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期刊信息/Journal information
分子植物育种
分子植物育种

张启发

双月刊

1672-416X

mpb@sophiapublisher.com

0898-68966415

570206

海南省海口市海秀大道128号双岛公寓13B室

分子植物育种/Journal Molecular Plant BreedingCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由国家科技部批准，国家新闻出版署核准的刊物。本刊“立足国内，面向国际”，是一份为转基因育种、分子标记辅助育种及常规育种服务的国际化科学杂志。围绕水稻、小麦、玉米、油菜、大豆、棉麻、薯类、果树、蔬菜、花卉、茶叶、林草等，刊登分子遗传育种理论、分子育种方法、分子育种研究动态以及优良种质培育等方面的科学论文报道。
正式出版
收录年代

    玉米中低温应答ERF基因鉴定及表达分析

    王雪贺缘郭耀祖陈桂森张苗苗...
    3133-3147页
    查看更多>>摘要：ERF转录因子在植物的多种发育过程和非生物胁迫反应中发挥重要作用.在玉米中,虽然ERF家族基因对盐胁迫和干旱胁迫的响应研究已经有报道,但尚没有研究从全基因组水平鉴定ERF家族基因对低温胁迫的响应.本研究采用高通量测序技术Illumina HiSeq,分别在5 ℃和22 ℃处理下构建玉米叶组织转录组,从中筛选出57条低温响应ZmERFs,包括53条上调表达的ZmERFs,4条下调表达的ZmERFs.不同的ZmERFs在不同组织部位和发育阶段的表达模式有很大变化.蛋白保守结构域分析表明ZmERFs蛋白中共有20个保守基序,EAR基序出现在组B1成员中,LWSY基序出现在A1,A5和B2成员中.启动子分析显示,多种逆境相关元件ABRE、ARE、LTR和MBS在低温响应ZmERFs的启动子中高度富集.RT-qPCR结果进一步显示GRMZM2G544539和GRMZM2G040664基因可以同时受低温、盐和干旱胁迫诱导表达,GRMZM2G434203基因可以同时受低温和干旱胁迫诱导表达,表明ERF转录因子可以参与包括低温在内的多重非生物胁迫反应.此外,启动子中含有7个ABRE元件的GRMZM2G544539基因在ABA和低温处理下的表达模式极为相似,表明GRMZM2G544539介导的低温反应可能是依赖于ABA信号途径的.本研究通过对玉米ERF基因家族成员在基因组中的进化关系以及受低温诱导的ZmERFs的基因结构、蛋白保守结构域、启动子元件组成和表达模式进行分析,可以为研究ZmERFs在低温胁迫下的功能提供线索.

    玉米ERF基因生物信息学低温表达模式

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    西葫芦种皮纤维素合成酶基因CpCesA的克隆及表达分析

    赵夏云瞿飞杨静马关鹏...
    3148-3155页
    查看更多>>摘要：裸仁西葫芦因其种皮退化无需脱壳而备受关注,纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,是影响西葫芦种皮形成的重要因素,而纤维素合成酶(CES)在植物纤维素合成过程中起关键作用.为深入探究西葫芦CpCesA基因对种皮形成的调控机制,本研究通过克隆获得CpCesA的基因序列,利用生物信息学方法分析其结构和编码蛋白的理化性质.利用实时荧光定量PCR检测种皮不同发育时期和西葫芦不同组织部位CpCesA的表达模式.通过克隆获得CpCesA开放阅读框序列全长2952 bp,生物信息学分析表明,其编码的蛋白质在葫芦科作物中有很强的保守性,且具有纤维素合成酶家族蛋白的保守结构域,属于质膜蛋白.实时荧光定量PCR结果显示:在种子发育过程中,CpCesA在裸仁西葫芦种皮中的表达量比有壳西葫芦普遍显著偏低,有壳西葫芦在授粉后10 d CpCesA表达量达到最高,而裸仁西葫芦则在授粉后20 d达到最高后开始下降.不同品种种皮发育相同时期、同一品种不同发育时期CpCesA表达量表现均不同,这表明CpCesA与西葫芦种皮的发育和形成有着密切关系.组织表达分析表明,CpCesA在两种西葫芦叶片、茎、根、花瓣等不同组织中均有表达,茎和根中表达量高且差异极显著,具有组织表达特异性.本研究为进一步研究纤维素影响西葫芦种皮发育的机理提供参考依据.

