科研产出
胡椒碱合成相关BAHD酰基转移酶基因的克隆与分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：胡椒碱是胡椒中重要的功能物质和品质指标之一。本研究以中国胡椒的主栽品种‘热引1号’为材料，基于胡椒基因组数据和转录组数据，筛选参与胡椒碱合成相关BAHD酰基转移酶，对候选的酰基转移酶基因进行克隆、分析和诱导表达。结果表明从胡椒基因组中鉴定出BAHD酰基转移酶基因78个。基于多序列比对及motif分析，胡椒BAHD酰基转移酶成员分为7类，特征结构域主要为HXXXD、DFGWG、YFGN。表达模式分析筛选出在胡椒果实中特异表达的BAHD基因7个，并成功克隆到全长序列。其中，Pn1.3303、Pn1.3375编码的氨基酸包含完整且未发生突变的特征结构域，在胡椒种子中特异表达，表达模式与胡椒碱合成紧密相关。将2个目的基因分别构建到原核表达载体pGEX-4T-1上，最终成功诱导表达出N末端与GST标签融合的目的蛋白。本研究为胡椒碱生物合成相关BAHD酰基转移酶的鉴定提供了基因资源。
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香蕉类胡萝卜素羟化酶基因MaLUT5克隆与分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：LUT5 （Lutein deficient 5）负责编码类胡萝卜素羟化酶CYP97A3，参与类胡萝卜素羟基化。为研究LUT5对香蕉果肉类胡萝卜素的调控，本试验以Pilose香蕉叶片为模板，根据NCBI预测的香蕉LUT5序列设计引物进行克隆，并对蛋白质结构进行分析。结果显示，克隆出的MaLUT5 CDS区全序列长为1 971 bp，编码656个氨基酸；MaLUT5蛋白为亲水性不稳定酸性蛋白，主要由α-螺旋和无规则卷曲构成，定位于叶绿体外膜。对Pilose香蕉各个组织进行RT-qPCR检测，结果显示MaLUT5基因具有很强的组织特异性，且在生殖器官的表达水平高于营养器官。此外，对转pBI121-Ma LUT5拟南芥进行GUS组织化学染色分析，结果显示MaLUT5能在拟南芥全株表达。经过完全黑暗处理后，LUT5在AAA基因型中的表达量显著提升，而在BBB基因型的表达量下降。在Pilose变黄的果实中瞬时超表达MaLUT5,MaLUT5表达量和总类胡萝卜素含量显著提高，编码ε-羟化酶CYP97C1的LUT1 （Lutein deficient 1）表达量变化不显著。综上，初步推断LUT5在AAA基因型香蕉果肉类胡萝卜素途径起正调控作用，能促进类胡萝卜素形成。本研究为阐明MaLUT5功能、分子育种培育高类胡萝卜素香蕉提供理论基础。
关键词： 香蕉 LUT5 类胡萝卜素羟化酶 高类胡萝卜素 生物强化
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海南稻作区稻瘟病菌AvrPik等位基因的变异监测与多样性分析
《植物保护 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：海南省地处热带。由于具有国内其他地区无可比拟的光温资源优势，每年有大量的水稻材料在南繁区繁育与种植，给稻瘟病菌的变异及传播带来了极大的便利。自20世纪70年代以来，Pik等位基因已被广泛地用作水稻抗稻瘟病育种的主要抗源。为了解海南稻瘟病菌AvrPik等位基因的变异及多样性，本研究从海南稻作区采集穗茎瘟病样，通过单孢分离获得100株稻瘟病菌株。利用AvrPik基因特异性引物扩增病原菌DNA,所得PCR产物经克隆、测序后与参考序列进行比对分析。结果从100株菌株中鉴定出AvrPik＿A、AvrPik＿B、AvrPik＿D、AvrPik＿E和AvrPik＿F共5种等位基因类型。其中AvrPik＿D类型最多，出现频率为50.00%;其次为AvrPik＿E类型，出现频率为32.08%;第三为AvrPik＿B类型，出现频率为8.49%。在AvrPik等位基因核苷酸多样性方面，非信号肽区域多样性要明显高于信号肽区域。就群体受到的选择压而言，南繁种植区与常规种植区的稻瘟病菌群体的Ka/Ks值均大于1,分别为2.703 1和1.236 6,表明，无论是南繁区还是常规种植区，AvrPik等位基因均受到了强烈的正选择压，且南繁区群体受到的选择压更强。上述5种不同基因型的代表菌株中菌株20MG48 （AvrPik＿F）长势最快，其产孢量却最少。本研究初步明确了海南稻作区AvrPik等位基因的群体结构，为本稻作区抗性品种的布局以及抗瘟育种计划提供参考。
