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铁皮石斛白绢病响应miR171b及miR171b靶标DcGRAS基因家族的鉴定及表达分析

农业生物技术学报 2022年第10期30卷 1869-1883页

作者：赖丹妮蔡翔陈东红韩之刚吴令上斯金平李聪浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室/国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心

铁皮石斛(Dendrobium catenatum)是多年生草本药用植物，具有益胃生津的功效。白绢病是翠雀小核菌(Sclerotium delphinii)引发的一种广谱性真菌病害，在铁皮石斛近野生栽培中一旦发病可造成全年绝收，危害巨大。本研究对翠雀小核菌侵染... 详细信息

铁皮石斛(Dendrobium catenatum)是多年生草本药用植物，具有益胃生津的功效。白绢病是翠雀小核菌(Sclerotium delphinii)引发的一种广谱性真菌病害，在铁皮石斛近野生栽培中一旦发病可造成全年绝收，危害巨大。本研究对翠雀小核菌侵染后的铁皮石斛进行Small RNA组和转录组测序，筛选到受microRNA171b (miR171b)调控并响应翠雀小核菌侵染的靶基因DoNSPL2-2和DoNSPL2-5，在翠雀小核菌侵染后，DoNSPL2-2与DoNSPL2-5的表达显著提高(P<0.05)。采用生物信息学对铁皮石斛GRAS(gibberellic acid insensitive (GAI), repressor of GAI (RGA), and scarecrow (SCR))基因家族成员进行了鉴定和分析。结果显示，铁皮石斛51个GRAS基因家族成员被分为11个亚族，其蛋白质序列长度为345～757个氨基酸；蛋白质的相对分子质量范围为39.274 0～85.661 6 kD，蛋白质理论等电点为4.59～7.52，均含有GRAS保守结构域。转录组数据显示，DoNSPL2-2与DoNSPL2-5在铁皮石斛的根中表达显著上调(P<0.05)；干旱胁迫中，DoSCL21-2与DoSCL3-3的表达量随时间延长而显著上调(P<0.05)；低温胁迫中，DoCIGR1与DoSCL23-like的表达量较对照组显著上调(P<0.05)。本研究对铁皮石斛miR171b及其靶基因GRAS家族进行了分析，初步阐明了miR171b-GRAS调控模型参与调控铁皮石斛防御白绢病的分子机制，为铁皮石斛抗白绢病育种提供理论依据。

关键词：铁皮石斛 GRAS转录因子白绢病抗病育种 microRNA171b (miR171b)

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荫蔽环境下植物生理形态及光响应机制研究进展

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浙江农林大学学报 2024年第6期41卷 1313-1322页

作者：刘佩邬玉芬王肖峰吴文汇高燕会陈东红斯金平李聪浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业和草原局铁皮石斛工程技术研究中心浙江杭州311300 宁海县林特技术推广站浙江宁波315600 宁波力洋酒业有限公司浙江宁波315600

光照是影响植物生长发育的重要环境因素之一。在农业生产中利用提高作物光合效率来提升其产量与品质具有重要的科学意义和应用价值。在密集的植物群落中,由于上层植被的遮盖,下层植物所获得的光能较少,所以下层植物需要竞争更多光能来... 详细信息

光照是影响植物生长发育的重要环境因素之一。在农业生产中利用提高作物光合效率来提升其产量与品质具有重要的科学意义和应用价值。在密集的植物群落中,由于上层植被的遮盖,下层植物所获得的光能较少,所以下层植物需要竞争更多光能来维持生长。植物有2种对策获取更多光能,即避荫反应和耐荫反应。目前,对避荫反应的研究较为透彻,但对耐荫反应还缺乏深入研究。综述了荫蔽环境下阳生植物通过伸长下胚轴、叶柄与茎等生理形态改变来适应较低光照水平,同时阴生植物通过展现出促进碳的获得能力、具有较低的表型可塑性和提高对胁迫的抗逆能力等耐荫特征来应对有限的光照条件。结合阳生植物通过激素与光信号通路相互作用来响应弱光环境的避荫反应机制,探讨了在荫蔽环境下阴生植物一方面通过激活拮抗因子抑制避荫反应,另一方面通过提高耐荫反应基因转录活性来增强弱光适应性的耐荫反应机制,为不同植物响应弱光环境机制的研究提供参考,同时为提高植物光能利用效率、培育高光效优良作物品种及构建高效森林生态系统提供有效途径。

