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谷子Glycosyl hydrolases family 17鉴定及在逆境胁迫下的表达分析
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作者 范玉杰 武晓雄 +3 位作者 董梦迪 高茜 韩彦卿 韩渊怀 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1660-1670,I0002-I0004,共14页
糖苷水解酶17(GH17)在调节植物生长发育、响应生物和非生物胁迫过程中发挥重要作用。为深入鉴定谷子中的GH17s基因,并初步探明其在谷子生长发育以及逆境胁迫响应方面的功能,本试验对58个SiGH17s的生物信息学和谷子响应禾生指梗霉(Sclero... 糖苷水解酶17(GH17)在调节植物生长发育、响应生物和非生物胁迫过程中发挥重要作用。为深入鉴定谷子中的GH17s基因,并初步探明其在谷子生长发育以及逆境胁迫响应方面的功能,本试验对58个SiGH17s的生物信息学和谷子响应禾生指梗霉(Sclerospora graminicola)侵染、低氮、低磷以及干旱胁迫的表达模式进行了分析。结果显示,58个SiGH17s编码的蛋白长度存在差异,与水稻、拟南芥具有较高结构和功能的相似性;该家族启动子中存在多种与抗病相关的顺式作用元件。谷子中9对共线性片段重复基因受到纯化选择;6个基因在谷子受到低氮、低磷、干旱胁迫以及禾生指梗霉侵染后均不同程度差异表达。结合实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证,发现6个基因中的4个差异表达基因(SiGH17_4、SiGH17_20、SiGH17_26、SiGH17_38)在谷子生长发育和逆境胁迫应答中均受到不同程度重调控。本研究结果为深入解析SiGH17s的功能提供了理论依据。 展开更多
关键词 谷子 胁迫响应 GH17基因家族 生物信息学分析 基因表达
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苦荞耐盐基因FtGST2的克隆及功能初步分析
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作者 肖雅文 王祥儒 +5 位作者 黄旭 石亚亮 张凯旋 何毓琦 韩渊怀 周美亮 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1955-1966,共12页
课题组前期通过全基因组关联分析获得1个苦荞耐盐相关基因FtGST2(FtPinG0707941400.01)。通过同源比对和保守序列分析发现,该基因属于谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferases)中的四氯代氢醌脱卤素酶亚族(TCHQD)。从中苦3号中克... 课题组前期通过全基因组关联分析获得1个苦荞耐盐相关基因FtGST2(FtPinG0707941400.01)。通过同源比对和保守序列分析发现,该基因属于谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferases)中的四氯代氢醌脱卤素酶亚族(TCHQD)。从中苦3号中克隆出FtGST2基因,对该基因上游2000 bp的启动子序列进行分析发现,34个元件中含有2个脱落酸响应元件与6个茉莉酸甲酯响应元件,而脱落酸与茉莉酸正是植物调控盐胁迫途径的重要激素。为进一步验证FtGST2的功能,对FtGST2在苦荞不同器官中的表达量和不同浓度NaCl处理下的表达量差异进行检测。结果显示,FtGST2在根中的表达量最高,并且FtGST2在100 mmol/L NaCl处理下的表达量最高。同时构建了FtGST2的过表达拟南芥与过表达毛状根,并检测过表达植株的种子发芽率、主根长、鲜重及其生理指标。结果显示,盐处理下FtGST2的过表达拟南芥发芽率和根长均高于野生型,盐处理下FtGST2的过表达毛状根鲜重显著高于对照组A4毛状根。此外,对毛状根的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶及丙二醛4个生理指标进行检测后发现过表达FtGST2基因的确能有效提高苦荞毛状根过表达株系的耐盐性。以上试验对FtGST2基因的抗盐功能进行了初步验证,为后续苦荞耐盐品种的选育奠定了一定基础。 展开更多
关键词 荞麦 谷胱甘肽-S-转移酶 盐胁迫
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生物技术在农业育种中的应用 被引量:3
