科研产出
火龙果hAT-MITE转座子插入多态性分子标记开发与品种鉴别
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：微型反向重复转座子（MITE）作为真核基因组中活跃的可移动元件，其插入多态性为种质遗传多样性分析提供了新型分子标记。本研究基于火龙果品种莞华白全基因组数据，通过生物信息学方法系统鉴定hAT家族MITE转座子，共筛选出2350个具有完整末端反向重复（TIR）和靶位点重复（TSD）特征的候选元件，平均每对染色体213个。基于序列特异性及多态性分析，从中选出110个（每对染色体10个）高差异位点设计引物，经PCR扩增验证后成功开发出41个稳定多态性hAT-MITE标记。进一步利用41对引物对48份火龙果种质进行全基因组扫描，通过琼脂糖凝胶电泳共检测到81个多态性位点（多态率为97.59%）;UPGMA聚类分析表明，48份材料存在着丰富的变异和遗传多样性（遗传相似系数在0.57～0.91之间），在遗传相似系数为0.63时，将品种资源划分为4个遗传结构显著差异的类群。基于引物-带型组合法，精选4对核心引物（HU-MIT-02/06/26/75）构建覆盖全部种质资源的数字化指纹图谱，其品种鉴别准确率达100%。本研究首次建立火龙果hAT-MITE分子标记技术体系，所开发的标记库及标准化鉴定流程为火龙果种质资源精准分类、品种鉴定和品种权保护提供了高效工具，对火龙果种业知识产权保护具有重要应用价值。
关键词： 火龙果 hAT-MITE转座子 指纹图谱 品种鉴定 遗传多样性
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海南杂草稻的落粒基因SH4和qSH1落粒SNP位点的序列分析
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：种子的落粒性是导致杂草稻在水稻田不断自我繁衍和扩散的主要原因。SH4和qSH1基因被认为是控制水稻种子落粒的主效基因，本研究旨在测定海南杂草稻的SH4和qSH1的落粒SNP位点的基因型。本研究以临高县和崖州区水稻田中的杂草稻为研究材料，采集13块水稻田中的杂草稻及其对应栽培稻种子，从中选择144株表型有差异的杂草稻种子及13株对应栽培稻种子进行萌发种植，测定它们的种子落粒率，并对SH4和qSH1的落粒SNP位点进行PCR扩增及序列分析。结果表明：SH4基因的落粒SNP位点为野生落粒型G的杂草稻有77株，突变难落粒型T的杂草稻有48株，杂合型G/T的有19株；所有栽培稻的SH4的落粒SNP位点均为T。落粒率测定发现，SH4基因的落粒SNP位点为G和G/T的96株杂草稻都具有极高的落粒率，而SH4基因的落粒SNP位点为T的48株杂草稻中，40株为中度落粒率，8株为低落粒率。所有杂草稻和栽培稻样品的qSH1落粒SNP位点均为野生落粒型G。以上结果表明，海南杂草稻和栽培稻之间的落粒率差异与qSH1基因的落粒SNP位点无关，而与SH4基因的落粒SNP位点显著相关；SH4基因的落粒SNP位点均为T型的杂草稻和栽培稻间的落粒率差异可能由其他未知的基因或位点的差异导致。本研究结果可为海南杂草稻种子落粒的分子机制提供分子依据。
关键词： 杂草稻 SH4 qSH1 落粒SNP位点 序列分析
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木质素合成基因HCT、CCoAOMT在木薯抗木瓜秀粉蚧中的作用初探
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：木质素在木薯抵御有害生物过程中起重要防御作用,其中莽草酸羟基肉桂酰转移酶(HCT)和咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)基因是木质素生物合成的关键基因,然而这2个基因在木薯抗木瓜秀粉蚧(Paracoccus marginatus Williams)中的具体功能尚未明确.为了探讨木薯对木瓜秀粉蚧的抗虫防御反应机制,本研究以抗虫木薯品种C1115和感虫木薯品种KU50为参试材料,比较分析取食抗、感品种后的木瓜秀粉蚧的发育与繁殖和生命表参数差异.取食C1115后的卵-雌成虫发育历期为38.50 d,显著长于KU50的28.86 d;平均单雌产卵量为221粒,显著低于KU50的331粒;雌成虫平均寿命为4.30 d,显著短于KU50的8.83 d;净增殖率、内禀增长率和周限增长率分别为224.13、0.10 d-1和1.11d-1,均显著低于KU50的330.67、0.12 d-1和1.12d-1;世代周期和种群加倍时间分别为50.25 d和6.44 d,显著长于KU50的49.98 d和5.97 d,研究结果表明C1115能显著抑制木瓜秀粉蚧的发育、繁殖和种群增长.进一步采用qPCR和酶活性检测的方法,比较分析木瓜秀粉蚧取食前后的C1115和KU50叶片中木质素合成相关基因HCT、CCoAOMT表达量及其编码酶活性的变化,发现木瓜秀粉蚧取食后的C1115的HCT、CCoAOMT表达量及其编码酶活性均呈下降趋势,C1115的HCT表达量及其编码酶活性为KU50的52.99%、74.42%,而CCoAOMT表达量及其编码酶活性分别为KU50的66.81%、73.91%.采用Spearman相关性分析,发现HCT、CCoAOMT基因表达量及其编码酶活性与木薯对木瓜秀粉蚧的抗虫性均呈负相关,推测这2个基因的下调表达可能影响木薯叶片的木质素积累及其抗虫防御反应水平.本研究为深入解析木质素调控木薯对木瓜秀粉蚧的抗虫防御反应分子机制奠定良好基础.