关键词： 稻瘟病菌 AvrPik等位基因 多样性
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基于GC-IMS结合化学计量学分析不同冷冻时长对椰子水挥发性物质的影响
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：采用气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)和化学计量法,研究了成熟椰子水在-18℃冷冻 0、1、2和 3个月(CW0、CW1、CW2和CW3)后挥发性物质的变化.结果表明:GC-IMS能够从成熟椰子水中鉴定出 29种挥发性有机物,包括 13种醇类、6种酯类、6种醛类、2种酮类、2种酸类物质.经冷冻后,挥发性物质的总量(峰值体积)发生了显著的降低和散失.随着冷冻时间的延长,酸类化合物峰体积逐渐增强并在冷冻第 2个月后达到最大值,而后降低.醇、酯、醛类物质峰体积逐渐上升并在冷冻第三个月后达到最大值,酮类物质峰体积逐渐降低,并在冷冻 2个月之后达到最小值.主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)均能在不过拟合的情况下对 4种椰子水进行判别;进一步从鉴定出的挥发性物质中,根据可变重要性投影(VIP)值>1选取9个关键标志物,在聚类热图分析中分别实现对 4种椰子水的聚类和有效区分,其中乙酸乙酯(D、M)、异丁醛、乙醛、己酸乙酯、2-丁酮、乙酸(M)可作为椰子水不同冷冻时长的阶段标志物.研究结果为不同冷冻时间下椰汁的GC-IMS快速鉴别提供了依据.
关键词： 椰子水 冷冻 挥发性物质 气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)
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橡胶树胶乳HbHSP90.6基因克隆、表达与亚细胞定位分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：HSP90是维持细胞内稳态的关键成分，其通过调节其底物的成熟、稳定性、活性和翻转来控制多个细胞过程。橡胶树（Hevea brasiliensis Müll. Arg.）是生产天然橡胶的重要来源，其拥有数千种工业用途，具有较高的社会经济价值。利用PCR技术从橡胶树品种热研73397胶乳中克隆1个HSP90家族成员基因，命名为HbHSP90.6基因（GenBank登录号：OP375588），序列分析表明其编码区（CDS）为2112 bp。理化性质分析表明其相对分子量为80 774.85 Da，等电点为5.04，不稳定系数为38.98，总平均亲水性为-0.610，推测HbHSP90.6蛋白是一个稳定的亲水蛋白。保守结构域分析和多序列比对结果显示，HbHSP90.6含有1个PTZ00272的结构域和包含高度保守的MEEVD基序，属于HSP90家族成员。进化分析结果显示，HbHSP90.6与拟南芥AtHSP90.1（NM＿124642.4）和水稻OsHsp90-1（LOC＿Os04g01740）聚在一起，同源性分别为92.34%和86.44%。组织表达分析显示：HbHSP90.6基因在胶乳中的基因表达量显著高于根、花、枝、茎、叶，HbHSP90.6基因在胶乳中的表达量相对于花达到283倍，推测HbHSP90.6基因可能参与乳管胞内运输和胶乳代谢调控；胶乳中的伤害处理显著上调HbHSP90.6基因的表达，是处理前的19倍，推测HbHSP90.6基因参与机械伤害调控的橡胶树生理与代谢活动反应；HbHSP90.6基因在植物激素乙烯利、茉莉酸处理和吲哚-3-乙酸处理的6 h时表达量均达到最高，分别是处理前的45倍、17倍和6倍；在油菜素内酯处理后的12 h时，HbHSP90.6基因表达量显著上调表达，达到处理前的50倍，推测HbHSP90.6基因参与植物激素介导的转录调控。通过构建35S::HbHSP90.6::GFP融合表达载体进行亚细胞定位，结果显示HbHSP90.6基因定位在细胞质和细胞核中，与亚细胞定位预测结果一致。该研究结果为阐明HbHSP90.6基因在植物激素信号调控的橡胶树逆境胁迫和胶乳代谢分子机制研究奠定坚实基础。
关键词： 橡胶树 HbHSP90.6 油菜素内酯 表达分析 亚细胞定位
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基于归一化植被指数获取环境因子权重的土壤管理分区方法
