近年我国甘蔗品种的育种成就与发展趋势 被引量：2

1

作者 张跃彬 赵培方 +1 位作者 胡朝晖 阙友雄 《中国糖料》 2024年第1期87-92,共6页

甘蔗是我国主要的糖料作物,不断进行品种改良更新是甘蔗产业持续发展的重要保障。近20年来,我国甘蔗育种机构根据主产蔗区旱坡地蔗区占70%以上,当家品种‘新台糖22号’、‘新台糖20号’等低产低糖的状况,不断收集和引进优异甘蔗种质资源... 甘蔗是我国主要的糖料作物,不断进行品种改良更新是甘蔗产业持续发展的重要保障。近20年来,我国甘蔗育种机构根据主产蔗区旱坡地蔗区占70%以上,当家品种‘新台糖22号’、‘新台糖20号’等低产低糖的状况,不断收集和引进优异甘蔗种质资源,使我国种质资源总量达5962份,发掘和创制了‘CP81-1254’、‘桂糖92-66’、‘云蔗94-343’等一批优异育种亲本;同时,攻克杂交利用技术,研究形成集“家系评价、早期抗性鉴定、糖分高效检测、理想株型选择”为一体的育种技术体系,成功育成了‘桂糖42号’、‘桂柳05136’、‘云蔗081609’、‘桂糖44号’、‘云蔗0551’等一批高糖高产新品种,实现了我国第五代品种更新。面对我国蔗糖产业发展的新要求,当前我国甘蔗育种还存在适宜机械化作业的品种改良滞后和甘蔗生物育种进展缓慢等问题,今后将加强以机械化应用为目标的抗倒伏、宿根性强、分蘖力强的品种选育,加快转基因甘蔗新品种的培育,持续强化健康种苗的繁育推广应用。 展开更多

关键词 甘蔗 品种改良 发展趋势

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甘蔗宿根关键性状及其在宿根性快速评价中的应用 被引量：1

2

作者 覃伟 张保青 +9 位作者 黄玉新 周珊 赵丽萍 李纯佳 李旭娟 张静 李傲梅 任生林 黄东亮 刘新龙 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期399-412,共14页

甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长,其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料,分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状(宿根发株率和地上部蔗株生物量)两季宿根力的快速... 甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长,其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料,分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状(宿根发株率和地上部蔗株生物量)两季宿根力的快速评价。结果表明甘蔗宿根力受环境影响较大,两个试验点所有宿根力指标均存在极显著差异,且指标之间均呈极显著正相关。主成分分析在两个试验点(云南开远和广西隆安)均仅提取到1个主成分,贡献率分别为80.25%和62.68%。聚类分析将212份种质分为5个类群,第Ⅰ类4个宿根力指标均处于高水平,有9份种质,可作为强宿根第一梯队资源;第Ⅱ类群、第Ⅲ类群共有38份种质,各宿根力指标均处于较高水平或个别宿根力指标非常突出,可作为强宿根第二梯队资源;第Ⅳ类群、第Ⅴ类共有165份种质资源,各宿根力指标均一般或较差。综合以上,利用筛选出来的强宿根资源改良甘蔗品种宿根性,降低甘蔗生产成本对于产业的可持续发展具有重要意义。 展开更多

关键词 甘蔗 宿根性 权重 快速评价

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不同授粉方式对香蕉花粉萌发与花粉管生长的影响及显微观察

3

作者 李羽佳 王筱语 +4 位作者 王安邦 连子豪 许奕 唐文 李敬阳 《种子》 北大核心 2024年第8期134-138,共5页

以可育、高结实率香蕉野生种质资源小果野蕉(AA)及粉蕉栽培品种热粉1号(ABB)为材料,观察香蕉花、子房、胚珠结构,研究不同授粉方式对花粉萌发、花粉管生长的影响。结果表明,小果野蕉自花授粉后花粉萌发率高,萌发数量随授粉时间递增,授粉... 以可育、高结实率香蕉野生种质资源小果野蕉(AA)及粉蕉栽培品种热粉1号(ABB)为材料,观察香蕉花、子房、胚珠结构,研究不同授粉方式对花粉萌发、花粉管生长的影响。结果表明,小果野蕉自花授粉后花粉萌发率高,萌发数量随授粉时间递增,授粉3 d时达到峰值,后不再变化。花粉管生长迅速,授粉后8 h可到达花柱中部,24 h可到达子房,受精过程可持续1~3 d。不同授粉方式下,自花授粉花粉萌发数量显著高于异花授粉,达到萌发峰值比异花授粉早2 d。且异花授粉花粉管会产生畸形,如花粉管短粗、末端粗壮膨大、形状扭曲等。综上,野生香蕉种质资源自交亲和,花粉萌发、花粉管伸长、受精过程发育良好,是理想的杂交材料。异花授粉时花粉与柱头的亲和性降低、花粉管萌发异常、栽培种胚珠发育不完全等因素致使杂交育种效率低。 展开更多

