、水稻等高等植物的基因组功能研究中已经广泛应用。... 详细信息

CRISPR/Cas系统最早发现于细菌,对入侵的病毒或噬菌体DNA具有免疫作用。基于CRISPR/Cas的免疫机制,设计开发的CRISPR/Cas9基因编辑系统已经成为真核生物基因编辑的主流工具,在拟南芥、水稻等高等植物的基因组功能研究中已经广泛应用。本研究以中国鹅掌楸纤维素合酶(Cellulose synthase,CESA)为研究对象,首次构建了具有表达中国鹅掌楸纤维素合酶(Cellulose synthase,CESA)gRNA(guide RNA)的CRISPR/Cas9基因敲除系统,以LcCESA1基因外显子5'端的第一个外显子区域的GN19NGG序列设计gRNA引物;以p201N-Cas9为载体,Gibson Assembly誖Master Mix为连接酶,通过Gibson Assembly连接技术,将CESA1-gRNA连入p201N-Cas9中,获得p201N-Cas9-CESA1-gRNA载体。根据载体中插入序列,设计了两对检测引物,经PCR鉴定,均获得了相应大小的序列;测序分析进一步证实确认gRNA已经完整准确地连入载体。p201N-Cas9-CESA1-gRNA载体能对CESA1基因进行定向编辑,对后续研究鹅掌楸纤维素合酶的基因功能具有重要意义。

关键词： CRISPR/Cas9系统中国鹅掌楸 gRNA 载体构建

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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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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金陵科技学院动物科学与技术学院

【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... 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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幼化和外源激素对娜塔栎嫩枝扦插生根的影响及其生根解剖学观察

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年第2期48卷 129-136页

作者：卜晓婷付威李淑娴徐志标彭大庆徐林桥林木遗传育种全国重点实验室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草学院南方现代林业协同创新中心江苏省盐城林场

【目的】研究幼化、激素处理对娜塔栎(Quercus texana)嫩枝扦插生根的影响，观察生根过程中插穗不定根的形成过程，探究娜塔栎扦插生根困难的原因，为娜塔栎的扦插繁殖提供理论依据和技术借鉴。【方法】以幼化(6年生母树平茬后的苗木)、... 详细信息

【目的】研究幼化、激素处理对娜塔栎(Quercus texana)嫩枝扦插生根的影响，观察生根过程中插穗不定根的形成过程，探究娜塔栎扦插生根困难的原因，为娜塔栎的扦插繁殖提供理论依据和技术借鉴。【方法】以幼化(6年生母树平茬后的苗木)、6年生母树上剪取的当年生半木质化娜塔栎插条为材料，分别用不同质量浓度的吲哚丁酸(IBA)+萘乙酸(NAA)+间苯三酚(THB)的混合溶液浸泡插穗基部10 min,以清水处理相同时间为对照(CK),于扦插75 d后计算各处理插穗的愈伤率、生根率、根系指数和根系效果指数；同时，以幼化半木质化娜塔栎插条为材料，对不同生根阶段的插穗用FAA标准固定液固定，采用石蜡切片技术对插穗不定根的形成过程进行解剖观察。【结果】植物激素处理能显著提高娜塔栎扦插的生根效果，幼化及6年生母树插穗的生根率均表现出处理组的生根率高于对照组，其中生根率最高可达43.3%。双因素方差分析表明，幼化处理是影响娜塔栎扦插生根的重要因素，且各指标的综合分析排序发现，幼化插穗生根效果大于6年生母树插穗的。利用石蜡切片法观察娜塔栎生根过程茎部的解剖构造，发现刚剪取的插穗不含有潜伏状根原基，属于诱导根原基生根类型；存在愈伤生根和皮部生根的，属混合生根类型；解剖学观察还发现茎部韧皮部中连续的环状厚壁细胞阻碍了不定根的伸长生长。【结论】以IBA 500 mg/L+NAA 250 mg/L+THB 50 mg/L的混合溶液处理幼化娜塔栎插穗基部10 min,其扦插生根效果最佳；但是否为最适浓度需进一步验证。插穗属于诱导根原基生根类型；韧皮部存在环状连续的韧皮纤维(厚壁细胞)是导致其生根困难的原因之一。不定根原基发生的方式有两种：一种是愈伤组织内发生不定根原基，另一种是形成层附近的细胞分裂形成根原基。

关键词：娜塔栎扦插激素处理幼化处理解剖学观察

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