科研产出
低温胁迫对枇杷生理特性及抗寒相关基因差异表达的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：研究低温胁迫下2个枇杷幼果种胚生理指标变化及抗寒相关EjICE1基因的表达规律，为枇杷抗寒新材料的筛选及枇杷抗寒分子机理的解析提供理论依据。以洞庭枇杷（黄肉，DT）及洞庭枇杷突变型（白肉，DTM）挂果容器苗为材料，研究人工模拟低温对枇杷相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性及EjICE1基因的表达规律的影响。结果表明，低温胁迫下2个枇杷幼果种胚相对电导率REC均呈“S”型曲线变化，Logistic方程显示，洞庭枇杷和突变型（DTM）半致死温度LT50分别为-4.759、-2.811℃，突变型（白肉，DTM）幼果的抗寒能力强于洞庭枇杷；2个枇杷的SOD、POD及CAT活性及洞庭枇杷（DT）的MDA含量均呈现出先升后降的变化趋势，但达到最大阈值的时间点不同，而突变型（DTM）MDA含量则呈现缓慢上升趋势，洞庭枇杷SOD在1℃达到最大阈值，丙二醛（MDA）含量、POD及CAT活性在-1℃达到最大阈值；突变型（DTM）SOD、POD及CAT活性在-3℃达到最大阈值，丙二醛（MDA）含量则在-5℃达到最大阈值。EjICE1基因在2个枇杷中的表达呈先升后降的趋势，突变型（DTM）EjICE1基因的表达水平均高于同时期的洞庭枇杷，最大表达量出现在-3℃，洞庭枇杷EjICE1基因最大表达量出现在-1℃，在-5℃时2个枇杷中EjICE1基因的表达均被强烈抑制。突变型（DTM）幼果的抗寒能力强于亲本洞庭枇杷（DT），低温胁迫下，突变型（DTM）具有较高的保护酶活性，能快速激活抗寒相关基因的表达，启动低温应答机制，进而抵御和适应低温伤害。
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甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX基因家族鉴定及其在块根发育中的表达分析
《核农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究甘薯近缘种三浅裂野牵牛KNOX(ItrKNOX)基因家族在块根发育过程中的作用，本研究在基因组水平对ItrKNOX基因家族进行了鉴定，并利用转录组测序技术对ItrKNOX基因在三浅裂野牵牛Y22块根发育不同阶段的表达量变化进行了分析。共鉴定到分布于10条染色体的12个ItrKNOX基因。进化分析显示，这些ItrKNOX基因可分为Class Ⅰ、Class Ⅱ和Class M三类，KNOX家族基因的类型和数目在三浅裂野牵牛、三裂叶薯、牵牛和圆叶牵牛这4个甘薯属二倍体物种基因组中都较为稳定，其中三浅裂野牵牛和三裂叶薯的亲缘关系较近。对ItrKNOX基因启动子区进行分析，发现多个与生长发育、植物激素、光和逆境胁迫相关的顺式作用元件。转录组分析显示，在Y22块根发育过程中，不同ItrKNOX基因表达模式不同。其中，Class M基因ItrKNOX12几乎不表达，而ItrKNOX02、ItrKNOX03、ItrKNOX09和ItrKNOX10在整个根部发育过程中持续高表达。从不定根时期到块根发育期，ItrKNOX01～ItrKNOX03、ItrKNOX05、ItrKNOX09和ItrKNOX11的表达量明显上调，ItrKNOX08的表达量明显下调。值得注意的是，ItrKNOX06在块根膨大到直径大于2 mm后表达量才明显上调，ItrKNOX07在不定根和成熟块根中表达水平明显低于发育中的块根。本研究为探索甘薯及其近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX家族基因的功能和调控机制提供了参考。
关键词： 三浅裂野牵牛 KNOX基因家族 进化 基因表达 块根发育
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2个不同品种肉兔背最长肌肌纤维发育规律及相关基因表达比较分析
《中国养兔杂志 》 2024