关键词 香蕉 杂交育种 花粉管 显微观察

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橡胶树CRISPR/Cas9编辑植株出现预期表型的突变阈值

4

作者 杨先锋 林秋飞 +4 位作者 JINU Udayabhanu 李季 钱遵超 邓玉婷 黄天带 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1521-1527,共7页

本课题组前期在橡胶树原生质体中分别实现了基于CRISPR/Cas9-RNP及质粒介导的瞬时转化基因编辑,并以HbPDS基因为靶标,在橡胶树愈伤组织中实现了农杆菌介导的稳定转化基因编辑,并获得了出现白化表型的愈伤组织,但由于橡胶树愈伤诱导体胚... 本课题组前期在橡胶树原生质体中分别实现了基于CRISPR/Cas9-RNP及质粒介导的瞬时转化基因编辑,并以HbPDS基因为靶标,在橡胶树愈伤组织中实现了农杆菌介导的稳定转化基因编辑,并获得了出现白化表型的愈伤组织,但由于橡胶树愈伤诱导体胚的技术还不稳定,导致未能获得基因编辑植株。为了获得橡胶树基因编辑幼苗,本研究继续以HbPDS基因为靶标,改用橡胶树体胚为侵染受体,开展农杆菌介导的遗传转化,经潮霉素抗性筛选获得增殖的T_0代抗性体胚,通过Cas9基因分子检测共挑选出116个阳性转化体胚,通过对靶点处的测序检测发现有5个胚块发生了基因编辑,编辑效率为4.3%。通过植株再生程序,获得了2株再生植株,表型观测均是嵌合体,表现为同一编辑植株上同时存在绿色及白化叶片。同时取白化叶片和绿色叶片进行高通量测序,发现二者均已发生了基因编辑,除了1个白化叶片发生了纯合双等位突变之外,其余叶片均为嵌合突变。其中,白化叶片编辑细胞的占比介于86%~100%之间,而绿色部位编辑细胞所占比例介于66%~69%之间,说明橡胶树CRISPR/Cas9编辑植株出现预期表型的突变阈值高于69%,介于70%~85%之间,为今后创制有表型的橡胶树基因编辑幼苗提供理论指导。同时,本研究证明了T_0代转化体胚及其获得的再生植株嵌合比例太高,不宜作为植株再生的材料,为今后通过对T_0代阳性体胚进行继代获得T_1代纯合体胚,并以T_1代体胚为转化受体获得纯合基因编辑植株提供思路。本研究首次公开报道获得了橡胶树基因编辑植株,尽管是嵌合植株,但也增进了对CRISPR/Cas9在橡胶树中作用的理解,为下一步在橡胶树中改进并应用基因编辑技术奠定基础。 展开更多

关键词 橡胶树 CRISPR/Cas9 HbPDS基因 基因编辑 突变阈值

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菠萝AcNINV家族全基因组分离及表达分析

5

作者 吴建阳 陈妹 +1 位作者 姚艳丽 张秀梅 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期598-610,共13页

【目的】鉴定出菠萝NINV家族全基因组成员,初步阐明NINV基因与蔗糖代谢的关系。【方法】采用生物信息学方法鉴定并分析菠萝NINV家族全基因组成员,通过实时荧光定量PCR分析其表达特性,利用HPLC对蔗糖含量进行测定。【结果】在菠萝中共鉴... 【目的】鉴定出菠萝NINV家族全基因组成员,初步阐明NINV基因与蔗糖代谢的关系。【方法】采用生物信息学方法鉴定并分析菠萝NINV家族全基因组成员,通过实时荧光定量PCR分析其表达特性,利用HPLC对蔗糖含量进行测定。【结果】在菠萝中共鉴定出6个NINV基因,分布于5条不同染色体上,其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,该基因家族启动子区域光反应元件数量最多。AcNINV外显子数量介于4~6个之间,其中AcNINV3、6外显子的数量为6个,亚细胞定位预测发现这2个基因都分布于叶绿体,属于α亚族;AcNINV1、2、4、5外显子的数量为4个,亚细胞定位预测发现这4个基因都分布于质膜,属于β亚族。在果柄、果皮、果心中表达量最高的是AcNINV2基因,在果肉中表达量最高的是AcNINV6基因。蔗糖含量随着菠萝果实成熟呈先升高后降低的变化趋势,而AcNINV4基因在菠萝果实成熟过程中呈下调表达。【结论】AcNINV4可能是催化果实蔗糖降解的水解酶基因。 展开更多

关键词 菠萝(Ananas comosus) 蔗糖含量 碱性/中性转化酶 基因家族 基因表达

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甘蔗属种及其近缘属种蔗茅的全基因组密码子偏好性分析

6

作者 田春艳 李旭娟 +2 位作者 李纯佳 毛钧 刘新龙 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期202-214,共13页