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作者 韩渊怀 《山西农经》 2014年第1期80-81,85,共3页
现代生物技术已在农业育种中广泛运用,在植物基因资源发掘、品质改良、提高抗性、增产等发面发挥着重要的作用;利用生物技术已发现许多重要经济性状的候选基因、培育出高产、抗病、抗逆、优异品质的优良品种,为常规育种提供了良好的补... 现代生物技术已在农业育种中广泛运用,在植物基因资源发掘、品质改良、提高抗性、增产等发面发挥着重要的作用;利用生物技术已发现许多重要经济性状的候选基因、培育出高产、抗病、抗逆、优异品质的优良品种,为常规育种提供了良好的补充措施。本文就生物技术在农业育种中的应用进行综述并展望了其应用前景。 展开更多
关键词 生物技术 育种 应用前景 关联分析
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复合硝酸稀土对盐胁下冬小麦生育前期生长及生理生化的影响
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作者 韩渊怀 冯文新 《山西农业大学学报》 CAS 1994年第4期368-370,共3页
本文研究了复合硝酸稀土对盐胁条件下冬小麦三叶期、拔节期生长及其生理生化的影响。结果表明,稀土可促进三叶期幼苗在盐胁条件下的生长,机理之一是稀土提高了膜保护系统活性,从而降低膜相对透性,减轻膜伤害;稀土可促进盐胁条件下... 本文研究了复合硝酸稀土对盐胁条件下冬小麦三叶期、拔节期生长及其生理生化的影响。结果表明,稀土可促进三叶期幼苗在盐胁条件下的生长,机理之一是稀土提高了膜保护系统活性,从而降低膜相对透性,减轻膜伤害;稀土可促进盐胁条件下拔节期新生叶的生长,延缓叶片衰老过程,从而延长叶片的功能期。 展开更多
关键词 冬小麦 盐胁迫 稀土 生长发育
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CO_2浓度升高对大豆光合作用和叶绿素荧光的影响 被引量:34
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作者 王晨光 郝兴宇 +4 位作者 李红英 韩渊怀 韩雪 宗毓铮 李萍 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1583-1588,共6页
为研究大气CO2浓度升高对大豆光合能力影响,了解未来全球气候变化后大豆光合生理变化,为气候变化下的大豆生产提供理论依据。本文利用开放式大气CO2富集系统(free air CO2enrichment,FACE)试验平台,研究了大气CO2浓度升高对大豆叶片光... 为研究大气CO2浓度升高对大豆光合能力影响,了解未来全球气候变化后大豆光合生理变化,为气候变化下的大豆生产提供理论依据。本文利用开放式大气CO2富集系统(free air CO2enrichment,FACE)试验平台,研究了大气CO2浓度升高对大豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:大气CO2浓度升高后,大豆净光合速率(Pn)增加,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)下降,水分利用效率(WUE)提高。大气CO2浓度升高使CO2同化速率相对应的荧光量子产量(ΦCO2)平均降低了29.8%,光化学淬灭系数(q P)平均降低了4.6%。但大豆叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)和非光化学猝灭系数(NPQ)没有显著变化。 展开更多
关键词 气候变化 CO2浓度升高 大豆 光合作用 叶绿素荧光参数
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全基因组关联分析:基因组学研究的机遇与挑战 被引量:23
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作者 张雁明 邢国芳 +2 位作者 刘美桃 刘晓东 韩渊怀 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1-6,共6页
