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应用生态学报 2022年第3期33卷 844-854页

作者：郑月琴王琼丽陈道钳陈冬梅曾任森宋圆圆福建省农业科学院植物保护研究所福州350013 福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建农林大学作物抗性与化学生态学研究所福州350002

植物扎根土壤,面对不利的环境胁迫无法逃避.然而,植物已经进化出对环境胁迫的记忆(stress memory)与警备抗性(或防御警备defense priming)等机制适应环境.环境胁迫在短时间内无法改变植物的DNA碱基序列,因此表观遗传被认为是植物对环境... 详细信息

植物扎根土壤,面对不利的环境胁迫无法逃避.然而,植物已经进化出对环境胁迫的记忆(stress memory)与警备抗性(或防御警备defense priming)等机制适应环境.环境胁迫在短时间内无法改变植物的DNA碱基序列,因此表观遗传被认为是植物对环境胁迫产生记忆和产生防御警备的主要机制,而组蛋白修饰被认为是最重要的机制,为胁迫记忆提供了可能.本文综述了非生物和生物胁迫下植物分别以胁迫记忆和防御警备机制为主导的组蛋白修饰参与抵御不良环境的最新进展,并提出该研究领域存在的问题和今后研究的重点与方向.深入探究组蛋白修饰与植物适应环境胁迫的关系,可为提高植物抗性、植物表型塑造、器官再生和作物改良等方面提供理论和技术指导.

关键词：组蛋白修饰胁迫记忆防御警备生物胁迫非生物胁迫

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甘蔗遗传改良中的基因工程：适用、成就、局限和展望

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农业生物技术学报 2022年第3期30卷 580-593页

作者：许孚汪洲涛路贵龙阙友雄福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室

甘蔗(Saccharum spp. complex)是禾本科的主要物种和重要经济作物，对世界农业经济发展和保障供应食糖发挥重要作用。一方面，甘蔗具有较好的抗、耐逆性，但其生产和生产力依然被多种生物和非生物逆境所制约。另一方面，商业栽培种在生... 详细信息

甘蔗(Saccharum spp. complex)是禾本科的主要物种和重要经济作物，对世界农业经济发展和保障供应食糖发挥重要作用。一方面，甘蔗具有较好的抗、耐逆性，但其生产和生产力依然被多种生物和非生物逆境所制约。另一方面，商业栽培种在生产上一般不开花，即便开花种子基本也是败育的，加上甘蔗产品蔗糖为碳水化合物，不含蛋白成分，因此，甘蔗属于转基因安全风险等级最低(I级)的作物之一。再则，甘蔗为无性繁殖作物，优异的转基因单株可通过组织培养快速扩大群体。鉴于此，基因工程成为甘蔗弥补传统杂交育种性状缺陷和加快遗传改良进程的重要手段。本文在阐述为什么甘蔗是适合进行转基因改良物种的基础上，重点回顾抗虫性和抗病性改良成就，简要回顾其他性状及甘蔗作为生物反应器的工作，评述了影响甘蔗遗传转化效率与外源目的基因表达水平的因素，探讨基因编辑技术在甘蔗上的应用以及转基因甘蔗安全性评价与商业应用情况，最后展望该技术领域的未来，以期推动和促进基因工程在甘蔗遗传改良中的应用。

关键词：甘蔗遗传转化生物逆境遗传转化效率基因表达水平基因编辑安全性

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黄麻U6启动子克隆及其转录活性分析

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作物学报 2025年第5期51卷 1156-1165页

作者：黄梦欣庄灵玲程佩佩李秦徐建堂陶爱芬方平平祁建民张立武福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/农业农村部闽台作物生物育种重点实验室/福建省作物设计育种重点实验室福建福州350002 福建农林大学农业农村部东南黄红麻科学观测实验站/福建省麻类种质资源共享平台/福建省南方经济作物遗传育种与多用途开发国际科技合作基地福建福州350002

