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生物技术通报 2025年

作者：刘园园陈析丰钱前高振宇浙江师范大学生命科学学院中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室崖州湾国家种子实验室

水稻是全球主要的粮食作物之一，为全球超过半数人口的基本食粮。有效穗数、穗粒数和千粒重是水稻产量的三大要素，水稻穗发育又是决定穗粒数的重要过程，并与产量的形成有着密切关系。因此，研究水稻穗发育及其分子调控机制可为水稻高... 详细信息

水稻是全球主要的粮食作物之一，为全球超过半数人口的基本食粮。有效穗数、穗粒数和千粒重是水稻产量的三大要素，水稻穗发育又是决定穗粒数的重要过程，并与产量的形成有着密切关系。因此，研究水稻穗发育及其分子调控机制可为水稻高产育种实践提供理论依据和指导。水稻穗发育的遗传机制和分子调控一直以来就受到育种家们的关注。本文基于国内外对水稻穗发育相关基因及其作用机理的研究进展以及近年来新发现的水稻穗发育调控基因，从水稻分生组织活性维持、花序分生组织向小穗分生组织转换、花器官形成过程和遗传调控方面展开论述。分类介绍了这些基因调控穗发育的分子机制及可能存在的相互作用关系，同时归纳了细胞分裂素、生长素、赤霉素、油菜素内酯等植物激素的信号途径中这些基因如何参与调控水稻穗发育，还进一步探讨了温度、光照、水分和营养元素等环境因素在水稻穗发育过程中的重要作用。在对水稻穗发育的分子调控机制和遗传调控网络展开全面综述的基础上，系统梳理和分析了现阶段水稻穗发育研究存在的棘手问题和相应的解决策略，并就未来水稻穗发育研究领域的关键问题和核心手段作了展望。

关键词：水稻穗发育植物激素环境因素分子机制

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彩色青稞和彩色小麦籽粒的代谢组学比较分析

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作物学报 2025年第4期51卷 932-942页

作者：程红娜秦丹丹许甫超徐晴彭严春孙龙清徐乐郭英杨新泉徐得泽董静长江大学农学院湖北荆州434023 农业农村部作物分子育种重点实验室/粮食作物遗传改良与种质创新湖北重点实验室/湖北洪山实验室/湖北省农业科学院粮食作物研究所湖北武汉430064 崖州湾种子实验室海南三亚572024

彩色青稞和彩色小麦是一类特殊的、珍贵的种质资源,不同颜色籽粒中的营养物质成分和含量均不同。本研究基于LC-MS对2个彩色青稞品种鄂黑稞720135(EH720135)、广州蓝稞(GZL)和2个彩色小麦品种中科紫麦(ZKZM)、农大4218紫(ND4218)授粉后... 详细信息

彩色青稞和彩色小麦是一类特殊的、珍贵的种质资源,不同颜色籽粒中的营养物质成分和含量均不同。本研究基于LC-MS对2个彩色青稞品种鄂黑稞720135(EH720135)、广州蓝稞(GZL)和2个彩色小麦品种中科紫麦(ZKZM)、农大4218紫(ND4218)授粉后不同天数的籽粒代谢组进行了分析和比较。结果表明:在4个材料不同发育时期的籽粒中,共检测到936种代谢物,包含379种已知物质和557种未知物。聚类分析表明,不同发育时期的籽粒中代谢物存在明显差异,各种代谢物的动态积累模式也不尽相同。对4个材料成熟籽粒中代谢物进行比较分析,在彩色青稞和彩色小麦之间共鉴定出687种差异代谢物,其中,206种在2个彩色青稞和2个彩色小麦之间均存在显著差异。此外,还鉴定到308种和277种代谢物分别在2个彩色小麦之间和2个彩色青稞之间存在显著差异。进一步分析表明,成熟青稞籽粒中的儿茶素、麦黄酮衍生物、金圣草黄素等黄酮类相关代谢物含量显著高于彩色小麦,它们可能为青稞特异的功能性成分。本研究有助于全面了解彩色青稞和彩色小麦籽粒代谢物的差异,并为彩色青稞和彩色小麦功能性食品研发提供理论依据。

关键词： LC-MS 彩色青稞彩色小麦代谢组

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橡胶草乳管特异性高表达基因TkREF的启动子区段鉴定

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分子植物育种 2025年第4期23卷 1154-1163页

