科研产出
巴西橡胶树HbDBB家族基因的鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究从橡胶树基因组中鉴定到9个HbDBB家族基因，并对这些基因的基因结构、启动子调控元件、染色体定位、进化和表达进行分析。结果显示，HbDBB家族成员分布在七条染色体和一个Contig上，编码蛋白的氨基酸数目为171～453个，分子量在18.20～50.13 kD，启动子区域含有多种植物激素和环境胁迫应答相关作用元件。系统进化分析表明DBB可以分成4个亚组，亚组成员在基因结构、保守基序数目和相对位置等方面具有较高相似性。表达分析显示HbDBB具有组织表达特异性，胶乳中HbDBB4和HbDBB6表达水平最高，叶片中HbDBB3和HbDBB4的表达水平最高。增产处理实验表明，HbDBB2、HbDBB4和HbDBB6受乙烯诱导，Hb DBB6受割胶诱导但不明显。叶片发育过程中，HbDBB3、HbDBB4和HbDBB9随着发育进程表达上调。本研究初步揭示了橡胶树DBB家族成员的理化特征和表达特性，为进一步研究该基因在橡胶树中的功能奠定了基础。
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大叶山蚂蝗叶片响应缺磷胁迫的脂质代谢组分析
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为分析大叶山蚂蝗对缺磷胁迫的响应,在水培条件下对其进行正常供磷(+P)和缺磷(-P)处理,并检测干重、磷含量及叶片脂质的变化.结果发现,-P处理10 d后,大叶山蚂蝗的地上部干重和磷含量显著降低.随后,对叶片的脂质组分析共鉴定到240个脂质,其中-P与+P处理间的差异脂质82个(上调43个,下调39个).-P处理上调的脂质均不含磷,包括38个糖脂、3个甘油脂和2个固醇脂.而-P处理下调的脂质均为磷脂,包括14个磷脂酰乙醇胺、8个磷脂酰甘油,6个磷脂酰肌醇,5个磷脂酸,3个磷脂酰丝氨酸,1个磷脂酰胆碱,1个溶血磷脂酰胆碱,1个磷脂酰乙醇.本研究结果揭示了以不含磷的脂质替代磷脂是大叶山蚂蝗叶片适应缺磷胁迫的机制之一.
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香蕉几丁质酶基因家族的鉴定及在枯萎病侵染时的表达分析
《植物遗传资源学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：几丁质酶(CHi,Chitinase)是一种能够催化真菌细胞壁中几丁质水解的病程相关蛋白,在植物与真菌互作中起着重要的作用。本研究以拟南芥几丁质酶基因的蛋白序列为查询序列,在香蕉A基因组数据库中进行BLASTp比对,鉴定出23个香蕉几丁质酶(MaCHi,Musa chitinase)基因家族成员。根据其染色体上的位置,分别命名为MaCHi01～MaCHi23。系统进化树分析表明23个MaCHis可分为糖苷水解酶18(GH18,glycosyl hydrolase 18)和糖苷水解酶19(GH19,glycosyl hydrolase 19)2个亚家族。转录组数据分析表明接种尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Foc TR4,Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4)后MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11、MaCHi19和MaCHi20基因在感病品种巴西蕉中显著下调或不表达,在抗病品种GCTCV-119中显著上调。利用RT-qPCR技术对MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11和MaCHi19在抗病和感病品种接种Foc TR4中进行表达分析,结果发现在抗病品种中这些基因的表达都被激活,而在感病品种中没有激活,且在抗病品种中的相对表达量远大于感病品种,表明这些基因以正调控方式参与香蕉抗枯萎病过程。本研究结果为进一步解析MaCHi基因家族成员在香蕉抗枯萎病过程中的功能提供理论参考。
