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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 11-20页

作者：姜波安新民林木遗传育种全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程中心林木分子设计育种高精尖创新中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解，其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列，从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石，从早期的探索到CRISPR系... 详细信息

基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解，其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列，从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石，从早期的探索到CRISPR系统的开创性应用，每一步都展示了科学探索的深远影响。CRISPR系统的应用带来了基因组编辑的巨大飞跃，它催化了更精准的编辑工具出现，如碱基编辑器和先导编辑器等，它们显著增强了精准编辑基因组的能力。这一历史性转变已经在农业改良、疾病治疗等领域展现出巨大的潜力。基因编辑技术的应用前景广阔，CRISPR/Cas系统能敲除多个基因，具有高靶向效率、易于设计和操作，且成本较低等优点，因此在作物、林木遗传改良中被广泛应用；但它也有不少不足之处，而每一款新编辑工具的出现都使这一技术得以不断完善。随着技术的不断进步，基因编辑技术有望在未来解决更多复杂的生物学问题，为人类健康和农林业发展带来更多的创新和突破力。

关键词： CRISPR Cas9 胞嘧啶碱基编辑器腺嘌呤碱基编辑器糖基化酶碱基编辑器双碱基编辑器先导编辑器

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蛋白质寡聚化的活体检测技术及其研究进展

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科学通报 2024年第8期69卷 1034-1046页

作者：罗鹏云李岩竣左新秀钱虹萍徐昌文林金星崔亚宁林木育种与生态修复国家工程研究中心林木遗传育种全国重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

蛋白质寡聚在许多生理过程中起着非常重要的作用,分析蛋白寡聚化有利于深层次解析蛋白质-蛋白质/配体相互作用、信号转导以及疾病发生相关机制等生物学过程.近年来,随着一些新兴技术的涌现,实时、动态、活体观测蛋白与蛋白相互作用的研... 详细信息

蛋白质寡聚在许多生理过程中起着非常重要的作用,分析蛋白寡聚化有利于深层次解析蛋白质-蛋白质/配体相互作用、信号转导以及疾病发生相关机制等生物学过程.近年来,随着一些新兴技术的涌现,实时、动态、活体观测蛋白与蛋白相互作用的研究已成为热点.通过提高时间分辨率和空间分辨率,可以更准确地观察和研究蛋白质的动态行为和相互作用.同时,新兴技术与算法的结合进一步扩展了对蛋白质在时间和空间尺度上的研究范围,使我们能更深入地探索蛋白质结构与功能之间的关系.本文首先简要介绍了寡聚蛋白质的分类和形成机制,随后从蛋白标记技术和活体检测技术两个方面综述了用于分析蛋白复合体寡聚化的几种主要技术以及其研究进展.最后,展望了蛋白质寡聚化研究的发展前景,希望为研究者在选择适合的分析技术时提供一些理论参考.

关键词：蛋白质寡聚化蛋白质-蛋白质相互作用蛋白质标记活体检测

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元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药化感作用的研究

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草业学报 2024年第7期33卷 151-159页

作者：阮坤非王天琪毕宁宁师劭彤李森刘忠华北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

本研究以甘草、黄芩和桔梗为化感受体,探究不同浓度的元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药种子萌发和幼苗生长的影响,以期为北京元宝枫林下中草药的种植提供理论依据。结果表明:元宝枫凋落叶浸提液对甘草和黄芩的种子萌发表现出“低促高抑”... 详细信息

本研究以甘草、黄芩和桔梗为化感受体,探究不同浓度的元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药种子萌发和幼苗生长的影响,以期为北京元宝枫林下中草药的种植提供理论依据。结果表明:元宝枫凋落叶浸提液对甘草和黄芩的种子萌发表现出“低促高抑”效应,而对桔梗表现为抑制作用。元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药种子萌发和幼苗生长的化感效应为桔梗>黄芩>甘草。3种中草药幼苗叶片的叶绿素含量在不同浓度处理下均低于对照。元宝枫凋落叶浸提液处理使黄芩幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,黄芩、甘草幼苗叶片的过氧化氢酶(CAT)活性随浸提液浓度的升高先升后降,3种中草药幼苗叶片的丙二醛含量随浸提液浓度的升高呈先增加后减少的趋势。综上,元宝枫林下应避免种植桔梗,适宜种植甘草和黄芩。

关键词：元宝枫凋落叶浸提液种子萌发化感作用

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基于转基因741杨与新疆杨杂交创制抗虫非整倍体毛白杨新种质