全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)是利用全基因组范围内筛选出高密度的分子标记对所研究的群体进行扫描,分析扫描得出的分子标记数据与表型性状之间关联关系的方法。GWAS的出现为全面系统地研究基因组学掀开了新... 全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)是利用全基因组范围内筛选出高密度的分子标记对所研究的群体进行扫描,分析扫描得出的分子标记数据与表型性状之间关联关系的方法。GWAS的出现为全面系统地研究基因组学掀开了新的一页,目前主要应用于人类疾病复杂性状的分析,已鉴定出大量与人类复杂疾病或数量性状相关的遗传变异,成为研究人类基因组学的关键手段。在植物基因组中的研究应用虽刚刚起步,但也取得了良好的效果,应用GWAS发掘植物复杂数量性状基因、为植物分子育种提供依据已成为国际植物基因组学研究的热点。然而,GWAS的结果还存在一些问题,并非早期预测和想象的那样简单。现针对GWAS的特点,对其在人类基因组和植物基因组中的应用及其未来发展进行综述。 展开更多
关键词 全基因关联分析(GWAS) 分子标记 功能基因组学
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花青素积累与谷子低温胁迫响应的关系 被引量:11
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作者 张彬 李萌 +4 位作者 蒋茂双 王俊杰 侯思宇 韩渊怀 李红英 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2607-2613,共7页
为探究花青素积累与谷子低温胁迫响应的关系,本研究以绿叶和富含花青素的紫叶谷子品种为材料,通过对不同品种幼苗进行低温和常温(对照)处理,观察叶片中色素分布,测定叶片光合作用以及花青素、相对叶绿素、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可... 为探究花青素积累与谷子低温胁迫响应的关系,本研究以绿叶和富含花青素的紫叶谷子品种为材料,通过对不同品种幼苗进行低温和常温(对照)处理,观察叶片中色素分布,测定叶片光合作用以及花青素、相对叶绿素、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量。结果表明,低温诱导后紫叶品种叶片花青素主要分布在叶肉细胞和上下表皮细胞,而绿叶品种叶片中几乎无花青素积累。低温诱导后紫叶品种花青素变化明显,绿叶品种无明显变化;与对照相比,低温诱导12 d紫叶品种B13、B45、B55花青素含量分别增加了234%、226%、126%。低温诱导后,紫叶品种叶片的净光合速率(Pn)和相对叶绿素含量均降低,但SS和Pro含量显著升高,MDA含量无规律性变化。相关性分析结果表明,低温诱导12 d紫叶品种叶片花青素含量与相对叶绿素含量、Pn呈极显著负相关,而与Pro含量、SS含量呈极显著正相关,相对叶绿素含量与Pn呈正相关。由此可知,紫色谷子品种叶片花青素的合成可以被低温诱导,且与Pro、SS共同参与植物对低温胁迫的响应。本研究为探索紫叶谷子的抗寒性以及扩大其种植区域提供了理论依据。 展开更多
关键词 谷子 花青素 低温胁迫 适应性
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谷子Si-SP1小穗突变基因的遗传分析和定位 被引量:13
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作者 李雯 智慧 +5 位作者 张硕 房雪娇 王海龙 贾冠清 韩渊怀 刁现民 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期581-587,共7页
通过EMS(Ethyl methylsulfonate,甲基磺酸乙酯)诱变豫谷1号获得一个遗传稳定的谷子小穗突变体si-sp1,该突变体突出表现为穗部变小,同时伴随有株高降低、单码小花数减少和根系变小等表现型变异。与野生型豫谷1号相比,突变体的穗长和株高... 通过EMS(Ethyl methylsulfonate,甲基磺酸乙酯)诱变豫谷1号获得一个遗传稳定的谷子小穗突变体si-sp1,该突变体突出表现为穗部变小,同时伴随有株高降低、单码小花数减少和根系变小等表现型变异。与野生型豫谷1号相比,突变体的穗长和株高分别降低了37.8%和9.0%,单穗粒重和单码小花数分别降低了40.3%和31.7%,但千粒重增加了20.2%。遗传分析表明,si-sp1突变性状由1对隐性基因控制。以si-sp1为母本、辽谷1号为父本构建的F2定位群体的隐性单株,将突变基因定位在8号染色体上CAAS8003与SSR1038间约11.02 M的距离内,为下一步精细定位并分离该基因奠定了基础。 展开更多
关键词 谷子 小穗 遗传分析 基因定位
