陆地棉CLE基因家族的鉴定及GhCLE13参与调控棉花抗旱性的功能分析

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作者 戎宇轩 惠留洋 +4 位作者 王沛琦 孙思敏 张献龙 袁道军 杨细燕 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2925-2939,共15页

CLAVATA3/Embryo surrounding region-related(CLE)小肽家族是植物中最大的小肽激素家族,在植物中广泛存在,且参与植物多个重要的生命活动。本研究对陆地棉CLE基因家族进行了鉴定,并对GhCLE基因家族成员进行基因结构、启动子顺式作用元... CLAVATA3/Embryo surrounding region-related(CLE)小肽家族是植物中最大的小肽激素家族,在植物中广泛存在,且参与植物多个重要的生命活动。本研究对陆地棉CLE基因家族进行了鉴定,并对GhCLE基因家族成员进行基因结构、启动子顺式作用元件、蛋白质理化性质、系统发育的分析;通过RNA-seq数据构建了GhCLE基因家族成员在陆地棉各组织的表达谱及干旱处理下的表达模式,并筛选在棉花根系特异表达且受干旱诱导的CLE基因;最后通过VIGS技术对筛选出的GhCLE基因进行了抗旱功能的验证。结果显示,在陆地棉全基因组共鉴定出40个GhCLE基因,GhCLE基因结构较为简单,32个GhCLE基因没有内含子,所有基因编码的蛋白序列均包含12 aa的CLE结构域;GhCLE基因启动子区域包含多种光诱导响应、胁迫响应、激素响应和发育相关的顺式作用元件;GhCLE基因在陆地棉多个组织均有表达,筛选出了1个根系特异表达且受干旱诱导的GhCLE13-D-2基因。通过VIGS技术和MDA含量的测定和比较验证了GhCLE13-D-2基因提高棉花的抗旱性的功能。本研究为CLE小肽在植物抗逆方面的深入研究以及棉花种质创新提供了新的理论依据。 展开更多

关键词 陆地棉 CLE小肽基因家族 根系特异表达 抗旱 GhCLE13-D-2

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植物体细胞胚胎发生的分子机制 被引量：1

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作者 韩贝 孙思敏 +2 位作者 孙伟男 杨细燕 张献龙 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期299-309,共11页

植物细胞的全能性是指每个细胞均具有该植物的全部遗传信息,其离体组织或细胞在适当培养条件下具有发育成完整植株的潜能。植物体细胞胚胎发生是最能体现植物细胞全能性的一种方式,其在人工种子、单倍体育种、无性繁殖和种质保存等领域... 植物细胞的全能性是指每个细胞均具有该植物的全部遗传信息,其离体组织或细胞在适当培养条件下具有发育成完整植株的潜能。植物体细胞胚胎发生是最能体现植物细胞全能性的一种方式,其在人工种子、单倍体育种、无性繁殖和种质保存等领域具有广阔的应用前景,其发生的机制也是基础研究领域的热点。近年来,随着技术的进步及研究的深入,植物体细胞胚胎发生的分子调控机制取得了重要进展。植物体细胞胚胎发生是一系列基因在时空顺序上表达调控的结果。本文系统综述了体细胞胚胎发生过程中激素及逆境胁迫信号转导、胚胎发育相关转录因子、胞外蛋白和表观遗传调控的作用,并对本领域未来的研究重点及方向进行了展望。 展开更多

关键词 体细胞胚胎发生 激素及逆境胁迫信号转导 转录因子 表观遗传修饰

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棉花高效体细胞胚发生及同步控制培养体系研究 被引量：8

3

作者 曹景林 张献龙 +3 位作者 金双侠 杨细燕 朱华国 付莉莉 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期224-231,共8页

棉花体细胞胚胎发生的频率低,且体细胞胚的发育存在着不同步性,给体细胞胚胎发生发育过程的生理学、生物化学和分子生物学的研究带来许多困难。本研究以陆地棉品种Coker201为材料,建立了一种简单有效的棉花体细胞胚高频率发生和同步发... 棉花体细胞胚胎发生的频率低,且体细胞胚的发育存在着不同步性,给体细胞胚胎发生发育过程的生理学、生物化学和分子生物学的研究带来许多困难。本研究以陆地棉品种Coker201为材料,建立了一种简单有效的棉花体细胞胚高频率发生和同步发育的培养体系。经过多次继代获得的胚性愈伤,首先在液体培养基中振荡培养2d使其分散,然后过30目筛去除大的颗粒,重新悬浮于同样的液体培养基中。悬浮培养14d后,过50目筛,将筛上的胚性愈伤重悬浮于新鲜的培养基中,并用吸管吸取悬浮液,将其均匀地接种在表面垫有滤纸的同成分固体培养基(附加2.46μmolL-1IBA和0.70μmolL-1kinetin)上。培养21d后,用垫有滤纸的相同的固体培养基继代培养。利用这种培养体系,获得的体细胞胚数量分别是单纯悬浮培养和固体培养(不垫滤纸)的16.5倍和4.0倍。其中,球形胚、鱼雷形胚和子叶胚的同步发生率分别为70.2%、52.3%和73.0%。 展开更多