    西葫芦纤维素合成酶基因克隆表达分析

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    基于BSA-seq的甜瓜抗枯萎病相关基因的定位与候选基因的注释

    杨梦飞夏玲梁昕景韩晓燕...
    3156-3165页
    查看更多>>摘要：为挖掘甜瓜抗枯萎病相关基因,本研究以高抗枯萎病自交系YN为母本,高感枯萎病自交系CG为父本构建F2群体,基于F2群体分别构建极端高抗混池和高感混池,对子代混池和双亲池开展30x覆盖深度的全基因组重测序,通过计算2个子代池的SNP-index,比较SNP-index在高抗池与高感池染色体各区段的差异,定位与抗病性的关联区域,根据基因注释信息,预测候选基因.结果表明4个样本获得的SNP位点和InDel分别在91万～250万个之间和17万～45万个之间.基于SNP-index关联分析,在99％的置信区间内将候选区域定位到甜瓜染色体Chr.9的1个区间,总长度为1.37 Mb,位于1～1 370 000 bp区间,包含197个基因,SNP-inDel位点数7 442个.通过对候选区域内的基因进行KEGG、GO数据库分析发现,候选基因分别被注释到18个生物学进程、9个细胞组分和6个分子功能中;主要参与氨基酸生物合成、氨基酸代谢、酯类代谢、糖类代谢等,经分析在候选区域内与抗病性相关的基因共有22个,3个与F-box基因相关,3个水解蛋白相关基因,4个乙烯反应转录因子,1个泛素蛋白连接酶,2个GDSL酯酶等.本研究结果将为甜瓜枯萎病的抗病分子机理提供新思路,同时为其抗病性功能性分子标记的开发及相关基因的克隆提供参考.

    甜瓜枯萎病抗病性BSA-seq基因注释

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    番木瓜畸形花叶病毒HC-Pro蛋白的原核表达与纯化

    苏蝶庹德财周鹏言普...
    3166-3171页
    查看更多>>摘要：番木瓜畸形花叶病毒(papaya leaf distortion mosaic virus,PLDMV,Potyvirus属)是目前威胁中国番木瓜种植的主要病原之一.辅助成分-蛋白酶(helper component-proteinase,HC-Pro)是PLDMV编码参与病毒运动、复制、媒介传播、基因沉默抑制的多功能蛋白.为了获得HC-Pro基因的纯化蛋白,本研究通过密码子优化HC-Pro基因序列,成功构建原核表达质粒pET-30a-HCPro,经IPTG诱导后实现HC-Pro在大肠杆菌中的原核表达,在0.5 mmol/L IPTG,20 ℃条件下诱导过夜时其表达量最高;破碎菌体后,SDS分析全菌、破碎上清以及沉淀中目标蛋白的表达量,结果显示重组HC-Pro蛋白主要以不可溶的包涵体形式在沉淀中表达;进一步溶解包涵体通过Ni-NTA层析柱进行纯化,在500 mmol/L浓度咪唑下可以获得分子量大小约为54 kD的HC-Pro重组蛋白;Western Blot分析纯化后的目标蛋白,结果显示54 kD处有明显的条带,与预期的HC-Pro重组蛋白大小一致.本研究成功表达并纯化获得了 PLDMV重组蛋白HC-Pro,为后续抗体制备和探究其功能提供了理论基础.