U6启动子是CRISPR/Cas9体系中驱动单向导RNA (single guide RNA, sgRNA)转录的重要元件,内源U6启动子相比外源U6启动子通常具有更高的启动效率。然而,目前黄麻内源U6启动子的研究还尚未见报道。本研究利用拟南芥保守的sgRNA AtU6-26序列... 详细信息

U6启动子是CRISPR/Cas9体系中驱动单向导RNA (single guide RNA, sgRNA)转录的重要元件,内源U6启动子相比外源U6启动子通常具有更高的启动效率。然而,目前黄麻内源U6启动子的研究还尚未见报道。本研究利用拟南芥保守的sgRNA AtU6-26序列,从黄麻“梅峰4号”基因组中克隆到相似性最高的CcU6.1与CcU6.3两个候选启动子。通过构建CcU6.1与CcU6.3分别驱动GUS报告基因的融合表达载体,利用农杆菌介导的转化法分别转染本氏烟草叶片和黄麻毛状根,通过GUS组织化学染色分析启动子的转录活性。同源比对结果显示,CcU6.1与CcU6.3启动子均具有影响U6启动子转录活性的2个必要元件USE和TATAbox。GUS组织化学染色表明,黄麻这2个U6启动子均具有转录活性,但在烟草叶片和黄麻毛状根中CcU6.1启动子的转录活性均弱于CcU6.3启动子,荧光定量PCR进一步验证了这一结果。考虑到过长的U6启动子可能会削弱其转录活性,于是比较分析CcU6.3与AtU6-26启动子的顺式作用元件,发现CcU6.3启动子5′端截短后的序列即从转录起始位点至–550bp位置,可能会进一步提高其转录活性。本研究率先在黄麻中克隆到具有较高转录活性的U6启动子CcU6.3,为构建黄麻属CRISPR/Cas9基因编辑系统提供了应用潜力的启动子。

关键词：黄麻 U6启动子 CRISPR/Cas9 本氏烟草毛状根转录活性

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植物MYC转录因子：结构特点、作用机制和功能调控

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农业生物技术学报 2022年第6期30卷 1186-1201页

作者：邹文会苏亚春任永娟张畅臧守建赵振南陈燕玲阙友雄福建农林大学农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室

MYC (myelocytomatosis)转录因子(transcription factors, TFs)是茉莉酸(jasmonic acid, JA)信号转导通路的核心调控因子，参与植物的生长发育、次生代谢物的合成、逆境应答、植物激素信号转导及其通路之间的相互作用。本文针对植物MYC... 详细信息

MYC (myelocytomatosis)转录因子(transcription factors, TFs)是茉莉酸(jasmonic acid, JA)信号转导通路的核心调控因子，参与植物的生长发育、次生代谢物的合成、逆境应答、植物激素信号转导及其通路之间的相互作用。本文针对植物MYC转录因子，从序列特征、结构特点、功能特性及其在生物和非生物胁迫中的作用机制等方面进行研究进展综述。本文为进一步深入探讨MYC转录因子的功能作用和调控模式积累基础资料。

关键词： MYC转录因子结构特点功能特性调控机制

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水稻种质资源茎杆抗倒伏性状的评价与分析

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西南农业学报 2024年第7期37卷 1442-1449页

作者：王泓超凌波陈小玲谢展文张玉婷李相宜梁莹莹程祖锌林荔辉福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建省特种作物育种与利用工程技术研究中心福州350002

[目的]抗倒伏是当前水稻育种的重要关注性状,评价种质资源抗倒伏特性对培育抗倒品种具有重要意义。[方法]以国内200份种质资源为材料,系统调查9个与水稻抗倒伏相关性状,采用形态学聚类及通径分析,评价上述种质资源抗倒伏性状的育种价值... 详细信息

