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华北农学报
河北、北京、天津、山西、河南、内蒙古六省市农科院农学会
华北农学报

河北、北京、天津、山西、河南、内蒙古六省市农科院农学会

双月刊

1000-7091

hbnxb@163.com；　hbnxb@yahoo.cn

0311-87652166

050051

石家庄市和平西路598号

华北农学报/Journal Acta Agriculturae Boreali-SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>> 《华北农学报》1986年创刊，是河北、北京、天津、山西、河南、内蒙古六省市区农科院和农学会联合主办的大农业学术刊物。本刊为中国自然科学核心期刊，全国综合性农业核心期刊，中国科学引文数据库核心期刊，曾荣获全国优秀科技期刊奖、全国优秀农业期刊学术类一等奖、北方十佳期刊及河北省优秀科技期刊。 本刊立足华北，面向全国和全世界。主要刊载农业各学科的学术论文、研究报告及科研简报，报道农业学术动态。主要服务于农业高等院校师生和农业科研机构的研究人员。
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    小麦钙依赖蛋白激酶基因TaCDPK17的克隆及其抗逆功能初步分析

    甘露谢美娟卢振华李明...
    1-8页
    查看更多>>摘要：为探究钙依赖蛋白激酶(CDPK)在小麦生长和逆境应答中的作用,从普通小麦中克隆了 TaCDPK17基因,并对其进行了序列结构、表达模式和抗逆功能初步分析.结果表明,TaCDPK17基因编码区长1701 bp,编码566个氨基酸,具有CDPK家族的典型结构特征,包括1个保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和4个EF手型结构域.对TaCDPK17与其他12种植物的CDPK17进行进化树分析表明,TaCDPK17与禾本科作物,特别是节节麦、大麦的CDPK17序列有较高同源性.TaCDPK17基因启动子区域富含与激素调控、光照响应,以及非生物应答胁迫相关的顺式调控元件,其中,脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)和茉莉酸甲酯响应元件(CGTCA)数量较多.基于实时荧光定量PCR 的表达分析结果显示,TaCDPK17 受 100 µmol/L ABA、100 µmol/L 茉莉酸甲酯、20％PEG6000 和 250 mmol/L NaCl诱导后,表达量有不同程度升高.在2 μmol/L ABA和100 mmol/L NaCl胁迫处理条件下,过表达TaCDPK17的拟南芥种子萌发率显著高于野生型对照.同时,过表达TaCDPK17缓解了 ABA或渗透胁迫处理对幼苗根生长的抑制作用.在气孔关闭过程中,过表达TaCDPK17的转基因植物对ABA更敏感,与野生型植物相比,表现出更强的气孔关闭趋势.这些结果表明,TaCDPK17在小麦逆境胁迫和激素信号应答中发挥着重要作用.

    小麦钙依赖蛋白激酶基因克隆表达分析抗逆

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    识别NG PAM序列的Cas9变异体编辑玉米ZmSCD基因及其效率测试

    钱步轩潘弘王棋陈子奇...
    9-14页
    查看更多>>摘要：为了探究评估SpCas9-NG在玉米基因组编辑中的应用潜力,以叶绿素合成关键基因ZmSCD作为编辑对象,该基因缺失会使苗出现白化现象,以此直观评估编辑效率.依据SpCas9和SpCas9-NG分别识别的5'-NGG-3'和5'-NG-3'PAM序列的规则,在ZmSCD的第2和第3外显子上设计了靶点后,成功将靶点序列构建至SpCas9及SpCas9-NG敲除载体上,再利用农杆菌介导的遗传转化方法将敲除载体导入玉米自交系KN5585中,将愈伤组织培养至分化出叶片组织时,统计白化苗率,以此得出不同编辑器的编辑效率,并对白化苗提取基因组后进行测序.通过3轮遗传转化SpCas9分别获得76,125,28个愈伤组织,SpCas9-NG获得100,69,30个愈伤组织.结果显示,SpCas9的3轮遗传转化的基因编辑效率分别为14.47％,13.60％,10.71％,SpCas9-NG编辑效率分别为12.00％,10.14％,13.33％;对其白化苗测序结果显示,均在靶点附近获得重叠峰.结果表明,SpCas9-NG在玉米中的编辑效率与传统SpCas9相似,显示出同样的基因编辑能力;相比之下,SpCas9-NG具备更宽泛的PAM序列适应性,这意味着它的靶点设计能力更为灵活,允许在玉米基因组中实现更加精准和多样化的编辑.