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小RNA测序揭示miRNAs在油棕合子胚发育中的作用
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：油棕是世界上产油效率最高的热带木本油料作物,其棕榈油产量与合子胚发育密切相关。油棕的合子胚发育是一个系统且复杂的生物过程,其中涉及许多基因的精确调控。MicroRNAs(miRNAs)是重要的信号分子,调节植物的各种发育过程。一些miRNAs已经被整合到基因调控网络中协调植物胚发育的可塑性,但对于其在油棕合子胚发育过程中的作用知之甚少。本研究采用小RNA测序对油棕S1(早期)、S2(中期)和S3(晚期)的合子胚进行高通量测序分析,鉴定了6个已存在的和334个已知的miRNAs,并预测到376个新的miRNAs。其中97、102和19个miRNAs在S1与S2、S1与S3、S2与S3之间差异表达;从S1到S3共有7个miRNAs持续差异表达。另外,miRNAs在调控胚胎早期和晚期的发育差异明显,即与S1相比,S2有36个miRNAs上调和61个miRNAs下调,但与S2相比,S3只有12个miRNAs上调和7个miRNAs下调。依据表达量的变化将135个miRNAs划分为4种趋势,并将对应的938个靶基因与转录组数据进行关联分析,检测到71个miRNA靶基因对。GO富集分析显示7个miRNAs的9个靶基因富集到152个生物过程,且与生长发育相关的基因被鉴定为miRNAs的靶标,表明miRNAs可能在调控油棕胚发育的激素信号、生殖生长等生物学过程中发挥作用。另外,KEGG分析表明miRNAs通过调控次生代谢途径相关基因影响合子胚的成熟。进一步筛选出4个miRNAs家族参与植物激素的合成和信号传导调控:miR159-MYB调控赤霉素和脱落酸来维持胚的发生潜力以及诱导胚成熟,miR164-NAC调控乙烯和生长素参与胚细胞扩增,miR172-AP2调控乙烯和脱落酸诱导胚成熟,novel-m004-SPL调控赤霉素来诱导胚的形态建成。本研究初步鉴定了参与油棕合子胚发育相关的miRNAs,为后续研究miRNAs调控合子胚发育的分子机制奠定基础。
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橡胶树耐低温评价及爆皮流胶差异性比较
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨4个橡胶树品种耐寒能力及低温所致爆皮流胶情况的差异，以期了解品种耐寒性与爆皮流胶的关系及爆皮流胶的机制，为完善橡胶树耐寒评价提供参考，也为橡胶树抗寒栽培技术及产品研发提供理论基础。【方法】人工模拟低温下，以热研7-33-97、热研7-20-59、湛试327-13、93-114等4个橡胶树品种一年生芽接苗为试材，测定其叶片的相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量、可溶性糖（SS）含量、可溶性蛋白（SP）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、叶绿素a（Chl-a）含量、叶绿素b（Chl-b）含量（Chl-T）、叶绿素总量、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）等生理生化指标及统计低温胁迫所致植株爆皮流胶情况，分别利用隶属函数法和主成分分析法综合比较4个橡胶树品种耐寒性与爆皮流胶耐受性的关系。【结果】4个橡胶树品种生理生化指标变化并不完全一致，4个品种的相对电导率（REC）、SOD活性均呈先升高后下降的趋势，Fv/Fm均呈逐步下降趋势，低温4～6 d的过程中，品种间SS含量差异达显著水平（P＜0.05）;与对照相比，93-114的MDA含量、叶绿素a（Chl-a）含量、叶绿素总量变化幅度最大，低温第6天，仅93-114的SOD活性增加；与对照相比，热研7-20-59的可溶性蛋白（SP）含量均降低，Chl-a含量、Chl-b含量、叶绿素总量均低于其他3个品种。隶属函数法和主成分分析法得出的耐寒性顺序均为93-114＞湛试327-13＞热研7-33-97＞热研7-20-59,叶绿素含量、Fv/Fm、SS含量、SOD活性、REC、SP含量可作为橡胶树耐寒性评价的主要参考指标。【结论】橡胶树不同品种流胶个数与植株存活率与耐寒性保持一致，而流胶量与耐寒性并不一致。
