科研产出
木薯MePP2CAa基因克隆、表达及蛋白互作分析
《华中农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C,PP2C)在木薯响应非生物胁迫过程中的作用,利用木薯Arg7叶片cDNA扩增MePP2CAa基因,分析该基因序列、启动子活性、不同逆境和激素处理下的表达模式以及与ABA受体PYLs之间的互作关系.序列分析结果显示,MePP2CAa基因全长1311 bp,编码436个氨基酸,具有PP2C家族的结构域特征,与橡胶树和麻风树的PP2C序列同源性最高,分别为78.95%和74.09%,在C端保守;qRT-PCR分析结果显示,MePP2CAa基因在木薯储藏根中的表达显著高于茎、叶中的表达量;不同逆境和激素处理结果显示,甘露醇、NaCl、ABA、MeJA、低温和SA处理可以显著诱导MePP2CAa基因的表达;MePP2CAa基因启动子序列分析显示,启动子包含ABA应答元件(abscisic acid responsive element,ABRE)、MeJA响应元件、干旱诱导元件等;酵母双杂交结果显示MePP2CAa能够与MePYL1互作.以上结果表明,MePP2CAa基因可能响应木薯的非生物胁迫.
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木豆小叶突变体的表型鉴定及遗传分析
《草地学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：叶片是植物体与周围环境之间进行物质交流与能量转化的主要器官，对植株的生长发育起着关键的作用。本研究对前期航空诱变获得的木豆（Cajanus cajan）小叶突变体进行了表型鉴定。结果表明：其叶宽、叶长、叶面积与野生型相比均显著变小（P＜0.01）,而叶片长宽比显著变大（P＜0.01）。通过对小叶突变体和野生型‘ICPL81-3’杂交构建的F2群体进行表型观察发现，不同单株的叶宽、叶长、长宽比和叶面积在F2群体中均有较大变异，且显著相关，其中叶宽和叶面积呈现明显双峰分布，叶宽表型符合3∶1分离（X~2＜X■=3.84）,表明小叶突变性状受隐性单基因控制。利用SSR标记和InDel标记结合混池分离群体分析法（Bulk segregation analysis, BSA）进行小叶基因初定位，获得在两个基因池内具有明显差异的1个InDel标记PA094,经基因池各单株检测和F2群体单株检验，证实PA094和小叶突变性状具有稳定的连锁关系。研究结果为后续开展木豆小叶基因的精细定位及其基因克隆提供了重要基础。
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20份黄皮种质资源果肉游离氨基酸对风味品质和药用价值的影响及其评价
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为研究黄皮果实中游离氨基酸的组分特征、科学评价不同黄皮种质游离氨基酸对果实风味和药用价值的影响,利用高效液相色谱法,测定 20 份黄皮种质果肉的 20 种常见游离氨基酸,采用味觉活度值、主成分分析和聚类分析等方法对各种质进行综合评价.结果表明:在 20 份黄皮种质果肉中均含有除胱氨酸和精氨酸以外的 18 种游离氨基酸,种类丰富,且多数种质间含量差异显著;各种质的总游离氨基酸质量浓度在 1309.7~9832.0 mg/kg之间,其中非必需氨基酸含量最高,必需氨基酸含量次之,半必需氨基酸含量最低;药用氨基酸占总游离氨基酸的 6.3%~18.6%,以天冬氨酸和谷氨酸为主;根据氨基酸呈味特性的不同,将 18 种氨基酸分为 3 大类呈味氨基酸,发现种质M1 的甜味氨基酸含量最高,G2 的鲜味氨基酸和苦味氨基酸含量最高;仅 16 份种质中的丙氨酸与少数种质中的天冬酰胺、天冬氨酸的味觉活度值(taste activity values,TAV)>1,对黄皮果实风味有贡献;大多数游离氨基酸呈显著或极显著正相关关系;主成分分析提取到 4 个主成分,累计贡献率达到 89.766%,能较好地反映出黄皮果肉游离氨基酸的综合特征;各黄皮种质的综合得分在-3.18~3.51 之间,M1 的综合得分最高;聚类分析将 20 份黄皮种质聚为 3 大类,其中第Ⅲ类群的X2、Y-1、G2、M1 的总游离氨基酸、药用氨基酸、呈味氨基酸含量高,氨基酸营养品质好,风味品质佳.研究结果可为黄皮良种选育和品质评价提供参考依据.
