植物类胡萝卜素生物代谢途径及其功能研究进展 被引量：3

1

作者 刘源 赵冉 +1 位作者 卢振芳 李瑞丽 《生物技术通报》 北大核心 2025年第5期23-31,共9页

类胡萝卜素(carotenoids)是一类在动物、植物和微生物中广泛存在的重要次生代谢物质,由链状或环状的亲脂性类异戊二烯构成,主要包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素等。植物类胡萝卜素作为天然色素,对于植物观赏品质的形成具有重要作... 类胡萝卜素(carotenoids)是一类在动物、植物和微生物中广泛存在的重要次生代谢物质,由链状或环状的亲脂性类异戊二烯构成,主要包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素等。植物类胡萝卜素作为天然色素,对于植物观赏品质的形成具有重要作用。同时,它也是植物光合辅助色素,可以帮助植物吸收太阳光能并转化为化学能,从而维持植物正常生长发育。此外,类胡萝卜素还是合成维生素A的前体,对人类营养健康有重要意义。植物类胡萝卜素生物代谢途径包含前体合成途径、类胡萝卜素合成途径和类胡萝卜素降解途径,对其中关键基因的功能解析有助于进一步理解植物类胡萝卜素代谢调控机制。本文全面梳理了植物类胡萝卜素生物代谢途径,系统总结了植物类胡萝卜素生物学功能的研究进展,特别是在植物光保护、园艺和农艺性状改良、抵抗非生物胁迫和参与植物激素信号调控中的重要功能。该综述为深入探究植物类胡萝卜素功能及其生物代谢调控机制提供理论基础,为加速分子设计育种提供了有价值的资源。 展开更多

关键词 类胡萝卜素 生物代谢途径 基因功能 非生物胁迫 调控机制

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杨树PtoXTH34基因过表达提高烟草抗旱性 被引量：1

2

作者 郝玄瑞 姜妍 +1 位作者 王宇倩 盖颖 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第1期63-71,共9页

【目的】探究杨树木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PtoXTH34在植物响应干旱胁迫过程中发挥的功能。【方法】将杨树PtoXTH34基因在烟草中异源表达,并进行干旱胁迫,分析过表达烟草表型以及光合作用、抗逆等指标的变化。【结果】(1)过表达Pto... 【目的】探究杨树木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PtoXTH34在植物响应干旱胁迫过程中发挥的功能。【方法】将杨树PtoXTH34基因在烟草中异源表达,并进行干旱胁迫,分析过表达烟草表型以及光合作用、抗逆等指标的变化。【结果】(1)过表达PtoXTH34基因能够显著降低离体烟草叶片的失水率。(2)干旱处理14 d后,对照植株出现明显的枯萎现象,而过表达PtoXTH34烟草叶片生长良好,仍为绿色,且过表达PtoXTH34植株的株高和茎直径均显著高于对照植株。(3)干旱处理14 d后,对照植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均趋近于0,而过表达PtoXTH34烟草的各项光合指标均极其显著高于对照植株,且高于干旱处理前。(4)干旱处理14 d后,对照植株体内的H2O2和MDA含量均出现大幅上升,且显著高于过表达PtoXTH34植株,对照植株出现活性氧积累现象,且叶片损伤程度较大,而过表达PtoXTH34植株并未出现此现象。【结论】过表达PtoXTH34烟草通过降低叶片失水率,提升光合作用,清除活性氧积累,进而提高植株的抗旱性。本研究为揭示杨树PtoXTH34的基因功能奠定了基础,丰富了林木分子育种的基因资源。 展开更多

关键词 杨树 基因表达 木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因 抗旱性 光合作用 烟草

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组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理对杨树茎生长发育的影响

