科研产出
巴西橡胶树GRAS基因家族鉴定及表达分析
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：GRAS是植物特有的转录因子，在植物生长发育过程以及非生物胁迫应答中具有重要的调控作用，然而在巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）中还未见关于该基因家族的报道。本研究利用生物信息学工具分析巴西橡胶树GRAS基因家族成员的蛋白质理化性质、系统进化关系、基因结构、染色体位置及启动子顺式作用元件，利用转录组数据及实时荧光定量PCR(qPCR)分析橡胶树GRAS基因的表达模式。结果表明：在巴西橡胶树基因组中共鉴定到91个GRAS家族成员，分别命名为HbGRAS1～HbGRAS91，其分子量在14.07～89.46 kDa之间。亚细胞定位预测结果显示，HbGRAS蛋白主要定位于细胞核和叶绿体。系统发育分析将其划分为14个亚家族，同一亚族成员的基因结构和基序组成较为保守。橡胶树GRAS基因分布在除11号染色体外的其他17条染色体和2条Scaffold上，其中17个HbGRAS基因组成10个串联重复事件。共线性分析显示，片段重复区域中有87个HbGRAS基因，说明片段重复可能是橡胶树GRAS基因扩张的主要驱动力。启动子顺式作用元件分析显示，橡胶树GRAS家族包含多个植物激素和胁迫应答顺式作用元件。HbGRAS基因表达具有组织特异性，并与橡胶树叶片发育有关。GRAS亚家族成员DELLA基因的表达与橡胶树木质部发育有关并受赤霉素（gibberellin, GA）抑制。本研究结果为橡胶树GRAS基因的功能研究提供参考。
关键词： 巴西橡胶树 GRAS基因家族 生物信息学 基因表达 DELLA
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沉香种质资源、品质评价与形成机制研究进展
《中国科学(生命科学) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)或拟沉香属(Gyrinops)植物在受到自然或人为伤害后产生的含有树脂的木材.作为名贵的香料和传统药材,沉香有抗炎、镇静安神等多种药理活性,其主要化学成分为倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类化合物.白木香是我国特有的沉香基原植物,随着白木香种植和人工结香技术的大力发展,人工沉香逐渐取代野生沉香成为国内主要的沉香原材料来源.近年来,“结香早、易结香、品质好”的白木香新品种的选育及应用,使沉香产业发展中“品种单一、人工结香品质差异大、效益周期长”等制约因素得到极大的改善. 2020年,白木香染色体水平基因组精细图谱的发布为白木香结香机制、活性成分合成基因挖掘等研究奠定了基础.本文对沉香基原植物种类,种质资源鉴定、评价及新品种选育,结香机理和人工结香技术,以及活性成分的生物合成与调控机制的研究进展进行了总结,并对今后研究趋势进行了展望,以期为深入开展沉香研究、保障产业的可持续发展提供理论参考与技术支撑.
关键词： 沉香 沉香属和拟沉香属 鉴定与品质评价 奇楠 人工结香技术 活性成分 基因组与转录组 生物合成与调控
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血叶兰化学成分及其生物活性研究
《广西植物 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究血叶兰（Ludisia discolor）的化学成分和生物活性，该研究利用气相色谱-质谱（GC-MS）分析乙醇提取物石油醚萃取相的化合物，利用硅胶、Sephadex LH-20和半制备高效液相等多种色谱技术对乙酸乙酯萃取相进行分离纯化，运用质谱和核磁共振波谱分析鉴定化合物结构，并对分离得到的化合物进行抗炎和抗氧化活性测试。结果表明：（1）从石油醚萃取相中共鉴定出17个化合物，其中棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、2-单棕榈酸甘油4个化合物具有较高的相对含量。（2）从乙酸乙酯萃取相中分离得到15个化合物，其结构分别鉴定为罗汉松脂素（1）、（+）-松脂素（2）、callyspongidipeptide A（3）、环-[（S）-脯氨酸-（R）-亮氨酸]（4）、epi-boscialin（5）、对苯二甲酸二丁酯（6）、对香豆酸甲酯（7）、对羟基苯乙酮（8）、对羟基苯甲醇（9）、对羟基苯甲醛（10）、香草醛（11）、4-（甲氧基甲基）苯酚（12）、β-谷甾醇（13）、肉豆蔻酸（14）和棕榈酸（15）,化合物1-15均为首次从血叶兰中分离得到。（3）化合物1和化合物2具有一定抑制LPS诱导RAW 264.7产生NO的作用，其IC50分别为（37.76±2.68）和（53.14±1.63）μmol·L-1[阳性对照槲皮素IC50 值为（9.32±0.36）μmol·L-1];抗氧化结果显示，化合物1和化合物2对DPPH自由基具有一定清除能力，IC50值分别为（51.22±1.07）和（79.22±7.44）μg·mL-1[阳性对照维生素C IC50值为（6.01±0.17）μg·mL-1];同时，这两个化合物对ABTS·+自由基表现出强于阳性对照trolox[IC50=（34.65±0.53）μg·mL-1]的清除能力，其IC50值分别为（2.21±0.01）和（3.58±0.17）μg·mL-1。该研究丰富了血叶兰的化学成分，进一步明确了其抗氧化和抗炎活性成分，为后续药理活性的深入研究提供了化学结构基础。
