科研产出
BrGRF5基因参与植物生长以及盐和渗透胁迫抗性的调控
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大白菜（Brassica rapa L. ssp. pekinensis）年播种面积约2×106hm2，在保障国民蔬菜正常供应中发挥了重要作用。叶是大白菜的主要食用器官，因此挖掘调控大白菜叶大小发育的关键基因将会对下一步通过基因工程等手段改良大白菜提供帮助。本研究从大白菜自交系‘福山包头’中克隆了一个GRF基因，命名为BrGRF5。通过生物信息学的分析发现，BrGRF5基因含有1个内含子，CDS序列长1 044 bp，在进化上BrGRF5与拟南芥AtGRF7处于同一个分支并且二者的氨基酸一致性高达70.7%，暗示二者在功能上可能具有一定的相似性。进一步的研究也证实了上述猜测，在拟南芥中过量表达BrGRF5基因明显促进了转基因植株不同组织器官的增大，但也同时降低了转基因植株对盐和渗透胁迫的抗性，该结果与对AtGRF7的研究结果一致。研究结果将为下一步BrGRF5基因应用于大白菜遗传改良提供一定的基础。
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早/晚抽薹性大白菜自交系中光敏色素B及光周期关键基因的动态研究
《华北农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：光周期是影响植物抽薹开花最重要的环境因子之一，光周期信号通过植物的光敏色素蛋白调控植物的抽薹开花，其中PHYB介导的信号网络对植物抽薹开花有重要的抑制作用。前期研究发现，大白菜耐抽薹材料06-247与易抽薹材料He102的PHYB基因启动子存在大片段插入/缺失差异，为了进一步研究启动子突变对PHYB及其下游途径关键基因的影响，以耐抽臺材料06-247与极易抽臺材料He102为试验材料，采用生物信息法分析了大白菜基因组中光敏色素基因的冗余特点，发现大白菜基因组包含6个光敏色素基因，其中PHYA有2个拷贝，PHYB、PHYC、PHYD和PHYE都仅有1个拷贝。进一步通过氨基酸序列比对筛选出了PHYB的特异序列、设计了抗原决定簇并制备了抗大白菜PHYB的特异抗体，采用荧光定量RT-PCR技术和Western Blot技术研究了06-247与He102中PHYB的相对含量，同时比较了PHYB下游光周期通路关键调控基因CCA1、FLC、CO和FT的动态变化。结果表明：启动子突变造成PHYB在06-247中表达水平显著升高并进而造成PHYB蛋白水平显著升高，同时下游调控基因CCA1、FLC、CO和FT均在06-247中高水平表达，这对06-247的耐抽薹特性有重要影响。
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大白菜LACS家族基因鉴定与表达分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：长链脂酰辅酶A合成酶(LACS)能催化游离的脂肪酸形成酰基辅酶A,是脂肪酸激活、转运、氧化及储存脂合成等生化途径的关键酶,在许多生物过程中发挥重要作用.本研究利用生物信息学方法鉴定大白菜LACS家族基因成员,分析其亲缘关系、蛋白质理化性质、染色体定位、共线性关系、基因结构、蛋白保守结构域和基因表达模式.结果表明,从大白菜全基因组共鉴定到13个BrLACS基因成员,分成4组,不均匀地分布在7条染色体和1个Scaffold上.BrLACSs的蛋白长度和分子量分别为199~1072 aa和23.10~121.10 kDa.与拟南芥AtLACS1、AtLACS5和AtLACS6共线性的BrLACS基因发生了扩张,出现了双拷贝(BrLACS5a、BrLACS5b和BrLACS6a、BrLACS6b)及三拷贝(BrLACS1a、BrLACS1b和BrLACS1c).表达模式分析表明,BrLACS4和BrLACS8基因在大白菜不同器官/组织中表达量最高,尤其在控制花器官蜡质性状中起着重要作用,在有蜡粉大白菜中的表达量显著高于无蜡粉大白菜.本研究结果为解析大白菜LACS基因在控制大白菜蜡质性状中的分子机制和指导大白菜亮绿种质资源创新具有重要意义.
