CRISPR/Cas9技术在热带作物育种中的应用研究进展

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作者 王静毅 甘珊珊 +1 位作者 贾彩红 刘菊华 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期312-322,共11页

在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作... 在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。 展开更多

关键词 热带作物 基因组编辑 CRISPR/Cas9

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橡胶树叶柄愈伤组织乳管细胞的组织化学和分子生物学研究 被引量：1

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作者 谭德冠 彭晶 +3 位作者 韩冰莹 付莉莉 孙雪飘 张家明 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期73-78,共6页

橡胶树乳管分化研究主要以树皮为研究材料。本研究通过组织化学染色法、尼罗红荧光染色法、免疫组织化学法和分子生物学方法证实橡胶树叶柄来源的愈伤组织中存在乳管细胞。乳管细胞在叶柄愈伤组织中随机分布,分布模式类似橡胶树初生乳管... 橡胶树乳管分化研究主要以树皮为研究材料。本研究通过组织化学染色法、尼罗红荧光染色法、免疫组织化学法和分子生物学方法证实橡胶树叶柄来源的愈伤组织中存在乳管细胞。乳管细胞在叶柄愈伤组织中随机分布,分布模式类似橡胶树初生乳管;叶柄愈伤组织乳管细胞在发育早期时橡胶粒子较少,在发育后期时充满橡胶粒子。RT-PCR扩增出叶柄愈伤组织乳管细胞的橡胶延伸因子(REF)、小橡胶粒子蛋白(SRPP)、橡胶凝集素(hevein)和橡胶转移酶(CPT)等胶乳特异基因的转录本,经比对它们序列与所报道的橡胶树树干胶乳中表达的基因序列一致,表明橡胶树叶柄愈伤组织乳管细胞拥有树皮乳管细胞相似的功能,为叶柄愈伤组织作为一种新型的研究乳管分化的模式提供了科学依据。 展开更多

关键词 橡胶树 叶柄愈伤组织 乳管细胞 乳管分化 研究模式

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长江中游浮萍种质资源鉴定及遗传多样性分析 被引量：1

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作者 穆瑶佳 谭德冠 +4 位作者 于博涵 付莉莉 陈婷 孙雪飘 张家明 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期938-944,共7页

浮萍为浮萍科水生植物,具有生长繁殖快、氮磷吸收能力强及高含蛋白质和淀粉的特性,在饲料和能源方面具有较大的开发潜力。目前尚未有系统研究我国长江中游地区浮萍种质资源的报道。本研究从我国长江中游地区3个省42个具有代表性的自然... 浮萍为浮萍科水生植物,具有生长繁殖快、氮磷吸收能力强及高含蛋白质和淀粉的特性,在饲料和能源方面具有较大的开发潜力。目前尚未有系统研究我国长江中游地区浮萍种质资源的报道。本研究从我国长江中游地区3个省42个具有代表性的自然水体中共收集到浮萍种质112份。经形态学并结合分子生物学鉴定,它们分属4个属6个种,其中青萍属(Lemna L.)含3个种54份种质;多根紫萍属(Spirodela Schleid.)、少根紫萍属(Landoltia Les&Crawford)、芜萍属(Wolffia Horkel ex Schleid.)均只有1个种,种质数量分别为33份、19份和6份。遗传多样性分析表明Atp F-Atp H间隔序列和rp S16内含子序列的单倍型数量分别为11和18,单倍型多样性分别为0.748和0.892,群体突变率分别为0.03013和0.03507,平均每Kb核苷酸差异数为31.386和61.263,核苷酸多样性分别为0.04713和0.06623。本研究为我国长江中游浮萍的资源化利用奠定了基础。 展开更多

关键词 浮萍 种质资源 遗传多样性 AtpF-AtpH rpS16

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橡胶树内生生物资源研究进展 被引量：4

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作者 徐龙 谭德冠 张家明 《热带农业科学》 2019年第7期40-46,共7页

植物内生生物具有促进植物生长、抗非生物逆境、抗植物病虫害等功能,在农业和生态环境等领域具有重要的潜在应用价值。本文综述了橡胶树内生真菌、内生细菌和内生藻的研究进展,具体包括它们的多样性和功能,并展望了橡胶树内生生物资源... 植物内生生物具有促进植物生长、抗非生物逆境、抗植物病虫害等功能,在农业和生态环境等领域具有重要的潜在应用价值。本文综述了橡胶树内生真菌、内生细菌和内生藻的研究进展,具体包括它们的多样性和功能,并展望了橡胶树内生生物资源的开发利用前景。对促进橡胶树内生生物资源的开发利用具有一定的意义。 展开更多