【目的】为解析甘蔗基因组的密码子使用特征,提高异源基因在甘蔗中的表达效率。【方法】以已发布的甘蔗属种(热带种LA-purple、割手密NP-X和AP85-441)及其近缘属种蔗茅(Yunnan2009-3)基因组为数据,利用Python、CodonW1.4.2进行密码子偏... 【目的】为解析甘蔗基因组的密码子使用特征,提高异源基因在甘蔗中的表达效率。【方法】以已发布的甘蔗属种(热带种LA-purple、割手密NP-X和AP85-441)及其近缘属种蔗茅(Yunnan2009-3)基因组为数据,利用Python、CodonW1.4.2进行密码子偏好性分析,同时通过中性绘图、ENC-plot、PR2-plot等分析探讨密码子偏好性形成的影响因素,并结合转录组测序数据分析密码子偏好性参数与基因表达水平的相关性。最后,基于RSCU均值与7个主要模式生物种(玉米、高粱、水稻、拟南芥、烟草、大肠杆菌、酿酒酵母)的密码子使用模式进行比较分析。【结果】显示热带种、割手密和蔗茅的基因组都富含GC,平均GC含量为56.3%,且GC3>GC1>GC2,倾向于使用以G/C结尾的密码子,平均ENC值为48.45,偏好性较低。中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析表明它们的密码子偏好性受到自然选择、突变压力等多种因素的共同影响,其中自然选择占主导作用。相关性分析表明密码子偏好性参数与基因实际的转录表达水平存在显著相关性,但相关性不强。根据RSCU和?RSCU值,确定了13个最优密码子,均以C或G结尾,密码子使用特性在全基因组和染色体组水平上无差异。通过比较发现,甘蔗的核苷酸组成及密码子偏好性与玉米、高粱和水稻较为相似,而与拟南芥、烟草、大肠杆菌和酵母具有显著差异。【结论】甘蔗热带种、割手密和蔗茅的密码子偏好性高度相似,其形成受自然选择和突变因素的影响。此外,对甘蔗优异基因功能异源验证时可优先选择玉米、水稻和高粱作为异源表达系统。 展开更多

关键词 甘蔗属 蔗茅 基因组 密码子使用偏好性 最优密码子

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高糖新品种云蔗1640花叶病原的检测与脱毒种苗生产

7

作者 吴转娣 赵培方 +4 位作者 杨洪昌 昝逢刚 覃伟 杨立凡 郭家文 《中国糖料》 2024年第2期1-8,共8页

【目的】甘蔗花叶病是导致甘蔗品种减产的重要病害,通过应用甘蔗健康种苗可以有效提高甘蔗种苗的抗病能力。‘云蔗1640’是由云南省农业科学院甘蔗所培育的高产高糖甘蔗新品种,适宜在我国热区推广种植。【方法】本研究通过田间采样调查... 【目的】甘蔗花叶病是导致甘蔗品种减产的重要病害,通过应用甘蔗健康种苗可以有效提高甘蔗种苗的抗病能力。‘云蔗1640’是由云南省农业科学院甘蔗所培育的高产高糖甘蔗新品种,适宜在我国热区推广种植。【方法】本研究通过田间采样调查结合RT-PCR检测的方法,完成了‘云蔗1640’甘蔗品种的花叶病毒带病情况调查,开展了‘云蔗1640’健康种苗的脱毒处理与品种的快繁。【结果】确认‘云蔗1640’携带有甘蔗花叶病毒,其主要的病原以甘蔗线条花叶病毒为主,甘蔗花叶病毒次之,不带有高粱花叶病毒。通过温水处理结合茎尖脱毒的方法培养获得了‘云蔗1640’健康种苗。研究表明经RT-PCR的方法检测线条花叶病毒和甘蔗花叶病毒的脱毒效率分别为10.12%和90.62%。经筛选出不带病原的脱毒种苗作为原种开展健康种苗的组培快繁。【结论】糖料蔗健康种苗的繁育是一种有效的良种繁育技术,可加快优异甘蔗新品种的推广与应用,为我国蔗糖产业的发展提供新的优异种质,是我国蔗区老品种提纯复壮的新来源。 展开更多

关键词 甘蔗 ‘云蔗1640’ 花叶病 脱毒种苗 种苗繁育与推广

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柱花草SgALMT1基因克隆与表达分析

8

作者 缪野 刘怀锦 +2 位作者 刘莉婷 罗丽娟 陈志坚 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1078-1086,共9页