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基于PLC的橡胶树皮非线性力学性能探测装置设计与试验
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了获取橡胶树皮结构力学特性参数，解决机械化采胶装备研发中采胶深度精准探测和耗皮厚度精准控制技术无可靠依据提供参考的问题，设计一种基于可编程序逻辑控制器（programmable logic controller, PLC）的橡胶树皮非线性力学性能测量的试验装置，实现橡胶树皮力学特性的自动化连续探测和数据采集，以及树皮厚度的高精低损测量。并应用于热研7-33-97和PR107两个品系的15龄、20龄、25龄橡胶树上进行树皮力学性能试验研究，建立刺入过程中刺入力随刺入深度变化的数学模型。结果表明：该装置工作性能稳定，不同品系、不同树龄的树皮刺入力随刺入深度的变化曲线形态相近，均呈高-低-高的趋势变化，并与树皮结构分层特性高度相关；相同树龄下，热研7-33-97和PR107两个品系的刺入力情况差异不明显，同品系的大树龄比小树龄刺入力更大，在1.0 mm针刺下，刺入力最大峰值可达48.5 N。该试验装置满足橡胶树皮结构力学特性参数的探测需求，并为机械化采胶装备的研发提供理论基础。
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'圣心'杧果实TPS13基因表达分析及酶功能验证
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探索‘圣心’杧品种中萜烯合酶基因功能，本研究以‘圣心’杧果肉为实验材料，利用同源克隆技术克隆到一个具有产生萜烯类物质功能的基因，并在原核表达体系中诱导纯化出该基因的蛋白，添加前体物质进行酶促反应后，通过气相色谱质谱联用（GC-MS）上机检测该基因的产物。结果表明，在‘圣心’杧果肉中进行扩增得到一个产生萜烯类物质的基因，命名为TPS13，该基因长度在1 692 bp，编码563个氨基酸，通过在线网站预测TPS13属于亲水性，不稳定蛋白，理论等电点（pI）值为5.51，说明该蛋白为酸性蛋白。通过对其结构域预测分析：TPS13蛋白的第52～540位氨基酸区间内包含一个天冬氨酸基序的cd00684结构域，属于Ⅰ类萜烯环化酶超家族。酶活性鉴定表明，该基因无法与底物GPP、FPP和GGPP生成产物，具有催化单萜类底物（NPP）生成产物柠檬烯以及α-松油醇。本试验结果为进一步研究杧果萜类物质提供参考依据。
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抗枯萎病宝岛蕉早花突变体的筛选与鉴定
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】筛选鉴定抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉的早花突变体，为进一步利用突变体株系选育适应性更广的香蕉新品种提供参考依据。【方法】利用多代组织培养繁育结合田间种植对比试验，依据生育期短、抗病性强、株高矮、株产高和遗传稳定筛选目标，从宝岛蕉早花突变后代中筛选优良株系，以宝岛蕉为对照，按照香蕉种质资源描述规范对优良突变株系的形态特征和生物学特性等进行观察鉴定，测定分析植株球茎生长点部位碳、氮营养累积以及成花相关激素吲哚乙酸（IAA）、玉米素（ZR）、赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）含量差异，通过ISSR分子标记检测突变体及其野生型之间的遗传变异和亲缘关系。以宝岛蕉和主栽品种（桂蕉6号及巴西蕉）为对照，利用伤根浸菌法进行苗期抗病性鉴定，并在广西和海南开展区域种植试验及田间抗病性鉴定。【结果】筛选获得优良突变株系0523（简称0523），其新植蕉平均株高280.0 cm，假茎基围80.5 cm、中围60.0 cm，较宝岛蕉分别减小14.0%、5.8%和11.8%，新抽总叶片数26～29片；果实营养品质和单株产量与宝岛蕉无显著差异（P＞0.05，下同）。0523球茎生长点碳氮比较宝岛蕉显著提高19.0%（P＜0.05，下同），GA和IAA含量显著降低24.8%和22.6%,ABA和ZR含量与宝岛蕉相比略有增加，差异不显著。抗病性苗期鉴定结果显示0523为中抗且偏强，抗性水平与宝岛蕉相比略有提高，桂蕉6号为高感。突变株系0523与宝岛蕉的多态性比率为8.8%，遗传相似系数为0.95，二者存在差异。0523在广西和海南各试验点第1、2造蕉平均发病率分别为4.5%和3.5%，较主栽品种降低87.8%和94.1%，各试验点发病率均显著低于主栽品种。0523第1、2造蕉的生育期较宝岛蕉显著缩短，与主栽品种无显著差异。【结论】突变株系0523具有抗枯萎病、早熟、矮化、适应性广等优良性状，可用来培育大面积推广的香蕉新品种，或作为亲本育种材料应用于香蕉育种研究。
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甘蔗收获机切割器入土切割深度监控系统设计与试验
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：入土切割是降低甘蔗收获机破头率的重要方法.为了实现甘蔗收获机切割器随地面起伏自动调控入土深度,保持切割器入土深度的一致性,基于4GQ-1型甘蔗收获机,设计一种甘蔗收获机切割器入土切割深度监测与自动控制系统,实现切割器入土深度自动调控及其参数可视化,并通过室内试验和田间试验检验系统的监控性能.室内试验结果表明,监控系统的入土深度监测精度平均值为98.90%,自动控制精度平均值为97.7%,监测精度和自动控制精度达到95.0%以上.田间试验结果表明,在20、30和50 mm入土深度的条件下,监控系统的自动控制精度的平均值分别是85.3%、90.6%、94.1%,自动控制精度达到85.0%以上,监控系统总体设计合理,性能良好.研究结果可为甘蔗收获机切割器入土切割深度控制系统研究提供理论参考,对甘蔗收获机优化升级具有重要的参考意义.