    番木瓜畸形花叶病毒HC-Pro原核表达纯化

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    白桦SAUR基因家族鉴定及生物信息学分析

    刘超逸王宇航
    3172-3187页
    查看更多>>摘要：SAUR基因家族作为植物生长素早期响应基因家族中最大的一个家族,参与到植物细胞伸长、果实发育、胁迫应答等多个生物学过程.本研究基于白桦全基因组数据,对白桦SAUR基因家族进行鉴定和生物信息学分析.结果表明,白桦共有61个SAUR家族基因,这些基因不均匀分布在14条染色体上,理化性质分析表明,大部分BpSAUR蛋白呈碱性,为不稳定蛋白,脂溶性系数较高,为亲水性;系统进化和基因结构分析表明,61个白桦SAUR基因被分为4类(Group Ⅰ～GroupⅣ),其中GroupⅣ中BpSAUR基因最多,同一分类的BpSAUR基因更倾向于在染色体上聚集分布,大部分白桦SAUR家族基因为无内含子或少内含子基因.白桦SAUR家族基因启动子还拥有多个光响应、激素响应元件与逆境胁迫作用元件,说明其可能参与白桦生长发育及胁迫应答等多个生物学过程.该家族基因在白桦的不同组织部位和不同发育阶段的表达量也不同,主要在幼茎、成熟茎和成熟叶中集中表达.本研究通过对白桦SAUR基因家族进行深入分析,以期为白桦分子育种奠定良好基础.

    白桦SAUR(Smallauxin-upRNA)全基因组生物信息学分析

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    CRISPR/Cas9基因编辑技术的生物伦理和法律问题

    刘佳
    3188-3194页
    查看更多>>摘要：CRISPR/Cas9基因编辑技术作为一项革命性的生物技术,为基因组编辑提供了高效、精准的工具,然而其广泛应用也引发了众多生物伦理和法律挑战.本研究旨在探讨CRISPR/Cas9基因编辑技术在生物伦理和法律层面所面临的问题.本研究介绍了 CRISPR/Cas9技术的基本原理和其在生物学、农业等领域的应用,详细探讨了基因编辑技术可能引发的伦理问题,包括人类基因编辑的道德边界、遗传信息的安全性等,还分析了基因编辑技术在法律方面的挑战,如知识产权、监管标准和医疗法律责任等.通过综合评述生物伦理和法律领域的争议和讨论,本研究旨在促进对CRISPR/Cas9基因编辑技术应用的全面理解和审慎考虑.

    CRISPR/Cas9基因编辑生物伦理法律挑战伦理边界

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    计算机与人工智能在分子生物学数据分析方面的应用

    黄碧娜
    3195-3203页
    查看更多>>摘要：本研究旨在探索计算机与人工智能在分子生物学数据分析中的应用,强调了各类分子生物学数据的特征与挑战,以及计算机在数据存储管理、预处理与清洗、数据可视化等方面的关键作用.本研究详细探讨了人工智能技术在基因组学、转录组学和蛋白质组学中的应用,着重于机器学习、深度学习和强化学习在基因功能预测、RNA结构预测以及蛋白质结构预测等领域的贡献.在挑战与未来方向方面,突出了数据隐私、伦理问题、数据复杂性和多样性的挑战,以及未来研究方向如整合多层次数据、动态系统建模、个性化医学应用等.计算机在分子生物学研究中有着十分广泛的应用,已经成为一门新兴的交叉学科,对未来的生物医学研究和应用具有一定的借鉴意义.

