科研产出
多花黄精种子萌发前后基因表达特征分析
《广西植物 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：多花黄精种子具有综合休眠现象,解析其种子萌发前后基因表达的变化,对探讨种子生理、打破休眠等具有重要作用.该研究基于高通量Illumina HiSeq 2500 测序技术,对萌发过程的 4 个阶段进行转录组测序及生物信息学分析,剖析萌发前后差异基因表达特征.结果表明:(1)通过 de novo组装,分别获得388 231个Transcripts和 178 319 个Unigenes.(2)萌发前后显著性差异表达的Unigenes有 11 817 个,其中上调的有6 405 个,下调的有5 412 个.(3)GO富集分析表明,上调与下调的差异基因均主要富集在生物过程和分子功能中,主要参与代谢过程、催化活性等.(4)KEGG富集分析表明,差异基因主要富集于核糖体、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等通路中;上调的差异基因中富集在核糖体 231 个、植物激素信号转导56 个、淀粉和蔗糖代谢 76 个,下调的差异基因中富集在苯丙烷生物合成 48 个、植物激素信号转导 48 个、淀粉和蔗糖代谢 48 个;40 个差异基因参与了生长素通路中关键酶的合成;淀粉和蔗糖代谢通路中,编码蔗糖磷酸合酶等基因下调,而编码糖原磷酸化酶等基因则上调.该研究结果初步明确了植物激素信号转导与淀粉和蔗糖代谢在多花黄精种子萌发前后起着关键作用,并阐明了这两条通路上参与的关键基因,为多花黄精种子的生理、繁殖及育种等深入研究提供了参考.
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黄胸蓟马化学感受蛋白基因ThawCSP1克隆与表达分析
《江苏农业科学 》 2023 北大核心
摘要：化学感受蛋白(chemosensory proteins,简称CSPs)除了具有感知化学分子的功能,还与昆虫个体生长与发育、生殖、杀虫剂抗性等密切相关.黄胸蓟马(Thrips hawaiiensis)广泛分布于亚洲热带、亚热带和北美南部,是一种重要的农业和园艺作物害虫.本研究克隆鉴定了黄胸蓟马化学感受蛋白基因ThawCSP1开放阅读框(ORF),然后利用MEGA 7.0软件以邻接法构建ThawCSP1系统发育树,最后利用RT-qPCR、免疫荧光、免疫电镜技术,从mRNA和蛋白水平分析黄胸蓟马ThawCSP1基因的表达情况.结果表明,黄胸蓟马ThawCSP1基因(GenBank登录号:OQ730210)ORF为405 bp,编码134个氨基酸,预测蛋白分子量为15.181 ku.分子进化树显示ThawCSP1与同属缨翅目的西花蓟马、花蓟马和牛角花齿蓟马CSPs序列同源性分别为79.55%、80.30%、76.52%.ThawCSP1基因在黄胸蓟马各个发育阶段均有表达,其中羽化1、5、10 d的成虫相对表达量最高,其次是1龄、2龄若虫和羽化15 d的成虫,蛹期的表达量最低;在黄胸蓟马成虫不同组织中,ThawCSP1表达量最高的是触角,其次是足和头部,分别是腹部表达量的222.33、181.60、79.03倍.免疫荧光和免疫电镜观察也表明,ThawCSP1蛋白在黄胸蓟马触角高表达.研究结果将为解析ThawCSP1基因功能提供试验依据,也为基于昆虫CSPs研发高效引诱剂提供了理论依据.