关键词 橡胶树 内生真菌 内生细菌 内生藻

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香蕉遗传转化体系优化 被引量：1

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作者 甘珊珊 王静毅 +1 位作者 程运江 刘菊华 《热带农业科学》 2024年第10期17-24,共8页

香蕉(Musa spp.)高度不育和多倍体特性严重阻碍常规育种方法的应用,而香蕉遗传转化技术存在基因型依赖性强、转化效率偏低等问题。以贡蕉(Musa acuminata cv.Mas)多芽体为起始转化材料,利用根癌农杆菌介导β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)介导... 香蕉(Musa spp.)高度不育和多倍体特性严重阻碍常规育种方法的应用,而香蕉遗传转化技术存在基因型依赖性强、转化效率偏低等问题。以贡蕉(Musa acuminata cv.Mas)多芽体为起始转化材料,利用根癌农杆菌介导β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)介导转化,通过研究外植体转化状态、不同转化载体及乙酰丁香酮(acetosyringone,AS)孵育时间、农杆菌菌液浓度、预培养时间、不同农杆菌菌株和共培养方式对香蕉遗传转化过程的影响,优化遗传转化条件,以期获得高效的香蕉遗传转化体系。结果表明,以贡蕉多芽体薄切片为外植体,黑暗条件下预培养1 d,使用以p CAMBIA1304构建的植物表达载体EHA105农杆菌制备侵染液时,AS孵育0~4 h,侵染液农杆菌OD600为0.4~0.6,侵染后将多芽体切片放置在固体MS培养基(添加200μmol/L AS)上进行共培养,再生植株转化效率较好。通过优化遗传转化体系的条件,提高香蕉遗传转化率,为解决产业发展关键技术难题及精准定向分子育种提供技术支撑,为香蕉产业的健康可持续发展提供重要保障。 展开更多

关键词 香蕉 遗传转化体系 多芽体 优化 转化率

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木薯异淀粉酶MeISA2的互作蛋白筛选

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作者 葛玉建 符东青 +6 位作者 王祥文 沈晨 李雨恒 姚远 耿梦婷 陆小花 王亚杰 《热带作物学报》 北大核心 2025年第6期1322-1329,共8页

异淀粉酶(isoamylase,ISA)催化α-1,6连接键水解,影响淀粉的分支结构,促进结晶化和颗粒形成。为了挖掘协同MeISA2影响木薯淀粉积累的新蛋白,本研究利用酵母双杂交筛选MeISA2的互作蛋白。本研究构建了pGBKT7-MeISA2诱饵蛋白载体,证明MeI... 异淀粉酶(isoamylase,ISA)催化α-1,6连接键水解,影响淀粉的分支结构,促进结晶化和颗粒形成。为了挖掘协同MeISA2影响木薯淀粉积累的新蛋白,本研究利用酵母双杂交筛选MeISA2的互作蛋白。本研究构建了pGBKT7-MeISA2诱饵蛋白载体,证明MeISA2不具有自激活活性,且对酵母细胞无毒害作用。通过酵母双杂交筛选cDNA文库,共获得7个候选互作蛋白。通过点对点酵母双杂交回转验证实验,验证了MeISA2与MePsbO1存在互作关系。MePsbO1属于光系统II产氧增强蛋白(photosystem II oxygen-evolving enhancer protein,PsbO),该类蛋白可促进光合作用电子传递过程的高效运行。生物信息学分析发现,MePsbO1与同属大戟科的橡胶树HbPsbO1的亲缘关系最近,相似性达到90.12%,而与拟南芥AtPsbO1的相似性仅为77.71%。预测MePsbO1定位于叶绿体,且MePsbO1基因主要在叶片中表达。植物ISA参与叶片临时性淀粉的合成,因此推测MePsbO1和MeISA2可能通过互作协同调控光合作用速率以及叶片临时性淀粉的积累。本研究结果为MeISA2基因参与木薯源器官的光合产物积累和分配机制研究提供新线索。 展开更多