关键词 棉花 体细胞胚胎发生 同步控制 培养体系

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农学类专业植物生物技术实验教学改革与实践 被引量：4

4

作者 刘焰 林忠旭 +4 位作者 葛贤宏 易斌 杨细燕 范楚川 龙艳 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第32期20264-20265,20278,共3页

分析了传统植物生物技术实验教学模式存在的问题,并结合多年的教学改革实践经验,提出了对植物生物技术实验教学进行改革的具体措施,并取得了较好的效果。

关键词 植物生物技术 实验教学模式 改革 实践

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农学专业生物信息学概论本科教学实践探讨 被引量：6

5

作者 袁道军 杨细燕 《安徽农业科学》 CAS 2016年第13期304-305,共2页

随着分子生物学的飞速发展,尤其是二代测技术(Next Generation Sequence,NGS)的出现,生物信息学在农学等生命科学研究领域的重要性日益显现。华中农业大学农学专业从2012年开始开设生物信息学概论课程。笔者结合3年多的教学实践,从课程... 随着分子生物学的飞速发展,尤其是二代测技术(Next Generation Sequence,NGS)的出现,生物信息学在农学等生命科学研究领域的重要性日益显现。华中农业大学农学专业从2012年开始开设生物信息学概论课程。笔者结合3年多的教学实践,从课程内容体系的确立与完善,一体化网络教学平台的构建,四阶段学习法的实施,课程考核体系的改革等方面,探索该课程建设与实践的特点方法,并分析存在的问题和提出了改革的思路。研究旨在提高学生关于生物信息学概论的学习热情,改善教学方法,进而提高教学水平,增强学生的综合实力。 展开更多

关键词 生物信息学 课程建设 农学专业 研究性教学 开放式教学

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抗虫杂交棉的光合及经济性状的优势及配合力研究 被引量：1

6

作者 聂以春 张献龙 +1 位作者 杨细燕 郭小平 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期5-9,共5页

　选用 3个美国抗虫棉品种和 4个国产抗虫棉品种 (系),采用NCⅡ遗传交配设计配制 12个组合,对其不同发育时期 3个光合性状、产量及其构成因素优势表现,配合力效应及主要性状之间的相关性进行分析,结果表明:开花盛期(15 /07)、结铃期(15 ... 　选用 3个美国抗虫棉品种和 4个国产抗虫棉品种 (系),采用NCⅡ遗传交配设计配制 12个组合,对其不同发育时期 3个光合性状、产量及其构成因素优势表现,配合力效应及主要性状之间的相关性进行分析,结果表明:开花盛期(15 /07)、结铃期(15 /08)和吐絮始期 (15 /09)的光合速率的群体正向平均优势显著, 15 /07和15 /09蒸腾速率分别具有显著的正向和负向的群体平均优势,不同时期测定的光合性状群体超亲优势以负向为主。F1 和F2 籽、皮棉产量的群体平均和超亲优势达显著和极显著水平,产量的提高主要是单株铃数的增加,其次是单铃重。不同亲本之间 3个光合性状的GCA效应值差异明显, 3个母本以正向效应为主,而 4个父本多以负向效应为主,各组合的SCA效应值的大小因组合不同差异很大。15 /07测定的光合速率与产量及其构成因素具有较好的正相关, 15 /09的光合速率与 5个纤维品质性具有一定的正相关,而 15 /09的蒸腾速率与 4个纤维品质性状有一定的负相关,部分性状之间相关性达到显著水平。 展开更多