3

作者 寇焙森 程萌萌 +4 位作者 郭雪琴 葛彬 刘迪 陆海 李慧 《生物技术通报》 北大核心 2025年第1期240-251,共12页

【目的】探究组蛋白乙酰化修饰在杨树茎生长发育中的分子机制。【方法】利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(trichostatin A, TSA)对84K杨树(Populus alba×P. glandulosa)进行不同时间处理,采用Western blot检测杨树茎中组蛋... 【目的】探究组蛋白乙酰化修饰在杨树茎生长发育中的分子机制。【方法】利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(trichostatin A, TSA)对84K杨树(Populus alba×P. glandulosa)进行不同时间处理,采用Western blot检测杨树茎中组蛋白乙酰化水平变化情况,然后用RNA-Seq技术对其茎中基因表达谱进行转录组分析,最后利用石蜡切片和扫描电镜观察木质部的表型变化。【结果】Western Blot结果表明2μmol/L TSA处理2 h能明显提高茎中组蛋白H3的乙酰化水平,随着TSA处理时间延长,组蛋白H3的乙酰化水平进一步升高。转录组结果显示,TSA处理2 h、12 h共得到5 625个差异基因表达,其中2 h上调基因2 158个,下调基因1 556个;12 h上调基因905个、下调基因1 006个。GO功能分析发现,差异上调基因主要富集在细胞壁组分,DNA结合转录因子活性;差异下调基因主要富集在光合作用、响应非生物刺激等词条;KEGG通路分析发现差异上调基因显著富集到木质素合成等通路。表型分析结果显示,相较于未处理组,TSA处理导致植株高度下降9.03%,但是茎直径和木质部厚度未见显著性差异。【结论】组蛋白H3乙酰化水平上升通过促进转录活性或细胞壁相关基因的表达来参与杨树茎的发育,从而影响植株的高度。 展开更多

关键词 转录组 组蛋白乙酰化 TSA 细胞壁 84K杨树

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植物内源激发子调控的胞内转运参与植物生长发育和逆境胁迫响应的研究进展

4

作者 李思博 钱虹萍 +3 位作者 徐昌文 王笑 林金星 崔亚宁 《生物技术通报》 北大核心 2025年第7期17-27,共11页

内源激发子是植物在感知到病原菌侵染或机械损伤时所释放的内源性信号分子。这些激发子一旦产生,能够被定位在细胞质膜上的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别,从而触发并放大免疫应答反应(如pattern-triggered immu... 内源激发子是植物在感知到病原菌侵染或机械损伤时所释放的内源性信号分子。这些激发子一旦产生,能够被定位在细胞质膜上的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别,从而触发并放大免疫应答反应(如pattern-triggered immunity,PTI)。内源激发子能够借助磷酸化、泛素化等蛋白修饰方式,对PRRs蛋白的胞吞作用进行调控,调节PRRs在胞内的循环或降解过程,进而影响免疫信号的传导。这些过程不但参与植物针对病原体的防御,而且与植物生长发育及逆境胁迫响应的调节相关。本文对植物内源激发子及其受体的最新研究进展进行了全面而系统的概述,详细探讨了内源激发子对PRRs胞内转运的调控,并深入分析了其在植物生长发育和抗性反应中的关键作用,以期为理解植物抗病反应的分子和细胞学机理提供全新视角。 展开更多

关键词 植物内源激发子 模式识别受体(PRRs) 胞内转运 植物免疫

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日本落叶松LkERF5过表达增强烟草耐旱性

5

作者 田明 王建洲 +1 位作者 景一凡 盖颖 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第6期101-110,共10页

【目的】日本落叶松是中国东北地区重要的造林树种,具有重要的生态和经济价值,但干旱胁迫严重影响其生长发育。ERF转录因子对日本落叶松响应干旱胁迫的影响尚不明确,本研究拟通过探究日本落叶松LkERF5基因在烟草干旱胁迫响应中的功能,... 【目的】日本落叶松是中国东北地区重要的造林树种,具有重要的生态和经济价值,但干旱胁迫严重影响其生长发育。ERF转录因子对日本落叶松响应干旱胁迫的影响尚不明确,本研究拟通过探究日本落叶松LkERF5基因在烟草干旱胁迫响应中的功能,为日本落叶松耐旱机制的解析和林木抗逆分子育种奠定理论基础。【方法】从日本落叶松中克隆LkERF5基因并分析其序列特征;通过在烟草中瞬时表达,确定LkERF5的亚细胞定位;利用酵母系统检测LkERF5的转录激活活性;采用叶盘转化法将LkERF5基因转化烟草,对比分析野生型(WT)和LkERF5转基因烟草在干旱胁迫下的表型和生理生化指标差异。【结果】(1)LkERF5含有1个AP2/ERF保守结构域,属于DREB-A5亚家族。(2)LkERF5定位在细胞核,具有转录激活活性。(3)干旱处理14 d后,WT植株的叶片枯萎或死亡,而LkERF5转基因烟草的顶部叶片保持正常的生长状态。(4)干旱胁迫下,过表达LkERF5植株的可溶性糖和脯氨酸含量显著高于WT,渗透调节作用增强;过表达LkERF5植株的叶绿素含量、净光合速率和水分利用率显著高于WT,气孔导度、胞间CO_(2)浓度和蒸腾速率显著低于WT,光合作用增强;过表达LkERF5植株的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性显著高于WT,活性氧和丙二醛含量显著低于WT,细胞损伤减轻。【结论】过表达LkERF5烟草通过增加细胞渗透调节物质,提高光合作用,清除活性氧积累来提高植株的抗旱性。本研究不仅为解析日本落叶松的LkERF5基因功能提供了重要依据,并为日本落叶松种质资源的创新与改良提供了关键的候选基因资源。 展开更多