为探索铝激活苹果酸转运蛋白(Aluminum-activated malate transporter,ALMT)在植物适应酸性土壤铝毒害中的重要作用,本研究以柱花草(Stylosanthes guianensis)为研究材料,克隆了柱花草SgALMT1基因,并进行了生物信息学、亚细胞定位及基... 为探索铝激活苹果酸转运蛋白(Aluminum-activated malate transporter,ALMT)在植物适应酸性土壤铝毒害中的重要作用,本研究以柱花草(Stylosanthes guianensis)为研究材料,克隆了柱花草SgALMT1基因,并进行了生物信息学、亚细胞定位及基因表达分析。结果表明:SgALMT1基因全长为1350 bp,编码450个氨基酸残基,蛋白分子量为50.6 kDa,包含6个跨膜结构域;亚细胞定位分析表明,SgALMT1蛋白定位在拟南芥原生质体细胞膜上,为膜蛋白。定量PCR结果表明,SgALMT1基因在柱花草叶中的表达量高于根中的表达量;铝处理增强了SgALMT1基因在柱花草根中的表达,表明SgALMT1基因可能参与了柱花草应对铝胁迫;另外,缺氮处理增强了SgALMT1基因在柱花草叶中的表达,而缺磷处理增强了SgALMT1在根中的表达。本研究结果为解析柱花草响应铝毒害和养分缺乏的机理提供了候选基因资源。 展开更多

关键词 柱花草 铝毒害 基因表达 苹果酸 亚细胞定位

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高抗枯萎病香蕉新品种‘中热1号’

9

作者 张建斌 金志强 +6 位作者 徐碧玉 王卓 王静毅 贾彩红 苗红霞 郑云柯 刘菊华 《园艺学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期63-64,共2页

‘中热1号’是以‘巴西蕉’未成熟雄花组织培养获得的胚性愈伤为材料,经钴60辐射诱变多代选育而成的高抗枯萎病的香蕉新品种。病区新植蕉发病率可控制在5%以下,宿根蕉发病率可控制在1%以下。新植蕉生育期365~375 d,宿根蕉生育期355~365... ‘中热1号’是以‘巴西蕉’未成熟雄花组织培养获得的胚性愈伤为材料,经钴60辐射诱变多代选育而成的高抗枯萎病的香蕉新品种。病区新植蕉发病率可控制在5%以下,宿根蕉发病率可控制在1%以下。新植蕉生育期365~375 d,宿根蕉生育期355~365 d,平均产量61500.0 kg·hm^(-2)。完熟期果实含可溶性固形物22.5%,可溶性糖20.6%,可滴定酸3.2 g·kg^(-1)。适宜在海南、广西、云南、广东、福建等香蕉产区种植。 展开更多

关键词 香蕉 抗枯萎病 品种

原文传递

外源植物激素对小果野蕉和野蕉种子萌发率及胚活力的影响

10

作者 孙长君 程志号 +3 位作者 郭素霞 曾学蔚 谭再欢 吴琼 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2024年第8期2722-2731,共10页

香蕉种子萌发率低是香蕉育种工作的重要“瓶颈”之一,香蕉种子萌发机制研究较少,严重制约了香蕉亲本组配、种质创新的进程。本研究以香蕉杂交常用可育亲本(香蕉栽培种的祖先种)小果野蕉(Musa acuminata Colla,AA)、野蕉(Musa balbisiana... 香蕉种子萌发率低是香蕉育种工作的重要“瓶颈”之一,香蕉种子萌发机制研究较少,严重制约了香蕉亲本组配、种质创新的进程。本研究以香蕉杂交常用可育亲本(香蕉栽培种的祖先种)小果野蕉(Musa acuminata Colla,AA)、野蕉(Musa balbisiana Colla,BB)为材料,检测不同成熟度香蕉种子萌发率的差异,研究激素处理[赤霉素(GA3),2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),激动素(KT),玉米素(ZT),6-苄氨基嘌呤(6-BA)]对不同成熟程度种子胚活力及萌发率的影响。结果表明:60%、80%和100%成熟度的小果野蕉种子胚活力随成熟度提高而降低,但萌发率为0,激素处理可以提高小果野蕉胚不同部位的活力,但种子萌发率没有提高。不同成熟度的野蕉胚活力为80%>100%>60%;种子萌发率为80%>100%>60%。激素能显著提高野蕉种子的萌发率,但不同激素种类、浓度的效果有较大的差异;低浓度(50 mg/L)的激素对60%成熟度的野蕉种子的萌发率和萌发速度有较好的提高;中浓度(100 mg/L)的激素对80%成熟度野蕉种子的萌发率和萌发速度有较好的提高效果;激素会降低100%成熟度野蕉种子种子萌发率和萌发速度。80%成熟度的野蕉种子经100 mg/L的ZT处理24 h为最优组合,70 d萌发率高达34.33%。GA3、ZT、6-BA均能提高野蕉种子的胚活力,但作用于胚的位点有差异。本研究通过对两种重要的野生香蕉萌发特征进行探讨,为香蕉杂交育种理论提供依据,为杂交父母本选配和后代遗传群体构建奠定基础。 展开更多

关键词 香蕉种子 外源植物激素 成熟度 萌发率 胚活力

原文传递

巴西蕉和超级矮蕉中MaGA2ox1基因的克隆和表达模式分析

11

作者 杨医境 程志号 +3 位作者 郭素霞 孙长君 王贤智 吴琼 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2024年第6期1834-1841,共8页