关键词 抗虫棉 杂种优势 配合力 相关

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以专业认证导向的生物技术综合实验教学改革 被引量：1

7

作者 张书芹 杨细燕 +1 位作者 刘智捷 李科学 《教育教学论坛》 2020年第12期151-153,共3页

生物技术综合实验是高等学校生命科学类专业一门重要的专业核心课程,对人才培养目标的达成至关重要。华中农业大学以专业认证为契机,对生物技术综合实验课进行持续改进,在实际教学过程中进行了以下方面的教学改革:一是以培养目标为导向... 生物技术综合实验是高等学校生命科学类专业一门重要的专业核心课程,对人才培养目标的达成至关重要。华中农业大学以专业认证为契机,对生物技术综合实验课进行持续改进,在实际教学过程中进行了以下方面的教学改革:一是以培养目标为导向,修订教学大纲,优化教学内容;二是改革考核方式与评价方法;三是完善教学设施和师资队伍,提升教学条件。实践证明,这一系列教学改革对完善生物技术综合实验教学内容、提高学生对课程的重视度以及培养学生的科研思维和实验技能具有显著的促进作用,取得了良好的教学效果。 展开更多

关键词 生物技术综合实验 专业认证 教学改革

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陆地棉种质资源抗旱性状的关联分析 被引量：9

8

作者 韩贝 王旭文 +3 位作者 李保奇 余渝 田琴 杨细燕 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期438-450,共13页

干旱是导致全世界棉花严重减产、纤维品质下降的重要因素,因此获得高产、优质、耐旱的棉花新品种一直是棉花的育种目标。本研究选取217份陆地棉栽培种组成的自然群体为研究对象,采用全生育期处理组灌水量为对照组50%的干旱胁迫处理,并... 干旱是导致全世界棉花严重减产、纤维品质下降的重要因素,因此获得高产、优质、耐旱的棉花新品种一直是棉花的育种目标。本研究选取217份陆地棉栽培种组成的自然群体为研究对象,采用全生育期处理组灌水量为对照组50%的干旱胁迫处理,并在处理后期对217份材料的株高、衣分、单铃重等18个性状进行2年2点的表型鉴定,干旱胁迫后,群体间响应差异明显,多个表型性状在对照和处理间表现显著差异。通过BLUP分析表型数据并计算各性状的抗旱系数;全基因组范围选取的214对多态性SSR分子标记扫描群体,共检测到393个多态性位点,基因多样性系数平均值为0.402,范围为0.072~0.631,PIC值平均为0.329,范围为0.070~0.560;群体结构分析表明,该群体可分为2个亚群。用上述SSR标记分别对18个性状的抗旱系数进行关联分析,共关联到76个极显著位点(P<0.01),表型变异解释率为2.930%~7.218%,其中共有14个标记位点能同时被2种或以上性状检测到。研究结果可为后期棉花杂交育种亲本选择及抗旱分子标记辅助育种提供理论基础及参考依据。 展开更多

关键词 陆地棉 抗旱性 抗旱系数 SSR标记 关联分析

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干旱条件下棉花根际真菌多样性分析 被引量：13

9

作者 岳丹丹 韩贝 +2 位作者 Abid Ullah 张献龙 杨细燕 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1806-1815,共10页

植物根际微生物群落对植物生长和适逆性至关重要,本研究对干旱条件下棉花根际真菌群落进行分析,旨在探明干旱胁迫对棉花根际真菌多样性和群落结构的影响,为利用有益微生物提高棉花水分利用率提供理论依据。以陆地棉Jin 668(Gossypium hi... 植物根际微生物群落对植物生长和适逆性至关重要,本研究对干旱条件下棉花根际真菌群落进行分析,旨在探明干旱胁迫对棉花根际真菌多样性和群落结构的影响,为利用有益微生物提高棉花水分利用率提供理论依据。以陆地棉Jin 668(Gossypium hirsutum cv.Jin668)为试验材料,采用盆栽控水方式,对处于开花期的棉花根际土壤(SDP)和未种植棉花土壤(SOPD)进行干旱处理,正常浇水的棉花根际土壤(SPN)和无棉花土壤(SNPN)为对照。从中采集土壤样品,提取DNA,采用Illumina Miseq对真菌ITS1区域进行高通量测序,研究土壤中真菌多样性。结果共鉴定到970个OTUs,SNPN、SOPD、SPN和SDP样品中真菌OTUs数量分别为481、528、743和752个,其中288个OTUs为所有组共有。对获得OTUs进行门、纲、目、科和属5个分类水平的划分表明,棉花根际真菌群落结构主要由子囊菌门(82.70%)和担子菌门(10.15%)组成;干旱处理使粪壳菌纲(Sordariomycetes)、粪壳菌目(Sordariales)和毛壳菌科(Chaetomiaceae)丰度显著降低,而散囊菌目(Eurotiales)、发菌科(Trichocomaceae)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillum)的丰度显著增加。多样性分析结果显示,与未种棉花的土壤相比,有棉花的土壤中真菌群落的α多样性显著增加;同时,SPN和SDP之间的真菌群落结构更相似,而与SNPN和SOPD间差异较大。研究表明,棉花根际存在丰富的真菌群落,干旱对土壤中真菌的丰度和多样性有显著影响。本研究从微生物的角度为提高棉花耐旱性的研究提供新见解。 展开更多

