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分子植物育种 2024年

作者：杨萍苏旭刘玉萍胡夏宇毛轩睿郑长远陈金元青海师范大学生命科学学院青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海师范大学高原科学与可持续发展研究院

黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)是青藏高原地区一种特有的高寒草甸药用植物，本研究基于黄缨菊三代全长转录组数据开发单拷贝核基因引物，旨在为黄缨菊群体遗传学研究提供有效、可靠的分子标记。本研究共获得28 826 664条子序列(Subre... 详细信息

黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)是青藏高原地区一种特有的高寒草甸药用植物，本研究基于黄缨菊三代全长转录组数据开发单拷贝核基因引物，旨在为黄缨菊群体遗传学研究提供有效、可靠的分子标记。本研究共获得28 826 664条子序列(Subreads)，平均长度为2 479 bp，N50为2 878 bp，其中环形一致性序列(circular consensus sequences， CCS)有638 103个，包含全长非嵌合体序列(full-length non-chimeric reads， FLNC) 575 533个；FLNC序列校正和去冗余后得到46 100个unigenes，平均长度2 620 bp，N50长度为2 976 bp；采用OrthoFinder v2.0软件进行同源基因家族分析，获得407条单拷贝核基因；从中挑选60条同源性高的基因经引物设计和验证，获得8对扩增性好、测序成功率高的核基因引物；多态性分析结果表明，基因扩增产物介于671～980 bp之间，多态性位点在1～6，单倍型多样性(Hd)处于0.498～0.780之间，核苷酸多样性(π)在0.000 66～0.002 31之间；核基因D*、F*及Tajima’s D值大多为正值，居群间遗传变异(83.04%)大于居群内遗传变异(16.96%)，居群间遗传分化较高(FST: 0.830 35， P<0.01)；此外，单拷贝核基因系统发育树显示，黄缨菊与刺苞菜蓟(Cynara cardunculus)的亲缘关系较近。总之，本研究开发的8对黄缨菊单拷贝核基因引物可为将来进行黄缨菊遗传多样性、群体遗传结构、物种形成机制及适应性进化研究提供丰富的标记引物。

关键词：黄缨菊转录组测序单拷贝核基因遗传多样性

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非生物胁迫下黄缨菊实时荧光定量PCR内参基因的筛选与验证

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草地学报 2024年第7期32卷 2028-2038页

作者：余明君苏丹丹苏旭陈金元刘玉萍张雨刘涛杨倩牛富英青海师范大学生命科学学院青海西宁810008 青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海西宁810008 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 青海理工大学生态与环境科学学院青海西宁810016

为了筛选基因分析中黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)稳定表达的内参基因,本研究以冷、盐和干旱胁迫下黄缨菊的根、茎和叶为材料,依据三代转录组数据选取8个常用内参基因(18S rRNA,GAPDH,PAL,UBQ,TIP,RPS,SAND,TUA)作为候选基因,利用qRT... 详细信息

为了筛选基因分析中黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)稳定表达的内参基因,本研究以冷、盐和干旱胁迫下黄缨菊的根、茎和叶为材料,依据三代转录组数据选取8个常用内参基因(18S rRNA,GAPDH,PAL,UBQ,TIP,RPS,SAND,TUA)作为候选基因,利用qRT-PCR技术并结合geNorm,NormFinder,BestKeeper和RefFinder软件综合评价候选内参基因的表达稳定性。结果表明,冷胁迫下黄缨菊根、茎、叶中最佳稳定性的内参基因分别为SAND,TIP和GAPDH;干旱胁迫下最稳定的内参基因分别是SAND,TUA和UBQ;盐胁迫下稳定性最好的内参基因分别为RPS,RPS和SAND。此外,分别以干旱胁迫处理下黄缨菊根、茎、叶中2个稳定性最佳和1个稳定性最差的基因作为内参基因,衡量耐逆基因WRKY表达量的准确性,表明不同胁迫下筛选出的黄缨菊不同组织中内参基因的稳定性结果均是可靠的。研究结果为今后黄缨菊耐逆基因的表达分析提供了基因资源和理论依据。