作者：刘星杨雪张芳唐朝荣刘开业海南大学热带作物学院天然橡胶省部共建协同创新中心海口570228 海南大学三亚南繁研究所海南崖州湾种子实验室三亚572025

橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin,TKS)根部天然橡胶含量可达干重的20%以上,且橡胶的质量和特性与橡胶树相似,因此被认为是理想的产胶替代植物。橡胶延伸因子(rubber elongation factor,REF)是胶乳中特异高表达且对橡胶生物合成具有... 详细信息

橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin,TKS)根部天然橡胶含量可达干重的20%以上,且橡胶的质量和特性与橡胶树相似,因此被认为是理想的产胶替代植物。橡胶延伸因子(rubber elongation factor,REF)是胶乳中特异高表达且对橡胶生物合成具有重要作用的一类蛋白,然而调控其乳管特异性高表达的启动子区段尚未被鉴定。本研究利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析了TkREF的时空表达特性,结果发现该基因在橡胶草生长的不同阶段均表现为胶乳特异性高表达,且表达水平呈现逐渐增加的趋势。启动子顺式作用元件预测分析发现,TkREF的启动子区主要包含环境响应元件(17%)、功能未知元件(44%)和启动子基本元件(36%)。对TkREF不同长度启动子区段驱动GUS报告基因的转基因橡胶草进行GUS染色和GUS酶活性分析,结果表明在TkREF启动子-1088 bp至-759 bp之间存在调控该基因在胶乳中高表达的顺式作用元件,而在-1980 bp和-1088 bp之间以及-759 bp和-359 bp之间可能存在抑制该基因胶乳表达的顺式作用元件。本研究为阐明TkREF参与产胶调控的机制及其在橡胶草高产分子育种中的应用提供了理论依据。

关键词： TkREF 乳管特异性启动子区段鉴定 GUS酶活 GUS染色

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不同方式鉴别不同产地白胡椒特征挥发性物质及抗氧化性分析

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食品科学 2025年第8期46卷 235-246页

作者：高文涛雷文平陈利杨新泉李景明中国农业大学三亚研究院海南三亚572025 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 四川成都中农大现代农业产业研究院四川成都611430 海南省崖州湾种子实验室海南三亚572025

采用气相色谱-质谱联用技术结合气相色谱-离子迁移谱对全球主要胡椒产区白胡椒特征挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行鉴定,并进一步评价白胡椒精油抗氧化活性,解析与之相关的重要挥发性成分。结果表明,共鉴定出40... 详细信息

采用气相色谱-质谱联用技术结合气相色谱-离子迁移谱对全球主要胡椒产区白胡椒特征挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行鉴定,并进一步评价白胡椒精油抗氧化活性,解析与之相关的重要挥发性成分。结果表明,共鉴定出40种VOCs,其中以萜烯类和酸类化合物为主,占比80%以上。不同产区白胡椒中VOCs的组成和浓度差异显著,是导致白胡椒的香气特征差异的重要原因,同时进一步分析发现不同产区白胡椒的特征气味主要集中在果香、花香等香气以及粪便臭、汗臭等不良气味。此外,通过对比发现不同白胡椒精油的抗氧化活性与其挥发性物质中的萜烯类化合物的组成存在显著相关性。本结果为进一步探究不同产地白胡椒的加工适宜性评价提供了理论基础。

关键词：白胡椒挥发性有机化合物气相色谱-质谱联用技术气相色谱-离子迁移谱抗氧化性

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一种椰子种质资源的离体保存方法

一种椰子种质资源的离体保存方法

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作者：穆治华罗杰肖勇杨壮夏薇刘贤青徐航周骏杰徐冉李娇龙李凤梅 572000 海南省三亚市崖州区还金路三亚南繁种业科技众创中心

本发明提出了一种椰子种质资源的离体保存方法，包括取椰子胚消毒后，将消毒椰子胚浸没至改良Y3基础培养基中，直接封存；或将消毒椰子胚浸没至改良Y3基础培养基中培养3~5d后，取出培养后的椰子胚进行物理脱水，封存；所述每升改良Y3基... 详细信息