关键词： 黄胸蓟马 化学感受蛋白 表达谱 免疫荧光 免疫电镜
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茶树新梢中香叶醇樱草糖苷含量的全基因组关联分析
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：香叶醇是茶树中含有的一种重要的挥发性单萜醇,在茶树与环境互作中起重要作用,也是茶叶中关键呈香成分之一,茶树新梢中的香叶醇主要以香叶醇樱草糖苷形式存在。发掘香叶醇樱草糖苷含量性状显著关联的SNP位点与候选基因,对香叶醇樱草糖苷含量的遗传调控机制研究与茶树遗传改良具有重要意义。以169个茶树种质为研究对象,连续3年对其新梢香叶醇樱草糖苷含量进行鉴定,基于SLAF简化基因组测序技术开发SNP标记,然后利用一般线性模型（GLM）对茶树新梢香叶醇樱草糖苷含量性状进行GWAS分析,发掘该性状显著关联的SNP位点与候选基因,最后对极端含量材料间的候选基因编码区碱基差异及其上游顺式作用元件进行分析。结果表明,参试群体在3个环境下香叶醇樱草糖苷含量变异系数范围为77.6%～81.8%,广义遗传力为62.6%。香叶醇樱草糖苷含量性状在基因型、环境间均呈现显著差异,变异受遗传影响为主。3个环境下共检测到340个SNP与香叶醇樱草糖苷含量显著相关,其中2个环境下重复检测到65个SNP。基于参考基因组与连锁不平衡衰减距离,获得重复检测到的SNP两侧各100 kb范围内的基因共88个,包含信号蛋白、激酶、磷酸酶、离子转运蛋白、转录因子、热激蛋白、激素相关蛋白、抗性蛋白、萜类代谢酶、糖基转移酶、糖苷酶,从中初筛出10个与香叶醇樱草糖苷含量相关的候选基因。极端含量材料之间的候选基因编码区序列均存在SNP非同义突变,多数候选基因上游2 kb区域存在不同数量的与环境胁迫和激素相关的顺式作用元件。本研究为阐明茶新梢中香叶醇樱草糖苷含量的遗传调控机制提供了新的视角,为分子标记辅助选择茶树新品种提供了标记与基因资源。
关键词： 茶树 香叶醇樱草糖苷 全基因组关联分析 单核苷酸多态性 候选基因
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不同贮藏时间琯溪蜜柚果肉营养及香气成分研究
《食品安全质量检测学报 》 2023 北大核心
摘要：目的 探讨琯溪蜜柚贮藏过程中果肉香气成分及果实营养品质的变化特征.方法 利用气相色谱-质谱法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)测定其品质变化关键时期的香气成分,解析琯溪蜜柚果肉在贮藏过程中营养和香气成分的动态变化规律.结果 采后琯溪蜜柚果实失重率上升、淀粉含量增加、维生素 C含量降低、糖酸比下降.贮藏后期琯溪蜜柚果肉的木质素、纤维素、半纤维素含量显著增加,出现了明显的粒化现象.随贮藏时间延长,部分醛类和醇类物质呈下降趋势,对应的似果香味和花香味香气逐渐逸散,正戊醛、2,4-二甲基苯甲醛、β-环柠檬醛等物质增加,似发酵面包味、苦杏仁味和大蒜味等较难闻的味道增加.结论 在室内常温贮藏条件下,随着贮藏时间的延长会使琯溪蜜柚果肉水分逐渐减少、风味慢慢变劣、营养不断流失、粒化日趋严重,建议琯溪蜜柚采摘后在 30 d内食用最佳,超过 60 d不建议鲜食,并尽量采取一些保鲜措施以减少风味营养成分的损失.
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藻菌共生系统处理畜禽沼液的机制及影响因素研究进展
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：畜禽沼液不仅含有高浓度氨氮、总磷、难降解有机物以及重金属和抗生素等风险因子,同时也存在大量有效氮、磷、钾等营养成分,未经过适当处理的沼液直接排放极容易造成水体的富营养化、土壤酸化和污染物累积等生态环境问题,加上沼液极具资源化潜力,因此对其进行有效的处理与资源再利用对于促进可持续发展具有重要意义.微藻细菌共生系统(藻菌共生系统)作为一种新兴的沼液处理方式,得到了广泛关注与研究.相较于传统的沼液处理方法,藻菌共生系统具有低成本、高效率、环境友好等优点,其不仅可高效去除沼液中的氮、磷、重金属、抗生素等物质,而且能同步利用CO2 进行光合作用,产生具有生物燃料潜质的微藻生物质,应用前景广阔.该文分析总结了藻菌共生系统的共生机制,概括了其类型,系统解析了其去除沼液污染物的机理,并重点阐述了藻菌共生系统的影响因素,最后讨论和展望了该系统所面临的挑战与未来的发展方向,以期为基于藻菌共生系统的沼液规模化处理及利用提供理论指导.