关键词：荫蔽环境耐荫反应避荫反应植物激素光信号通路

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铁皮石斛PIN基因家族的全基因组鉴定和表达分析（英文）

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农业生物技术学报 2021年第9期29卷 1649-1664页

作者：王灏姜伟伟郭英纯斯金平陈东红浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室铁皮石斛产业国家创新联盟/国家林业和草原局铁皮石斛工程技术研究中心

生长素的极性运输和不对称分布主要由生长素极性输出载体PIN (PIN-FORMED)家族介导,对于植物生长发育具有重要的调控作用。本研究利用生物信息学和转录组测序等技术手段,对铁皮石斛(Dendrobium catenatum) PIN家族成员进行全基因组鉴定... 详细信息

生长素的极性运输和不对称分布主要由生长素极性输出载体PIN (PIN-FORMED)家族介导,对于植物生长发育具有重要的调控作用。本研究利用生物信息学和转录组测序等技术手段,对铁皮石斛(Dendrobium catenatum) PIN家族成员进行全基因组鉴定,并在系统进化关系、基因结构、蛋白保守基序和结构域组成、启动子顺式作用元件、组织表达谱和胁迫响应方面进行分析。结果显示,铁皮石斛有21个PIN家族成员,包括7个进化支(PIN1/2/3/5/6/8/9);在单子叶特有的PIN9进化支中,DcPIN9成员数量急剧扩增,可能与其特殊的生活方式和生存环境密切相关。DcPIN家族蛋白均含有标志性的N/C端疏水区(各含5个跨膜结构域)和中间的亲水环。DcPIN家族基因的上游启动子区域富含与激素、光、发育、逆境响应相关的顺式调控元件。转录组数据表明,DcPIN家族基因在不同组织中的表达存在明显差异,总体上可分为特异性表达和普遍性表达。不同处理下的转录组和qRT-PCR分析表明,DcPIN1a/9a/9d/9g参与对低温的响应,DcPIN9a/9f/9h参与对干旱的响应,DcPIN3a/9a/9d/9h参与对茉莉酸甲酯的响应,DcPIN1c/3a/9a参与对白绢病原翠雀小核菌(Sclerotium delphinii)侵染的响应。本研究为进一步解析铁皮石斛PIN基因家族在生长发育和环境适应中的功能提供参考依据。

关键词：铁皮石斛 PIN基因家族生长素极性运输基因表达

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抗宿主白绢病的铁皮石斛内生真菌的筛选

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中国中药杂志 2020年第22期45卷 5459-5464页

作者：周莹吴令上陈秋燕孙美辰李聪斯金平浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心浙江临安311300

为了充分发挥铁皮石斛内生真菌功能,提高铁皮石斛抗白绢病能力,通过43个铁皮石斛内生真菌菌株与铁皮石斛白绢病致病菌翠雀小核菌拮抗试验,筛选到DCR2,DCR5,DCR21,DCR22,DCR42,DCR43 6株内生真菌对翠雀小核菌有较好的抑菌活性,抑制率依次... 详细信息