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水稻糖苷水解酶基因OsBE1在叶绿体发育中的功能 被引量:6
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作者 王兴春 王敏 +4 位作者 季芝娟 陈钊 刘文真 韩渊怀 杨长登 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2090-2097,共8页
叶绿体在植物碳水化合物代谢中起着至关重要的作用,然而有关碳水化合物代谢在叶绿体发育过程中的功能却知之甚少。从水稻中克隆了一个Oryza sativa Branching Enzyme 1(OsBE1)基因,该基因编码一个糖苷水解酶13家族的蛋白。OsBE1与拟南芥... 叶绿体在植物碳水化合物代谢中起着至关重要的作用,然而有关碳水化合物代谢在叶绿体发育过程中的功能却知之甚少。从水稻中克隆了一个Oryza sativa Branching Enzyme 1(OsBE1)基因,该基因编码一个糖苷水解酶13家族的蛋白。OsBE1与拟南芥AtBE1的一致性为66%,但与水稻典型淀粉分支酶的一致性仅约为40%。该基因的T-DNA插入功能缺失突变体osbe1幼苗白化,且其白化表型不能用外源糖类拯救。osbe1突变体幼苗最终在三叶期死亡。淀粉染色表明,osbe1突变体中淀粉的含量与野生型无明显差异。进一步的研究表明,osbe1突变体叶绿体数目较少,且无明显的基质片层结构。构建了OsBE1基因过量表达载体p CAMBIA1300-35S-OsBE1,并将其转化水稻中花11。获得的108株转基因水稻中,77株表现不同程度的黄化。本文初步揭示了碳水化合物代谢调控叶绿体发育的机制,并为深入研究糖苷水解酶BE1的功能奠定了基础。 展开更多
关键词 糖苷水解酶 碳水化合物代谢 OsBE1 叶绿体 水稻
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谷子抗旱研究进展 被引量:29
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作者 张雁明 刘晓东 +2 位作者 马建萍 温琪汾 韩渊怀 《山西农业科学》 2013年第3期282-285,共4页
前人对谷子的研究主要集中在抗旱鉴定的方法以及表型特征等形态方面,有关谷子抗旱性分子机制和从谷子中发掘抗旱基因的研究几乎是空白。就植物抗旱的分子机制、谷子抗旱的鉴定方法和分子机理研究进行综述,并对谷子抗旱研究进行了展望。
关键词 谷子 抗旱 鉴定方法 分子机理
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糜子EMS突变体库构建和突变体筛选 被引量:18
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作者 张彬 王喆 +4 位作者 陈利青 禾璐 李红英 乔治军 韩渊怀 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期370-376,共7页
糜子(Panicum miliaceum L.)具有抗旱、耐瘠、适应性广、生育期短等特点,是我国北方地区的杂粮作物。糜子高产品种不耐水肥、易倒伏,锄草、间苗费时费工的问题严重影响着农民对糜子生产的积极性和收入。EMS(甲基磺酸乙酯)化学诱变方法... 糜子(Panicum miliaceum L.)具有抗旱、耐瘠、适应性广、生育期短等特点,是我国北方地区的杂粮作物。糜子高产品种不耐水肥、易倒伏,锄草、间苗费时费工的问题严重影响着农民对糜子生产的积极性和收入。EMS(甲基磺酸乙酯)化学诱变方法成本低,操作简单,诱变率高,是作物育种的重要方法。本试验选用糜子品种伊选大红糜进行EMS化学诱变而构建突变体库,对获得的2333个M2材料进行突变频率和全生育期表型多样性等特征的分析。结果显示,所构建的糜子突变体库材料变异类型非常丰富,共发现104个形态性状突变株系,突变频率为4.5%,包括叶色、叶型、株高、生育期、育性、穗型、种皮颜色等性状,该突变体库的构建将为糜子功能基因组学研究和育种提供丰富的突变体资源和新型种质。 展开更多
关键词 糜子 EMS诱变 突变体库
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小米脂氧合酶活性与储藏稳定性关系 被引量:8
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作者 刘晶 程璐 +4 位作者 张瑞杰 候蕊 韩渊怀 张彬 李红英 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1969-1976,共8页