关键词 木薯 MeISA2 酵母双杂交 MePsbO1

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镰刀菌枯萎病拮抗菌LCQ1801的分离鉴定、生防作用及其在有机基质中的生长情况

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作者 张瑶瑶 郑玉华 +5 位作者 孙建波 朱白婢 熊国如 李淑霞 彭明 李春强 《热带生物学报》 2025年第1期71-78,共8页

为研制用于香蕉枯萎病防控的拮抗型生物有机肥,本研究在海南省澄迈县分离到1株生防菌(LCQ1801),并以尖孢镰刀菌古巴专化型4号小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4,Foc4)为靶标菌,采用平板对峙法进行其抑菌实验的结果表明,LCQ1... 为研制用于香蕉枯萎病防控的拮抗型生物有机肥,本研究在海南省澄迈县分离到1株生防菌(LCQ1801),并以尖孢镰刀菌古巴专化型4号小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4,Foc4)为靶标菌,采用平板对峙法进行其抑菌实验的结果表明,LCQ1801对Foc4有明显拮抗作用,抑菌率达65.9%。经形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA测序分析表明,LCQ1801为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。Foc4分别与LCQ1801菌液和滤液共培养,发现Foc4菌丝畸形或破裂,并影响孢子萌发。利用平板实验和培养瓶培养实验研究LCQ1801在不同基质上的生长情况的结果表明:(1)在平板实验中,LCQ1801在动物粪便基质羊粪、猪粪和牛粪中生长良好,在鸡粪中生长较差;在植物基质麦麸、玉米粉、豆粕和水稻秸秆中,LCQ1801均能够生长,但在甘蔗渣和椰糠中生长较差。(2)在培养瓶培养实验中,在动物粪便基质牛粪、羊粪中LCQ1801生长最好(活菌数分别达到1.68×10^(10)、2.40×10^(10)个·g^(-1));在植物基质中,LCQ1801在水稻秸秆、豆粕和玉米粉中生长最好(活菌数分别达到3.22×10^(10)、2.49×10^(10)、2.17×10^(10)个·g^(-1)),而LCQ1801在这两种培养方式的椰糠基质中都几乎不生长。本研究结果为香蕉枯萎病的生物防治提供了菌种材料和技术支撑。 展开更多

关键词 生防细菌 尖镰孢枯萎病 有机基质 生物肥料

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木薯种质资源中醇腈裂解酶基因12G132600编码区终止突变及频率的研究

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作者 周新成 陈新 +5 位作者 卢诚 廖明馨 王海燕 唐清杰 任军方 王文泉 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期2769-2776,共8页

木薯是重要的粮食作物,但块根中含有的氰苷及其产生的氢氰酸严重影响木薯的食用品质,增加加工成本。α-醇腈裂解酶(alpha-hydroxynitrilelyase,HNL)是植物催化醇腈裂解产生氢氰酸的关键酶。重测序数据显示,‘华南8号’木薯品种中HNL编... 木薯是重要的粮食作物,但块根中含有的氰苷及其产生的氢氰酸严重影响木薯的食用品质,增加加工成本。α-醇腈裂解酶(alpha-hydroxynitrilelyase,HNL)是植物催化醇腈裂解产生氢氰酸的关键酶。重测序数据显示,‘华南8号’木薯品种中HNL编码基因家族的一个成员12G132600在编码区内部发生了终止突变,导致基因编码区变短。本研究对国内外251份木薯种质资源的重测序结果进行分析,共发现60份材料醇腈裂解酶基因12G132600存在相同的终止突变,该60份材料全部是终止突变与非终止突变的杂合基因型,且全部为栽培类型木薯。说明该突变是木薯由野生型驯化为栽培型以后发生的。通过对木薯品种‘华南9号’该基因的克隆测序以及与已发表的木薯品种‘TME3’基因组序列的比对分析,证实了该突变在木薯品种中真实存在。 展开更多

关键词 木薯 氢氰酸 醇腈裂解酶 种质资源 基因突变

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甘蔗脱毒原种苗生物量累积特征及水分需求研究 被引量：2

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作者 蒋淑停 彭李顺 +2 位作者 曹峥英 杨本鹏 杨学 《广东农业科学》 CAS 2021年第1期72-78,共7页