摘要：为研究四川白兔和新西兰兔背最长肌肌纤维发育规律以及肌纤维发育相关基因的表达情况，采集四川白兔和新西兰兔35、56、84日龄3个阶段背最长肌组织，利用石蜡切片技术研究背最长肌肌纤维发育规律，同时，应用实时荧光定量PCR检测MyoG、Myf5和MSTN等基因的表达量。结果显示:2个品种肉兔的肌纤维面积和直径均随着日龄的增加而增加，密度随着日龄的增加而减少，且密度减少趋势放缓。两品种间比较，四川白兔35、84日龄的肌纤维面积和直径显著低于新西兰兔，56日龄的面积和直径显著高于新西兰兔，四川白兔35、84日龄的密度显著高于新西兰兔，56日龄的密度显著低于新西兰兔。不同日龄基因表达比较，两品种均呈现MyoG表达先下调后上调，Myf5表达下调。品种间相比，新西兰兔MyoG、Myf5表达量高，四川白兔MSTN表达量高。综上所述，其研究有助于理解四川白兔和新西兰兔背最长肌发育规律，为进一步研究四川白兔和新西兰兔的肌肉生长发育调控机制提供理论参考。
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桑树ARF基因家族的鉴定与表达分析
《蚕业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：生长素响应因子(auxin response factor, ARF)是真核生物中普遍存在的转录因子之一，主要调控生长素应答基因的表达，与植物的生长发育和信号转导等多个生理过程密切相关。从桑树基因组数据库中共鉴定了16个ARF基因家族成员。理化性质分析表明桑树ARF蛋白的氨基酸个数为606～1 144,分子质量为67.35～127.75 kD,等电点为4.86～8.37,大部分表现为酸性且都为亲水蛋白。根据系统发育及蛋白质结构分析，可将桑树ARF成员分为4个亚家族，同一亚族中的成员具有相同保守基序及类似基因结构，ARF蛋白至少具备B3、Auxin＿resp、AUX＿IAA等结构域中的一种；表达模式分析表明，ARF基因在桑树的根、桑皮、叶、芽、花等组织中的时空表达存在显著差异，在芽中呈现较高的表达，这可能与桑树芽器官的细胞分化程度大密切相关；MnARF9、MnARF10、MnARF11、MnARF12、MnARF15和MnARF16等6个基因在桑芽不同发育阶段的转录水平呈逐渐下调趋势，表明这些基因可能在桑芽前期的生长发育和细胞分化等生理反应中发挥作用。上述结果为后续桑树ARF家族基因的功能和进化分析以及桑树分子育种及良种选育等研究工作提供了一定的理论基础。
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芦笋AoAMS的表达及编码蛋白与AoTDF1间的互作分析
《西北农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：拟南芥(Arabidopsis thaliana)ABORTED MICROSPORES(AMS)基因是调控绒毡层和花粉壁发育的关键基因.芦笋(Asparagus officinalis)中与AMS同源的基因尚未报道.本研究通过同源比对、系统进化树构建及基因表达量的综合分析,预测了芦笋的AMS候选基因并命名AoAMS;进一步以四倍体'紫色激情'两性株自交后代中两性株花蕾为材料,通过RT-PCR分别扩增并获取AoAMS及与拟南芥DEFECTIVE IN TAPETAL DEVELOPMENT AND FUNCTION 1(TDF 1)同源的基因(AoTDF1)全长 CDS 序列,开展AoAMS编码蛋白亚细胞定位,与AoTDFi间的互作分析及不同性别的芦笋花发育早期的无性别分化期(T1)、性别分化早期(T2)和晚期(T3)的表达分析.结果显示:AoAMS是具细胞核定位特征且与AoTDF1有互作的蛋白;AoAMS基因在雄花和两性花早期T1、T2、T3期发育的花冠、花药绒毡层、以及花粉中均有表达,但在雌花中相应时期及部位均无表达.研究结果表明AoAMS是专一性地在芦笋雄花或两性花中表达,并且可以与AoTDF1形成互作复合物,通过调控绒毡层及花粉正常发育相关基因的表达而在芦笋性别分化中行使促雄的功能.