关键词：黄缨菊内参基因实时荧光定量PCR 非生物胁迫表达稳定性

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青藏高原特有种—黄缨菊不同居群的染色体核型研究

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草地学报 2025年第1期33卷 53-61页

作者：靳佳瑞刘玉萍苏旭刘涛曲荣举张朋辉余明君杨倩胡夏宇青海师范大学生命科学学院青海西宁810008 青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海西宁810008 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 青海省高原气候变化及其生态环境效应重点实验室/青海理工大学青海西宁810016

本研究利用常规染色体压片技术,对黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)6个不同自然居群的染色体核型特征进行分析,探讨它们之间的进化趋势和亲缘关系。结果表明:(1)黄缨菊6个自然居群的染色体倍性均为二倍体,染色体基数为9,不存在额外染色... 详细信息

本研究利用常规染色体压片技术,对黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)6个不同自然居群的染色体核型特征进行分析,探讨它们之间的进化趋势和亲缘关系。结果表明:(1)黄缨菊6个自然居群的染色体倍性均为二倍体,染色体基数为9,不存在额外染色体。(2)着丝粒类型仅有m型,核型公式均为2n=2X=18=18m;染色体类型除居群P002和P004无S型外,其余四个居群均具有L,M_(1),M_(2)和S四种类型。(3)核型类型仅有1A型,平均臂比处于1.13~1.39,长度比介于1.61~1.78,核不对称系数居于54.76%~55.69%,其中居群P004的平均臂比和核型不对称系数最大,进化程度较高。(4)遗传距离为4时,居群P001和P002聚为一支;遗传距离为1时,居群P003与P004及居群P006与PH52分别聚为两支,各分支内居群间亲缘较近。本研究首次探讨了黄缨菊的染色体核型特征以及居群间的进化趋势和亲缘关系,可为黄缨菊属乃至菊科植物的染色体核型及系统进化研究提供细胞学资料,也可为黄缨菊基因组的测序组装及黄酮类化合物合成关键代谢途径基因的挖掘提供数据基础。

关键词：黄缨菊居群染色体核型进化趋势聚类分析

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气候变化背景下青藏高原特有种唐古特红景天的地理分布格局预测

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植物研究 2024年第2期44卷 168-179页

作者：李小莉苏旭王东刘玉萍陈金元孙成林青海师范大学生命科学学院西宁810008 青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室西宁810008 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 青海师范大学地理科学学院西宁810008

为探究唐古特红景天(Rhodiola tangutica)在青藏高原的潜在适宜分布及其生态适应性,基于唐古特红景天青藏高原38个分布位点以及当前和未来5个时期7个环境因子,利用MaxEnt模型构建唐古特红景天分布与环境因子的关系模型,模拟和验证当前时... 详细信息

为探究唐古特红景天(Rhodiola tangutica)在青藏高原的潜在适宜分布及其生态适应性,基于唐古特红景天青藏高原38个分布位点以及当前和未来5个时期7个环境因子,利用MaxEnt模型构建唐古特红景天分布与环境因子的关系模型,模拟和验证当前时期1970—2000年与SSP245情景模式下未来4个时期(2030s、2050s、2070s和2090s)的潜在地理分布格局。结果表明:(1)海拔(Alt)和最干月份降水量(Bio14)是影响唐古特红景天地理分布格局的最主要生态因子,贡献率分别为89.3%和4.9%。(2)当前气候背景下,唐古特红景天在青藏高原地区的适宜分布区总面积为195.21×10^(4) km^(2),主要位于青海南部和东北部、四川西北部及西藏中部等。(3)与当前时期相比,未来4个时期唐古特红景天的适宜分布区总面积变化不太明显,但高适宜区面积却有所增加,呈现出向青藏高原中部集中分布的趋势。

关键词：唐古特红景天气候变化潜在分布区预测最大熵模型

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高山植物唐古红景天叶绿体基因组特征及系统发育分析

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广西植物 2024年

作者：曲荣举才让扎西毛轩睿刘玉萍苏旭胡夏宇杨萍李小莉孙成林靳佳瑞青海师范大学生命科学学院青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海师范大学高原科学与可持续发展研究院