关键词 日本落叶松 LkERF5基因 转基因烟草 抗旱性 光合作用 基因表达

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家榆UpNOA1的克隆及其互作蛋白的筛选

6

作者 刘晓天 何毓琦 +1 位作者 刘畅 薛华 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期297-306,共10页

【目的】一氧化氮相关蛋白NOA1与植物体内NO水平有关,可能参与植物多种生理活动。克隆UpNOA1,分析其在家榆各组织中的表达情况,筛选与UpNOA1互作的蛋白,为研究家榆UpNOA1的功能提供依据。【方法】以家榆(Ulmus pumila L.)为试验材料,克... 【目的】一氧化氮相关蛋白NOA1与植物体内NO水平有关,可能参与植物多种生理活动。克隆UpNOA1,分析其在家榆各组织中的表达情况,筛选与UpNOA1互作的蛋白,为研究家榆UpNOA1的功能提供依据。【方法】以家榆(Ulmus pumila L.)为试验材料,克隆UpNOA1基因,运用生物信息学分析其结构域、进化树等,采用RT-qPCR分析UpNOA1的组织特异性表达情况。构建载体进行原核表达分析,获得纯化UpNOA1蛋白。利用His-PULL DOWN筛选并初步分析UpNOA1的互作蛋白。【结果】家榆UpNOA1编码区全长1698 bp,共编码565个氨基酸,包含1个保守的GTP/Mg2+结合位点。经预测,UpNOA1蛋白定位于叶绿体。UpNOA1蛋白与美国榆UaNOA1蛋白序列同源性最高。RT-qPCR分析发现,UpNOA1在叶片中表达量最高,种子次之。经HisPULL DOWN筛选,共获得131个UpNOA1互作蛋白,且与遗传信息处理相关的核糖体蛋白最多。经比对,有25个蛋白与抗逆和GTP相关。【结论】克隆获得UpNOA1,在叶片中表达量最高,种子次之。鉴定到131个UpNOA1互作蛋白,其中有25个蛋白与抗逆和GTP相关。 展开更多

关键词 家榆 NOA1 组织特异性表达 PULL DOWN 互作蛋白

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6个白杨派杂种无性系的生长性状及抗虫性比较

7

作者 宋佳力 齐婉芯 +2 位作者 郭斌 毛建丰 安新民 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第5期65-74,共10页

综合比较白杨派不同杂种无性系的生长性状与抗虫特性,以选育速生且抗虫性较强的优良无性系。以具有共同亲本的153、158、175、190、626、77共6个白杨派杂交无性系为材料,开展3年生多点(山西平遥、屯留、襄汾)对比试验林,以LM50为对照(... 综合比较白杨派不同杂种无性系的生长性状与抗虫特性,以选育速生且抗虫性较强的优良无性系。以具有共同亲本的153、158、175、190、626、77共6个白杨派杂交无性系为材料,开展3年生多点(山西平遥、屯留、襄汾)对比试验林,以LM50为对照(直接繁育),对不同无性系的生长性状及二龄和四龄美国白蛾抗虫性进行测定,利用隶属函数法对其生长性状与抗虫性进行综合评价,初步选育兼具高产和抗虫能力的优良无性系。结果表明:平遥试验林平均树高最高,为(8.5±0.1)m;平遥试验林无性系626胸径最大(9.8 cm),屯留试验林无性系175胸径最大(6.1 cm),襄汾试验林无性系158胸径最大(10.6 cm)。美国白蛾幼虫对无性系175和190的取食叶质量与叶面积均小于LM50;饲喂无性系77叶片的四龄美国白蛾幼虫虫体增长量与相对生长率最低。方差分析表明,环境因素对无性系树高、胸径和材积性状均有极显著影响(P<0.01),多地试验林各无性系生长性状差异显著,各无性系生长性状间呈极显著正相关,生长性状与幼虫取食叶面积呈显著正相关,同虫龄幼虫在不同时间点的取食量呈现正相关。无性系的生长性状与抗虫性综合排序为175>190>158>77>LM50>626>153,初步筛选的优良无性系为175、190、158和77,其生长性状优于对照,且对美国白蛾幼虫具有较强的抵御能力,这为未来通过分子育种手段选育高抗虫性白杨新品种提供了优异种质材料。 展开更多

关键词 白杨派 杂交无性系 生长性状 美国白蛾 抗虫性

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光谱成像技术及其在植物中的应用研究进展 被引量：5

8

作者 李若凡 葛颜锐 +3 位作者 陈盈盈 吴丁洁 崔亚宁 李瑞丽 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期390-404,共15页