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白木香转录因子AsbZIP59的鉴定和表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：转录因子具有调控基因转录的重要作用,是植物生长发育及次生代谢物质合成的关键调控因子.碱性亮氨酸拉链蛋白(bZIP)是一类分布广泛且功能多样的转录因子,因而可能对白木香等药用植物合成具有药效的次生代谢物质及抵抗外界(非)生物压力等方面也具有重要作用.本研究基于结香剂诱导白木香产生沉香的转录组数据进行拼接注释,并以克隆及RT-PCR等方法,首次鉴定了 1条白木香bZIP基因的CDS序列,命名为AsbZIP59.AsbZIP59基因全长751 bp,包含1个438 bp的ORF区,共编码145个氨基酸,其蛋白序列与无患子科植物文冠果的XsbZIP相似度达80.42%,且与拟南芥的AtbZIP53也具有较高同源性(69.18%),同属于bZIP-S亚族.生物信息学分析显示,AsbZIP59包含bZIP蛋白的BRLZ特征性结构域,为非分泌型蛋白,且属于非跨膜蛋白,含有20个潜在磷酸化位点,可能主要分布于白木香的细胞核中;其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;其启动子区域发现与植物生长发育、激素响应和内、外压力响应等相关的多种顺式作用元件,其中与激素、压力响应相关的顺式作用元件数量占总数50%以上.荧光定量PCR检测结果表明随结香时间变化,AsbZIP59基因表达量呈现先快速升高后降低的趋势,于12 h表达量达到最高,为对照组的8.72倍,随后持续下降,在第5天降至对照组的1.81倍.本研究为进一步研究bZIP转录因子在白木香形成沉香过程中所发挥的作用提供理论依据.
关键词： 白木香(Aquilaria sinensis) 沉香 bZIP 转录因子 表达分析
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番木瓜镁离子转运蛋白基因CpMGT1的克隆与功能分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：镁是一种大量金属营养元素,其在植物的生长、发育、光合、胁迫响应等生物学过程中起重要作用.在高等植物中,Mg2+的吸收、运输、分布和再分配主要由镁离子转运蛋白(MGT/MRS2)和Mg2+/H+交换体(MHX)介导.其中,MGT/MRS2又名CorA,最先在鼠伤寒沙门氏菌中被发现,后在拟南芥、水稻等模式植物中进行了较为深入的研究.番木瓜(Carica papaya L.)是一种隶属于十字花目番木瓜科的重要热带果树,至今还未见有关MGT基因的报道.本研究基于番木瓜的基因组和转录组数据,采用RT-PCR技术成功克隆到一个MGT基因(CpMGT1),应用生物信息学手段预测蛋白的理化特性和保守基序,运用qRT-PCR分析基因的表达模式,利用缺失CorA、MgtA和MgtB的沙门氏菌突变株MM281进行功能互补.结果表明:CpMGT1的编码区为1332 bp,预测编码443 aa,理论分子量为50.43 kDa、等电点为5.12;该蛋白含有2个疏水跨膜区(TM1和TM2),其中TM1包含高度保守的GMN基序;进化及亚细胞定位分析表明CpMGT1与拟南芥中AtMGT1和AtMGT2的亲缘关系较近,定位于细胞膜;定量分析显示CpMGT1基因为组成型表达,其中在根、茎和果实中的表达量较高;在MM281中异源表达可显著提高工程菌在低Mg2+浓度下的生长速率,表明CpMGT1具有高效的Mg2+转运活性.CpMGT1的克隆与鉴定为进一步揭示番木瓜MGT基因在不同组织特别是在果实中Mg2+的积累机制奠定了坚实的基础.