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北京林业大学学报 2024年第12期46卷 92-102页

作者：齐婉芯陈婷婷宋佳力安新民北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】以转BtCry3A基因三倍体741杨为母本与二倍体新疆杨为父本进行人工杂交,以期快速获得非整倍体毛白杨抗虫优良新种质。【方法】采集转基因741杨雌花枝、新疆杨雄花枝进行人工授粉杂交,收集即将脱落的花序,通过胚挽救技术获得杂交... 详细信息

【目的】以转BtCry3A基因三倍体741杨为母本与二倍体新疆杨为父本进行人工杂交,以期快速获得非整倍体毛白杨抗虫优良新种质。【方法】采集转基因741杨雌花枝、新疆杨雄花枝进行人工授粉杂交,收集即将脱落的花序,通过胚挽救技术获得杂交子代。通过聚合酶链式反应(PCR)检测杂交子代是否含有BtCry3A基因;通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对BtCry3A基因在母本与子代中的表达量进行分析。以二倍体新疆杨为参照,通过流式细胞技术检测杂交子代的倍性;并对子代幼苗表型进行初步观测分析。【结果】(1)通过对未发育成熟种子进行胚挽救获得8个杂交子代,其中6个杂交子代后续生长状态良好,5个子代遗传了母本的BtCry3A基因。(2)RT-qPCR检测显示,BtCry3A基因在5个子代中的表达量均高于母本,其中3#表达量为母本12倍;(3)初步判定子代1#为超四倍体,子代2#、4#、8#为非整倍体,子代3#可能为非整倍体或四倍体;(4)杂交子代表型差异大,5个杂交子代叶形、叶片大小、节间距等均不相同,其中3#和8#生长势优于亲本。【结论】通过转BtCry3A基因三倍体741杨与二倍体新疆杨杂交,快速获得了具有BtCry3A抗虫基因且发生形态变异的非整倍体毛白杨新种质,其中子代3#因抗虫基因表达量显著高于母本,且生长势优于双亲,可作为优良潜在非整倍体毛白杨新种质进行后续抗虫性测试。

关键词：毛白杨抗虫人工杂交非整倍体新种质创制

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油松SAUR基因家族鉴定及其干旱胁迫表达模式分析

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北京林业大学学报 2024年第8期46卷 57-67页

作者：燕佳惠周成城钮世辉李伟林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族,分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用,以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础,blast比对鉴定出SAUR基因家族,通过生物信息... 详细信息

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族,分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用,以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础,blast比对鉴定出SAUR基因家族,通过生物信息学方法分析其基因结构、氨基酸特性、染色体定位、基因进化、基因功能,并通过RNA-Seq数据分析其在干旱胁迫下的表达模式。【结果】(1)在油松中共鉴定出66个SAUR家族基因,命名为PtSAUR1~PtSAUR66,其中60个SAUR家族成员不均匀地分布在9条染色体上,多呈现簇状分布。(2)蛋白理化特征分析结果表明,76%的SAUR蛋白呈碱性;亚细胞预测结果显示,74%的SAUR蛋白可定位到细胞核中。(3)油松与银杏和巨杉SAUR基因的共线关系结果显示:与银杏相比,油松与巨杉的同源关系更近。(4)顺式作用元件预测结果显示:SAUR家族基因的启动子中预测到多种激素(茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等)、非生物胁迫(低温、干旱等)相关的顺式作用元件,其中茉莉酸甲酯相关的元件数最多,生长素相关的元件数最少。(5)系统进化分析显示:油松SAUR家族蛋白可分为7个类群,油松中既存在相近于被子植物的SAUR蛋白,也存在前期分离出来的油松独有的SAUR蛋白。(6)RNA-Seq数据分析结果显示:油松SAUR基因家族对于干旱胁迫具有一定的调节作用,其中PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR663个基因成员变化显著,推测为抗旱的关键基因。【结论】油松SAUR家族基因可参与调控干旱胁迫,PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR66可能在这个过程中起到关键的作用。

关键词：油松 SAUR基因家族干旱胁迫基因表达

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植物异源嫁接中转移mRNA序列与功能分析

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北京林业大学学报 2022年第5期44卷 8-18页

作者：尹鹏刘晓蓝宝良崔玉徐吉臣北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】本研究拟对异源嫁接植物中的转移mRNA进行分析,探讨序列及功能特征对mRNA转移的影响,揭示m RNA转移的原理,为嫁接的定向调控提供理论依据。【方法】基于已报道的嫁接转录组数据,利用TBtools软件计算转移mRNA的编码区长度、GC含... 详细信息