光谱成像技术能够同时获取样品的空间与化学信息,是研究复杂生物样品的有力工具。近年来,由于具备非入侵、无损测量等优势,光谱成像技术在食品与农产品检测、生物医学与环境监测等方面引起了越来越多的关注。同时,随着成像技术的发展,... 光谱成像技术能够同时获取样品的空间与化学信息,是研究复杂生物样品的有力工具。近年来,由于具备非入侵、无损测量等优势,光谱成像技术在食品与农产品检测、生物医学与环境监测等方面引起了越来越多的关注。同时,随着成像技术的发展,光谱成像技术在成像速度、波段数量、光谱分辨率、空间分辨率等方面的性能都得到了极大的提升,空间分辨率甚至可以打破衍射极限达到超分辨级别。本综述总结了拉曼光谱、红外光谱和近红外光谱等几种主要光谱成像技术的基本原理与性能,重点介绍了这类技术在植物细胞壁与木材研究、细胞结构与成分可视化、生物与非生物胁迫检测以及种子的无损测量等领域中的应用进展,并对这一类技术的发展潜力进行了探讨与总结,为今后光谱成像技术在植物研究领域的进一步发展与应用提供理论参考。 展开更多

关键词 成像 拉曼光谱 红外光谱 近红外光谱 细胞壁 细胞结构

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植物赤霉素氧化酶及其功能研究进展 被引量：5

9

作者 吴丁洁 陈盈盈 +3 位作者 徐静 刘源 张航 李瑞丽 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期43-54,共12页

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应。GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化。赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤... 赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应。GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化。赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤霉素生物合成和分解代谢途径中起到复杂的调节作用。GA20ox(gibberellin 20 oxidase)、GA3ox(gibberellin 3 oxidase)和GA2ox(gibberellin 2 oxidase)均属于赤霉素氧化酶基因家族,GA20ox和GA3ox是赤霉素生物合成过程中的限速酶,而GA2ox是赤霉素分解代谢的关键酶,三者共同参与GA生物合成途径的调节,从而保障植物在生长发育以及与环境相互作用过程中对GA的需求。赤霉素氧化酶参与调控植物生长发育的多个阶段,受到外界环境和内源因素的精密调控,目前已经在拟南芥、水稻、杨树等物种中克隆表达,其在不同物种之间的功能存在差异。本文主要围绕GA20ox、GA3ox和GA2ox三种酶进行介绍,对植物赤霉素氧化酶的特性、时空表达进行了阐述,并重点总结了赤霉素氧化酶的功能及其研究进展,以期为今后系统开展赤霉素氧化酶基因功能研究提供理论依据。 展开更多

关键词 赤霉素氧化酶 基因功能 生长发育 非生物胁迫 时空表达

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RNA甲基化与乙酰化修饰在植物生长发育过程中的研究进展 被引量：1

10

作者 张严妍 路笃贤 +3 位作者 左新秀 李岩竣 林金星 崔亚宁 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期108-121,共14页

RNA修饰是一类重要的表观遗传修饰,它是指在RNA分子的碱基或核糖上添加化学修饰基团。RNA甲基化和乙酰化是其中两种关键的修饰类型,它们通过调控生物的遗传信息来行使重要的生物功能。这两种修饰均是由writers(编码器)、erasers(消码器)... RNA修饰是一类重要的表观遗传修饰,它是指在RNA分子的碱基或核糖上添加化学修饰基团。RNA甲基化和乙酰化是其中两种关键的修饰类型,它们通过调控生物的遗传信息来行使重要的生物功能。这两种修饰均是由writers(编码器)、erasers(消码器)和readers(解码器)三类调控因子进行动态可逆的调控,对RNA剪接、转运、翻译、运输和降解等代谢过程产生至关重要影响。近年来,随着RNA修饰检测技术的发展,研究者在植物中发现了一些新的RNA修饰位点,并证实了RNA的甲基化和乙酰化修饰在植物的生长发育以及应对生物和非生物胁迫方面起着关键的作用。本文首先概述了RNA修饰的类型及其生物学特性,并在此基础上重点回顾了近年来关于RNA甲基化和乙酰化调控因子的研究进展,最后总结了RNA甲基化和乙酰化在植物生长发育和应对胁迫过程中的功能,并展望了RNA修饰在植物中的一些新的研究方向,以期为进一步开展植物中的RNA甲基化和乙酰化修饰相关研究提供理论依据和新思路。 展开更多

关键词 RNA修饰 甲基化 乙酰化 生物胁迫 非生物胁迫

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蛋白的翻译后修饰调控植物囊泡转运的研究进展 被引量：1

11

作者 耿若涵 王炳贺 +3 位作者 徐昌文 钱虹萍 林金星 崔亚宁 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期139-148,共10页