关键词： 木薯 木瓜秀粉蚧 发育 繁殖 种群增长 木质素合成基因
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秋石斛LCYB、LCYE基因克隆和表达分析及其与花色的关系
《广西植物 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：类胡萝卜素是秋石斛重要的花色素之一，为探究秋石斛花朵中类胡萝卜素生物合成过程，该文以黄花秋石斛品种‘金童’花芽为材料，克隆了类胡萝卜素合成途径下游分支上的2个关键合成酶基因DhLCYB和DhLCYE,并对其进行序列分析，利用RT-qPCR测定了其在不同花色秋石斛品种花发育不同阶段的表达特征，并利用靶向代谢组学技术研究类胡萝卜素组成及含量且分析色素组成和含量与花色及基因表达之间的相关性。结果表明：（1）克隆到了基因DhLCYB和DhLCYE的转录本，它们编码的氨基酸序列与同属的铁皮石斛、鼓槌石斛同源蛋白一致性最高。作为番茄红素的2个环化酶，DhLCYB和DhLCYE在蛋白质三维结构上十分相似。（2）DhLCYB和DhLCYE在不同秋石斛品种花发育不同阶段表达特征各异。DhLCYE在黄色花中表达量比紫红色花高且与叶黄素和α-胡萝卜素含量显著正相关；DhLCYB在不同花色品种中表达没有明显的规律，但其在S1时期的表达量与花药黄质、紫黄质等LCYB催化分支途径的β,β-类胡萝卜素类代谢物显著正相关。（3）从秋石斛花中共鉴定出48种类胡萝卜素，其中胡萝卜素类4种、叶黄素类44种；总类胡萝卜素含量在黄色品种中高于紫红色品种。（4）15种类胡萝卜素及其衍生物、总类胡萝卜素含量与花色的色相a*值显著负相关，与b*值显著正相关。该研究结果为秋石斛花色改良提供了基因资源和育种思路。
关键词： 番茄红素β-环化酶 番茄红素ε-环化酶 基因克隆 表达量分析 花色 类胡萝卜素
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植物超泛基因组研究现状与展望
《中国科学(生命科学) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：近年来,高通量测序技术的迅猛发展极大地推动了植物全基因组测序进程.然而,单一参考基因组无法全面覆盖物种的全部遗传信息,限制了基因组学的深入研究.泛基因组(pan-genome)通过整合多个代表性个体的基因组数据,有效克服了单一参考基因组的局限性,能够更全面展示物种的基因多样性,包括基因结构和变异,为基因组学研究开辟了新方向.然而,泛基因组更多关注单一物种内的基因多样性,为了捕捉植物界丰富的遗传多样性,泛基因组进一步扩展为超泛基因组(super-pangenome).植物超泛基因组从物种层面扩展至属或更高分类单元,涵盖栽培种及其二级、三级基因库中的野生近缘种.通过整合多元物种的种质资源,不仅构建了丰富的遗传变异图谱,还能捕捉到稀有基因和独特变异,为植物改良提供了新的潜力与方向.这将有助于通过分子标记辅助选择或基因编辑技术,将野生近缘种有价值的性状转移到优质品种,为植物品种改良提供宝贵基础,推动农业生产中更高效、更具适应性的品种创新.本文回顾了植物基因组和泛基因组研究的发展历程,总结了目前已发表的植物超泛基因组及其应用,并探讨了植物超泛基因组未来的前景和面临的挑战.