标准号: CN117158324B

本发明提出了一种椰子种质资源的离体保存方法，包括取椰子胚消毒后，将消毒椰子胚浸没至改良Y3基础培养基中，直接封存；或将消毒椰子胚浸没至改良Y3基础培养基中培养3~5d后，取出培养后的椰子胚进行物理脱水，封存；所述每升改良Y3基础培养基，包括硝酸钾1800~2200mg、氯化钾1300~1600mg、氯化铵400~700mg、磷酸二氢钠200~500mg、氯化钙200~500mg、硫酸镁100~400mg、硫酸锰8~13mg、碘化钾6~10mg、硫酸锌5~9mg、硼酸1~5mg、硫酸铜0.05~0.45mg、氯化钴0.05~0.45mg、钼酸钠0.05~0.45mg、氯化镍0.005~0.045mg、硫酸亚铁30~50mg、乙二胺四乙酸二钠45~65mg、复合维生素0.1~0.5mg、甘氨酸0.05~0.15mg、脱落酸0.05~0.45mg和活性炭1~2.5g。本发明通过椰子复活胚培养所需的改良Y3基础培养基进行复活培养，使椰子胚快速复活，提高成活率和发芽率，提供了合适的椰子种质资源的离体保存方法。

关键词：椰子基础培养基改良复活离体保存种质资源消毒浸没封存硝酸钾乙二胺四乙酸二钠发芽率氯化钾硼酸复合维生素磷酸二氢钠活性炭硫酸亚铁物理脱水碘化钾甘氨酸硫酸镁硫酸锰硫酸铜硫酸锌氯化钙氯化镍氯化钴氯化铵胚培养脱落酸钼酸钠成活率取出

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一种用于检测鸡无尾基因型的分子标记及其检测引物和应用

一种用于检测鸡无尾基因型的分子标记及其检测引物和应用

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作者：郭影田菁胡晓湘李慧芳朱春红韩威李宁 572000 海南省三亚市崖州区还金路8号

本发明提供了一种用于检测鸡无尾基因型的分子标记及其检测引物和应用，涉及分子生物学领域，在鸡2号染色体发现存在1个DNA片段的拷贝数变异，物理位置为86914914‑86919099bp，确定了1个分子标记，针对该分子标记设计了1对引物，用PCR... 详细信息

标准号: CN115976231A

本发明提供了一种用于检测鸡无尾基因型的分子标记及其检测引物和应用，涉及分子生物学领域，在鸡2号染色体发现存在1个DNA片段的拷贝数变异，物理位置为86914914‑86919099bp，确定了1个分子标记，针对该分子标记设计了1对引物，用PCR方法对待测鸡基因组的上述分子标记进行检测，若PCR扩增反应的目的片段为两条，则检测样本为无尾杂合子，若PCR扩增反应的目的片段为一条，长度大于6kb，则样本检测为野生型隐性纯合子，若PCR扩增反应的目的片段为一条，长度小于6kb，则检测样本为无尾显性纯合子。本发明提供的方法操作简单，灵敏度高，准确性强，检测成本低，可快速检测纯合基因型的无尾个体，在鸡的保种、育种过程中具有重要应用价值。

关键词：分子标记目的片段检测无尾纯合子样本分子生物学领域纯合基因型鸡基因组检测引物快速检测物理位置样本检测育种过程重要应用灵敏度对引物基因型拷贝数野生型杂合子染色体保种鸡无应用发现

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一种椰子种质资源的离体保存方法

一种椰子种质资源的离体保存方法

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作者：穆治华罗杰肖勇杨壮夏薇刘贤青徐航周骏杰徐冉李娇龙李凤梅 572000 海南省三亚市崖州区还金路三亚南繁种业科技众创中心

标准号: CN117158324A

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利用EMS诱变技术创制弱感光水稻种质资源

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杂交水稻 2024年第3期39卷 48-54页

作者：康勋杰刘士尧冀占东海南大学三亚南繁研究院/海南省崖州湾种子实验室海南三亚572000

感光性是决定水稻抽穗期的重要因素之一,将强感光性的水稻品种改良为弱感光性,有助于提高其生态适应性。利用甲基磺酸乙酯(EMS)水溶液诱变强感光水稻品种KDML105,成功获得可稳定遗传的弱感光突变体株系K1,进一步比较突变体株系K1与hd1... 详细信息

感光性是决定水稻抽穗期的重要因素之一,将强感光性的水稻品种改良为弱感光性,有助于提高其生态适应性。利用甲基磺酸乙酯(EMS)水溶液诱变强感光水稻品种KDML105,成功获得可稳定遗传的弱感光突变体株系K1,进一步比较突变体株系K1与hd1敲除突变体K-H、hd1和dth8双敲突变体K-D/H的感光特性。结果表明,长日照条件下,K1、K-H和K-D/H突变体株系的播始历期都比野生型KDML105短,而短日照条件下则相反。突变体株系K1的生育期稳定在110~125 d,且其他农艺性状与稻米品质并未受到影响。初步证明了EMS诱变技术在改良水稻感光性上的可行性,对丰富水稻遗传资源和加快育种进程具有重要意义。