关键词： 大白菜 LACS家族 蜡质 生物信息学分析 基因表达
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大白菜KCS基因家族鉴定及在蜡粉近等基因系中表达分析
《生物技术通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：β-酮脂酰辅酶A合成酶(β-ketoacyl-CoA synthase,KCS)是超长链脂肪酸合成中的限速酶,通过对大白菜KCS基因家族鉴定分析,为揭示KCS在控制大白菜蜡质性状中的具体功能研究奠定了基础.利用生物信息学的分析方法鉴定大白菜KCS基因家族成员,分析其亲缘关系、蛋白质理化性质、染色体定位、共线性关系、基因结构、蛋白保守域结构和基因表达模式.从大白菜全基因组共鉴定到32个BrKCS基因成员分成4个亚组,不均匀地分布在10条染色体上.BrKCS氨基酸长度和分子量的范围分别为181-755 aa和20.54-84.83 kD.共线性分析表明BrKCS5、BrKCS8和BrKCS13等7个家族成员与拟南芥共线性的BrKCS基因发生两倍化,1个家族成员(BrKCS9)发生了三倍化.基因结构分析显示,不同成员编码的氨基酸序列外显子数目及位置存在差异.转录组分析表明,BrKCS5、BrKCS6b与BrKCS10b基因在大白菜不同器官/组织尤其在花器官中可能参与蜡粉的合成.qRT-PCR分析结果验证了转录组数据的可靠性.综上所述,从大白菜全基因组共鉴定到32个BrKCS,其中3个基因在蜡粉近等基因系中表达量高且差异显著,为解析BrKCS基因在控制大白菜蜡质性状中的分子机制奠定了基础.
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大白菜抗根肿病分子标记研究进展
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：根肿病是由芸薹根肿菌侵染大白菜以及其它十字花科作物根部而引起的一种土传病害.该病害随着农业机械跨区域作业的实施等逐年加重,造成严重的经济损失,严重威胁十字花科作物的安全生产.开发与抗根肿病紧密连锁的分子标记、利用标记辅助选择培育高效抗根肿病大白菜新品种是应对根肿病危害的重要手段.多年来,大白菜抗根肿病QTL定位和分子标记开发取得重要进展,已经定位23个抗病位点,开发60多个连锁标记,尤其大白菜参考基因组序列的发布,大大促进了抗根肿病功能基因的鉴定,目前已经克隆鉴定了3个功能基因.本文对抗根肿病位点的特点、紧密连锁分子标记在最新版大白菜参考基因组中的物理位置、候选基因图位克隆情况以及潜在候选基因筛选等方面的进展进行综述,讨论了抗病育种存在的难题,并对下一步抗病研究重点提出了建议,以期为利用分子标记辅助选择创制大白菜持久抗根肿病新种质提供参考.