[目的]抗倒伏是当前水稻育种的重要关注性状,评价种质资源抗倒伏特性对培育抗倒品种具有重要意义。[方法]以国内200份种质资源为材料,系统调查9个与水稻抗倒伏相关性状,采用形态学聚类及通径分析,评价上述种质资源抗倒伏性状的育种价值。[结果]以倒伏指数为标准,将供试材料分为高抗倒型、抗倒型和倒伏型3种类型,其中81.5%的种质资源具有较好的抗倒能力。不同抗倒类型种质资源的茎秆物理性状与倒伏指数相关系数存在明显差异。如恢复系等材料的株高、弯曲力矩和基部第2节长与倒伏指数呈极显著正相关,其中弯曲力矩与倒伏指数的相关系数最高,达0.789;而基部抗折力、鞘叶厚度与倒伏指数呈负相关,相关系数分别为-0.754^(**)和-0.659^(**)。不育系的株高和基部第2节长与倒伏指数呈极显著正相关,其中株高与倒伏指数的相关系数达0.681^(**);基部抗折力与倒伏指数相关系数为-0.841^(**)。通径分析表明,恢复系等材料的弯曲力矩对倒伏指数为直接正向效应(Py=0.519),不育系的株高对倒伏指数呈直接正向效应(Py=0.737),双亲基部抗折力对倒伏指数均呈直接负向效应,直接通径系数分别为-0.331和-0.702。[结论]水稻抗倒伏性状是一个复合性状,不同种质资源具有不同抗倒特性,科学利用育种资源是水稻抗倒伏育种的关键。

关键词：水稻种质资源抗倒伏性状聚类分析通径分析

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水稻籼粳交后代茎秆抗倒性状的遗传效应分析

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中国农学通报 2025年第6期41卷 1-9页

作者：凌波李相宜梁莹莹王泓超陈小玲谢展文张玉婷程祖锌林荔辉福建农林大学作物红遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002

水稻抗倒伏性状是一个复杂性状,剖析其遗传效应,对提高水稻抗倒伏能力具有参考价值。本文旨在通过植物数量性状的加性-显性遗传模型,探讨水稻抗倒伏性状的遗传效应。以籼粳杂交后代为研究对象,分析了16个抗倒伏性状的遗传方式和遗传参... 详细信息

水稻抗倒伏性状是一个复杂性状,剖析其遗传效应,对提高水稻抗倒伏能力具有参考价值。本文旨在通过植物数量性状的加性-显性遗传模型,探讨水稻抗倒伏性状的遗传效应。以籼粳杂交后代为研究对象,分析了16个抗倒伏性状的遗传方式和遗传参数。研究发现,9个性状的加性方差占遗传主效应比率变幅为49.9%~72.1%,7个性状的显性方差占遗传主效应比率变幅为48.2%~87.1%,9个性状的加性方差和显性方差占表现型方差均达显著或极显著水平,受基因加性效应和显性效应共同控制。基部抗折力、鞘叶厚度等8个性状与倒伏指数呈负相关,有利于提高基部抗折力和水稻抗倒能力。籼粳中间型亲本的抗倒伏性状杂种优势强,育种价值高,有效利用各性状的遗传特点,对培育抗倒伏的籼粳杂种具有重要指导意义。

关键词：水稻抗倒伏茎秆物理性状茎秆解剖结构性状遗传效应加性-显性模型杂种优势

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黑米新品种紫两优7206营养品质分析

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福建农业学报 2024年第2期39卷 147-153页

作者：陈凌华程祖锌许明黄荣华林荔辉福建农林大学金山学院福建福州350002 福建农林大学农学院/福建省特种作物育种与利用工程技术研究中心福建福州350002 福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002

【目的】对新育成的黑米两系杂交稻紫两优7206进行营养品质分析,为黑稻良种选育及功能食品研发提供参考价值。【方法】以超级稻宜优673作对照,分析紫两优7206与宜优673的氨基酸、脂肪酸、花色苷和总黄酮等含量差异,以及总抗氧化能力与... 详细信息