为了充分发挥铁皮石斛内生真菌功能,提高铁皮石斛抗白绢病能力,通过43个铁皮石斛内生真菌菌株与铁皮石斛白绢病致病菌翠雀小核菌拮抗试验,筛选到DCR2,DCR5,DCR21,DCR22,DCR42,DCR43 6株内生真菌对翠雀小核菌有较好的抑菌活性,抑制率依次为49.2%,49.2%,47.2%,56.2%,53.2%,48.0%。将这6株内生真菌逐一与翠雀小核菌共接种于铁皮石斛,发现同时接种DCR2和致病菌的植株叶和茎的发病率明显低于其他菌株处理且死亡率为0,表明DCR2 Trichoderma polysporum能有效地抑制铁皮石斛白绢病的发生。通过抗病植株内生真菌再分离试验,发现DCR2能在铁皮石斛根、茎、叶部位定殖。研究结果为铁皮石斛白绢病害的防治提供新思路,对减少农药使用、保障食品安全、促进产业的可持续发展均有重要意义,而且为其他作物白绢病防控提供基础。

关键词：铁皮石斛内生真菌翠雀小核菌抑菌多孢木霉

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铁皮石斛PRC2复合体成员的鉴定及对胁迫响应的表达分析

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核农学报 2020年第3期34卷 497-505页

作者：仇汉林屈东海陈东红朱玉球斯金平浙江农林大学/省部共建亚热带森林培育国家重点实验室/国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心浙江临安311300 湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128

为了探讨PRC2复合体在铁皮石斛生长发育和胁迫响应中的功能,通过生物信息学方法筛选了铁皮石斛PRC2核心成员DcCLF、DcSWN、DcEMF2、DcFIE和DcMSI1,借助酵母双杂交技术分析了它们之间的互作关系,利用半定量PCR分析了PRC2核心成员的组织... 详细信息

为了探讨PRC2复合体在铁皮石斛生长发育和胁迫响应中的功能,通过生物信息学方法筛选了铁皮石斛PRC2核心成员DcCLF、DcSWN、DcEMF2、DcFIE和DcMSI1,借助酵母双杂交技术分析了它们之间的互作关系,利用半定量PCR分析了PRC2核心成员的组织表达谱,通过荧光定量PCR检测了它们对非生物胁迫(低温、高温、脱水)和病害胁迫(齐整小核菌、灰葡萄孢霉菌)的响应情况。结果表明,铁皮石斛PRC2复合体包含5个成员:E(z)同源基因DcCLF和DcSWN、Su(z)12基因DcEMF2、ESC基因DcFIE、p55基因DcMSI1,且这5个成员间的互作关系基本符合模式植物的互作模式,也存在物种特异性,表明PRC2复合体在进化中既有保守性也有特殊性。PRC2核心成员在铁皮石斛根、茎、叶、花蕾、成花中均有表达,但不同基因的表达存在组织差异性。同时,PRC2成员响应不同的环境和病害胁迫:DcCLF受低温、高温和脱水等各种环境胁迫的显著诱导;DcMSI1和DcEMF2在齐整小核菌侵染下表达明显上调,而DcSWN在灰葡萄孢霉菌侵染下受诱导程度最大。铁皮石斛PRC2复合体在生长发育和胁迫应答中发挥重要作用,可为分子辅助育种提供关键靶标基因。

关键词：铁皮石斛 PRC2 环境因子真菌病害胁迫应答

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铁皮石斛DcCDPK8基因启动子克隆及功能分析

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中国中药杂志 2019年第2期44卷 293-297页

作者：汪园高燕会朱玉球斯金平浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心浙江临安311300

铁皮石斛钙依赖性蛋白激酶基因DcCDPK8参与低温激素ABA和MeJA的信号转导过程,但转录调控尚不明确,为了研究铁皮石斛DcCDPK8基因的核心启动子区域,并对其转录调控机制进行探讨,采用PCR技术克隆铁皮石斛DcCDPK8基因启动子序列,并利用5'... 详细信息