关键词： 芦笋 绒毡层发育 AoAMS基因 基因表达 蛋白互作
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桑树GATA基因家族的全基因组鉴定与分析
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对桑树GATA转录因子的生物学信息特征进行鉴定与分析,探究桑树GATA家族基因的功能及基因进化,为后续桑树分子育种及良种选育的相关研究提供一定的理论基础.[方法]利用生物信息学方法对桑树GATA家族进行全基因组鉴定、理化分析、顺势作用元件及保守结构域等分析.[结果]桑树GATA家族成员的理化性质存在明显差异,但亚细胞定位预测显示其全部位于细胞核上;GATA蛋白三级结构整体存在一定差异,但同亚族的相似度较高,对植物某一些生理反应过程可能存在一定的协同调控功能;系统进化分析将桑树GATA成员分为4个亚家族,同一亚族上的成员具有保守基序及相似基因结构;表达模式分析表明,GATA基因在桑树不同组织(根、表皮、叶片、冬芽和花)中的表达模式存在显著差异,其中大部分在根部具有较高的表达,这可能与桑树根部发育和抗旱性密切相关;桑树GATA启动子顺式作用元件分析显示,MnGATAs可能参与生物/非生物胁迫下的转录调控及植物激素信号传导调控.[结论]MnGATAs在桑树全基因组范围内共鉴定23个,具有明显的保守性,在桑树各组织中的表达模式存在显著差异,可能调控桑树在胁迫刺激下的生理反应.本研究为探究桑树GATA家族基因的功能、基因进化、分子育种及良种选育等研究提供了一定的理论基础.
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实时定量PCR评估金针菇的内参基因稳定性
《菌物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：金针菇在中国和日本是最受人喜爱的食用菌之一,在重要栽培食用菌中产销量排名第四。近年来,已在活性物质、分子标记及基因鉴定方面开展了大量工作,但未见有金针菇内参基因稳定性研究的报道,导致金针菇基因表达研究无内源参考基因稳定性数据作为参考。本研究采用ge Norm、Norm Finder、Best Keeper和Ref Finder4种软件评估18S核糖体RNA（18S）、28S核糖体RNA（28S）、60S核糖体蛋白L18（Rpl18）、肌动蛋白1（Act1）、3-磷酸甘油醛脱氢酶（Gapdh）、翻译延伸因子EF1-alpha（Ef1A）、DNA指导的RNA聚合酶亚基2（Rpb2）、细胞色素C氧化酶亚基1（Cox1）及细胞色素b（Cyt B）等9个内参基因的稳定性。综合分析结果显示,单个基因中Act1基因最稳定,Cyt B表达稳定性最差,但单个候选内参基因的稳定性不能够满足定量PCR实验要求;根据ge Norm软件分析结果,Cyt B和Rpb2是金针菇定量PCR的稳定内参基因组合。本研究首次评估了金针菇的内参基因稳定性,将为后续的基因表达研究提供参考。
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两个玉米品种灌浆期叶片氮转移效率差异的分子机制
《植物营养与肥料学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】提高玉米氮效率是实现农业高产高效的重要措施,而花后叶片的衰老和玉米的氮效率密切相关。为此,在田间条件下研究了叶片衰老过程与氮转移效率的关系,尤其是不同玉米品种氮转移效率差异的分子机制。【方法】田间试验选择中度绿熟玉米品种先玉335 (XY335)和持绿玉米品种NE9为供试作物,设施N45,120和240 kg/hm~2三个水平。测定了玉米吐丝期以及吐丝后7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d和成熟期茎、叶、籽粒氮含量和花后绿叶面积,吐丝期及吐丝后14 d、28 d、42 d和成熟期叶片氮浓度,以及吐丝期和灌浆期叶片中SPAD、可溶性蛋白浓度、游离氨基酸浓度和ZmSee2β(玉米叶片中协同衰老的蛋白酶–豆荚蛋白的基因)基因表达的变化,计算了叶片氮转移效率。