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海南岛十倍体油茶资源分布及评价
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：油茶（Camellia）作为海南岛的传统植物油料资源，在海南生长的大多为常绿中小型乔木，白花大果油茶在海南岛各地区均有广泛分布。本研究通过对海南全岛各市县分布有30龄以上油茶居群调查取样，采用流式细胞术及染色体制片技术进行倍性鉴定。研究表明：在调查采样的23个居群中，鉴定十倍体16份，八倍体7份，涵盖海南16个市县，其中有12个县市（儋州、陵水、琼海、五指山、定安、澄迈、屯昌、临高、昌江、乐东、琼中、保亭）发现了十倍体的油茶居群，超100龄以上的油茶古树及热带雨林野生油茶居群鉴定均为十倍体，而八倍体居群普遍在60龄以下且可溯源为人工栽培，此次调查居群中未发现其他倍性油茶资源。由此可见，海南岛油茶资源分布主要为十倍体和八倍体，而十倍体是本岛原生油茶资源，八倍体树龄未超60年，为20世纪60—70年代从广东等地引种的越南油茶，两类油茶生长适应性均表现良好。鉴于山茶属油茶组在其他油茶分布区并未发现十倍体油茶树种，海南岛大范围十倍体油茶的分布及热带雨林十倍体野生油茶居群的发现，论证了十倍体油茶种应是海南岛区域性原生树种，由海南独特的热带岛屿季风性气候等生态因子演化形成。其资源分布范围为海南岛18°38′42″N～19°49′53″N,108°51′0″E～110°29′46″E，海拔4.17～1090 m。
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橡胶树不同发育时期花药愈伤生长发育对低温的响应
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：橡胶树花药再生体系是我国最早建立的橡胶树体胚植株再生技术体系，其产生的再生植株为自根幼态无性系，兼具实生苗生长迅速、抗逆性强和芽接苗遗传同质的优点，同时因发育时期从老态恢复至幼态，产量提升20%以上。然而每年花蕾采集期约为60d，无法全年供应由花药壁细胞脱分化形成的愈伤组织，造成依托于该材料的研究无法持续进行。本研究以橡胶树品种热研73397雄蕊为材料，研究不同发育时期的花药愈伤（0、7、14、21、28、35、42 d）在15、20℃两个低温下保存15 d其愈伤诱导和体细胞胚发生发育的情况。结果表明：15℃和20℃两个温度对低温保存后愈伤诱导、体细胞胚发生各阶段除胚性愈伤数显著低于对照组外，其余无显著影响；发育时期对低温保存后愈伤诱导、体细胞胚发生各阶段均有显著影响（P<0.05），对子叶胚形成阶段影响最大，其中21d和35d花药愈伤组织经低温保存后其子叶胚数量分别显著高于和低于对照组子叶胚（P<0.05）;15℃和20℃低温保存15 d后不同发育时期花药愈伤组织与对照组相比，可延长花药初代愈伤供应时间15～60 d，初代子叶胚供应时间27～95 d。最优方案为发育时期21 d的花药愈伤在15℃低温下保存15 d，可延长花药愈伤和初代子叶胚供应60 d和60～95 d，该处理虽降低了46.61%愈伤数，但促进了子叶胚形成，子叶胚数提高了27.18%。本研究实现了橡胶树花药愈伤的短期保存，有效解决了因花期短导致遗传转化受体来源不足的困难，全年3个花季可开展实验时间由60 d延长至240 d，有助于加快橡胶树花药愈伤遗传转化体系优化研究。
关键词： 橡胶树 遗传转化 花药愈伤 低温保存 体细胞胚发生
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主要产胶植物功能基因组学研究进展
《植物生理学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：天然橡胶是一种重要的工业原材料,在国计民生领域发挥着不可替代的作用.已发现2 000余种植物可以合成天然橡胶,其中橡胶树、杜仲、橡胶草是世界天然橡胶的主要来源.长期以来由于缺乏基因组信息,产胶植物功能基因组研究进展缓慢.随着多个版本基因组序列的公布以及基因功能鉴定平台的建立,近年来该领域的研究取得了蓬勃的发展.本文从基因组测序、重要功能基因鉴定、分子标记研发等方面对主要产胶植物功能基因组学重要进展进行综述,并对今后的研究方向作出展望.