关键词： 植物超泛基因组 植物泛基因组 基因组组装 植物基因组学 测序技术
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海南本地抗病小米辣响应象耳豆根结线虫侵染的miRNA鉴定及其靶基因预测
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：象耳豆根结线虫（Meloidogyneenterolobii）是一种对辣椒生产危害较大的病原物，使用抗病品种是防治该病害最为经济、环保的手段。深入理解根结线虫抗性调控机理将有利于加速抗病育种进程。本课题组前期研究中对海南本地抗病小米辣种质CF25进行了接种前后的转录组数据分析，挖掘了与根结线虫抗性相关的代谢通路。为进一步探索抗性表达调控机理，本研究对CF25接种前后sRNA文库进行了高通量测序，共检测到133个差异表达miRNAs。以P≤0.05和|log2(FC)|≥3为筛选标准，鉴定出33个显著差异表达的miRNAs，其中包括19个已知miRNAs和14个新发现miRNAs。对33个显著差异表达的miRNAs进行靶基因预测，共得到373个靶基因，其中miR5658-z预测靶基因数量最多。GO功能和KEGG代谢通路富集分析显示靶基因主要富集于植物-病原菌互作、信号转导等通路，推测miRNA介导的信号转导及植物防御反应可能是CF25抗象耳豆根结线虫的重要原因。为初步验证差异表达miRNA和靶基因间的调控关系，选取6个差异表达miRNAs及其靶基因进行qRT-PCR表达验证，得出miRNA与靶基因的表达差异趋势与高通量测序结果一致，基本符合miRNA负向调控靶基因表达的规律。以上研究结果表明miRNA可能在辣椒对根结线虫的防御反应中起到了重要作用，为后续深入解析miRNA介导的根结线虫抗性机理奠定基础。
关键词： 灌木辣椒 抗象耳豆根结线虫 sRNA测序 miRNA 靶基因
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基于BSA-seq技术的块茎芽眼深度QTL定位分析
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：芽眼深度是马铃薯块茎的重要性状之一,对马铃薯的外观品质及加工适宜性具有重要影响。为挖掘控制马铃薯芽眼深度的数量性状位点,本研究以四倍体深芽眼品种“华薯12”为母本、浅芽眼高代品系“天2002-4-5”为父本,杂交获得F1代分离群体,共255份无性系。基于连续2年田间表型观测数据,分别选取20个深芽眼和20个浅芽眼个体构建混合池,利用BSA-seq技术进行芽眼深度相关性状的QTL定位,并结合传统QTL定位方法,采用完备区间作图法构建遗传连锁图谱,成功定位到2个与芽眼深度相关的QTL位点。2年表型相关性分析结果表明,马铃薯块茎芽眼深度主要受遗传因素的控制。10号染色体上qEyd10.1位点的LOD值为4.96,表型贡献率为14.49%; 3号染色体上qEyd3.1位点的LOD值为3.29,表型贡献率为10.18%。其中, qEyd3.1与此前报道的芽眼深度调控位点一致,而qEyd10.1为新发现的QTL。2个位点的加性效应均为负值,表明降低芽眼深度的等位基因来源于浅芽眼亲本“天2002-4-5”。通过对定位区间内候选基因注释结合芽眼深浅材料基因结构变异分析,推测Soltu.DM.10G029390.1、Soltu.DM.03G036540.1、Soltu.DM.03G036140.1和Soltu.DM.03G036580.1可能为与芽眼深度相关的候选基因。本研究通过BSA-seq与传统QTL定位相结合的方式,快速完成了同源四倍体马铃薯中芽眼深度这一数量性状的调控位点定位工作,并初步确定了4个候选基因,为进一步完成芽眼深度调控基因的克隆及其遗传机制解析奠定了重要基础,也为培育具有浅芽眼块茎的四倍体马铃薯新品种提供了参考。
关键词： 马铃薯 芽眼深度 QTL定位 BSA-seq 遗传连锁图谱
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复合保存超低氨浓缩天然胶乳贮存性能及胶膜性能的研究
《高分子学报 》 2025 SCI 北大核心 CSCD
摘要：超低氨浓缩天然胶乳具有很高的环保性和应用前景,但在长期储存中稳定性较差.本研究采用提高月桂酸用量、与氢氧化钾(KOH)复配以及与二硫化四甲基秋兰姆/氧化锌(TZ)复配3种方法来提升硫酮衍生物(TD)复合保存超低氨浓缩胶乳的稳定性.3种处理方法均能降低浓缩胶乳橡胶粒子粒径,提升保存效果.其中,提高月桂酸用量效果最佳,机械稳定度>1200s;其次是与KOH复配(>1000 s);同时2种方法能提升预硫化胶乳机械稳定性并降低黏度;但提高月桂酸用量会降低硫化速度,同时降低干胶膜和硫化胶膜物理力学性能;与KOH复配会降低干胶膜强度,但能显著提升硫化胶膜力学性能.此外,3种处理均提高了干胶膜数均分子量,红外曲线和热稳定性无显著变化.和KOH复配超低氨浓缩胶乳综合性能最好;其次是提高月桂酸用量,但需要调整硫化体系提升硫化速度.研究表明,通过调整保存体系,在不牺牲胶膜性能的前提下,可以大幅提高超低氨浓缩天然胶乳的稳定性.
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