为了明确西北地区重要药用植物唐古红景天（Rhodiola tangutica）的叶绿体基因组结构特点、基因信息和系统发育关系，该研究利用Illumina NovaSeq6000对基因组进行了测序，运用GeSeq、PGA、NOVOPlasty、IRscope、MISA等多种生物信息学... 详细信息

为了明确西北地区重要药用植物唐古红景天（Rhodiola tangutica）的叶绿体基因组结构特点、基因信息和系统发育关系，该研究利用Illumina NovaSeq6000对基因组进行了测序，运用GeSeq、PGA、NOVOPlasty、IRscope、MISA等多种生物信息学分析软件对其结构、基因功能和亲缘关系进行分析。结果表明：（1）唐古红景天的叶绿体基因组呈四分体环状结构，由82 121 bp LSC、16 996 bp SSC和25 873 bp IR区构成，全长150 863 bp，总GC含量为37.8%,IR区GC含量最高（42.9%）；编码131个基因，包括85个PCGs、38个t RNAs和8个r RNAs。（2）检测到32 471个密码子，其中编码半胱氨酸（Cys）最少（1.18%）、异亮氨酸（Ile）密码子占比最多（8.24%）,29种密码子的RSCU值均大于1。（3）IR区分析显示，rps19和ndhF均向IRB扩张。（4）系统发育分析表明，唐古红景天与四裂红景天（Rhodiola quadrifida）的亲缘最近，分歧时间估计显示红景天属Rhodiola物种的起源时间平均为15.50 Mya(95%HPD:6.0-21.0 Mya)。该研究明晰了唐古红景天的叶绿体基因组特征，获得了红景天属物种较为合理的系统发育关系，为红景天属遗传多样性研究、适应性进化机制讨论以及种质资源保护等提供了理论依据。

关键词：红景天属唐古红景天叶绿体基因组系统发育密码子偏好性

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气候变化背景下糙果紫堇在中国适宜分布区的预测

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植物研究 2024年第1期44卷 17-26页

作者：杨倩袁园苏旭刘玉萍王东李小莉孙成林杨萍青海师范大学生命科学学院西宁810008 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室西宁810008 青海师范大学地理科学学院西宁810008

为探究糙果紫堇(Corydalis trachycarpa)的潜在适宜分布区,明确其适宜的生存环境,旨在为糙果紫堇的资源利用和保护提供一定的理论依据。基于糙果紫堇现有的分布位点、气候变量和环境变量数据,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件模拟糙果紫堇当... 详细信息

为探究糙果紫堇(Corydalis trachycarpa)的潜在适宜分布区,明确其适宜的生存环境,旨在为糙果紫堇的资源利用和保护提供一定的理论依据。基于糙果紫堇现有的分布位点、气候变量和环境变量数据,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件模拟糙果紫堇当前气候条件下(1970—2000年)和未来SSP 245情境模式下4个时期(2021—2040年、2041—2060年、2061—2080年、2081—2100年)在我国的潜在分布区,分析限制其分布的环境因子。结果表明(:1)影响糙果紫堇分布的最主要环境变量分别是海拔(Alt,贡献率60.9%)、温度季节性变化标准差(bio4,贡献率11.1%)、最暖季度降水量(bio18,贡献率9.4%)、降水量变异系数(bio15,贡献率7.0%),这4个变量的累计贡献率高达88.4%;(2)当前气候条件下,MaxEnt模型预测糙果紫堇的潜在分布区总面积约174.94万km^(2),主要分布在青藏高原东部的四川西北部、甘肃南部、西藏东部、云南西北部和青海等地;(3)与当前气候条件下相比,SSP 245情境下未来4个时期糙果紫堇高、中、低适生区面积均有所增加,呈现向云南、西藏东部等低纬度地区扩张的趋势。

关键词：糙果紫堇最大熵模型地理信息系统潜在分布区气候变化

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不同播种及施肥方式对青稞矿质元素、叶绿素和活性酶含量的影响