    玉米SpCas9-NG编辑效率ZmSCD

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    高粱×苏丹草后代群体农艺及产量性状QTL初步定位

    孙安栋高建明吕芃裴忠有...
    15-23页
    查看更多>>摘要：为进一步探究高粱籽粒和茎秆产量的遗传规律,运用粒用高粱忻粱52和苏丹草TS 185作为亲本进行杂交并得到F2及F2∶3群体,利用115对多态性引物对430份F2群体使用区间作图法构建遗传连锁图谱,以LOD值等于3作为阈值.结果表明,分蘖数、叶片数、茎粗、穗长、株高、茎秆鲜质量、整株鲜质量、着壳率、穗质量、千粒质量、单穗粒质量、单穗粒数12个农艺性状共检测到86个QTL.在1号染色体sam17164-sam15397区间定位到茎秆鲜质量的QTL;在2号染色体Xcup64-Xcup26区间定位到分蘖数的QTL,Xtxp019-sam01138区间定位到叶片的QTL,Xcup26-Xtxp080区间定位到茎秆鲜质量的QTL;在3号染色体sam44791-sam33751区间定位到穗长的QTL;在7号染色体sam39622-sam43980区间定位到着壳率的QTL;在8号染色体sam10491-sam17740区间定位到整株鲜质量的QTL;在10号染色体sam710901b-sam59778区间定位到分蘖数的QTL,以上这些都是新检测到的位点.

    高粱SSR标记数量性状位点QTL定位

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    甘蓝型油菜BnEXO基因家族功能与表达分析

    陈雨蝶张泽荣李恒湘李天乐...
    24-32页
    查看更多>>摘要：EXORDIUM(EXO)基因在拟南芥中被确定为油菜素内酯(BR)响应基因,通过介导细胞扩张促进植物生长.为探究EXO基因在甘蓝型油菜中的功能以及在花期不同组织中的表达规律,以甘蓝型油菜中双6号为材料,克隆EXO基因的编码区序列命名为BnEXO,并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量技术对BnEXO基因在甘蓝型油菜花期根、茎、叶、花瓣、花蕾和角果皮中的相对表达量进行测定.结果表明,BnEXO基因的CDS序列为945 bp,BnEXO为稳定亲水性非跨膜蛋白,属于分泌蛋白,在细胞外表达,蛋白的二级结构以无规则卷曲为主.不同组织中的表达分析结果表明,BnEXO基因在不同组织中的表达量由高到低依次为花瓣、角果皮、花蕾、茎、根、叶,在花瓣中的表达量最高.此外,以拟南芥中8个EXO基因家族成员的蛋自序列为基础,鉴定到20个甘蓝型油菜EXO基因(BnaEXO),11个白菜EXO基因(BraEXO)和11个甘蓝EXO基因(BoEXO).大多数基因家族成员编码蛋白质为稳定性蛋白,定位在细胞外,长度为271～411个氨基酸,等电点预测为5.76～9.60,分子质量为28.76～46.21 ku.系统发育分析将EXO基因分为EXOA、EXOB、EXOC、EXOD和EXOE共5个亚组,EXOB亚组中成员最少.基因结构分析表明,大多数成员只含有1个外显子,没有内含子,EXO基因家族成员序列具有高度的保守性.甘蓝型油菜中成员的启动子区域顺式元件分析结果表明,BnaEXO基因在植物的生长发育及逆境胁迫中发挥重要作用.

    甘蓝型油菜EXORDIUM克隆基因家族油菜素内酯

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    马铃薯StRac5、StRac7和StRac13基因的克隆及其表达模式分析

    高婉婷刘志达孙学桃李志平...
    33-41页
    查看更多>>摘要：探究马铃薯基因的表达模式,为后续研究基因对马铃薯病害的抗性影响提供理论依据.以马铃薯为试验材料,克隆获得3个马铃薯内源小G蛋白基因StRac5、StRac7、StRac13,并对其进行生物信息学分析和表达模式分析.结果表明,StRac5、StRac7、StRac13与拟南芥和水稻中的小G蛋白含有相似的保守序列,均属于ROP蛋白.StRac5和StRac13 的蛋白结构域与拟南芥 AtRop1、AtRop3、AtRop5、AtRop6 及水稻 OsRac5、OsRac6、OsRac7 相同,StRac7 与拟南芥AtRop9的蛋白结构域相同.系统进化树分析表明,StRac7属于第Ⅱ类,与拟南芥AtRop9遗传距离最近;StRac13属于第Ⅲ类,与拟南芥AtRop7遗传距离最近;StRac5属于第Ⅳ类,与水稻OsRac5和OsRac6遗传距离最近.在马铃薯不同组织中,StRac5、StRac7、StRac13基因的相对表达量均为叶＞根＞茎;与其在茎中表达量比较,StRac5、StRac7和StRac13在叶中的表达量分别增加了 1 222.4％,2 531.3％,468.2％;接种晚疫菌后,StRac5、StRac7和StRac13基因的相对表达量均出现先升高后降低的趋势,StRac5和StRac13基因的相对表达量在接菌24 h后较0 h分别上调了62.2％,40.4％,StRac7基因的相对表达量在接菌72 h后较0 h上调了 827.8％;经过ABA、SA、GA和6-BA处理后,StRac5、StRac7、StRac13基因的相对表达量呈现下调的趋势;JA和IAA处理后,StRac5、StRac7、StRac13基因的相对表达量呈现上调的趋势.因此,StRac5、StRac7和StRac13基因能够响应马铃薯晚疫病的侵染,在不同组织和不同激素处理下表达模式也存在一定差异.