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过量表达大白菜BrHSF16基因提高转基因拟南芥耐热性
《植物生理学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：热激转录因子（heat shock transcription factors, HSFs）是植物抵抗高温胁迫的重要调节因子。本研究利用RT-PCR的方法从大白菜中克隆了一个受热胁迫诱导显著上调的热激转录因子基因BrHSF16。该基因的开放阅读框（ORF）全长810 bp,预测编码269个氨基酸。系统进化分析表明, BrHSF16与AtHSFA7a处于同一分支,并且在氨基酸序列一致性上高达74.91%,从而暗示二者在功能上也具有相似性。进一步的研究发现,在拟南芥中过量表达BrHSF16基因可明显提高转基因植株在热胁迫下的生长状态和存活率。另外,过量表达BrHSF16基因后可促进AtHSFA2及其靶基因AtAPX2、AtHSP17.7、AtGolS1、AtHSP25.3和AtHSP70的转录表达。综上所述, BrHSF16可能作为正调控因子参与对热胁迫的响应。
关键词： 大白菜 热胁迫 BrHSF16 基因克隆 功能分析
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72个大白菜杂交种DNA指纹构建
《农业生物技术学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：生产实践中大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)杂交种的鉴定多依赖田间种植和表型鉴定,效率低、准确率不高,在分子标记研究技术越来越成熟的条件下,有必要尽快建立以分子标记技术为基础的大白菜杂交种快速、高效、精准鉴定技术.鉴于此,本研究采用86对插入/缺失(insertion/deletion,InDel)分子标记引物对40个大白菜杂交种进行普通PCR扩增和多态性检测,用Powermarker V3.25软件对检测结果进行比较分析,用MEGA7.0软件对40个杂交种进行聚类分析,通过比较每对引物在每个类群中的杂合率百分比,筛选适合不同类型大白菜杂交种DNA指纹构建的核心引物.结果显示,共得到189个多态性位点,每对引物平均可以检测出2.2个多态性位点;引物的杂合度指数介于0~0.6842,平均为0.3042;主要等位基因频率介于0.3919~1.0000,平均为0.7011;引物所能检测到的等位基因数目介于1~4个,有74对引物都只能检测到2个等位基因.聚类分析结果表明,40个杂交种基本按照产地分为进口和国产品种群,国产品种群又进一步依据抱合方式的不同分为叠抱、直筒和合抱类群;各类群之间杂合态百分比≥50%的引物数目及其在染色体上的分布差异较大.分别从各类群中筛选5对杂合态百分比≥50%且仅能检测出2个等位基因的引物组成20对核心引物,对另外32个近年来市场销售的杂交种进行PCR扩增和电泳检测,纯合位点检测结果根据迁移率大小被赋予0或1、杂合位点则被赋予H,所有核心引物按所在染色体从A01~10排列,相同染色体上的引物按其所在物理位置由小到大排列,构建了72个大白菜杂交种的DNA指纹.本研究所筛选的20对核心引物对未知新品种的DNA指纹构建具有通用性和兼容性,研究结果可为大白菜种质筛选和杂交种鉴定提供参考依据.
关键词： 大白菜 杂交种 DNA指纹 插入/缺失(InDel)标记
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镉(Cd)低吸收积累大白菜品种的初步筛选与分析
《北方园艺 》 2020 北大核心
摘要：以26个大白菜品种为试材,采用原子吸收分光光度法、非损伤微测技术,研究了大白菜对镉(Cd)积累以及吸收数量,以初步筛选Cd低积累低吸收大白菜品种。结果表明:大白菜品种ZBX叶片中镉积累水平较高,而JL-75叶片中镉积累水平较低。高镉积累大白菜品种ZBX根部对镉吸收的能力较高,低镉积累大白菜品种JL-75根部对镉吸收能力较低,说明根对Cd~(2+)吸收的NMT结果与富集特征一致。线性回归分析表明,不同的大白菜品种在吸收过程中,吸收速度并不会随着时间的增加一直上升,且流速到达稳定值的时间点也不相同,由此推断,这也是导致大白菜吸收能力不同的因素之一。该研究结果对进一步挖掘大白菜调控Cd吸收以及叶片积累的作用机制具有重要意义。
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大白菜GID1家族基因鉴定及表达模式分析
《山东农业科学 》 2020
摘要：GID1蛋白是赤霉素信号转导过程中的重要受体,在调控植物生长发育过程中发挥重要作用。本研究采用生物信息学分析方法对大白菜基因组中GID1家族基因进行鉴定,并对该基因结构、染色体分布、系统进化以及表达模式等进行分析。结果表明,大白菜基因组中含有5个GID1家族成员,分别位于4、5、6、7、9号染色体上,各成员都只含有1个内含子。系统进化结果显示,单子叶和双子叶植物的GID1蛋白明显处于两个不同分支,大白菜GID1家族成员与拟南芥GID1具有更近的亲缘关系。通过表达模式以及启动子顺式响应元件分析发现,大白菜GID1基因不仅参与生长发育调控还可能参与对不同环境因子的响应过程。
关键词： 大白菜 GID1基因 生物信息学分析 表达模式分析
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