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种植密度和深度对甘蔗产量及抗倒伏的影响
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为进一步提高甘蔗单位面积产量,合理的种植密度和深度一直是常用的栽培技术手段.但在增加产量的同时,往往忽略了对甘蔗倒伏的影响.为确定不同种植密度和深度对甘蔗产量及倒伏的影响,以甘蔗品种中糖 3 号为试验材料进行研究,试验共设计 3.0、4.5、6.0、7.5 芽/m2 四个种植密度梯度及浅植(30 cm)、深植(40 cm)2 种种植深度,对甘蔗的农艺性状、倒伏相关指数(根系倒伏与茎秆倒伏)和产量等进行测定.结果表明:随着甘蔗生育期不断推进,甘蔗根系和茎秆安全系数逐渐降低,在下种后 180 d甘蔗根系倒伏和茎秆倒伏风险较大,处于敏感时期.种植密度从 3芽/m2 增加至 6 芽/m2,甘蔗产糖量(+32%)和产量(+36%)显著增加,同时甘蔗的茎秆倒伏抗性也随之增加.但进一步增加种植密度到 7.5 芽/m2 时,产糖量和产量没有进一步显著增加,但增加了甘蔗的根倒伏风险.与种植深度 30 cm相比,种植深度 40 cm具有增加甘蔗产糖量(+2.8%)和产量(+4.8%)的趋势,二者差异不显著.因此,综合甘蔗产糖量、产量及抗倒伏等多个性状,认为种植深度 40 cm,种植密度为 6 芽/m2 可以在保证产量和产糖量的同时,提高甘蔗的倒伏抗性.
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橡胶树水通道蛋白HbPIP1;4的亚细胞定位与多聚化分析
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：质膜内在蛋白（PIP）隶属于水通道蛋白家族，其以细胞膜定位并具有高效的水分转运活性而著称。PIP高度保守，主要包含PIP1和PIP2两个亚类。天然橡胶是重要的工业原料和战略物资，其主要来源为巴西橡胶树。作为橡胶合成和储藏的特异组织，乳管与邻近的薄壁细胞之间缺乏胞间连丝，其水分平衡主要由PIP介导。通过前期研究，团队鉴定到一个PIP1亚类成员HbPIP1;4，该基因在乳管中高水平表达，然而，其在蟾蜍卵母细胞中异源表达却无水分转运活性，推测因不能有效定位到细胞膜所致。为探讨HbPIP1;4在植物体内的功能部位及作用模式，本研究构建了其亚细胞定位和双分子荧光互补（BiFC）载体。通过利用农杆菌介导法瞬时转化烟草叶片，再用激光共聚焦显微镜进行观察，发现荧光信号出现在细胞膜，这与生物信息学预测的细胞膜定位结果一致。BiFC实验进一步证实HbPIP1;4定位在细胞膜，结果同时显示，HbPIP1;4可形成同源多聚体，这与3D结构预测结果一致。上述结果为深入揭示乳管的水分平衡机制奠定了坚实的基础。但HbPIP1;4的异源互作模式还有待进一步研究。
关键词： 橡胶树 乳管 水通道蛋白 质膜内在蛋白 亚细胞定位 双分子荧光互补
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基于全基因重测序的芒果细菌性角斑病抗性相关SNP分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：芒果细菌性角斑病是芒果生产上的重要细菌病害之一,为揭示芒果品种对细菌性角斑病的抗性差异,本研究通过全基因组重测序技术对高抗细菌性角斑病品种'热农1号'和高感细菌性角斑病品种'凯特'进行测序,通过与参考基因组'红象牙'进行比对,进行数据统计与质量检测、序列比对及多态性SNP位点分析.结果表明,在测序深度10X下,'凯特'和'热农1号'分别获得5.93 Gb和4.55 Gb的数据量,过滤后的Q30达到92.4%和92.3%.将获得的原始数据与参考基因组对比,'凯特'和'热农1号'比对上的reads数目分别是31 108 817和30 217 182.'凯特'和'热农1号'分别检测到3 530 706和3 325 884个SNP位点,产生非同义突变的SNP位点数分别为133 283和127 148个,杂合度为0.43%和0.36%,转换和颠换的比值为2.24和2.25.基于抗病品种'热农1号'和感病品种'凯特'全基因组重测序数据比较的结果,获得到了 3 258 857个差异SNP位点和33 161条基因信息,其中有937个基因参与抗病蛋白的调控.本研究结果可以在一定程度上反映抗感细菌性角斑病的芒果品种在基因组水平抗性差异,可为下一步细菌性角斑病杂交群体材料的抗性评价和抗病特异性分子标记开发提供基础数据,同时为后期芒果抗病优质品种的创制和选育提供理论依据.
关键词： 全基因组重测序 芒果 细菌性角斑病 单核苷酸多态性
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