为了培育抗倒伏矮秆香蕉,本研究以常规栽培种巴西蕉(Musa spp. Baxi, BX)和超级矮蕉(super dwarf cavendish, SDC)为材料,对二者GA2ox基因进行克隆、荧光定量表达和烟草亚细胞定位分析发现,该基因cDNA全长990 bp,编码329个氨基酸,其编... 为了培育抗倒伏矮秆香蕉,本研究以常规栽培种巴西蕉(Musa spp. Baxi, BX)和超级矮蕉(super dwarf cavendish, SDC)为材料,对二者GA2ox基因进行克隆、荧光定量表达和烟草亚细胞定位分析发现,该基因cDNA全长990 bp,编码329个氨基酸,其编码蛋白的氨基酸序列在这两种材料中完全一致;蛋白分子量为36.4 k D,等电点为6.27,无跨膜区和信号肽;MaGA2ox1基因所合成的蛋白质序列与椰子、水稻、拟南芥的亲缘关系最为密切;该基因定位于在细胞膜和细胞核中;五叶一心期,巴西蕉的根、叶片、心叶等组织中MaGA2ox1基因表达均高于SDC;十叶一心期,巴西蕉的老叶和根组织中的MaGA2ox1基因表达量高于SDC,在嫩叶和心叶组织中MaGA2ox1基因表达量低于SDC,两时期MaGA2ox1基因的总组织表达量巴西蕉高于SDC。本研究为解析香蕉形态建成过程中GA2ox氧化酶的调控机制提供一定的参考。 展开更多

关键词 香蕉 GA2ox1 系统进化树 亚细胞定位 表达模式分析

原文传递

16个矮蕉品种(系)组织培养条件优化

12

作者 孙长君 郭素霞 +2 位作者 程志号 曾学慰 吴琼 《中国果树》 2024年第5期89-98,共10页

矮蕉品种(系)的培育与推广有助于减少台风损失及降低劳动力、物资成本,提高产业效益,前期已筛选、培育了一批矮蕉品种(系),具备推广潜力,但组培、快繁的效率非常低,为此,开展矮蕉品种(系)组织培养技术的筛选和优化,以推进矮蕉品种(系)... 矮蕉品种(系)的培育与推广有助于减少台风损失及降低劳动力、物资成本,提高产业效益,前期已筛选、培育了一批矮蕉品种(系),具备推广潜力,但组培、快繁的效率非常低,为此,开展矮蕉品种(系)组织培养技术的筛选和优化,以推进矮蕉品种(系)的应用。结果表明:矮蕉品种(系)启动增殖、继代培养、生根培养所需的植物生长调节剂水平均低于常规对照品种巴西蕉;巴西蕉最适宜的植物生长调节剂组合为4.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA(启动增殖)、3.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA(继代培养)、0.3 mg/L NAA(生根培养);矮蕉品种(系)的最佳植物生长调节剂组合为1.0~2.0 mg/L 6-BA+0.05~0.1 mg/L NAA(启动增殖)、1.0~2.0 mg/L 6-BA+0.05~0.1 mg/L NAA(继代培养)、0.1~0.2 mg/L NAA(生根培养),诱导率、增殖率、有效芽率及根系发育均接近巴西蕉。研究结果有助于矮蕉品种(系)组培苗的生产、外源植物生长调节剂调控技术的研发与应用以及矮蕉品种的推广。 展开更多

关键词 矮蕉品种(系) 组织培养 植物生长调节剂 体系优化

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香蕉MaEIL4的分离鉴定及其在果实采后成熟过程中的差异表达分析

13

作者 付毛妮 郑云柯 +3 位作者 张建斌 张静 李新国 刘菊华 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2024年第12期3857-3863,共7页

为了明确香蕉果实中参与乙烯信号转导的关键基因,本研究在转录水平上对香蕉中的9个Ethylene insensitive 3-like(MaEIL)基因在果实采后成熟过程中的差异表达特性进行分析,找到关键基因并克隆其全长,采用生物信息学方法对其理化特性,结... 为了明确香蕉果实中参与乙烯信号转导的关键基因,本研究在转录水平上对香蕉中的9个Ethylene insensitive 3-like(MaEIL)基因在果实采后成熟过程中的差异表达特性进行分析,找到关键基因并克隆其全长,采用生物信息学方法对其理化特性,结构特征,亚细胞定位进行分析,采用荧光实时定量PCR方法对其果实采后不同处理条件下的差异表达特性进行了深入研究。结果表明,MaEIL4在果实采后成熟过程中高水平表达。MaEIL4全长4314 bp,单一外显子。其开放阅读框全长1908 bp,编码635个氨基酸,分子式为C_(3104)H_(4837)N_(883)O_(970)S_(34),分子量为71.13 kD,等电点为5.70,属于亲水性氨基酸。该基因具有典型的Ethylene insensitive 3(EIN3)结构域。该基因编码蛋白质定位于细胞核中。MaEIL4在香蕉果实采后成熟过程中的表达明显受到外源乙烯的诱导,受1-MCP的抑制,表明MaEIL4参与了果实成熟早期乙烯信号的转导,在果实采后成熟过程中发挥着重要的作用。研究结果有助于深入解析香蕉果实采后成熟过程中乙烯信号转导的分子机制,丰富了果实成熟调控的理论,也为香蕉果实成熟与品质改良提供了靶基因,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 香蕉 MaEIL4 分离 鉴定 差异表达