铁皮石斛钙依赖性蛋白激酶基因DcCDPK8参与低温激素ABA和MeJA的信号转导过程,但转录调控尚不明确,为了研究铁皮石斛DcCDPK8基因的核心启动子区域,并对其转录调控机制进行探讨,采用PCR技术克隆铁皮石斛DcCDPK8基因启动子序列,并利用5'端缺失和GUS基因的融合表达研究启动子序列功能。结果表明DcCDPK8基因启动子序列含有1个低温响应元件LTR(-1 749～-614 bp),2个茉莉酸甲酯响应元件(-1 749～-230 bp)和1个ABA响应元件(-614～-230 bp),构建3个5'端不同缺失片段融合GUS报告基因的p BI121真核表达载体,瞬时转化烟草叶片,经低温胁迫后GUS活性强弱为DcCDPK8-p1>DcCDPK8-p2> DcCDPK8-p3,经外源ABA诱导后GUS活性DcCDPK8-p1> DcCDPK8-p2> DcCDPK8-p3,而经外源MeJA诱导后GUS活性DcCDPK8-p1>DcCDPK8-p2>DcCDPK8-p3,推测DcCDPK8基因启动子序列中ABA响应元件(ARE)对外源ABA的响应起正调控作用,而MeJA顺式作用元件对外源茉莉酸甲酯响应起抑制作用。

关键词：铁皮石斛 DcCDPK8启动子瞬时转染组织化学染色

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铁皮石斛白绢病发生规律研究

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中国中药杂志 2019年第9期44卷 1789-1792页

作者：陈秋燕陈东红石艳斯王肃吴令上斯金平浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心浙江杭州311300 杭州震亨生物科技有限公司浙江杭州311300

为了科学防控铁皮石斛白绢病,对引起病害的病原Sclerotium delphinii、环境因子(温度、湿度)、铁皮石斛种质与白绢病发生的关系进行研究,结果表明同时满足温度25～30℃与湿度95%以上是铁皮石斛白绢病发生与流行的主要条件,白绢病病株与... 详细信息

为了科学防控铁皮石斛白绢病,对引起病害的病原Sclerotium delphinii、环境因子(温度、湿度)、铁皮石斛种质与白绢病发生的关系进行研究,结果表明同时满足温度25～30℃与湿度95%以上是铁皮石斛白绢病发生与流行的主要条件,白绢病病株与带菌基质是病害传播的源头,及时清除病株,更换带病基质,保持空气流通,降低空气湿度是防控铁皮石斛白绢病发生与流行的有效手段;铁皮石斛种质对白绢病抗性存在明显的差异。研究结果为铁皮石斛抗病品种选育及进一步深入解析白绢病病害感染和抗性机制提供了重要基础。

关键词：铁皮石斛白绢病湿度温度种质

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铁皮石斛种质和附生立木对其内生真菌菌群的影响

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中国中药杂志 2018年第8期43卷 1588-1595页

作者：王淑媛吴令上董洪秀斯金平朱玉球浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心浙江杭州311300 山东医药技师学院山东泰安271000

为探讨铁皮石斛种质、附生立木对其内生真菌物种多样性及分布状况的影响。该研究分别从不同附生立木和不同种质铁皮石斛的根、茎、叶中分离到内生真菌3 835株,根据菌株的培养特征及5.8S和ITS区片段序列相似性比较和系统发育分析,将其鉴... 详细信息

为探讨铁皮石斛种质、附生立木对其内生真菌物种多样性及分布状况的影响。该研究分别从不同附生立木和不同种质铁皮石斛的根、茎、叶中分离到内生真菌3 835株,根据菌株的培养特征及5.8S和ITS区片段序列相似性比较和系统发育分析,将其鉴定为152个分类单位,归属到2个门5个纲21个目35个科60个属。结果表明,立体栽培铁皮石斛内生真菌具有极为丰富的物种多样性,内生真菌的优势类群在临安和义乌两地的分布存在较大差异,存在具有地理特异性的优势类群,Arthrinium,Coniochaeta,Fusarium,Neofusicoccum,Zopfiella仅为临安潘山的优势属,Alternaria,Bjerkandera,Cercophora,Nigrospora,Trichoderma仅为义乌上溪的优势属;种质、附生立木对铁皮石斛内生真菌丰富度及多样性无显著影响,而组织类型对其有显著影响（P〈0.05）;种质、附生立木对菌种组成和分布的影响小于组织类型,大部分菌种具有组织特异性;不同种质、附生立木铁皮石斛内生真菌优势类群相对频率均存在一定的差异,具有种质、附生立木特有的菌种,这可能与种质遗传背景、附生立木上微环境差异导致铁皮石斛生长性状、化学成分等差异有关。研究结果为立体栽培模式下铁皮石斛与内生真菌的相互关系研究提供基础。