关键词： 沼液 环境因素 污染物 藻菌共生 共生机制 光生物反应器 脱氮除磷 藻菌配比
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福建省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯不同敏感性菌株的遗传多样性与群体遗传结构分析
《农业生物技术学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：玉米大斑病(northern corn leaf blight,NCLB)是严重影响玉米(Zea mays)产量和品质的叶部真菌病害.为明确福建省玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)对吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)不同敏感性菌株的遗传多样性和遗传结构,本研究采用含药平板抑制菌落生长法评估福建省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯的敏感性,使用简单重复序列区间(inter-simple sequence repeat,ISSR)标记技术分析吡唑醚菌酯不同敏感性菌株的遗传多样性和遗传结构.结果显示,吡唑醚菌酯对福建省62株玉米大斑病菌的菌落有效抑制中浓度(effective concentration for 50%colonial inhibition,EC50)值的范围为0.0021~1.2884μg/mL,平均值为(0.1274±0.2545)μg/mL,吡唑醚菌酯的频率分布曲线为连续单峰曲线且不符合正态分布(W=0.7422,P=0.0010<0.05).吡唑醚菌酯敏感型、中间型和不敏感型菌株的EC50值的范围分别为0.0021~0.0112、0.0206~0.1000和0.1019~1.2884μg/mL,不敏感型菌株的抗性倍数介于3.01~38.01之间,方差分析表明不敏感型菌株的EC50平均值与敏感型和中间型菌株比较均存在显著的差异(P<0.05).综上所述,福建省玉米大斑病菌已出现对吡唑醚菌酯敏感性下降的亚群体.遗传多样性分析表明,11条ISSR引物共扩增出66个位点,多态性位点百分比(percentage of polymorphic loci,PL)高达98.48%,敏感型群体的DNA多态性水平最低(PL=60.61%),不敏感型群体的DNA多态性水平最高(PL=68.18%),不敏感型群体的遗传多样性指数值均高于敏感型群体,表明不敏感型群体的遗传多样性更丰富.遗传分化(genetic differentiation,ΦPT)与基因流(gene flow,Nm)分析表明,吡唑醚菌酯敏感型、中间型和不敏感型两两群体间的遗传分化水平较低(ΦPT<0.054,P>0.37)且基因交流十分频繁(Nm>8.60).聚类分析也表明吡唑醚菌酯不同敏感性的菌株随机聚于同一分支,说明病原菌群体的遗传分化与抗药性水平的相关性不明显.分子方差分析(analysis of molecular variance,AMOVA)表明,福建省玉米大斑病菌对吡唑醚菌酯不同敏感性群体的遗传变异全部来源于群体内.主坐标(principal coordinates analysis,PCoA)和群体遗传结构分析表明,3个不同敏感性的玉米大斑病菌群体分为2个遗传类群,且3个群体间的遗传结构十分相似.研究结果为玉米大斑病菌的抗药性田间监测和利用抗病品种生态调控玉米大斑病提供了参考.
关键词： 玉米大斑病菌 敏感性 吡唑醚菌酯 遗传多样性 群体遗传结构
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西葫芦NCED基因家族鉴定及其响应干旱胁迫分析
《西北植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：NCED基因家族成员在调节植物响应干旱胁迫中发挥着关键作用，该研究通过生物信息学技术分析NCED在西葫芦基因组中的分布、结构及进化，研究家族成员在不同组织中的表达特异性及其对10%PEG 6000模拟干旱、0.1 mmol·L~(-1) ABA激素和自然干旱胁迫的响应，以解析NCED基因家族的生物学功能。结果表明：(1)从西葫芦全基因组中鉴定出6个NCED家族基因(CpNCED1～6),且6个基因均不含内含子、分别分布于西葫芦的1、10、12、14、19和20号共6条染色体上。(2)理化性质分析发现，CpNCED1～6蛋白长度为569～590 aa,理论分子量在62.64～65.54 kD之间。