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香蕉A、B基因组胆碱单加氧酶基因克隆及渗透胁迫下表达特性分析

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作者 朱博为 于佳玄 +1 位作者 李新国 刘菊华 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1538-1551,共14页

胆碱单加氧酶(CMO)是高等植物体内甜菜碱合成过程中的关键酶,在植物抵御逆境生理过程中具有重要作用。在香蕉A、B参考基因组数据库中分别鉴定到1个CMO基因,对MaCMO与MbCMO基因组序列进行生物学信息分析,发现MbCMO可能由1个香蕉O-岩藻糖... 胆碱单加氧酶(CMO)是高等植物体内甜菜碱合成过程中的关键酶,在植物抵御逆境生理过程中具有重要作用。在香蕉A、B参考基因组数据库中分别鉴定到1个CMO基因,对MaCMO与MbCMO基因组序列进行生物学信息分析,发现MbCMO可能由1个香蕉O-岩藻糖基转移酶家族蛋白编码基因与MbCMO基因串联形成。克隆湛江AA(ZJ;AA基因型)、巴西蕉(BX;AAA基因型)、广东大蕉(GD;AAB基因型)和金粉(JF;ABB基因型)的CMO基因编码序列并测序比对,在ZJ和BX中鉴定到基因CMO-A,GD和JF中鉴定到基因CMO-A、CMO-B1和CMO-B2,JF中鉴定到基因CMO-H。鉴定到的4种香蕉CMO基因中,有23个共同的高频密码子,密码子CUU和CCG分别是偏性最强和最弱的密码子。CMO-A蛋白与CMO-H蛋白的氨基酸数量最少,均为425个;CMO-B1蛋白的氨基酸数量最多,为470个,且二级结构最为复杂;CMO-B2蛋白分子量最大,为52.02 kDa;CMO-A分子量最小,为47.48 kDa;4种CMO均属于酸性蛋白,均不具有跨膜结构且均为亲水性蛋白;亚细胞定位预测显示4种CMO均定位在叶绿体中。在进化方面,植物CMO在进化时单、双子叶植物有明显的分支,香蕉CMO-A、CMO-H、CMO-B1、CMO-B2蛋白与其他单子叶植物CMO蛋白亲缘关系更近。RT-qPCR结果显示:4种香蕉根中CMO在渗透胁迫前期上调表达,A基因组纯合型ZJ与BX的CMO表达量高于A、B基因组杂合型GD与JF的CMO表达量;4种香蕉叶中CMO在渗透胁迫前期下调表达,其中A基因组纯合型ZJ与BX的CMO表达量在渗透胁迫后期出现上调表达,A、B基因组杂合型GD与JF的CMO表达量高峰出现在10 d,而后15 d时表达量再次下调,并显著低于ZJ与BX的CMO表达量。本研究揭示了香蕉A、B基因组间CMO基因的差异和不同基因型香蕉中CMO基因在渗透胁迫下的表达模式,为进一步研究香蕉A、B基因组CMO基因生物学功能,特别是来源于不同基因组的CMO基因与香蕉抗渗透胁迫能力间的关系奠定基础,为利用基 展开更多

关键词 香蕉 A、B基因组 胆碱单加氧酶合成基因 表达特性 抗逆性

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甘蔗硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族6.4基因(ScNPF6.4)克隆及其调控分蘖功能分析

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作者 李旭娟 李纯佳 +3 位作者 田春艳 孔春艳 徐超华 刘新龙 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2131-2142,共12页