关键词：立体栽培铁皮石斛附生立木种质内生真菌

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铁皮石斛多梳蛋白抑制复合体PRC1的功能研究

铁皮石斛多梳蛋白抑制复合体PRC1的功能研究

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中国植物学会第十六次全国会员代表大会暨85周年学术年会

作者：屈东海仇汉林斯金平陈东红浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心

多梳蛋白抑制复合体PRC1 (Polycomb Repressive Complex1)是由多梳蛋白PcG构成的核心复合体之一。PcG成员在真核生物中保守存在,可根据发育时相的改变动态组合成特定复合体沉默靶基因转录,对细胞命运的转变及个体的生长发育至关重要。... 详细信息

多梳蛋白抑制复合体PRC1 (Polycomb Repressive Complex1)是由多梳蛋白PcG构成的核心复合体之一。PcG成员在真核生物中保守存在,可根据发育时相的改变动态组合成特定复合体沉默靶基因转录,对细胞命运的转变及个体的生长发育至关重要。铁皮石斛(Dendrobium catenatum)是我国珍稀名贵的兰科药用植物,拥有独特的生活特性,其PRC1复合体成员基因尚未报道。本研究通过RTPCR成功克隆到铁皮石斛的四类PRC1成员基因:DcRING1a/b、DcBMI1a/b/c、DcLHP1和DcEMF1,它们在基因结构和蛋白结构域组成上与拟南芥高度同源,但内含子普遍较长。通过半定量RT-PCR检测这些PRC1基因在根、茎、叶、花芽、成花和原球茎中的表达发现,除基因Dc BMI1a在成花中不表达,DcRING1b在成花和茎中不表达外,其它成员基因在各器官中表达广泛,这与拟南芥的同源基因存在一定差异。RT-qPCR结果表明Dc BMI1c在根中表达最高,DcBMI1b与DcRING1a基因在花芽中表达最高。进一步的生物胁迫分析表明DcBMI1b/c与DcRING1a基因的表达受低温及灰葡萄孢霉菌处理诱导而显著提高,而脱水、高温以及齐整小核菌处理不影响其表达。酵母双杂交显示Dc RING1a与Dc BMI1a、DcBMI1b互作,与拟南芥中的数据一致。这些数据初步表明PRC1在双子叶拟南芥与单子叶铁皮石斛中不仅具有保守性,而且功能也可能发生了分歧。

关键词：铁皮石斛 PRC1 生长发育生物胁迫

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铁皮石斛多梳蛋白抑制复合体PRC1的功能研究

铁皮石斛多梳蛋白抑制复合体PRC1的功能研究

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中国植物学会第十六次全国会员代表大会暨八十五周年学术年会

作者：屈东海仇汉林斯金平陈东红浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室国家林业局铁皮石斛工程技术研究中心杭州临安 311300

多梳蛋白抑制复合体PRC1(Polycomb Repressive Complex1)是由多梳蛋白PcG 构成的核心复合体之一.PcG 成员在真核生物中保守存在，可根据发育时相的改变动态组合成特定复合体沉默靶基因转录，对细胞命运的转变及个体的生长发育至关重要.... 详细信息

多梳蛋白抑制复合体PRC1(Polycomb Repressive Complex1)是由多梳蛋白PcG 构成的核心复合体之一.PcG 成员在真核生物中保守存在，可根据发育时相的改变动态组合成特定复合体沉默靶基因转录，对细胞命运的转变及个体的生长发育至关重要.铁皮石斛(Dendrobium catenatum)是我国珍稀名贵的兰科药用植物，拥有独特的生活特性，其PRC1 复合体成员基因尚未报道.

关键词：铁皮石斛 PRC1 生长发育生物胁迫

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