【目的】探讨甘蔗脱毒原种苗生长和水分需求规律,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培和水分管理提供参考依据。【方法】通过分析甘蔗脱毒原种苗的干物质量累积规律,结合广西扶绥试验基地气象数据的采集,采用作物系数法计算广西扶绥县甘蔗脱... 【目的】探讨甘蔗脱毒原种苗生长和水分需求规律,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培和水分管理提供参考依据。【方法】通过分析甘蔗脱毒原种苗的干物质量累积规律,结合广西扶绥试验基地气象数据的采集,采用作物系数法计算广西扶绥县甘蔗脱毒原种苗各生长发育时期的作物需水量及水分盈亏量。【结果】甘蔗脱毒原种苗干物质量积累主要集中在茎伸长生长期,8月中旬开始拔节至10月下旬,平均每日干物质累积量达2.92 g,11月后干物质量日均累积速率减缓至1.77 g,至12月下旬可收获约15节健康种茎。甘蔗脱毒原种苗需水量整体呈先上升后下降的变化趋势,其中8月中旬至9月下旬需水量最大,日需水量达5.5 mm。甘蔗脱毒原种苗生育期内广西扶绥试验地降雨主要集中在7月中旬至9月中旬,累积降雨量达177.9 mm,9月下旬至12月降雨较少,累积降雨量仅22.3 mm。甘蔗脱毒原种苗仅苗期表现为水分盈余,其余时间7月下旬至12月水分表现为持续亏缺,总亏缺量达473.4 mm。【结论】明确了甘蔗脱毒原种苗干物质量累积特征和水分需求规律,为今后甘蔗脱毒原种苗田间繁育和规模化生产过程中合理栽培和科学灌溉提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 甘蔗 脱毒苗 干物质量 需水量 水分盈亏量

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香蕉条斑病毒ORF Ⅰ基因克隆及编码蛋白和同源物的生物信息学分析 被引量：1

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作者 黎维丽 余乃通 +3 位作者 李俊成 王健华 李宾宾 刘志昕 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期557-566,共10页

【目的】探明杆状DNA病毒属病毒的ORFⅠ基因功能。【方法】本研究从香蕉条斑病毒云南分离株(BSV-YN)中克隆了BSV ORFⅠ基因,通过核苷酸和氨基酸序列分析和同源关系分析,确定了BSV-YN的分类地位;对其编码蛋白及同源物的理化性质、氨基酸... 【目的】探明杆状DNA病毒属病毒的ORFⅠ基因功能。【方法】本研究从香蕉条斑病毒云南分离株(BSV-YN)中克隆了BSV ORFⅠ基因,通过核苷酸和氨基酸序列分析和同源关系分析,确定了BSV-YN的分类地位;对其编码蛋白及同源物的理化性质、氨基酸序列组成、亲疏水性、跨膜区域、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点、同源结构域、蛋白二级和三级结构等进行预测和分析。【结果】BSV ORFⅠ基因片段大小为528 bp,编码175个氨基酸,通过核苷酸和氨基酸序列分析和同源关系分析,确定了BSV-YN属于BSGFV种。生物信息学分析表明,BSV-YN ORFⅠ及同源蛋白都是不稳定的、亲水性蛋白,以丝氨酸和苏氨酸磷酸化为主。这些蛋白二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,无信号肽或跨膜区域。亚细胞定位预测表明,BSV-YN ORFⅠ及同源蛋白主要在细胞核分布,推测它们在病毒感染的宿主细胞核中发挥重要作用。【结论】推测BSV-YN ORFⅠ在病毒感染的宿主细胞核中参与病毒复制、转录等相关过程。本研究为进一步开展该蛋白的功能研究提供科学线索。 展开更多

关键词 香蕉条斑病毒 ORFⅠ 同源蛋白 生物信息学分析

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甘蔗脱毒原种苗田间繁育过程中氮、磷、钾营养元素的吸收及累积特征 被引量：3

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作者 蒋淑停 彭李顺 +2 位作者 杨本鹏 曹峥英 杨学 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期68-76,共9页