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基因编辑MeERF127提高木薯抗旱和耐盐性
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：干旱、高盐和低温严重损害植物的细胞，抑制其生长，显著降低作物产量。AP2/ERF超家族中的乙烯响应因子（ERF）在植物的生长发育和逆境应答中起关键作用。为了研究MeERF127在木薯响应非生物胁迫中的作用，本研究从木薯中克隆MeERF127基因，对其进行序列比对、亚细胞定位、转录活性分析、表达模式分析，构建MeERF127基因编辑载体获得转基因木薯，对其在干旱、盐和低温胁迫处理后的表型和生理指标进行分析，并且分析胁迫响应基因的表达。结果显示：MeERF127基因CDS全长为711 bp，氨基酸序列的N端和C端分别包含YRG和RAYD元件，第14位和第19位的氨基酸是丙氨酸和天冬氨酸，表明MeERF127属于ERF亚家族；MeERF127蛋白亚细胞定位于细胞核，具有转录因子活性；MeERF127在茎中的表达量最高，在愈伤组织中的表达量最低，在块根形成期（植后80 d）的表达量最高，在干旱和盐胁迫后的表达水平上升，在低温胁迫后略下降；构建基因编辑载体，通过农杆菌侵染木薯愈伤组织，Hi-TOM高通量测序结果表明得到了22个碱基缺失和3个碱基缺失的MeERF127基因编辑株系；在干旱和盐胁迫处理后，基因编辑木薯未萎焉，野生型木薯明显萎焉，基因编辑木薯的SOD、POD活性和Pro含量均显著高于野生型木薯，MDA含量显著低于野生型，基因编辑木薯的叶片颜色更浅，胁迫响应基因SOD和WRKY31在基因编辑木薯中的表达量显著高于野生型；在低温胁迫后，基因编辑木薯和野生型木薯均萎焉，SOD活性、POD活性、MDA含量、叶片颜色和胁迫响应基因在基因编辑木薯与对照差异不显著。以上结果表明，基因编辑MeERF127提高了木薯的抗旱性和耐盐性，但对低温胁迫不响应，推测MeERF127可能调控SOD和WRKY31基因以响应干旱和盐胁迫。本研究结果为揭示MeERF127基因在木薯响应干旱和盐胁迫中的作用提供参考。
关键词： 木薯 MeERF127 基因编辑 干旱胁迫 盐胁迫
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甘蔗磷酸丙糖/磷酸转运蛋白基因ShTPT的克隆与表达分析
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：磷酸丙糖/磷酸转运蛋白（triose-phosphate/phosphate translocator, TPT）是一种磷酸丙糖转运蛋白，在植物碳代谢途径以及非生物胁迫中发挥重要作用。蔗糖具有广泛的食用价值和重要的经济价值，甘蔗是制糖的主要原料，蔗糖占中国产糖量的80%以上，因此实现甘蔗高产高抗目标至关重要。本研究以甘蔗品种新台糖22号（ROC22）为材料，克隆获得甘蔗磷酸丙糖/磷酸转运蛋白基因ShTPT，利用生物信息学方法对ShTPT进行蛋白理化性质、保守结构域、跨膜结构预测和蛋白序列比对。结果显示：ShTPT基因CDS全长1221 bp，编码406个氨基酸，蛋白分子量为43.63 kDa，等电点（pI）为9.80，富含丙氨酸、亮氨酸，不稳定系数为42.51，亲水系数为0.583，是一种不稳定的疏水性蛋白；ShTPT蛋白不含信号肽并具有9个跨膜结构域；保守结构域预测显示ShTPT含有1个TPT结构域，符合TPT家族特征；进化分析结果显示，ShTPT与高粱SbTPT(XP＿002454867.1)、玉米ZmTPT(NP＿001105497.1)聚在一起，同源性分别为97.04%和94.13%。进一步对ShTPT进行亚细胞定位分析发现ShTPT定位在叶绿体。甘蔗组织表达模式分析表明，ShTPT主要在叶片中表达，在根部和茎中的表达量极低。在PEG模拟的干旱胁迫条件下ShTPT的表达量表现出升-降-升的趋势，表明其响应干旱胁迫。该研究结果表明ShTPT是一个定位于叶绿体的跨膜转运蛋白，可能参与甘蔗叶片中的原初碳代谢化合物的转运，响应干旱胁迫。本研究初步确定甘蔗ShTPT基因在叶片中碳同化物的转运和非生物胁迫方面发挥重要作用，为进一步研究其功能提供理论依据。