    多样性分子生物学人工智能计算机数据分析生物信息学

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    浙江省晚粳稻主栽品种白叶枯病抗性鉴定及抗病基因检测

    谢留杰段敏余山红潘晓飚...
    3204-3212页
    查看更多>>摘要：对包括浙江省主栽品种在内的75份粳稻材料接种白叶枯病菌'浙173',在接种后不同时间观察发病情况,同时利用11个白叶枯病抗病基因连锁或功能性分子标记对接种后表现为抗病的材料进行基因型检测.结果表明:常规粳稻材料中'ZH18-117'、'春江糯6号'、和'秀水63'等3个品种抗病性最佳,13份杂交粳稻仅'嘉优中科2号'表现为抗病.被列入浙江省主导品种的常规粳稻'浙粳99'、'嘉67'、'中嘉8号'表现为抗病,杂交粳稻仅'甬优538'表现为中抗.不同品种动态发病研究显示:随着抗性的提高,水稻在后期抑制病斑的扩散能力也增强.白叶枯病抗性基因标记检测结果显示:'嘉优中科2号'、'浙粳60'和'浙粳99'检测到与Xa1基因阳性对照'三黄占2号'一致的条带;'秀水09'、'秀水63'、'嘉花1号'、'春江16A'等4个品种能扩增出Xa4基因抗性条带;其余抗病品种未检测到抗病基因.

    粳稻主栽品种白叶枯病抗性鉴定分子标记

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    早熟陆地棉主要性状配合力效应及遗传参数分析

    李海燕吴晓东赵丹王天硕...
    3213-3223页
    查看更多>>摘要：选用12份不同来源的陆地棉为亲本材料,按照NCⅡ不完全双列杂交设计配置32(4x8)份杂交组合,对亲本及F1代的13个主要农艺性状和品质性状的遗传效应、配合力和杂种优势进行统计分析.结果表明,陆地棉杂交组合间存在显著的遗传差异.籽棉产量、皮棉产量、铃重、衣分、纤维长度、比强度、马克隆值、伸长率同时受基因加性效应和非加性效应共同影响,单株铃数以基因加性效应为主,株高、始果节位、始果节高、整齐度以基因非加性效应为主;W1(LZD)为大铃丰产亲本,L2(辽棉43)为高衣分丰产亲本,W6(19-ZHGC)、W7(中91)为优质亲本,L2(辽棉43)和W2(新石K28)为各性状均表现较好的优良亲本;组合W1×L1(LZD×辽棉38)、W5×L3(惠远720×辽棉27)具有较大的育成品种的潜力;多数性状杂种优势明显,其中以皮棉产量和籽棉产量的竞争优势最大,分别达到15.5％和10.5％,纤维长度和断裂比强度平均竞争优势分别为5.7％、5.3％.由此表明,杂种优势利用可以有效提高棉花产量、改进纤维品质.

    陆地棉主要性状配合力遗传效应杂种优势

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    基于木薯全基因组重测序的InDel标记开发及应用

    陆佳毓王明肖鑫辉李开绵...
    3224-3235页
    查看更多>>摘要：本研究旨在开发稳定可靠、操作简便的木薯InDel分子标记,为木薯种质资源遗传多样性研究、品种鉴定等工作提供有力工具,为木薯育种发展提供保障.本研究基于22份木薯种质资源全基因组重测序分析结果随机挑选了 64个InDel分子标记进行引物设计并利用琼脂糖凝胶电泳检测进行有效性验证,结果有20对引物具有多态性,多态性率为31.25％.随后将具有多态性的且扩增效果最优的18个InDel标记扩增条带数进行统计生成矩阵用于木薯种质资源遗传多样性研究,各标记的基因多样性指数于0.21～0.50之间,香农多样性指数于0.36～0.70之间.聚类结果分析将72份木薯材料在遗传相似系数0.62处划分为2大类群.且将中国的地方品种及选育品种大多划分至1#中的同一分支,其余薯肉颜色及内皮颜色相同的木薯材料大多都聚类到了一起.此外,本研究开发出的InDel分子标记IDC46具有特异性,可用于特定木薯材料鉴定.说明后期InDel引物有望成为木薯指纹图谱及分子身份证构建的有效工具,本研究结果也将对木薯育种工作后续开展具有一定的参考意义.

    木薯(ManihotesculentaCrantz)InDel标记基因组重测序遗传多样性分析

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