(3)蛋白保守元件分析显示，除CpNCED3蛋白在遗传进化过程中出现3个基序(motif 12、motif 13和motif 15)的缺失外，其余5个蛋白都有完整的16个motif保守基序，且分布在600个氨基酸以内，同时大部分NCED蛋白序列保守性较高。(4)顺式作用元件分析显示，西葫芦CpNCED1～6基因均含ABRE、W box、MBS、P-box、TCA-element、CGTCA-motif、TGA-element和TGA-box等潜在的干旱胁迫响应元件。(5)qRT-PCR分析表明，CpNCED1～6基因在西葫芦不同组织中的表达具有组织特异性，其中，CpNCED4和CpNCED1在茎中的表达量显著高于其他4个基因，CpNCED2、CpNCED4、CpNCED6在花中的表达显著高于其余3个基因且CpNCED2表达量最高，CpNCED1～6在果实和叶中的表达量均相对较低；与对照组相比，CpNCED1～6受模拟干旱、ABA激素和自然干旱胁迫均上调表达；伴随干旱胁迫的产生，叶片中脱落酸(ABA)含量逐渐升高，暗示CpNCEDs在西葫芦干旱胁迫响应与ABA的生物合成过程中发挥着正向调控作用。研究发现，6个CpNCED1～6基因与西葫芦干旱胁迫响应密切相关，且对西葫芦干旱胁迫的响应以及ABA生物合成具有重要作用，尤其以CpNCED2和CpNCED4基因的作用更为明显。
关键词： 西葫芦 NCED基因家族 生物信息学分析 干旱胁迫 表达分析
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不同水稻tms5突变位点对雄性不育起点温度的影响
《福建农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究不同水稻tms5突变位点对雄性不育起点温度的影响,探讨不育起点温度遗传调控途径.[方法]在水稻TMS5的 6个外显子上设计 11个CRISPR/Cas9基因编辑靶点,依次命名为T501—T511,构建相应载体转化粳稻品种日本晴和籼稻品种明恢 86,获得各靶点的tms5移码突变体.田间自然高温及人工气候箱(设日平均 22、24和 28℃3种温度)条件下分析tms5突变体的花粉碘染及自交结实率,鉴定不育起点温度.[结果]粳稻日本晴tms5突变体的不育起点温度高于 28℃,籼稻明恢 86的不同tms5突变体不育起点温度为 22~28℃.此外,同一遗传背景下,通过T501靶点编辑产生的tms5-1移码突变体不育起点温度均显著高于T502靶点的tm5-2突变体,其他位点上的tms5突变体育性特征与tm5-2突变体并无差异.基因表达量分析表明,tms5-1突变体幼穗UbL40基因表达量显著低于tm5-2突变体的表达量.[结论]水稻tms5突变体不育起点温度不仅受遗传背景的影响,tms5基因突变位点不同也会影响不育起点温度,特别是T501位点与其余位点突变体间不育起点温度差异显著,为研究水稻tms5两系不育起点温度的分子机理及遗传调控网络提供了新思路.
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9 TMS5 温敏核不育 不育起点温度
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东方百合高效转基因体系构建及EPSP基因的导入
《北方园艺 》 2023 北大核心
摘要：以东方百合‘西伯利亚’无菌鳞茎超薄切片（0.5～1.0 mm）为试材，通过PIC和2,4-D不同浓度筛选愈伤诱导培养条件，采用超薄鳞片直接分化及愈伤分化2种转化方式，测试对Cef、Kan及Hgy的耐受性，分析不同干燥预处理以及MES、AS对转化效果的影响，并通过EPSP基因的导入，验证基因转化阳性率及转化效果，以期优化百合遗传转化的技术参数，建立高效遗传转化体系并进行EPSP基因的导入。结果表明：PIC对百合愈伤诱导有良好效果，MS+1 mg·L-1 PIC+0.3 mg·L-1 NAA为最佳愈伤诱导培养基；抗生素敏感性测试发现，培养基添加75 mg·L-1 Kan或20 mg·L-1 Hyg结合250 mg·L-1 Cef适宜抗性筛选；超薄鳞片及愈伤在60 min和30 min的干燥预培养下，阳性率均显著提高；MS+10 mmol·L-1 MES+200μmol·L-1 AS为重悬液处理，超薄鳞片获得48.3%的高效转化率，优于愈伤转化；同时，将EPSP基因转化百合，分子检测表示已获得转基因阳性株。该研究建立以超薄鳞片和愈伤为受体的2套高效遗传转化体系，并成功导入EPSP基因，获得800 mg·L-1的草甘膦抗性，为转基因技术在后续的生产应用奠定技术基础。
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