【目的】本研究拟对异源嫁接植物中的转移mRNA进行分析,探讨序列及功能特征对mRNA转移的影响,揭示m RNA转移的原理,为嫁接的定向调控提供理论依据。【方法】基于已报道的嫁接转录组数据,利用TBtools软件计算转移mRNA的编码区长度、GC含量,通过EXCEL软件分析比较二者与mRNA转移的关系,通过BLASTP同源性分析鉴定各嫁接体中的共转移mRNA,利用GO与KEGG数据库对共转移mRNA进行功能注释及代谢通路分析。【结果】(1)统计分析显示,茎向(由砧木到接穗)和根向(由接穗到砧木)转移mRNA长度的均值分别为1573 bp和1547 bp;随着m RNA长度的增加,mRNA转移率逐渐增加;根向的mRNA转移率显著大于茎向,且随着mRNA长度增大,根向的m RNA转移率增加的趋势更为明显。(2)转移mRNA的平均GC含量介于44%~47%之间;随GC含量增加,mRNA转移率先快速提高,后缓慢降低。GC含量在52%~54%时,茎向的mRNA转移率最高(3.66%),在46%~48%时,根向的mRNA转移率最高(4.71%)。(3)统计13个嫁接体的共转移mRNA发现,分别有1032和1727个mRNA在至少2个嫁接组合中进行了茎向和根向的长距离转移,主要参与了碳代谢、氨基酸合成、信号转导等过程。其中5个和2个m RNA在7个嫁接组合中分别进行了茎向和根向的长距离转移,主要参与了激素转运及基础代谢等过程。【结论】异源嫁接植物中的mRNA转移与mRNA长度、GC含量等密切相关,也与基因功能及作用位置相关。异源植物间的m RNA差异和交流,赋予了嫁接植物新的表型。

关键词：转移m RNA 嫁接 m RNA长度 GC含量 m RNA功能

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杨树PdKNAT7基因调控拟南芥次生细胞壁厚度的功能研究

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北京林业大学学报 2022年第11期44卷 1-9页

作者：林世伟周扬颜张月李政刘超尹伟伦夏新莉北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】次生细胞壁的发育对于木材的形成至关重要,揭示林木次生壁形成的分子调控机制将为改良其木材品质提供理论依据。【方法】(1)本研究从速生型杨树NE19中克隆得到PdKNAT7基因,并构建表达载体,采用花序侵染法转化拟南芥,筛选得到过... 详细信息

【目的】次生细胞壁的发育对于木材的形成至关重要,揭示林木次生壁形成的分子调控机制将为改良其木材品质提供理论依据。【方法】(1)本研究从速生型杨树NE19中克隆得到PdKNAT7基因,并构建表达载体,采用花序侵染法转化拟南芥,筛选得到过表达植株。(2)利用农杆菌介导的瞬时转化法侵染烟草,对PdKNAT7进行亚细胞定位。(3)通过徒手切片观察不同基因型拟南芥花薹基部的次生细胞壁厚度。(4)通过真空渗透的方法瞬时转化84K杨。(5)qRT-PCR分析不同品系杨树中PdKNAT7基因的表达情况,并揭示拟南芥和杨树中参与次生壁形成的相关基因的表达模式。【结果】(1)PdKNAT7定位于细胞核。(2)PdKNAT7主要在NE19杨茎中表达,且表达量高于107杨。(3)与野生型相比,过表达PdKNAT7的拟南芥花薹基部的束间纤维壁变薄,木质部纤维壁变厚,而突变体正好相反;另外,突变体的导管壁更厚。(4)过表达PdKNAT7的拟南芥植株中,4CL1、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量均下调,突变体中与之相反。(5)瞬时转化PdKNAT7基因的84K杨中,4CL3、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量也下调。【结论】PdKNAT7通过调控木质素和纤维素的积累来影响拟南芥次生细胞壁的厚度。

关键词：杨树 PdKNAT7 木材形成次生细胞壁厚度瞬时表达

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毛乌素沙地植被恢复过程中物种多样性与功能多样性的关系

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生态学报 2025年

作者：宋春阳佘维维郭焱培袁新月秦树高冯薇张宇清北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京林业大学水土保持学院国家林业和草原局重点实验室北京林业大学林业生态工程教育部工程中心林木资源高效生产全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程中心