    马铃薯小G蛋白基因克隆晚疫病表达模式

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    蓝花耧斗菜Expansin基因家族的全基因组鉴定及其在盐胁迫下的表达分析

    马艳梅于海航沈轩羽肖芳丽...
    42-51页
    查看更多>>摘要：扩展蛋白(EXP)可以调节细胞壁组分间松弛度和增强细胞壁的柔韧性,在植物适应环境胁迫过程中起着关键作用.为探究蓝花耧斗菜EXP家族成员特征及其在盐胁迫下表达模式,挖掘蓝花耧斗菜耐盐基因,利用生物信息学方法对蓝花耧斗菜AcEXP家族进行全基因组鉴定及分析,并通过RNA-seq表达数据和qRT-PCR分析其在盐胁迫下的表达模式.结果表明,蓝花耧斗菜全基因组包含27个EXP基因,分布于6条染色体及1个scaffold上;蛋白质二级结构以β-折叠和无规则卷曲为主;27个EXP均定位于细胞壁.系统发育树显示,AcEXP家族成员被划分为4个亚家族(EXPA、EXPB、EXLA、EXLB),同一亚族成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序.AcEXP的启动子区域富含多个植物激素响应元件和胁迫响应元件.利用转录组数据,对盐胁迫下AcEXP的表达模式分析表明,21个EXP响应盐胁迫,在根系和叶片中的表达模式存在差异.AcEXPA8/9/12,AcEXPB1、AcEXLB1、AcEXLB2在叶片和根系中均差异表达,且qRT-PCR结果进一步验证了 AcEXP基因在盐胁迫下的表达模式.该研究全面分析了蓝花耧斗菜EXP基因家族成员的基本特征及在盐胁迫下的表达变化,初步证明AcEXPA8/9/12、AcEXPB1、AcEXLB1、AcEXLB2参与了盐胁迫应答过程并作出积极响应.

    蓝花耧斗菜扩展蛋白全基因组鉴定盐胁迫表达分析

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    基于转录组信息的辣椒MADS-box转录因子家族分析

    丁楚琦吴鹏郭茜茜王丽...
    52-62页
    查看更多>>摘要：MADS-box转录因子广泛存在于植物中,在生长发育和次生代谢过程中发挥重要作用.为探究MADS-box转录因子家族在辣椒素不同积累时期的表达情况.利用辣椒素不同积累时期转录组数据,鉴定辣椒MADS-box转录因子家族成员,并进行亚细胞定位、保守基序、系统进化树和染色体定位分析,对其功能进行初步分析.结果表明,在辣椒转录组数据中共鉴定出95个MADS-box转录因子;含有105～395个氨基酸;分子质量为11.55～44.46 ku;理论等电点为5.16～10.01;主要在细胞核表达,均含有MADS保守结构域,系统发育分析表明,MADS蛋白可分为8个亚家族.有73条CaMADS家族成员定位到12条染色体上.差异表达的MADS-box基因有26个,其中6个基因在C1 vs C2时期上调,在C2 vs C3时期下调.基于KEGG富集和蛋白互作预测到CaMADS13可能参与辣椒中木质素的合成.CaMADS24可能参与辣椒素和木质素合成前体香豆酰辅酶A的合成.利用生物信息学分析,鉴定了辣椒MADS-box家族转录因子,为深入研究辣椒素次生代谢中的分子调控机制提供理论基础.