关键词： 番木瓜 镁离子转运蛋白 表达分析 沙门氏菌 功能互补
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海南乡土草蔓草虫豆种子的耐干特性
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：蔓草虫豆叶量丰富,粗蛋白质和粗脂肪含量均较高,各类家畜均喜食,是亚热带地区较好的豆科牧草。幼苗生长迅速,可在较短时间内覆盖地面,为林下间作、水土保持等生态利用。蔓草虫豆为本属地域分布最广的一种,具有热带乡土草的所有独特特点:顽拗性、寿命较短。种子脱水能降低胞内分子扩散、减少活性氧危害,生理生化反应被限制到极点,且不易受温度影响,是种子有利的保护状态,也是种子存储的最有利条件。通过超干保存技术将热带乡土草种子含水量降低到传统下限以下,提高种子贮藏活力,增加在常温和低温条件下的保存时间,还可降低常规保存方法成本。本文采用硅胶干燥法对蔓草虫豆种子进行超干处理,不同的含水量梯度2.22%、3.35%、4.90%、6.09%的种子发芽率、发芽势、活力指数、相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量和脱氢酶活性等生理生化指标测定,干燥到2.22%的含水量对种子萌发有抑制作用,蔓草虫豆的超干保存适宜含水量范围为3.35%～4.90%,蔓草虫豆的耐脱水性较好。并对种子的生理生化特性变化规律分析,得出蔓草虫豆不同含水量种子的相对电导率和丙二醛含量与种子发芽率变化大致上呈相反的趋势,脯氨酸含量与发芽率变化呈正相关趋势,种子脱氢酶活性与种子发芽率和发芽指数的变化趋势一致。本试验采用种子活力和生理特性的相互验证的方法,使结论更加可靠,蔓草虫豆的超干种子在室温下贮藏,不仅种子种质得以很好保存,而且耐贮性大大提高。研究结论为蔓草虫豆种子超干贮藏的深入研究奠定基础,为热带乡土草种质资源的保护提供科学的参考依据。
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国家橡胶树种质资源圃资源安全保存
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：橡胶树种质资源是橡胶科技创新和天然橡胶产业发展的基础,对促进我国橡胶树新品种选育种研究和热区农业经济发展发挥着重要的支撑作用。国家橡胶树种质资源圃构建了初级核心种质库,建立了苗圃保存和大田鉴定评价相结合的橡胶树种质资源保存体系,确保了资源安全保存,推动了资源鉴定评价;近20年种质圃共收集优异资源256份,在支撑基础研究、新品种选育等方面发挥了重要作用。本文系统阐述了国家橡胶树种质资源圃资源安全保存的主要技术与方法,简要介绍了橡胶树种质资源的有效利用并提出了我国橡胶树种质资源今后工作重点,旨在加强我国橡胶树种质资源的长期安全保存与创新利用。
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木薯SR45亚家族基因鉴定及表达
《华南农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]精氨酸和丝氨酸富集蛋白(Arginine/serine-rich?proteins,SR)为剪接复合体的主要成员,不仅参与植物前体mRNA可变剪接过程,在植物非生物胁迫中也具有相当重要的作用.SR45基因为SR基因亚家族成员之一.本研究旨在分析木薯SR45亚家族成员蛋白结构特征与表达模式,为进一步了解该亚家族基因在木薯中的功能提供理论支持.[方法]利用生物信息学技术重新构建木薯SR基因家族进化树,对木薯SR45亚家族蛋白理化性质、基因结构、保守结构域进行分析,同时利用转录组数据分析低温与干旱胁迫下SR基因表达变化,运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)研究各基因成员在不同组织中的特异性表达以及对低温胁迫的响应.[结果]木薯SR基因家族共7个大类26个成员,SR45亚家族共有5个成员;SR45亚家族基因编码蛋白长度为135~423?aa,相对分子质量为14970~47210,等电点为5.19~12.34;预测其主要定位于细胞核和叶绿体;SR45编码RS结构域和RRM结构域,具有Motif?3、Motif?6、Motif?2和Motif?1保守基序.转录组数据和RT-qPCR分析表明,SR45基因均响应木薯低温胁迫,且MeSR45-2显著上调表达,MeSR45-4、MeSR45-5在木薯根和叶中有较高表达量.[结论]木薯SR45亚家族基因显著响应低温胁迫;将MeSR45-2基因列为调控低温逆境变化的候选基因,将根和叶列为研究SR45基因亚类成员的主要组织.本研究为探索木薯SR45基因奠定了理论基础,并为进一步研究木薯SR45基因逆境胁迫应答过程指明了方向.
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