探讨甘蔗脱毒原种苗不同生长时期氮、磷、钾营养元素的累积需求状况,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培过程中养分管理提供参考。试验分别在2020、2021年进行,调查中糖1号甘蔗脱毒原种苗全生育期生长情况,测定其生物量及其在各生育阶段根、... 探讨甘蔗脱毒原种苗不同生长时期氮、磷、钾营养元素的累积需求状况,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培过程中养分管理提供参考。试验分别在2020、2021年进行,调查中糖1号甘蔗脱毒原种苗全生育期生长情况,测定其生物量及其在各生育阶段根、茎、叶中氮、磷、钾各营养元素的含量,并分析氮、磷、钾的累积量、阶段吸收量、日吸收速率。结果表明:甘蔗脱毒原种苗从种苗假植到种茎最佳收获时需6~7个月可达15茎节,在7、8月至9月下旬(茎1期至茎2期)蔗茎生长速度最快,以茎4期(10月下旬至11月下旬)干物质量累积增加最快,此阶段为生物量累积的关键阶段。在甘蔗脱毒原种苗全生育期中各元素含量及累积量从高到低依次为钾>氮>磷,在根茎叶各器官中蔗叶、蔗茎始终为氮、磷、钾含量相对较高的器官,氮、磷、钾累积量在茎伸长生长1期前主要贮存于蔗叶中,而后以蔗茎为新的主要贮存器官。甘蔗对氮、磷、钾的吸收比例在苗期和分蘖期分别为24.84%、26.18%、27.74%,在茎1~3期(7月下旬至10月下旬)分别为55.54%、58.61%、52.30%,茎4、5期(10月下旬至12月下旬)分别为19.62%、15.20%、19.96%。因此,可根据各元素的阶段吸收量进行合理施肥,进而提高甘蔗脱毒健康种苗的品质和经济效益。试验明确了甘蔗脱毒原种苗生长过程中对氮、磷、钾的需求状况,可为今后甘蔗脱毒健康种苗田间规模化繁育生产的科学合理施肥提供依据,提高脱毒原种苗田间繁育效率和养分资源利用效率。 展开更多

关键词 甘蔗 脱毒健康原种苗 氮、磷、钾养分 大量元素 养分需求状况

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木薯MeAHL17基因的克隆及表达分析 被引量：1

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作者 张亚文 王晓彤 +3 位作者 张兴龙 唐湘宁 刘姣 郭建春 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期1303-1313,共11页

AT-hook核定位蛋白(AT-hook nuclear localized proteins,AHLs)是一种小的DNA结合蛋白基序,在植物的生长发育、器官构建、逆境胁迫与激素信号应答等方面发挥重要作用。本研究从华南8号木薯(SC8)中克隆获得MeAHL17基因,利用生物信息学方... AT-hook核定位蛋白(AT-hook nuclear localized proteins,AHLs)是一种小的DNA结合蛋白基序,在植物的生长发育、器官构建、逆境胁迫与激素信号应答等方面发挥重要作用。本研究从华南8号木薯(SC8)中克隆获得MeAHL17基因,利用生物信息学方法对MeAHL17基因进行启动子分析、蛋白理化性质分析、保守功能域的预测和序列比对。结果表明:MeAHL17基因的开放阅读框长度为939 bp,编码一个具有312个氨基酸的蛋白,其理论等电点为6.89,分子式为C_(1420)H_(2215)N_(415)O_(451)S_(11),分子量为32.66938 kDa,带正电荷氨基酸残基总数(Lys+Arg)为23,带负电荷氨基酸残基总数(Asp+Glu)为24,脂肪系数为57.47,总平均亲水性系数(GRAVY)为-0.491,不稳定系数为58.06;该蛋白不含有信号肽,位于细胞膜内,无跨膜结构,含有5个糖基化位点和45个磷酸化位点,是一个不稳定的亲水性酸性蛋白;MeAHL17蛋白包含AT-hook保守核心序列和PPC结构域的保守核心序列,符合AT-hook家族的典型结构特征。通过亚细胞定位和转录活性分析实验证明MeAHL17是一个定位于细胞核且具有转录活性的转录因子。组织表达模式分析表明,MeAHL17基因主要在体胚、须根和愈伤组织中表达。不同激素处理表明,MeAHL17基因受到乙烯(ACC)、茉莉酸甲酯(JA)和生长素(IAA)等激素的诱导表达,推测其可能参与了乙烯、茉莉酸甲酯和生长素信号途径。非生物胁迫处理表明,MeAHL17基因响应干旱和盐胁迫。本研究初步确定了木薯MeAHL17基因在生长发育、激素信号和逆境胁迫等方面具有重要的作用,为进一步研究其功能提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 木薯 MeAHL17 基因克隆 亚细胞定位 转录活性分析 表达模式分析