蛋白质翻译后修饰是蛋白质合成后经历的一系列化学修饰过程,这些修饰能够显著影响蛋白质的结构、定位、稳定性和功能。在细胞生物学中,蛋白质翻译后修饰在几乎所有的细胞信号通路和调控网络中扮演着至关重要的角色,尤其是在囊泡转运这... 蛋白质翻译后修饰是蛋白质合成后经历的一系列化学修饰过程,这些修饰能够显著影响蛋白质的结构、定位、稳定性和功能。在细胞生物学中,蛋白质翻译后修饰在几乎所有的细胞信号通路和调控网络中扮演着至关重要的角色,尤其是在囊泡转运这一细胞内物质运输的关键过程中,蛋白质翻译后修饰对于蛋白质的运输调控和信号传导具有决定性的影响。囊泡转运是指细胞内物质通过囊泡从一处运输到另一处的过程,这一过程涉及多个步骤,包括囊泡的形成、运输、融合等。在这个过程中,蛋白质的正确修饰和定位对于囊泡的形成和运输方向至关重要。本文首先介绍了几种重要的蛋白翻译后修饰的作用及分类,随后,系统地总结了蛋白质翻译后修饰在囊泡转运中的研究进展,为揭示细胞内囊泡转运的分子机制、深入研究膜蛋白生物学功能提供重要参考。未来,应进一步探索蛋白质翻译后修饰在植物囊泡转运中的具体机制,以及这些机制如何影响植物的生长发育和环境适应性。这一研究将为植物遗传改良和抗逆境育种提供新的策略和方法,有助于提高作物的产量和品质,增强植物对环境变化的适应能力。总之,通过深入研究这一领域,不仅有助于我们揭示植物细胞中特定蛋白质修饰的基本原理,还可能为改良作物性状和提高植物抗逆境能力提供新的策略。 展开更多

关键词 蛋白质翻译后修饰 囊泡转运 细胞生长与发育 植物适应性 植物生长性能

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日本落叶松LkF3H2基因克隆及调控类黄酮代谢功能研究 被引量：1

12

作者 李灿 蒋湘宁 盖颖 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期245-252,共8页

【目的】日本落叶松黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase 2,LkF3H2)基因在类黄酮生物合成过程中发挥着重要的调控功能。探究LkF3H2基因在日本落叶松中发挥的具体功能和植物类黄酮生物代谢过程。【方法】根据实验室前期转录组数据克... 【目的】日本落叶松黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase 2,LkF3H2)基因在类黄酮生物合成过程中发挥着重要的调控功能。探究LkF3H2基因在日本落叶松中发挥的具体功能和植物类黄酮生物代谢过程。【方法】根据实验室前期转录组数据克隆日本落叶松LkF3H2基因并进行生物信息学分析及组织表达分析。随后将该基因转化烟草进行转基因烟草组织表达分析及类黄酮含量测定,以探究基因表达量与类黄酮含量之间的关系。【结果】LkF3H2基因cDNA序列长度为1074 bp,其蛋白编码358个氨基酸,分子式C_(1785)H_(2807)N_(481)O_(541)S_(18),分子量为40.24 kD,该蛋白是不稳定的亲水性蛋白且不含信号肽;同时系统进化分析得出日本落叶松LkF3H2与火炬松、辐射松、白云杉和欧洲云杉F3H亲缘关系较近并且该蛋白含有保守结构域2OG-Fe(Ⅱ)oxygenase superfamily,属于2-酮戊二酸依赖性双加氧家族。另外组织表达分析显示LkF3H2基因在一月龄日本落叶松幼苗叶中表达量最高,在一年生日本落叶松幼苗茎中表达量最高,并且在转基因烟草叶中也显示了最高的表达量。值得一提的是,转基因烟草叶中的类黄酮含量也是最高的,其次为茎和根,转基因烟草中类黄酮含量与LkF3H2基因表达量呈正相关关系。【结论】日本落叶松LkF3H2基因属于2-酮戊二酸依赖性双加氧家族并且在类黄酮生物合成过程中发挥着重要功能。 展开更多

关键词 黄烷酮3-羟化酶基因 转基因烟草 组织表达 类黄酮

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高通量测序技术与电镜技术在RNA表观修饰研究中的应用

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作者 卜芋芬 苏钰莹 +1 位作者 荆艳萍 林金星 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期724-732,共9页