    辣椒MADS-box转录因子次生代谢

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    基于BSA-seq和RNA-seq挖掘西瓜果皮硬度候选基因

    张敬敬田鹏于洪春李冰...
    63-71页
    查看更多>>摘要：为了挖掘西瓜果皮硬度关键调控基因,选育耐裂高硬度果皮西瓜品种.以西瓜果皮硬度差异显著的高硬度材料901和低硬度材料BSH为亲本,构建F2分离群体,采用极端性状混池重测序接合BSA(BSA-seq)方法进行定位,并结合转录组测序(RNA-seq)数据进行关联分析,挖掘果皮硬度关键调控基因.BSA-seq结果表明,SNPs和In-Dels 关联区域交集位于10号染色体1 620 000-3 760 000 bp区间内共2.14 Mb的区段,包含150个候选基因,其中2个非同义突变基因和1个移码突变基因.将BSA-seq测序结果与RNA-seq测序结果进行联合分析发现,共有Cla97C10G187120、Cla97C10G187020、Cla97C10G187430、Cla97C10G187510、Cla97C10G187280 和 Cla97C10G1865406个基因相关联,经生物信息学分析,确定Cla97C10G187120基因为西瓜果皮硬度候选基因.实时荧光定量(qRT-PCR)试验结果表明,转录组试验数据可靠,并且候选基因Cla97C10G187120在901中表达较BSH明显降低.本研究为进一步精细定位西瓜果皮硬度调控基因奠定了基础.

    西瓜果皮硬度基因组测序转录组测序候选基因

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    锦绣黄桃漆酶基因PpLAC7的克隆、亚细胞定位及表达分析

    龚意辉张灿美周桂花陈玫羽...
    72-79页
    查看更多>>摘要：为克隆锦绣黄桃漆酶基因PpLAC7序列,分析PpLAC7基因序列信息及其在果肉褐变中的作用.以锦绣黄桃为试材,采用同源克隆方法从锦绣黄桃中获得漆酶基因PpLAC7的cDNA序列.采用生物信息学软件对PpLAC7基因的启动子元件、蛋白质理化性质、蛋白质二级、三级结构、系统发育进化树和同源氨基酸序列比对进行分析.此外还对PpL4C7基因进行亚细胞定位以及在果肉褐变过程中的表达规律进行了分析.生物信息学分析表明,PpLAC7的启动子区域含有光响应元件、茉莉酸响应元件、干旱响应元件、种子特异性调控等元件.PpLAC7基因全长为1 692 bp,其蛋白质共编码563个氨基酸,分子质量为61.867 ku,总原子数为8 621个,亲水系数为-0.028,理论等电点为5.95,不稳定指数为36.48,脂溶性指数为87.26.PpLAC7蛋白的α-螺旋、延长链、β-转角、无规则卷曲分别占氨基 酸总数的14.74％,28.77％,6.22％,50.27％.进化树结果显示,PpLAC7基因与苹果MdLAC7基因具有较高的同源性,PpLAC7基因的氨基酸序列同样含有3个典型的铜离子结构域.亚细胞定位结果表明,PpLAC7定位于内质网.PpLAC7基因在锦绣黄桃果肉褐变过程中呈大量上调表达.结合锦绣黄桃果肉褐变指数与PpLAC7表达量的关系,推测ppLAC7可能在锦绣黄桃果肉褐变过程中起重要的作用.

    锦绣黄桃PpLAC7基因果肉褐变基因克隆生物信息学分析亚细胞定位

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    植物耐盐机制研究进展及展望

    王大江刘昭路翔高源...
    80-92页
    查看更多>>摘要：植物的生长和生产面临各种生物和非生物胁迫,其中盐胁迫严重影响植物的正常生长发育、品质和产量形成.植物在长期的演化过程中,进化出了适应盐胁迫的形态结构、生理生化反应和遗传基础.在形态结构上,耐盐植物的叶片具有蜡质层、气孔密度低于盐敏感植物,另外具有泌盐或者阻断功能的盐腺、毛状体、盐囊泡、凯氏带等结构;在生理活动调节方面,一方面耐盐植物具有高的酶促和非酶促抗氧化物质,如SOD、CAT、酚类物质等,另一方面耐盐植物具有较高的渗透调节物质含量,或者在盐胁迫下可以合成渗透调节物质,包括有机物质可溶性蛋白和糖以及无机盐离子等;在分子机理方面,SOS途径是研究得最为清晰的离子调控途径,通过SOS1、SOS2和SOS3协同作用维持细胞内Na+/K+平衡;此外,植物激素及碳代谢途径在植物耐盐过程中亦具有重要作用.本研究通过综述植物耐盐研究进展,探讨耐盐植物在形态结构、生理基础、遗传分子基础和转基因手段在响应盐胁迫的潜在研究重点和方向,有助于研究人员快速找到切入点,逐步完善植物的耐盐机理体系,加快耐盐植物的高效利用.

    植物耐盐抗氧化渗透调控离子毒害

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