【目的】对新育成的黑米两系杂交稻紫两优7206进行营养品质分析,为黑稻良种选育及功能食品研发提供参考价值。【方法】以超级稻宜优673作对照,分析紫两优7206与宜优673的氨基酸、脂肪酸、花色苷和总黄酮等含量差异,以及总抗氧化能力与清除自由基能力的差异。【结果】紫两优7206与宜优673在水分、灰分和脂肪含量方面无明显差异,均检测出17种氨基酸,8种脂肪酸。紫两优7206的必需氨基酸含量高于FAO提出的必需氨基酸模式,其蛋白质含量、总氨基酸与必需氨基酸含量分别比宜优673高7.33%、11.08%和9.71%。紫两优7206比宜优673具有较高的各呈味氨基酸TAV值,丰富了黑米食味品质。2种稻米的饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)比值比较接近中国营养协会推荐的“<1∶1∶1”的比例,且均含有人体必需脂肪酸亚油酸与亚麻酸。紫两优7206的花色苷、总黄酮含量,以及总抗氧化能力与清除自由基能力均极显著优于宜优673。【结论】杂交配组选育的紫两优7206较宜优673具有更丰富的营养价值,对功能性黑稻的培育与食品研发具有一定参考价值。

关键词：黑米营养品质氨基酸脂肪酸花色苷

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水稻高温热害模型研究及其在福建省的应用

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中国水稻科学 2023年第3期37卷 307-320页

作者：林聃江敏苗波郭萌石春林福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 江苏省农业科学院农业信息研究所南京210014

【目的】通过研究高温对水稻产量形成的影响,构建水稻高温热害模型,旨在提高水稻高温热害的防御和灾损评估水平。【方法】选用福建省种植的4个代表性品种,分别于早稻开花期和灌浆期、中稻减数分裂期和开花期,设置不同温度水平T_(1)(35℃... 详细信息

【目的】通过研究高温对水稻产量形成的影响,构建水稻高温热害模型,旨在提高水稻高温热害的防御和灾损评估水平。【方法】选用福建省种植的4个代表性品种,分别于早稻开花期和灌浆期、中稻减数分裂期和开花期,设置不同温度水平T_(1)(35℃)、T_(2)(41℃)和高温胁迫持续天数D1(3 d)、D_(2)(7 d),以适宜环境条件为对照(CK),分析不同处理下水稻产量及其构成因素的变化,并据此构建高温热害对水稻产量影响的综合模型。根据近20年气象资料,利用模型对福建省四个水稻种植样点的产量进行灾损评估。【结果】早稻在开花期T_(2)D_(2)高温处理时,单株产量降幅最大,为60.8%;两个品种的结实率降幅在T_(2)D_(2)处理下可达60%。灌浆期高温对早稻单株产量影响较小,T_(2)D_(2)处理下为17.8%,两个品种结实率和千粒重降幅最大值分别为11.6%和9.0%。中稻两个品种受减数分裂期高温影响后,在T_(2)D_(2)处理下的单株产量降幅最大可达43.6%,每穗粒数下降为17.4%,结实率所受影响明显大于千粒重,降幅分别为30.8%和9.8%。中稻开花期T_(2)D_(2)高温处理对产量影响最大,单株产量降幅可达42.1%,结实率和千粒重受高温影响后降幅最大分别为37.0%和5.7%。根据项目组研发的水稻发育期模型和本研究结果确定了4个供试品种的遗传参数,构建了水稻关键发育期的高温累积度时和高温处理后灾损率之间的定量关系,进而分别构建了早稻和中稻的高温热害模型。对4个水稻种植样点进行灾损模拟,发现各地损失率和气象产量的时间变化规律正好相反,且中稻较早稻遭受高温危害更为严重。【结论】早稻开花期高温热害对水稻产量的影响大于灌浆期,中稻减数分裂期高温热害的影响比开花期严重。通过本研究确定的4个供试品种的遗传参数在代表性样点对生育期的模拟效果较好。构建的早稻和中稻高温热害模型对四个代表性样点的灾损模拟效果较理想。

关键词：水稻关键发育期高温热害产量损失率模型

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作物学报 2023年第9期49卷 2472-2484页

作者：玉泉馨杨宗桃张海程光远周营栓焦文迪曾康罗廷绪黄国强张木清徐景升福建农林大学/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002 广西大学广西甘蔗生物学重点实验室广西南宁530004