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：在基于加权环境变量进行土壤管理分区时，常利用作物产量与环境变量之间的关系来获取环境变量的影响权重。然而，当作物产量难以获取或作物产量与环境变量之间不能建立关系模型时，这种基于作物产量获取环境变量影响权重的方法将不再适用。针对此问题，该研究基于归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）可以反映土壤条件而土壤条件又受环境变量影响，提出一种利用NDVI获取环境变量影响权重的方法，并将其应用于橡胶园土壤管理分区。结果表明，利用该方法可以筛选出与NDVI关系紧密的15个关键环境变量，并且可以获取这些环境变量的权重，其中，前5个环境变量（坡向正弦和余弦，地形位置指数，地形湿度指数，剖面曲率）的权重几乎占到15个环境变量权重之和的一半。利用加权后的环境变量可将研究区橡胶园划分为6个分区。这些分区可以很好地区分不同土壤养分（土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾）的丰缺水平。同时，不同分区间环境变量的差异也达到了显著水平（P＜0.05）。可见，该研究提出的利用NDVI获取环境变量影响权重的方法是可靠的。研究可为土壤管理分区提供可靠的思路。
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三角梅种质自然结实性及种子萌发特性
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究对位于海南儋州资源圃内的54份三角梅种质,在自然授粉条件下的结实及种子萌发情况进行调查研究和统计分析.结果表明:(1)总体上三角梅自发结实率很低,但不同种质结实性存在较大差异,其中二倍体光叶三角梅遗传背景的品种相对高,筛选出结实量最大的Ⅰ级品种'FormS1A'1个、Ⅱ级品种'Sanderiana'等5个;(2)三角梅的自然结实率在不同季度内存在显著性差异,第一季度结实率最高,为授粉最佳时期;(3)三角梅种子萌发率较高,可达82.70%~91.76%,但自然授粉的种子后代存在9.10%~30.47%的白化苗;(4)三角梅种子可常温储藏至1年,但3个月后发芽率显著降低.研究结果为开展三角梅的实生选育和杂交育种,尤其在优化育种技术及利用遗传材料方面,提供了参考信息.
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热带水稻种质资源全生育期耐盐性鉴定与评价
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确热带水稻种质资源全生育期耐盐性鉴定的适宜浓度和关键指标,筛选耐盐热带水稻种质资源,为开展热带水稻耐盐机制研究和品种选育提供理论依据.[方法]设盐(NaCl)浓度为0(CK)、0.3%和0.6%3个处理,对23份参试水稻种质资源进行全生育期盐胁迫试验,选用9个耐盐指标,采用多元统计分析方法开展全生育期耐盐性鉴定与评价.[结果]方差分析和相关分析结果显示,0.6%NaCl胁迫下热带水稻种质资源的成活率、单株穗数、主穗总粒数、千粒重和单株产量显著低于CK(P<0.05,下同),丙二醛和钠含量显著高于CK,大多数耐盐指标间存在显著或极显著(P<0.01)相关性,指标间联系较紧密,因此确定热带水稻全生育期耐盐性鉴定的适宜NaCl浓度为0.6%.采用主成分分析法对参试热带水稻种质资源耐盐性综合评价值(D)进行排序,其中有6份热带水稻种质资源(ST007、W25S/ST003、ST017、ST018、ST019和ST020)的D值在0.70以上,耐盐性较强.根据D值进行聚类分析,可将参试热带水稻种质资源划分为三大类群,筛选出6份耐盐性较强的热带水稻种质资源,聚类结果与D值排序基本一致.不同类群热带水稻种质资源的耐盐性主要表现为成活率、单株穗数、单株产量和主穗总粒数的差异,进一步的逐步线性回归分析结果表明,主穗总粒数、成活率和单株穗数可作为热带水稻全生育期耐盐性评价的关键指标.[结论]热带水稻全生育期耐盐性鉴定的适宜NaCl浓度为0.6%;筛选出主穗总粒数、成活率和单株穗数3个关键指标建立回归方程用于热带水稻全生育期耐盐性评价;获得6份耐盐性较强的热带水稻种质资源,分别为ST007、W25S/ST003、ST017、ST018、ST019和ST020.