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作物杂志 2024年第4期 269-276页

作者：姜迪谢惠春金兄莲毛晓宁杜少波青海师范大学生命科学学院青海西宁810008 青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海西宁810008 青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室青海西宁810008

为了探究适宜青海省湟中县种植的青稞品种以及播种和施肥方式,选取5个青稞品种(北青8号、北青9号、昆仑14号、昆仑17号及肚里黄)进行品种比较试验,根据苗产量、叶绿素、矿质元素及活性酶含量筛选出优良青稞品种,并针对北青9号,设不同播... 详细信息

为了探究适宜青海省湟中县种植的青稞品种以及播种和施肥方式,选取5个青稞品种(北青8号、北青9号、昆仑14号、昆仑17号及肚里黄)进行品种比较试验,根据苗产量、叶绿素、矿质元素及活性酶含量筛选出优良青稞品种,并针对北青9号,设不同播种(行距和播种量)和施肥(种类和施肥量)方式等多个处理进行丰产栽培和施肥试验,研究不同播种及施肥方式对其矿质元素、叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)、细胞色素氧化酶含量的影响。结果表明,昆仑17号和北青9号矿质元素含量较高,其中昆仑17号的苗产量最高,北青9号的叶绿素含量及细胞色素氧化酶含量最高;随着播种量增多、行距变大,北青9号的矿质元素、SOD、细胞色素氧化酶含量极显著提高,增加N+P肥和N肥施用量,叶绿素和SOD含量极显著升高,增施P肥细胞色素氧化酶含量极显著升高;青稞中大部分矿质元素之间的相关性达到了极显著水平。

关键词：青稞矿质元素叶绿素超氧化物歧化酶细胞色素氧化酶

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沙鞭SnRK2基因家族鉴定及干旱胁迫下表达分析

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草地学报 2025年

作者：杨倩苏旭刘玉萍刘涛郑莹晖靳佳瑞张朋辉余明君青海师范大学生命科学学院青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海理工学院青海省高原气候变化及其生态环境效应重点实验室

为了明晰沙鞭SnRK2蛋白激酶的基因功能和作用机制，本研究采用生物信息学方法从基因组水平鉴定SnRK2家族成员，利用实时荧光定量PCR反应分析干旱胁迫下的表达模式。结果表明：沙鞭基因组中共鉴定到10个SnRK2基因家族成员，命名为PvSnRK... 详细信息

为了明晰沙鞭SnRK2蛋白激酶的基因功能和作用机制，本研究采用生物信息学方法从基因组水平鉴定SnRK2家族成员，利用实时荧光定量PCR反应分析干旱胁迫下的表达模式。结果表明：沙鞭基因组中共鉴定到10个SnRK2基因家族成员，命名为PvSnRK2.1～PvSnRK2.10，分别分布于10条染色体上；PvSnRK2蛋白氨基酸残基数为341～496，分子质量为38 636.17～56 572.38 kD，等电点为4.71～8.81，均为亲水性蛋白；PvSnRK2基因家族可被划分为3个亚族，外显子数量以9个为主，3条PvSnRK2基因物种内存在共线性关系；PvSnRK2基因家族成员启动子含有多种激素类和逆境胁迫响应类作用元件；PvSnRK2蛋白可能与bZIP、PP2C和ABF三种蛋白具有互作关系；PvSnRK2基因家族成员在不同组织中的表达存在差异。研究结果为将来筛选沙鞭中更多的耐旱关键基因提供了理论依据。

关键词：沙鞭 SnRK2 蛋白激酶生物信息学干旱胁迫表达模式

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基于优化MaxEnt模型的中国紫堇属植物生境适宜性研究

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生态学报 2023年第24期43卷 10345-10362页

作者：陈程浩龙主多杰陆徐伟宋扎磋苗琪孙芳慧索南吉青海师范大学生命科学学院西宁810016 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室西宁810016