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木薯MeCML42互作蛋白筛选 被引量：1

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作者 张慧敏 葛玉建 +6 位作者 侯静怡 梁宝娟 任治欣 郭建春 姚远 王亚杰 耿梦婷 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期2251-2257,共7页

木薯(Manihot esclentaCrantz)具有抗旱、耐贫瘠、适应性强等优良的种植特点,是全世界10亿多人口的主要粮食作物。CMLs(calmodulin-like proteins)是一种植物类钙调蛋白,是存在于细胞内的钙感受器,与其他钙调素结合蛋白相互作用调控细... 木薯(Manihot esclentaCrantz)具有抗旱、耐贫瘠、适应性强等优良的种植特点,是全世界10亿多人口的主要粮食作物。CMLs(calmodulin-like proteins)是一种植物类钙调蛋白,是存在于细胞内的钙感受器,与其他钙调素结合蛋白相互作用调控细胞生理过程,参与植物逆境胁迫响应。木薯MeCML42基因受干旱胁迫诱导,为了研究该基因参与的干旱胁迫响应通路,本研究利用酵母双杂交筛选MeCML42的互作蛋白。首先利用同源重组技术构建pGBKT7-MeCML42诱饵载体,通过自激活检测证明MeCML42蛋白无自激活活性。毒性检测实验证明,MeCML42蛋白对酵母菌没有毒性,不影响酵母正常生长。通过酵母双杂交进行cDNA文库筛选,获得7个候选互作蛋白。通过酵母双杂回转实验验证了MeCML42与硫氧还蛋白MeCDSP32存在互作关系。甘露醇模拟干旱胁迫发现,MeCML42与MeCDSP32均受干旱诱导表达,且在胁迫48 h的表达量最高,此结果说明MeCML42蛋白与MeCDSP32蛋白协同参与了木薯对干旱胁迫的响应。本研究结果为MeCML42参与木薯响应干旱胁迫通路提供新的依据。 展开更多

关键词 木薯 MeCML42 酵母双杂交 MeCDSP32

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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

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作者 赵雪婷 赵婷婷 +7 位作者 冯翠莲 高利燕 林继山 冯小艳 王文治 沈林波 张树珍 王俊刚 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期2269-2276,共8页

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%... 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。 展开更多

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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木薯MeMinD的互作蛋白筛选

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作者 潘沐 陆小花 +3 位作者 姚远 陈银华 郭建春 王亚杰 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期2054-2058,共5页

MinD参与质体分裂的精细调控,在质体形态维持中起着关键作用。实验室前期研究发现MeMinD蛋白参与了木薯质体的分裂,然而与MeMinD蛋白协同调控木薯质体分裂的相关蛋白尚未明确。本研究构建了pGBKT7-MeMinD载体,通过酵母双杂交文库筛选,... MinD参与质体分裂的精细调控,在质体形态维持中起着关键作用。实验室前期研究发现MeMinD蛋白参与了木薯质体的分裂,然而与MeMinD蛋白协同调控木薯质体分裂的相关蛋白尚未明确。本研究构建了pGBKT7-MeMinD载体,通过酵母双杂交文库筛选,共获得MeMinD蛋白的8个候选互作蛋白,点对点验证后发现烟酸磷酸核糖转移酶2(MeNAPRT2)与MeMinD存在互作关系。该研究结果为进一步解析MeMinD参与调控木薯质体分裂的相关机制提供新的信息。 展开更多

关键词 木薯 MeMinD MeNAPRT2 酵母双杂交 质体

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基因编辑MeERF127提高木薯抗旱和耐盐性

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作者 张兴龙 张亚文 +4 位作者 王晓彤 唐湘宁 郭建春 闵义 刘姣 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1780-1790,共11页

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... 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。 展开更多

关键词 木薯 MeERF127 基因编辑 干旱胁迫 盐胁迫

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7种黄檀属藤本或攀援植物的木材解剖学研究

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作者 王露露 刘欣怡 +1 位作者 王辉 王军 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1205-1218,共14页