RNA表观遗传学是继DNA表观遗传学和蛋白表观遗传学的发展而兴起的新兴研究领域。已有的研究结果表明,RNA表观遗传修饰对RNA的加工代谢和生物学过程具有调控作用,在生命科学的多个领域已显示出巨大的应用潜力和商业前景。RNA表观遗传修... RNA表观遗传学是继DNA表观遗传学和蛋白表观遗传学的发展而兴起的新兴研究领域。已有的研究结果表明,RNA表观遗传修饰对RNA的加工代谢和生物学过程具有调控作用,在生命科学的多个领域已显示出巨大的应用潜力和商业前景。RNA表观遗传修饰的研究有助于进一步阐明生命活动调控的复杂机制。本文将关注于RNA表观遗传修饰研究中各种技术手段的应用,特别聚焦于高通量测序技术和电镜技术在RNA表观修饰研究中的应用情况以及相关局限性,并对这两种技术在未来可能的联合应用提出了展望。 展开更多

关键词 RNA表观修饰 高通量测序技术 电镜技术 应用

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山杏种子PsMATE40基因启动子的克隆及驱动表达分析 被引量：1

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作者 王紫睿 刘潇菡 +1 位作者 修宇 林善枝 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期192-201,共10页

【目的】转运蛋白PsMATE40在山杏种子苦杏仁苷转运中起到重要作用。克隆PsMATE40基因特异启动子并分析其驱动基因表达活性,为PsMATE40基因及其启动子的应用奠定基础。【方法】依据前期克隆得到的PsMATE40基因,以山杏种子基因组DNA为模板... 【目的】转运蛋白PsMATE40在山杏种子苦杏仁苷转运中起到重要作用。克隆PsMATE40基因特异启动子并分析其驱动基因表达活性,为PsMATE40基因及其启动子的应用奠定基础。【方法】依据前期克隆得到的PsMATE40基因,以山杏种子基因组DNA为模板,通过染色体步移克隆得到PsMATE40基因特异启动子全长序列(命名为ProPsMATE40),预测分析其顺式调控元件,采用GUS组织化学染色分析检测启动子活性;利用无缝克隆方法分别构建组成型启动子CaMV35S和特异启动子ProPsMATE40驱动的PsMATE40基因的植物表达载体,开展农杆菌介导的烟草瞬时转化,利用RT-qPCR技术比较分析它们驱动PsMATE40基因的转录表达。【结果】山杏种子PsMATE40基因启动子全长序列为1964 bp,含有2种启动子核心元件(CAAT-box和TATA-box)、多种激素信号(生长素、茉莉酸和水杨酸等)响应元件和胁迫(光、干旱和损伤等)响应元件以及种子发育调控元件等,自身特异启动子ProPsMATE40驱动的PsMATE40基因表达水平明显高于CaMV35S。【结论】山杏种子PsMATE4基因表达可能受植物激素以及生物与非生物胁迫等多种因素的复杂调控,而自身启动子可有效促进PsMATE40基因的转录表达。 展开更多

关键词 山杏种子 苦杏仁苷 PsMATE40基因 特异启动子 克隆 顺式调控元件 驱动表达分析

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利用异速生长模型和博弈论解析藏川杨主干动态生长的遗传调控机制

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作者 危学达 王玉 +4 位作者 丁孟东 吴双 梁丹 叶梅霞 邬荣领 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期154-164,共11页

【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高... 【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高度与直径性状的动态生长互作微分方程,利用系统作图构建藏川杨主干生长遗传解析的统计模型。进一步以藏川杨自然群体作为研究材料,调查其在温室内的生长动态数据,结合本群体的高通量分子标记数据,开展藏川杨的全基因组基因定位工作。【结果】藏川杨主干高度和直径的整体生长曲线符合Logistic生长曲线,拆分整体生长曲线发现,藏川杨主干的直径生长对高度生长具有抑制作用,而高度生长对直径生长具有促进作用。所有藏川杨高度和直径的个体拟合优度>0.90,且2个性状拟合的残差均服从随机分布,说明使用广义Lotka-Volterra微分方程来拟合藏川杨高度和直径效果很好。基于功能作图方法共定位到78个显著位点,可注释到52个候选基因。以2号染色体上最显著的SNP为例,对藏川杨高度和直径进行遗传解析,发现该SNP的3种基因型(AA、AC、CC)具有相似的高度–直径相互作用模式。该SNP对整体生长、独立生长和依赖生长发挥了不同方式的遗传效应。对定位到的显著位点进行功能注释,可将这些位点所在的基因分为:与木质素/细胞壁合成相关基因、与生长发育相关基因、与抗病抗逆性相关基因、与光合作用相关基因这4类。【结论】结合异速生长模型和博弈理论的基因定位模型,可检测基因如何通过合作或竞争策略来调控藏川杨主干的大小,识别树干动态生长的过程和模式,相关模型也可为其他物种重要性状之间的深层次遗传解析提供借鉴。 展开更多