甘蔗(Saccharum spp.hybrid)是重要的糖料和能源作物,分蘖是影响其产量的重要性状之一。硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族(NITRATE TRANSPORTER 1(NRT1)/PEPTIDE TRANSPORTER(PTR)family,NPF)成员在植生长发育中发挥重要作用,甘蔗中NPF... 甘蔗(Saccharum spp.hybrid)是重要的糖料和能源作物,分蘖是影响其产量的重要性状之一。硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族(NITRATE TRANSPORTER 1(NRT1)/PEPTIDE TRANSPORTER(PTR)family,NPF)成员在植生长发育中发挥重要作用,甘蔗中NPF基因的挖掘利用可为甘蔗品种分蘖遗传调控和产业升级奠定重要基础。本研究通过前期转录组数据结合反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)从甘蔗品种ROC22中获得其NPF家族成员6.4基因的cDNA全长序列(命名为ScNPF6.4),并对其进行序列结构、理化性质、系统进化等分析,然后开展了该基因在苗期甘蔗中的组织特异性、甘蔗腋芽萌发过程中的表达情况以及响应激素处理的表达模式分析,最后将该基因遗传转化水稻过表达进行功能验证。结果表明,ScNPF6.4的cDNA包含1个1806 bp的开放阅读框,编码601个氨基酸,属于易化子超家族(major facilitator superfamily,MFS)蛋白,其蛋白分子量为63.9 kD,理论等电点为9.23,包含12个跨膜螺旋区。该蛋白不存在信号肽,具疏水性,属于一类稳定的非分泌蛋白,系统进化分析表明其属于NPF 6.4亚族蛋白。亚细胞定位分析表明该蛋白定位于内质网。组织特异性分析发现,ScNPF6.4在苗期甘蔗根中相对表达量最高,在叶和茎基部相对表达量较低;ScNPF6.4在不同甘蔗品种腋芽萌发阶段均上调表达;适量浓度的植物外源激素6-BA、ABA、GA3、IBA、乙烯利和SLs均能诱导苗期甘蔗中ScNPF6.4的上调表达;水稻中异位过表达ScNPF6.4可增加水稻分蘖数并提前孕穗。以上结果表明,ScNPF6.4正调控甘蔗分蘖芽萌发,其表达受外源植物激素调控,该基因过表达可增加水稻分蘖数并促进提前孕穗,克隆该基因可为甘蔗分蘖早生快发高产育种提供重要的基因资源。 展开更多

关键词 甘蔗 ScNPF6.4 分蘖 植物外源激素 功能分析

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外源海藻糖提高甘蔗幼苗抗旱能力并促进植株生长 被引量：1

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作者 罗正英 胡鑫 +4 位作者 刘新龙 吴才文 吴转娣 刘家勇 曾千春 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第21期4208-4218,共11页

【目的】研究海藻糖处理能否通过增强甘蔗的防御反应来降低干旱胁迫的不利影响,为干旱条件下甘蔗高产、稳产提供理论依据。【方法】以甘蔗品种ROC22和YZ05-51组培苗为试验材料,以30%PEG6000和12%PEG6000模拟干旱胁迫,设置0、10、100和20... 【目的】研究海藻糖处理能否通过增强甘蔗的防御反应来降低干旱胁迫的不利影响,为干旱条件下甘蔗高产、稳产提供理论依据。【方法】以甘蔗品种ROC22和YZ05-51组培苗为试验材料,以30%PEG6000和12%PEG6000模拟干旱胁迫,设置0、10、100和200 mg·L^(-1)4个海藻糖处理浓度。处理9 d后测定组培苗鲜重、干重及不定根数目,明确干旱胁迫下海藻糖促进甘蔗生长的最优浓度。然后,以正常条件为对照,检测在30%PEG6000、12%PEG6000、30%PEG6000+最优浓度海藻糖以及12%PEG6000+最优浓度海藻糖等处理下组培苗丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。最后,在30%PEG6000和30%PEG6000+最优浓度海藻糖处理后0、12、24和48 h 4个时间点,通过qRT-PCR方法检测YZ05-51组培苗抗旱相关基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平。【结果】海藻糖处理可缓解30%PEG6000和12%PEG6000干旱胁迫导致的植株鲜重和干重的下降,100 mg·L^(-1)海藻糖对干旱条件下甘蔗组培苗生长的促进作用优于10和200 mg·L^(-1)海藻糖处理。30%PEG6000干旱胁迫会导致甘蔗组培苗的MDA含量上升,同时抗氧化酶POD和SOD的活性也发生上调。海藻糖处理则降低了干旱诱导的MDA上升幅度,且进一步增强了POD和SOD的活性,但海藻糖对12%PEG6000胁迫下组培苗的MDA含量和抗氧化酶活性影响不明显。在高浓度PEG6000胁迫下,海藻糖处理会提高甘蔗抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平。【结论】海藻糖处理可缓解干旱对甘蔗组培苗的生长抑制,促进不定根生长。干旱胁迫下,海藻糖通过提高抗氧化酶POD和SOD的活性,降低干旱胁迫引起的氧化毒性;同时,海藻糖处理诱导抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达,表明施加海藻糖可提高甘蔗的抗旱能力。研究结果可为甘蔗抗旱育种和生产实践中制定甘蔗抗旱策略提供参考� 展开更多

关键词 甘蔗 海藻糖 抗旱性 抗氧化酶 基因表达

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卷叶木薯及其突变体叶片的比较转录组分析

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作者 肖明昆 严炜 +12 位作者 宋记明 张林辉 刘倩 段春芳 李月仙 姜太玲 沈绍斌 周迎春 沈正松 熊贤坤 罗鑫 白丽娜 刘光华 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2143-2156,共14页