关键词：水稻 EMS诱变感光性突变体

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海岛棉GbHCT14基因启动子克隆及上游调控因子筛选

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中国农业大学学报 2023年第9期28卷 24-37页

作者：朱雨婷杨文俊王超越刘晨曦陈全家郑凯新疆农业大学农学院/新疆作物遗传改良与种质创新重点实验室乌鲁木齐830000 海南省崖州湾种子实验室海南三亚572025

为探究GbHCT14基因CDS区及启动子序列在棉花纤维发育中的作用,通过中国农业科学院棉花研究所数据库检索到GbHCT14基因CDS区及上游非编码区-2000 bp片段序列,克隆CDS区及启动子,并检测启动子活性。构建cDNA文库,利用酵母单杂交技术筛选... 详细信息

为探究GbHCT14基因CDS区及启动子序列在棉花纤维发育中的作用,通过中国农业科学院棉花研究所数据库检索到GbHCT14基因CDS区及上游非编码区-2000 bp片段序列,克隆CDS区及启动子,并检测启动子活性。构建cDNA文库,利用酵母单杂交技术筛选阳性克隆,获得候选转录因子,并进行生物信息学分析。结果表明:1)GbHCT14基因的CDS区全长1144 bp,其翻译产物为亲水性稳定蛋白,预测定位在叶绿体,没有信号肽以及跨膜结构域。2)GbHCT14基因启动子预测到5个MYB结合位点参与植物苯丙烷代谢途径的调节,1个TCA-element参与水杨酸调节,6个ABA响应元件。3)GbHCT14启动子能够驱动GUS蛋白表达,具有启动活性。4)酵母单杂交初步筛选出16个候选基因,包括Gbar_D01G020710、Gbar_A09G017360、Gbar_A09G009680、Gbar_A11G003660、Gbar_A12G004430、Gbar_D04G021210、GbM_D09G1212、GbM_A11G0186、GbM_A03G0171、GbM_A09G1247、GbM_D10G0411、GbM_D10G1024、GbM_D02G1379、GbM_A11G1190、GbM_D12G0471和genome_Gbar-ZJU_D08。利用生物信息学分析预测表明,上述候选基因参与棉花纤维细胞壁的伸长、泛素化反应、细胞分裂、花发育以及果实成熟的过程,其中GbM_A09G1247与WAK2为相似基因,WAK2功能蛋白与果胶结合后促进细胞壁的伸长,而HCT家族基因则是影响果胶合成的关键因素之一。5)GbHCT14和WAK2基因在棉花开花后25 d内高表达,两者在棉花纤维发育调控存在相关性。综上,GbHCT14基因CDS区及启动子序列为首次获得,GbHCT14基因启动子具有启动活性,并且筛选到与裂合酶、转移酶、植物激素、质子泵和功能蛋白相关的16个上游调控的候选转录因子。

关键词：海岛棉 HCT基因启动子转录因子

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橡胶树胶孢炭疽菌自噬相关基因ATG20的功能

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江苏农业学报 2024年第4期40卷 636-644页

作者：黄志睿廖至雯罗红丽海南大学三亚南繁研究院海南三亚572000 海南省崖州湾种子实验室海南三亚572000

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)是引起橡胶树炭疽病的优势小种,橡胶树感染后会大量减产。自噬现象是植物病原真菌中普遍存在的生理过程,自噬过程会受到多个自噬相关基因(ATG)的调控,在病原真菌对逆境的响应、生长发育和致... 详细信息

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)是引起橡胶树炭疽病的优势小种,橡胶树感染后会大量减产。自噬现象是植物病原真菌中普遍存在的生理过程,自噬过程会受到多个自噬相关基因(ATG)的调控,在病原真菌对逆境的响应、生长发育和致病性方面具有重要作用。本研究克隆了橡胶树胶孢炭疽菌的ATG20同源基因CgATG20,构建了该基因的敲除突变株△CgATG20,并对其致病性、孢子产量、组织侵染情况和自噬情况等进行分析。结果显示,与野生型相比,△CgATG20的致病性、分生孢子产量和对植物的入侵率显著降低。在缺氮条件下,△CgATG20菌丝体中自噬小体的数量显著少于野生型。以上结果表明ATG20在胶孢炭疽菌的生长发育、致病性和自噬中发挥重要作用,这为寻找有效阻断病原真菌发育和侵染途径的防治策略提供了新的靶点。

关键词：橡胶树胶孢炭疽菌自噬 ATG20 致病力

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