关键词 藏川杨 博弈论 异速生长模型 高度 直径 数量性状位点

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14-3-3蛋白及其在植物中的功能研究进展

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作者 陈盈盈 吴丁洁 +4 位作者 刘源 张航 刘艳娇 王晶宇 李瑞丽 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期12-22,共11页

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用... 14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用发生显著变化,进而调控靶蛋白的功能。不同物种中含有多种亚型的14-3-3蛋白,这些不同的亚型蛋白通过与其他蛋白的相互作用来影响植物的生长发育等过程。本文概述了14-3-3蛋白在植物中的种类、亚细胞定位以及在组织中的表达情况,重点总结了14-3-3蛋白在植物激素信号转导、生长发育及胁迫响应中的功能,以期为今后系统开展14-3-3蛋白的研究提供理论依据。 展开更多

关键词 14-3-3蛋白 激素信号转导 生长发育 胁迫响应

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木质素单体跨膜转运的技术研究进展

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作者 毛馨艺 兰芸 +5 位作者 张准 张叶卓 金琪 赵美棋 曾子柽 李晔 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期198-207,共10页

木质素(lignin)作为一种重要的可再生资源,主要集中在植物的次生细胞壁中,在植物的营养物质运输、机械支持和病原体防御等生理过程中发挥着关键作用。木质素的形成过程包括3个主要环节:单体的胞内合成、跨膜转运以及胞外聚合。深入探究... 木质素(lignin)作为一种重要的可再生资源,主要集中在植物的次生细胞壁中,在植物的营养物质运输、机械支持和病原体防御等生理过程中发挥着关键作用。木质素的形成过程包括3个主要环节:单体的胞内合成、跨膜转运以及胞外聚合。深入探究木质素单体跨膜转运的分子机制,对揭示细胞壁形成分子机制及木材改良具有重要意义。基于此,本综述从转录组学、基因工程、点击化学、荧光显微成像、分子模拟等技术角度,对木质素单体跨膜转运的相关进展和最新技术进行了梳理和总结,阐述了木质素单体跨膜转运相关研究的新技术和存在的技术瓶颈,并对比分析了不同技术之间的优缺点,最后提出了木质素单体跨膜转运机制研究中仍存在的问题和面临的挑战。相信随着成像技术、结构生物学、人工智能等科技的飞速发展,将为进一步阐明木质素单体跨膜转运的分子机理提供有效的技术手段。期望本综述为木质素单体的相关研究提供新的思路和方法。 展开更多

关键词 木质素单体 跨膜转运 点击化学 分子模拟 荧光显微成像

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土壤与大气Cu处理下迎春的耐性和富集特征研究 被引量：1

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作者 王天琪 徐瑞瑞 +3 位作者 侯立娜 阮坤非 毕宁宁 刘忠华 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1656-1667,共12页

作为北京市常见园林灌木树种之一,迎春(Jasminum nudiflorum)因其在早春独特的观赏性而深受市民喜爱。Cu污染是北京市较为严重的重金属污染类型之一。为探讨迎春对城市Cu污染的修复作用,该文通过模拟北京市土壤和大气Cu污染条件,采用盆... 作为北京市常见园林灌木树种之一,迎春(Jasminum nudiflorum)因其在早春独特的观赏性而深受市民喜爱。Cu污染是北京市较为严重的重金属污染类型之一。为探讨迎春对城市Cu污染的修复作用,该文通过模拟北京市土壤和大气Cu污染条件,采用盆栽试验,设置9种不同浓度的土壤和大气Cu处理,以验证迎春Cu富集能力及生理生长特性。结果表明:(1)土壤和大气沉降处理均能显著增加迎春根、茎、叶中的Cu含量,其中土壤贡献率为63.48%~96.99%。各处理中Cu含量均表现为根>茎>叶。(2)大气处理下光化学转化效率(F_v/F_m)和相对叶绿素含量(SPAD值)提高,初始荧光(F_0)降低,光合能力增强,而土壤处理及土壤和大气双重处理则对迎春的光合作用产生抑制影响。(3)与大气处理相比,土壤处理及土壤和大气双重处理导致活性氧(ROS)积累增多,膜脂过氧化作用加剧,丙二醛(MDA)含量大幅升高,抗氧化酶活性与脯氨酸(PRO)含量逐渐下降,造成生物膜系统损伤。(4)低浓度Cu处理对迎春生长有促进作用,而高浓度Cu处理(SHAL、SHAH)则抑制迎春生长,迎春根系耐性指数(TI)最小值为69.19%,属于高耐受型植物。综上认为,在模拟北京市Cu污染处理下,迎春可以在维持自身正常生理生长活动的同时,有效吸收土壤和大气中的Cu。该研究结果为北京市Cu污染防治、生态环境修复提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 Cu处理 迎春 土壤和大气沉降处理 耐性 富集