为解析卷叶木薯叶片异常发育的分子调控机制及代谢通路,以正常卷叶木薯叶片(JY)、突变株展叶叶片(ZY)和突变株卷叶叶片(BJ)为试验材料,基于转录组测序(RNA-seq)数据进行生物信息学分析。DESeq差异分析结果显示,ZY vs BJ、JY vs ZY、JY v... 为解析卷叶木薯叶片异常发育的分子调控机制及代谢通路,以正常卷叶木薯叶片(JY)、突变株展叶叶片(ZY)和突变株卷叶叶片(BJ)为试验材料,基于转录组测序(RNA-seq)数据进行生物信息学分析。DESeq差异分析结果显示,ZY vs BJ、JY vs ZY、JY vs BJ分别有327(255个上调,72个下调)、1085(337个上调,748个下调)、689(381个上调,308个下调)个DEGs,有19个DEGs是3个比较组共同表达的。GO功能分析显示,DEGs在刺激反应、膜的组成部分、跨膜转运蛋白活性等途径差异显著。KEGG富集分析显示,DEGs在苯丙素的生物合成、植物激素信号转导、内质网中的蛋白加工等通路较为活跃。进一步对变异展叶与同株的卷叶和其他植株正常卷叶的DEGs分析发现集中富集到苯丙素的生物合成途径、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导,这可能是展叶突变体形成的关键因子。展叶与卷叶差异基因的主要KEGG代谢通路有9条,重要差异基因有9个。对不同类型叶片显微分析发现突变后的展叶木薯上表皮细胞层数增加、海绵组织结构变得疏松、维管束细胞减少。研究结果为进一步理解木薯叶片异常发育的分子机制提供了理论指导,为木薯遗传改良、种质创新挖掘提供基因资源和改良策略。 展开更多

关键词 木薯 转录组分析 突变 差异基因表达

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甘蔗新品种中糖3号的选育与种性评价

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作者 曹峥英 彭李顺 +3 位作者 蔡文伟 甘仪梅 武媛丽 杨本鹏 《甘蔗糖业》 2023年第5期1-7,共7页

中糖3号是中国热带农业科学院热带生物技术研究所以粤糖99-66为母本,新台糖28号为父本杂交选育的甘蔗新品种,于2020年9月通过农业农村部非主要农作物品种登记。在1新2宿的品种比较试验中,中糖3号平均蔗茎产量为130.14 t/hm^(2),较对照... 中糖3号是中国热带农业科学院热带生物技术研究所以粤糖99-66为母本,新台糖28号为父本杂交选育的甘蔗新品种,于2020年9月通过农业农村部非主要农作物品种登记。在1新2宿的品种比较试验中,中糖3号平均蔗茎产量为130.14 t/hm^(2),较对照品种新台糖22号增产16.03%;平均蔗糖分为14.79%,较新台糖22号增加1.01个百分点;产糖量为19.34 t/hm^(2),较新台糖22号增产24.05%;平均纤维分为10.85%,较新台糖22号提高了1.12个百分点。在机械收获性方面,中糖3号机械收获3季平均损失率为4.34%,较新台糖22号损失率5.39%,减少了19.48%;平均含杂率为6.12%,较新台糖22号含杂率7.13%,减少了14.17%。综合多年多点试验表明:中糖3号为中晚熟品种,丰产高糖、出苗快,分蘖力较强、宿根发株数多,抗黑穗病、中抗花叶病,同时兼具蔗茎直立均匀、内容充实、不易倒伏和风折、易脱叶、适宜机械化收获作业等优良农艺性状,具备较好的商业品种推广种植潜力。 展开更多

关键词 甘蔗 新品种 宜机化 育种

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橡胶树HbPIP2;3的亚细胞定位与多聚化分析 被引量：3

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作者 邹智 乔雪莹 +1 位作者 郑玉皎 阳江华 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期443-449,共7页

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳... 水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳管膨压进而影响橡胶树的产排胶能力,是决定胶乳产量的关键因素。前期研究显示,橡胶树乳管的水分平衡主要由质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic protein,PIP)特别是HbPIP2;3介导。为揭示HbPIP2;3调控乳管水分平衡的分子机制,本研究采用RT-PCR技术对其861 bp的编码区进行分离。序列分析显示:HbPIP2;3预测编码286个氨基酸,理论分子量为30.58 kDa,等电点为8.50,不稳定系数为31.68,总平均疏水指数为0.449,为稳定的疏水型碱性蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个典型的跨膜螺旋和2个半螺旋;基于同源建模的3D结构预测显示其可以形成同源四聚体。生物信息学预测和在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,HbPIP2;3定位在细胞膜,这同时也得到了双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验的证实。BiFC实验显示,HbPIP2;3可在细胞膜上形成同源四聚体,这进一步得到酵母双杂交结果的验证。本研究结果表明,HbPIP2;3可通过同源四聚体的方式调控乳管的水分平衡,但是否存在异源互作模式还有待进一步研究。 展开更多

关键词 乳管 水通道蛋白 亚细胞定位 双分子荧光互补 酵母双杂交

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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：2

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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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