植物囊泡膜蛋白相关蛋白PVA12 (plant vesicle-associated membrane protein (VAMP)-associated proteins homolog12)属于VAP27家族蛋白,在细胞中介导内质网囊泡运输以及膜融合。甘蔗(***)PVA12应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus, SCMV)侵染尚未见报道。本研究从栽培种新台糖22号(ROC22)中克隆了PVA12基因,命名为ScPVA12。该基因开放读码框(open reading frame, ORF)的长度为735 bp,其编码长度为244 aa的蛋白。生物信息学分析表明,ScPVA12是一种不稳定的亲水性脂溶蛋白,C端具有跨膜结构域;二级结构中无规则卷曲占比最高;进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物中存在明显分化。酵母双杂交(yeast two-hybrid, Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)试验表明, ScPVA12与SCMV-P3N-PIPO蛋白互作。亚细胞定位试验表明ScPVA12定位于内质网。共定位试验表明ScPVA12与SCMV-P3N-PIPO共定位于内质网。实时荧光定量PCR分析发现,ScPVA12基因在甘蔗各组织中均有表达,在第8节间中的表达量最低,在正七叶中的表达量最高;SCMV侵染对ScPVA12基因表达影响显著,在SCMV胁迫下ScPVA12基因先下调表达,后期恢复正常水平。

关键词： PVA12 甘蔗花叶病毒 P3N-PIPO 蛋白互作

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优质抗病糯稻种质的性状鉴定及其杂种优势利用

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福建农业学报 2024年第4期39卷 398-408页

作者：张玉婷史夏蕾王泓超凌波梁莹莹陈小玲程祖锌肖长春林荔辉福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002 福建省特种作物育种与利用工程技术研究中心福建福州350002 三明市农业科学研究院/福建省(山区)作物遗传改良与创新利用重点实验室福建三明365051

【目的】为有效改良传统糯稻品种的产量、品质及抗性等综合性状,满足当前专用型糯稻市场的发展需求。【方法】采用不完全双列杂交(NC II)方法,构建亲本及20个杂种一代的遗传群体,评价糯稻亲本及杂交组合产量和品质性状的育种利用价值,... 详细信息

【目的】为有效改良传统糯稻品种的产量、品质及抗性等综合性状,满足当前专用型糯稻市场的发展需求。【方法】采用不完全双列杂交(NC II)方法,构建亲本及20个杂种一代的遗传群体,评价糯稻亲本及杂交组合产量和品质性状的育种利用价值,鉴定出高产、抗病、低直链淀粉含量、高碱消值的糯稻新种质。【结果】7个优良品系的实割产量变幅7744.35~9216.45 kg·hm^(-2),其中X-104实割产量最高,达9216.45 kg·hm^(-2),X-27实割产量达8960.40 kg·hm^(-2),明显优于3个对照;两个株系植株矮壮,且分别携带了Pi-1、Pi-kh和Pi-1、Pi-9、Pi-kh的稻瘟病抗性基因,表现为中抗稻瘟病;直链淀粉含量(amylose content,AC)分别为1.71%和1.68%;碱消值(alkali spreading value,ASV)达6.75级和6.13级,育种价值高。在杂种优势利用上,X-27除了株高性状一般配合力为正效应外,该株系有利提高杂种后代的产量与稻米品质。X-57降低后代的株高和AC,提高后代产量和ASV。X-104虽产量高,品质好,但不利于杂种优势利用。闽糯2S/X-41、闽糯2S/X-107杂交一代在产量、株高、AC及碱消值等性状上具有明显的超亲优势和竞争优势,在杂交糯稻上应用价值高。【结论】杂交糯稻的产量与品质均为复杂性状,其中有效穗数、穗长、千粒重、长宽比、单株产量、AC、ASV主要受糯稻恢复系的控制。各性状的广义遗传率(h2B)变幅14.72%~53.99%,狭义遗传率(h2N)变幅10.25%~43.07%,遗传率较低,易受环境影响。育种上需大量配组,方可培育出不同用途的专用型糯稻杂交稻。

关键词：糯稻直链淀粉含量稻瘟病抗性性状鉴定杂种优势

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