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植物2n配子发生机理研究进展 被引量：3

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作者 张平冬 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-8,共8页

未减数配子是植物多倍化的源动力,也是植物多倍体育种的重要手段和工具。自然界植物多倍体的自发形成主要包括有性多倍化和无性多倍化2条途径,其中有性多倍化途径在植物界占据着绝对统治地位。本文在分析文献的基础上,从性母细胞减数分... 未减数配子是植物多倍化的源动力,也是植物多倍体育种的重要手段和工具。自然界植物多倍体的自发形成主要包括有性多倍化和无性多倍化2条途径,其中有性多倍化途径在植物界占据着绝对统治地位。本文在分析文献的基础上,从性母细胞减数分裂染色体行为、减数分裂微管骨架、细胞质分裂等异常细胞学现象,减数分裂转变调控以及2n配子发生的分子调控等3个方面,对植物2n配子发生机理研究进展进行了综述,并讨论了植物2n配子利用过程中存在的问题。指出综合利用高通量测序、生物信息学和多组学分析技术,发掘2n配子发生的关键基因,并验证其生物学功能,解析植物2n配子发生的分子调控机理,可能是未来植物2n配子发生机理研究领域的热点。提出综合利用生物信息学分析技术和CRISPR-Cas9等现代基因编辑技术,开展精准分子设计育种,可能是从根本上解决单倍性花粉授粉竞争问题、提高三倍体诱导效率的有效方法。 展开更多

关键词 2n配子 多倍化 细胞学机理 减数分裂转变 分子调控

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不同培养条件及其组合对杉木无性系T-c22组培苗不定根诱导的影响 被引量：3

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作者 郭琪 伍越 +5 位作者 郑会全 胡德活 胡瑞阳 韩娟 李云 孙宇涵 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期59-69,共11页

【目的】不定根诱导是杉木优良无性系繁殖的重要手段,杉木组织培养中不定根诱导受到多种因素影响,但起主导作用的关键因素尚不清楚。本研究通过比较不同培养条件对杉木不定根诱导的影响,以期研究出最适宜杉木生根的培养因素,为后续试验... 【目的】不定根诱导是杉木优良无性系繁殖的重要手段,杉木组织培养中不定根诱导受到多种因素影响,但起主导作用的关键因素尚不清楚。本研究通过比较不同培养条件对杉木不定根诱导的影响,以期研究出最适宜杉木生根的培养因素,为后续试验和研究奠定基础。【方法】以杉木T-c22无性系为试验材料,通过改变营养物质条件、植物生长调节剂种类及浓度、去除针叶情况、有无活性炭、光照条件以及不同光质等不同培养因素,统计杉木生根的各种指标,研究不同培养因素以及不同因素与光照之间的交互作用对杉木生根的影响。【结果】(1)光照比黑暗显著提高杉木组培苗的株高、生根率、平均根数以及平均根长,显著抑制杉木的根鲜质量。(2)白光和红光均能提高杉木的生根率,生根率达100%;白光能够显著提高杉木的生根数量;红光和蓝光均会显著降低杉木的根长,但能够显著提高杉木无菌苗的株高。(3)添加IBA、NAA等单一植物生长调节剂显著提高杉木的株高、平均生根数量、平均根长、根鲜质量以及根干质量;光照和单一生长调节剂的交互作用显著提高平均根数以及平均根长。(4)培养基中含有适量营养成分会显著提高杉木的生根率、生根数量、平均根长、平均根鲜质量以及平均根干质量;光照和有无营养的交互作用显著提高杉木的株高和平均根长。(5)去针叶显著提高杉木无菌苗株高、根的平均长度及平均干质量;光照和有无去针叶的交互作用对杉木不定根的诱导没有显著的影响。(6)活性炭显著降低杉木无菌苗的生根率、生根数量、根鲜质量以及根干质量;活性炭和光照的交互作用显著降低杉木的生根率以及平均根长。【结论】本研究中影响杉木T-c22无性系生根的因素重要性排序为:营养物质>植物生长调节剂的种类和浓度>不同光质>光照时间以及光照与其他因素的交互作用>有无去针叶和活性炭。最适宜杉木T-c22无性系生根的培养基配方为1/2MS+NAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L;最适宜杉木生根的培养条件为添加适宜的营养物质、适宜浓度的植物生长调节剂(NAA 0.5 mg/L)、去除部分针叶以及红光(16 h/d)处理。 展开更多

关键词 杉木 不定根诱导 光照 植物生长调节剂 活性炭 组织培养

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