黄檀属(Dalbergia L.f.)大部分树种的木材都具有世界高知名度,有关木材解剖学的研究主要为针对乔木树种,而对藤本或攀援植物树种研究甚少。本研究旨在探讨7种黄檀属藤本或攀援植物的木材宏观、微观构造,系统地归纳总结,并与乔木树种降... 黄檀属(Dalbergia L.f.)大部分树种的木材都具有世界高知名度,有关木材解剖学的研究主要为针对乔木树种,而对藤本或攀援植物树种研究甚少。本研究旨在探讨7种黄檀属藤本或攀援植物的木材宏观、微观构造,系统地归纳总结,并与乔木树种降香黄檀进行比较分析,为黄檀属植物的木材识别、物种鉴定及其保护、繁育、开发和利用等方面提供科学依据。结果表明:宏观构造均表现为心边材区别不明显,几无光泽;富含树胶时气芳香,显油性。生长轮不明显;管孔明显,常含丰富的树胶,初生木质部的管孔较小且分布稀疏,次生木质部的管孔较大且分布密集;内含韧皮部呈圆形。微观构造显示均为散孔材,单管孔、径列复管孔,管孔排列分散,单穿孔,管间纹孔互列,系附物纹孔,椭圆形至近圆形,弦切面上明显;轴向薄壁组织量较多,叠生,主为傍管带状、环管状;木射线非叠生、较细密。与乔木树种降香黄檀的比较发现,降香黄檀为散孔材至似半环孔材;内含韧皮部无;髓心较小;轴向薄壁组织主要为傍管型以翼状、聚翼状,离管型为极小的带状;管孔密度较小。综上所述,7种黄檀属藤本或攀援植物的木材解剖构造上有很多相似之处,但也存在较大差异,主要在于:(1)木射线。红果黄檀和滇黔黄檀相同,以同形多列为主,偶见同形单列;斜叶黄檀和两粤黄檀相似,同形单列或多列,而前者为稀异形Ⅲ型;藤黄檀和白沙黄檀相似,以异形单列为主,偶见异形Ⅰ型,而前者极少异形Ⅲ型;弯枝黄檀以异形Ⅱ型为主,其次异形Ⅰ型、异形单列。(2)木射线宽度。藤黄檀和白沙黄檀1~2个细胞;斜叶黄檀、两粤黄檀和弯枝黄檀1~3个细胞;滇黔黄檀1~4个细胞、多数2~3个;红果黄檀1~5个细胞、多数3~4个。(3)髓心内含物。以金黄色为主,但红果黄檀为银白色,斜叶黄檀无或不明显。 展开更多

关键词 黄檀属 藤本植物 攀援植物 木材 解剖学特征

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木薯MePCS1基因的克隆、表达分析及功能验证

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作者 梁宝娟 葛玉建 +6 位作者 侯静怡 张慧敏 任治欣 耿梦婷 王亚杰 郭建春 姚远 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期2243-2250,共8页

植物络合素合酶(PCS)是催化植物络合素(PC)合成的关键酶,PC可通过络合作用减轻重金属对植物的毒害。土壤重金属污染增加木薯食用安全风险,对木薯络合素合酶基因MePCS1进行功能分析,对木薯重金属减控研究具有重要意义。本研究通过PCR技... 植物络合素合酶(PCS)是催化植物络合素(PC)合成的关键酶,PC可通过络合作用减轻重金属对植物的毒害。土壤重金属污染增加木薯食用安全风险,对木薯络合素合酶基因MePCS1进行功能分析,对木薯重金属减控研究具有重要意义。本研究通过PCR技术克隆了SC8木薯品种的MePCS1基因的编码区,全长为1512 bp,共编码503个氨基酸。蛋白序列分析表明:MePCS1蛋白为亲水性蛋白,含有41个磷酸化位点和2个糖基化位点,不含有信号肽。构建系统进化树发现,木薯MePCS1蛋白与橡胶树的PCS蛋白亲缘关系最近。利用qPCR技术分析表明,MePCS1基因在茎中表达量最高;在木薯块根发育过程中,MePCS1基因在块根膨大期的表达量最高;铅(Pb)胁迫诱导MePCS1基因表达。MePCS1基因能提高BY4741酵母对Pb的耐受能力。本研究结果为进一步解析MePCS1基因功能特性及其对木薯的Pb减控机制提供新的信息。 展开更多