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基于UPLC-Q-TOF-MS/MS的沉香2-(2-苯乙基)色酮聚合物成分分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了明确沉香(Aquilaria spp.)药材中 2-(2-苯乙基)色酮聚合物(PPECs)组分及其结构,本研究采用超高效液相色谱-串联四级杆-飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS)采集沉香样品一级与二级质谱图,对PPECs的质谱裂解途径进行分析,对沉香药材中PPECs组分进行筛查与结构确证.共鉴定出PPECs组分 55 个,根据结构特征,55 个组分分属于 3 种结构类型,即 2-(2-苯乙基)色酮二聚物(DPECs)、2-(2-苯乙基)色酮三聚物(TPECs)和萜类-2-(2-苯乙基)色酮二聚物(SPECs).鉴定的全部组分包括 44 个DPECs、3 个TPECs和 8 个SPECs,其中 9 个DPECs、1 个TPECs和 1 个SPECs首次在沉香中被发现;其次,沉香PPECs的部分组分具有 2~4 个同分异构体.综上,沉香药材中PPECs组分及其同分异构体丰富,且 DPECs类型的组分在总 PPECs 中所占比例最高(80%).该研究结果可为沉香药效物质基础研究及开发利用提供参考.
关键词： 沉香 2-(2-苯乙基)色酮聚合物 超高效液相色谱-串联四级杆-飞行时间质谱
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巴西橡胶树HbMago3的克隆和表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了在基因组水平鉴定和分析巴西橡胶树中Mago基因家族的数量、结构和功能,本研究对巴西橡胶树Mago基因家族的数量、基因结构、染色体分布和蛋白特性进行了系统鉴定和分析;进一步克隆鉴定新的Mago基因,分析其组织表达水平和对激素(茉莉酸和乙烯)的响应.本研究从reyan7-33-97中鉴定了 4个Mago基因,分别命名为HbMago1、HbMago2、HbMago3和HbMago4.HbMago2和HbMago3的可变剪切事件发生在第二个外显子,CDS存在66个碱基的差异,导致蛋白短了 22个氨基酸、等电点低0.35;HbMago4可变剪切事件发生在5端的非翻译区,CDS和蛋白序列无差异.4个基因序列均包含3个外显子,HbMago1、Hb-Mago2和HbMago4含有2个内含子,HbMago3含有3个外显子.4个基因序列分布在两条scaffold(NW-018745965.1和NW-018746420.1)上的4个位点.进化分析结果表明4个基因聚类在同一个进化枝条上,为单进化起源;橡胶树在进化过程中获得3个Mago基因而丢失1个基因.克隆了HbMago3,半定量结果表明HbMago3在根、胚、芽和花中未表达,在树皮、胶乳和叶中表达,其在胶乳中的表达量最高;实时荧光定量PCR结果表明,HbMago3在根、树皮、叶、花和胶乳中均有表达,但其在胶乳中表达水平最高,茉莉酸和乙烯可诱导HbMago3表达.结果为进一步研究HbMago3的功能提供基础.
关键词： 巴西橡胶树 Mago Nashi蛋白 表达分析 茉莉酸 乙烯
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