气候变化正深刻地影响着植物的地理分布格局,预测紫堇属植物的潜在适生区有利于认识气候变化对紫堇属植物分布的影响,对制定紫堇属植物的保护策略具有重要意义。以紫堇属植物作为研究对象,基于优化的MaxEnt模型,对1910个紫堇属植物分布... 详细信息

气候变化正深刻地影响着植物的地理分布格局,预测紫堇属植物的潜在适生区有利于认识气候变化对紫堇属植物分布的影响,对制定紫堇属植物的保护策略具有重要意义。以紫堇属植物作为研究对象,基于优化的MaxEnt模型,对1910个紫堇属植物分布点和22个环境因子进行潜在适生区预测,探讨影响紫堇属植物分布的主要环境因子,并预测其在末次盛冰期(last glacial maximum,LGM)、当代(Current)、未来2021—2040年(2040s)、2041—2060年(2060s)、2061—2080年(2080s)和2081—2100年(2100s)2种温室气体排放浓度场景(SSP126和SSP585)下的潜在适生区的空间分布格局及其质心迁移趋势,最后对其保护现状进行了分析。结果表明:(1)最优化模型参数组合为RM=1.4,FC=LQPT,此时MaxEnt模型的复杂度和过拟合都最低,模型预测精度较高,AUC=0.793;(2)由刀切法贡献率、置换贡献率和单因子响应曲线可知影响紫堇属植物地理分布的主要环境因子为气温年较差(bio7)、气温季节性变动系数(bio4)、年降水量(bio12)、平均气温日较差(bio2),其中温度是影响紫堇属植物分布的最重要环境因子;(3)当前气候条件下紫堇属植物分布的范围几乎涵盖整个中国,在气候分区上看,从北亚热带、南亚热带、中温带、南温带及高原气候区均有分布。然而,各个时期间紫堇属植物的潜在适生区变化较大,其潜在适生区总体呈现向高原气候区及中温带地区扩张的趋势,且面积不断扩大;随着温室气体浓度的增加,适生区的破碎化逐渐严重。质心迁移结果也表明紫堇属植物在未来的潜在适生区总体呈现向西北移动的趋势;(4)我国东喜马拉雅地区及横断山区为紫堇属植物保护的关键地区,然而该地区自然保护区面积较小且破碎化严重,亟待对该地区的紫堇属植物进行保护,同时也应继续加强西北地区自然保护区的建设。

关键词：气候变化物种适应性物种分布格局青藏高原紫堇属

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沙鞭全长转录组测序及生物信息学分析

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草地学报 2023年第6期31卷 1673-1681页

作者：毛轩睿苏旭刘玉萍刘涛陈金元胡夏宇杨萍李小莉袁园青海师范大学生命科学学院青海西宁810008 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海西宁810008 青海师范大学青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室青海西宁810008

为了明晰沙鞭(Psammochloa villosa)的转录组特征,本研究利用PacBio Sequel测序平台首次对其进行全长转录组测序和数据分析,结果共获得323309个clean reads,自我矫正产生环形一致性序列(CCS)673540个,预测得到蛋白编码区(CDS)序列28447... 详细信息

为了明晰沙鞭(Psammochloa villosa)的转录组特征,本研究利用PacBio Sequel测序平台首次对其进行全长转录组测序和数据分析,结果共获得323309个clean reads,自我矫正产生环形一致性序列(CCS)673540个,预测得到蛋白编码区(CDS)序列28447个;MISA软件共搜索得到沙鞭93563个简单重复序列(SSR),分布于56824条unigene上;转录本基因功能注释,共有166541条序列得到NR注释,结果显示沙鞭与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)亲缘最近;KOG数据库比对将97892个unigene分为25个功能类别,其中注释较多的功能为翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣;GO数据库比对共注释到87930个unigene,分为生物过程、细胞组成和分子功能3大类及62个亚类分支;KEGG结果表明碳水化合物代谢、信号转导、能量代谢通路中注释基因较多。本研究结果丰富了沙鞭的遗传信息,为今后沙鞭关键耐旱基因的挖掘提供了理论依据。

关键词：禾本科沙鞭全长转录组功能注释 SSR

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