关键词： 甘蔗 磷酸丙糖/磷酸转运蛋白(TPT) 亚细胞定位 干旱胁迫 表达分析
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陆均松和青梅根系细菌群落多样性特征及其影响因素
《西北林学院学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为进一步探究根系细菌群落结构与环境因子的关系，本研究基于不同生态位，以海南岛2种热带雨林典型植物陆均松和青梅的根系为研究对象，利用Illumina Miseq高通量测序技术对细菌群落结构、多样性及功能进行分析。结果表明：1)陆均松和青梅根系细菌群落α多样性受到生态位的显著影响，根际和根表分别与根内细菌群落的α多样性指数存在极显著差异，并且α多样性沿根际-根表-根内生层的顺序呈下降趋势。2)根系细菌群落结构在不同生态位存在显著差异，生态位解释了根系细菌群落组成差异的14.7%,而植物种类解释了11.6%。在门水平上，相对丰度最高的前5个门依次为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、浮霉菌门和疣微菌门。热酸菌属、norank＿f＿＿Xanthobacteraceae、分枝杆菌属及Acidibacter、norank＿f＿＿norank＿o＿＿Elsterales是根系细菌群落的主要优势菌属。3)功能分析表明，细菌群落的一些功能群在根系不同生态位间存在显著差异，根表菌群富集大量功能群(化能异养、好氧化能异养等)。4)根系不同生态位细菌群落与不同的环境因子存在显著相关关系。驱动陆均松和青梅细菌结构差异的环境因子主要是温度和土壤pH。与树种相比，生态位对根系细菌群落结构有更强的影响，土壤pH、TK分别是影响根系细菌群落结构和多样性最重要的环境因子。研究结果为促进热带雨林濒危树种陆均松和青梅生长发育及其生态保护提供了科学依据。
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2017-2023年我国糖料甘蔗登记品种的亲本和产量分析
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以2017—2023年通过非主要农作物品种登记的132个糖料甘蔗品种为调查对象，研究分析不同甘蔗亲本的选育效果以及登记品种的产量、宿根性和成熟期情况。结果表明，在调查育成的132个甘蔗登记品种中，亲本使用频率最高的是ROC22,其次是粤糖85-177、ROC25、CP72-1210、粤糖91-976、CP84-1198、粤糖93-159、粤农73-204、桂糖92-66、ROC10和ROC1。亲本来源主要是引进系列和粤糖/崖城系列，分别占比28.30%和26.42%。在产量分布及变化方面，1新2宿平均产量为102 865.7 kg/hm2,产量变幅以90 000.00～104 999.99 kg/hm2与105 000.00～119 999.99 kg/hm2之间的品种最多；与对照相比，1新2宿产量增产幅度在5.00%～9.99%与10%～19.99%之间，分别占比22.90%和29.01%。在育成品种的宿根性方面，宿根蔗产量为新植蔗产量110.00%～130.00%的有8个，为100.00%～110.00%的有28个，说明大多数品种的宿根性挺好。育成品种的成熟期以早熟品种为主，占比46.49%。
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