关键词 植物络合素合酶 重金属Pb胁迫 酵母表达

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7种黄檀属植物心材挥发油的成分分析及其抗菌活性 被引量：20

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作者 王军 王昊 +5 位作者 杨锦玲 蔡彩虹 王佩 董文化 梅文莉 戴好富 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2019年第7期1336-1345,共10页

为了研究7种黄檀属(Dalbergia L.)植物心材的挥发性成分及其抗菌活性,采用水蒸气蒸馏法提取黄檀属植物心材的挥发性成分,气相色谱质谱联用技术(GC-MS)对其化学成分进行分析;采用滤纸片琼脂扩散法测定挥发性成分的抗菌活性。结果表明,两... 为了研究7种黄檀属(Dalbergia L.)植物心材的挥发性成分及其抗菌活性,采用水蒸气蒸馏法提取黄檀属植物心材的挥发性成分,气相色谱质谱联用技术(GC-MS)对其化学成分进行分析;采用滤纸片琼脂扩散法测定挥发性成分的抗菌活性。结果表明,两粤黄檀检出9种成分,占总含量的98.93%;斜叶黄檀检出6种成分,占总含量的91.80%;交趾黄檀检出13种成分,占总含量的86.23%;海南黄檀检出9种成分,占总含量的94.86%;降香黄檀检出8种成分,占总含量的97.38%;东京黄檀检出8种成分,占总含量的97.72%;白沙黄檀检出23种成分,占总含量的79.45%。两粤黄檀和斜叶黄檀相对百分含量最大的成分为榄香素,分别为83.38%和73.03%;交趾黄檀中相对百分含量最大的成分为美迪紫檀素,为27.72%;海南黄檀中相对百分含量最大的成分为亚油酸,为42.80%;降香黄檀和东京黄檀中相对百分含量最大的成分为(7R,10S)-2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳-6-醇及其同分异构体,二者之和分别为60.37%和53.23%;白沙黄檀中已鉴定出且相对百分含量较大的成分为榄香素,为7.81%。黄檀属植物心材挥发性成分主要有苯丙素类、倍半萜类、黄酮类、脂肪酸类和甾体等,黄檀属植物心材的挥发性成分均对金黄色葡萄球菌具有抑制作用,部分挥发油对不同的农业病原菌具有一定的抑制作用。本研究为黄檀属植物的资源保护和开发利用提供了科学依据。 展开更多

关键词 黄檀属植物心材 化学成分 气相色谱-质谱联用 抗菌活性

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西沙群岛4种木材的解剖学研究 被引量：7

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作者 王军 段瑞军 +3 位作者 黄圣卓 洪少友 梅文莉 戴好富 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期603-608,共6页

报道了西沙群岛4种植物[水芫花(Pemphis acidula)、海人树(Suriana maritima)、海岸桐(Guettarda speciosa)和银毛树(Tournefortia argentea)]的木材解剖学特征,为其木材识别、系统分类及植物保育等方面研究提供依据。采用数码显微的方... 报道了西沙群岛4种植物[水芫花(Pemphis acidula)、海人树(Suriana maritima)、海岸桐(Guettarda speciosa)和银毛树(Tournefortia argentea)]的木材解剖学特征,为其木材识别、系统分类及植物保育等方面研究提供依据。采用数码显微的方法,对4种植物树皮、木材宏观及微观构造进行观测。结果表明:水芫花、海人树、海岸桐树皮呈褐色,管孔分布类型为散孔材;银毛树树皮呈银白色,管孔分布类型为散孔材至半环孔材。水芫花和海人树的木材质地较重硬,髓部较小;海岸桐和银毛树的木材质地较轻软,髓部较大。4种植物木材导管分子长度均较短,不超过800μm。水芫花、海人树和海岸桐管孔组合以径列复管孔为主,银毛树则以管孔团为主。银毛树的轴向薄壁组织最为发达,并具有小型导管。水芫花木射线同形单列为主;海人树和海岸桐的木射线为异型II型,2列至4列为主,常同一射线内出现2~3次多列部分;银毛树以同形多列为主。 展开更多

关键词 水芫花 海人树 海岸桐 银毛树 木材解剖学研究

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