关键词 棉花 干旱 真菌群落多样性 根际微生物 高通量测序

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鲁棉6号体细胞胚胎发生过程及植株再生 被引量：2

10

作者 张云超 杨细燕 +4 位作者 何良荣 李乐斌 周婷 金芳燕 张献龙 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期22-27,共6页

以黄河流域棉花品种鲁棉6号为试验材料，以易再生的棉花品系YZ1为对照，通过不同质量浓度的激素组合成功诱导鲁棉6号产生体细胞胚并发育成苗。结果表明：所用的12种激素组合均能有效诱导出愈伤组织，其中以1.0 mg/L IBA或0.1 mg/L 2,4-D... 以黄河流域棉花品种鲁棉6号为试验材料，以易再生的棉花品系YZ1为对照，通过不同质量浓度的激素组合成功诱导鲁棉6号产生体细胞胚并发育成苗。结果表明：所用的12种激素组合均能有效诱导出愈伤组织，其中以1.0 mg/L IBA或0.1 mg/L 2,4-D和0.2 mg/L KT组合的诱导效果最佳；愈伤组织继代时培养基中生长素质量浓度减半，KNO3质量浓度加倍；挑选黄绿色或灰绿色、质地疏松的颗粒状愈伤继代于0.01 mg/L 2,4-D和0.1 mg/L KT 或0.1 mg/L IBA且KNO3用量加倍的培养基中，可在1~2个月内产生胚性愈伤组织，胚性愈伤组织再转到分化培养基上可产生体细胞胚；体细胞胚在1/2 MS培养基中进一步发育成再生小苗。利用该组织培养再生系统，鲁棉6号和YZ1都能在6~8个月内成功获得再生植株。组织学观察表明，IBA处理下鲁棉6号胚性愈伤组织细胞主要来源于棉花下胚轴初生形成层的细胞。 展开更多

关键词 棉花 体细胞胚胎 激素 植株再生 组织学观察

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棉花GhSEDEG38基因调控棉花耐盐性的功能分析 被引量：2

11

作者 张伯阳 简逸楠 +2 位作者 李梦 杨细燕 张献龙 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1-10,共10页

基于棉花体细胞胚胎再生不同时期表达谱中筛选出一系列差异表达转录因子,通过RT-PCR和qRT-PCR分析这些转录因子在不同逆境处理下的表达,发现GhSEDEG38基因(somatic embryogenesis differencially expressed gene 38)的表达受盐胁迫诱导... 基于棉花体细胞胚胎再生不同时期表达谱中筛选出一系列差异表达转录因子,通过RT-PCR和qRT-PCR分析这些转录因子在不同逆境处理下的表达,发现GhSEDEG38基因(somatic embryogenesis differencially expressed gene 38)的表达受盐胁迫诱导明显上调;序列分析发现GhSEDEG38编码bZIP型转录因子,与拟南芥bZIP53基因同源。为进一步验证该基因的功能,构建了该基因的RNAi干涉载体并转化棉花,通过分子检测获得了表达量显著降低的转基因棉花株系。通过对萌发期和三叶期转基因材料和对照材料进行盐处理发现,干涉GhSEDEG38基因降低棉花在萌发期及苗期对盐胁迫的抗性,盐处理后转基因植株的MDA含量和活性氧含量显著高于对照材料,而可溶性糖含量显著低于对照材料。综上,GhSEDEG38参与棉花对盐胁迫的应答。 展开更多

关键词 棉花 bZIP转录因子 GhSEDEG38基因 RNAI 盐胁迫响应

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机采棉化学脱叶伴随着剧烈的乙烯及细胞分裂素信号响应 被引量：10

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作者 高瑜 徐娇 +2 位作者 张冰 孙伟男 杨细燕 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期491-500,共10页