固沙植被在防止土壤风蚀、提高生物多样性和改善生态系统功能等方面发挥着非常重要的作用，然而，其对生物多样性和生态系统影响的机制研究仍较为有限，固沙植被演替过程中物种多样性与功能多样性的动态关系尚不明晰，制约着对生态系统... 详细信息

固沙植被在防止土壤风蚀、提高生物多样性和改善生态系统功能等方面发挥着非常重要的作用，然而，其对生物多样性和生态系统影响的机制研究仍较为有限，固沙植被演替过程中物种多样性与功能多样性的动态关系尚不明晰，制约着对生态系统恢复成效的评估。以毛乌素沙地不同恢复阶段的植物群落为研究对象，分析了植被演替过程中土壤理化性质、植物功能性状、群落物种组成等方面的变化，旨在揭示植被恢复过程中物种和功能多样性的变化及其关系。结果显示：（1）随着植被恢复，土壤黏粒、粉粒占比增加，水分、养分条件明显改善；（2）植物功能性状偏向资源获取型，株高、叶碳含量、叶氮含量和比根长等均显著提高；（3）物种丰富度显著增加，均匀度显著降低，Shannon-Wiener指数无明显变化；（4）功能多样性指数（功能离散度、功能分异度、功能均匀度、功能丰富度和功能离散度二次熵指数）显著降低。结果表明，固沙植被演替过程中，环境过滤发挥着主要作用，并推动着群落适应性策略的转变，固沙植被物种多样性虽有所提高，但各物种呈现趋同适应，功能多样性降低，植物对资源的利用率并未增加。因此，尽管目前的固沙植被经过二十余年的恢复，盖度显著提高，土壤质量有所改善，但尚未恢复至功能多样、结构稳定的阶段，未来仍需采取严格的封禁等保护措施，为生态系统持续演替创造条件。

关键词：植物功能性状物种多样性功能多样性植被恢复毛乌素沙地

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14-3-3蛋白及其在植物中的功能研究进展

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生物技术通报 2024年第4期40卷 12-22页

作者：陈盈盈吴丁洁刘源张航刘艳娇王晶宇李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用... 详细信息

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用发生显著变化,进而调控靶蛋白的功能。不同物种中含有多种亚型的14-3-3蛋白,这些不同的亚型蛋白通过与其他蛋白的相互作用来影响植物的生长发育等过程。本文概述了14-3-3蛋白在植物中的种类、亚细胞定位以及在组织中的表达情况,重点总结了14-3-3蛋白在植物激素信号转导、生长发育及胁迫响应中的功能,以期为今后系统开展14-3-3蛋白的研究提供理论依据。

关键词： 14-3-3蛋白激素信号转导生长发育胁迫响应

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桔梗根系响应元宝枫凋落叶的转录组分析

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西北植物学报 2024年第12期44卷 1900-1914页

作者：冯超群阮坤非师劭彤李森程少颖刘忠华北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】探究北京地区元宝枫凋落叶对桔梗药用活性成分积累的影响,通过转录组测序揭示桔梗根部活性成分合成的分子机制。【方法】利用Illumina对桔梗根部进行转录组测序,分析萜类、类黄酮和苯丙烷类次生代谢产物合成通路中的基因表达变... 详细信息

【目的】探究北京地区元宝枫凋落叶对桔梗药用活性成分积累的影响,通过转录组测序揭示桔梗根部活性成分合成的分子机制。【方法】利用Illumina对桔梗根部进行转录组测序,分析萜类、类黄酮和苯丙烷类次生代谢产物合成通路中的基因表达变化。【结果】共检测到15727个SSR位点。发现753个DEGs注释到GO数据库的三大分类中,314个DEGs注释到KEGG数据库的105个代谢通路中。与对照组相比,分别有17,7,26个DEGs参与萜类、类黄酮和苯丙烷类化合物的生物合成。【结论】萜类和苯丙烷合成途径的DEGs主要上调表达,类黄酮合成途径的DEGs普遍下调表达。推测萜类和苯丙烷类物质合成上升,类黄酮合成下降。获得了桔梗根部的全部转录组信息,并初步预测了桔梗萜类、类黄酮以及苯丙烷类合成可能的调控通路。

关键词：桔梗元宝枫转录组差异表达基因(DEG) 次生代谢产物合成调控

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