【结果】品种XY335具有比品种NE9更高的产量,随施氮量的增加品种XY335的籽粒产量较品种NE9增加更加显著。虽然两个品种的收获指数没有差异,但是品种XY335的氮素收获指数高于品种NE9,并且品种XY335营养器官的氮转移效率高于品种NE9,整体高8.28个百分点(P <0.05)。品种XY335叶片氮转移效率比品种NE9高出12.89个百分点,而二者茎的氮转移效率没有差异。品种XY335花后叶片中氮浓度开始降低的时间早于品种NE9,在低氮条件下尤为明显。成熟期时,三个氮水平处理下品种XY335叶片中的氮含量均低于品种NE9。从吐丝期到灌浆期,品种XY335叶片中可溶性蛋白的降解率高于品种NE9,其中N45处理下高16.5个百分点,N120处理下高6.2个百分点。从吐丝期到灌浆期叶片中游离氨基酸的浓度不断增加,而品种XY335叶片中的增加幅度大于品种NE9。从吐丝期到灌浆期叶片中ZmSee2β基因表达量增加,而随施氮量减少品种XY335叶片中表达量高于品种NE9,表明品种XY335叶片中蛋白降解得更加迅速。【结论】相对于绿熟品种NE9,品种XY335具有籽粒产量高和籽粒氮素积累强的特点。这不仅由于吐丝后品种XY335具有较强的氮素吸收能力,而且因为品种XY335有更高的叶片氮转移效率。品种XY335叶片氮转移效率高可能是因为控制蛋白质降解的ZmSee2β基因表达能力强,提高了叶片中蛋白质的降解速度。
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玉米ZmNAC99基因的克隆及干旱诱导表达分析
《西北植物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以不同抗旱性玉米自交系为材料,克隆得到玉米ZmNAC99基因的gDNA序列和cDNA序列,并对其进行了初步的生物信息学分析,同时结合RT-PCR和qRT-PCR技术对其在不同干旱程度下的表达模式进行了分析。结果显示:(1)ZmNAC99基因的gDNA长1 892~1 908bp,cDNA长1 188bp,共编码395个氨基酸,其N-端具有保守的NAM结构域;系统进化分析表明推断的ZmNAC99蛋白属于NAC家族中的OsNAC3亚类。(2)RT-PCR和qRT-PCR分析表明,干旱胁迫诱导下ZmNAC99表达上调;顺式元件分析进一步揭示了ZmNAC99基因的推断启动子包含2个干旱应答顺式元件MBS和1个低温应答元件LTR。(3)不同抗旱性玉米自交系来源的ZmNAC99推断氨基酸序列存在4个氨基酸突变,推测其结构差异对玉米抗旱性可能产生一定影响。研究表明,ZmNAC99可能在植物的抗逆过程发挥作用。
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油菜素内酯合成和信号转导基因在马铃薯块茎贮藏期间的表达变化及对萌芽的影响
《作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为探明油菜素内酯BR在块茎萌芽中的作用,建立更有效的种薯催芽调控体系,选择了休眠期不同的3个品种,利用q RT-PCR分析与BR合成、信号转导、调控有关的9个基因在贮藏期间及抑芽处理下的表达模式;同时检测BR类似物24-表油菜素内酯(24-e BL)及其与赤霉素GA3对块茎萌芽的影响。结果表明,涉及BR合成的4个基因表达量均随贮藏时间延长升高,短休眠品种升高的时间点早于中、长休眠品种;信号转导及调控基因中BRI1和CYCD3的变化与合成基因相似,BSK和TCH4的表达量则在中、长休眠期品种中保持恒定。抑芽处理在贮藏前期能刺激这些基因的表达升高,但之后都迅速下降并保持低水平。转录因子BZR1在各品种中以及抑芽处理下均没有明显变化。24-e BL利于块茎解除休眠,但不促进芽的伸长生长,与GA3互配效果更佳,单株块茎增重37.92%~98.41%。结论表明,BR合成和信号转导是块茎从休眠向萌芽转变的必经生理过程,它与GA3互配用于催芽更利于种薯萌芽的整齐、健壮并促进块茎形成。
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