【目的】化学脱叶是棉花机采前必需的技术措施,脱叶效果直接影响棉花机采的效率和纤维品质,解析脱叶剂调控脱叶的分子机理可以有效地指导机采棉品种的选育。【方法】选取200份棉花种质资源在温室种植,根据初花期脱叶剂处理后第4天的脱... 【目的】化学脱叶是棉花机采前必需的技术措施,脱叶效果直接影响棉花机采的效率和纤维品质,解析脱叶剂调控脱叶的分子机理可以有效地指导机采棉品种的选育。【方法】选取200份棉花种质资源在温室种植,根据初花期脱叶剂处理后第4天的脱叶率筛选出对脱叶剂敏感性不同的材料,并在大田种植的吐絮期进行脱叶剂处理,统计处理后第7天的脱叶率确定脱叶效果。在脱叶剂敏感和不敏感材料中各选取2个,对脱叶剂处理后第1天和第3天离层进行取样,通过实时荧光定量聚合酶链反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测乙烯、细胞分裂素和水解酶相关基因的表达。【结果】通过温室及大田筛选,得到脱叶剂敏感材料和不敏感材料各6个;qRT-PCR研究发现,大部分乙烯相关基因、细胞分裂素相关基因及水解酶相关基因在脱叶剂处理后呈现不同的表达模式,且在不同敏感性材料中差异表达。【结论】不同棉花种质对脱叶剂响应存在差异,这可能是细胞分裂素和乙烯相关基因差异表达的结果。 展开更多

关键词 棉花 细胞分裂素 脱叶剂 脱叶率 乙烯

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利用RNAi技术调控GhCAD1-A基因创制低酚棉材料 被引量：2

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作者 刚琳霞 任丹凤 +2 位作者 程林林 杨细燕 郭小平 《中国棉花》 2020年第7期13-19,F0003,共8页

棉酚作为棉花的主要植保素之一,抵抗病虫害侵害的同时也对单胃动物和人具有毒害性。本研究利用RNAi技术结合种子特异启动子,降低杜松烯合酶GhCAD1-A基因在种子中的表达,可用于选育棉花种子低酚而植株其它组织棉酚含量正常的材料。此类... 棉酚作为棉花的主要植保素之一,抵抗病虫害侵害的同时也对单胃动物和人具有毒害性。本研究利用RNAi技术结合种子特异启动子,降低杜松烯合酶GhCAD1-A基因在种子中的表达,可用于选育棉花种子低酚而植株其它组织棉酚含量正常的材料。此类棉花既可以控制病虫害的侵害,又可以消除棉酚对棉籽的抗营养作用,对充分利用棉籽副产品、增加人类植物营养来源具有积极意义。 展开更多

关键词 低酚棉 杜松烯合酶(GhCAD1-A) 棉酚 色素腺体 RNAI

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棉花原生质体“供-受体”双失活融合产生种间杂种植株及其鉴定 被引量：3

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作者 付莉莉 杨细燕 +5 位作者 张献龙 王志伟 冯常辉 刘传祥 江培勇 张金龙 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第15期2219-2227,共9页

采用＂供-受体＂双失活融合模式,以陆地棉品系YZ-1原生质体为受体,以野生棉G.davidsonii原生质体为供体,开展不对称融合.融合前,陆地棉品系YZ-1原生质体经过0.5mmol/L碘乙酰胺（IOA）室温下处理20min,野生棉G.davidsonii原生质体经过38.... 采用＂供-受体＂双失活融合模式,以陆地棉品系YZ-1原生质体为受体,以野生棉G.davidsonii原生质体为供体,开展不对称融合.融合前,陆地棉品系YZ-1原生质体经过0.5mmol/L碘乙酰胺（IOA）室温下处理20min,野生棉G.davidsonii原生质体经过38.7J/cm2的紫外线（UV）处理30s,能有效地抑制亲本原生质体的生长.将上述条件下分别钝化处理的双亲原生质体采用电诱导融合后进行培养,获得再生植株.对获得的杂种植株进行形态学、细胞学及分子标记检测.大部分再生植株表现出新形态,部分表现亲本中间型,少数偏向受体亲本.融合植株的染色体数目在40-73之间.随机扩增多态性DNA标记（RAPD）和简单重复序列（SSR）分析证实了再生植株的杂种真实性.而细胞质基因组的酶切扩增多态性序列（CAPS）和叶绿体SSR（cpSSR）分析结果显示,杂种的线粒体和叶绿体发生了重组.本研究是棉花中开展“供-受体”双失活融合模式的首次报道,是继对称融合和基于紫外线处理的不对称融合之后在棉花原生质体融合方面又一新的进展. 展开更多

关键词 棉花 “供-受体”融合 碘乙酰胺 原生质体 紫外线

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