为研究小米中脂氧合酶(LOX)活性和储藏稳定性的关系,初步探索小米褪色机制,以褪色快的小米品种(‘谷丰2号’、‘公谷63号’)、褪色慢的小米品种(‘大青秸’、‘红苗牛头沟’)为试验材料,对其进行人工老化处理,并测定人工老化处理前后小... 为研究小米中脂氧合酶(LOX)活性和储藏稳定性的关系,初步探索小米褪色机制,以褪色快的小米品种(‘谷丰2号’、‘公谷63号’)、褪色慢的小米品种(‘大青秸’、‘红苗牛头沟’)为试验材料,对其进行人工老化处理,并测定人工老化处理前后小米的脂氧合酶活性、米色、类胡萝卜素、丙二醛(MDA)含量的变化。同时,利用HPLC对小米类胡萝卜素提取液进行分析,比较4个小米品种中叶黄素、玉米黄质及β-胡萝卜素的变化差异,分析小米脂氧合酶活性与类胡萝卜素及其主要组分的相关性。结果表明,经老化处理后,4个小米品种的LOX活性、米色b*值和类胡萝卜素含量均下降,MDA含量升高。‘大青秸’、‘红苗牛头沟’小米与‘谷丰2号’、‘公谷63号’小米相比,其米色、类胡萝卜素含量和MDA含量变化较小,储藏稳定性较好。HPLC分析表明,老化处理前后4个小米品种叶黄素、玉米黄质的变化无明显差异,而β-胡萝卜素含量的变化存在明显差异;相关性分析表明,老化处理前后LOX活性与β-胡萝卜素含量呈负相关,表明LOX可能与β-胡萝卜素发生偶联,进而导致小米类胡萝卜素含量降低。本研究结果为耐储藏小米的遗传育种提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 小米 脂氧合酶 储藏稳定性 类胡萝卜素 米色
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苦荞全生育期芦丁积累与其生物合成途径相关基因表达分析 被引量:6
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作者 孙朝霞 侯思宇 +4 位作者 令狐斌 刘荣华 王丽 杨武德 韩渊怀 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第18期3473-3481,共9页
【目的】探究苦荞全生育期芦丁含量变化与其合成途径关键酶基因和调控因子MYB基因表达量之间的相关性,以期进一步明确苦荞植株体内芦丁生物合成的分子机制。【方法】以九江苦荞为试验材料,整个生育期分别在萌发期、子叶期、真叶期、盛... 【目的】探究苦荞全生育期芦丁含量变化与其合成途径关键酶基因和调控因子MYB基因表达量之间的相关性,以期进一步明确苦荞植株体内芦丁生物合成的分子机制。【方法】以九江苦荞为试验材料,整个生育期分别在萌发期、子叶期、真叶期、盛叶期、现蕾期、盛花期、灌浆期和籽粒成熟期共8个时期取材(S1—S8)。采用RT-PCR方法,克隆获得与黄酮类代谢相关的MYB类转录因子基因。采用T-coffee软件进行氨基酸同源序列比对及保守结构域分析。与拟南芥黄酮类代谢相关的MYB转录因子及荞麦同源MYB转录因子序列比对,基于邻近法构建系统进化树;实时荧光定量PCR技术分析芦丁合成途径中5个关键酶Ft CHS、Ft F3H、Ft4CL、Ft FLS-like和Ft UFGT及上述克隆到的MYB转录因子在不同组织中的表达模式。基于高效液相色谱法(HPLC)测定全生育期取材组织的芦丁含量。同时采用相关性分析方法分析不同组织中芦丁含量变化与基因表达模式的相关性。转换上述数据为矩阵,采用欧式距离法构建共表达层次聚类图谱。【结果】克隆到2个MYB类转录因子,即Ft MYB7和Ft MYB9,其核酸序列长度分别为876和912 bp,分别编码291和303个氨基酸残基。氨基酸序列同源性比对分析结果表明,二者均具有典型的R2R3保守结构域,为R2R3类型的MYB转录因子。结合Nr数据库中17个苦荞和3个拟南芥黄酮类代谢相关MYB转录因子同源氨基酸序列构建系统进化树,结果表明这22个基因分成6大类群,其中Ft MYB7属于第II类群,Ft MYB9属于第IV类群,二者分属于不同类群,暗示这2个MYB转录因子可能涉及调控植物生长发育过程中不同功能类型。荧光定量结果显示,Ft MYB7在S3(真叶期)和S5(现蕾期)基因相对表达量最高,达到501和867倍;Ft MYB9在S1(萌发期)和S2(子叶期)相对表达量最高,分别为34和72倍。上述基因表达量与芦丁含量变化模式相关性分析表明,8个生长时期中,Ft4CL、Ft CHS、Ft F3H、Ft UFGT和Ft MYB7相对表达模式与芦丁含量变化幅度呈正相关,其相关系数分别为0.748、0.683、0.704、0.890和0.862。而Ft FLS-like和Ft MYB9与芦丁含量的变化幅度呈负相关,其相关系数分别为-0.442和-0.501。【结论】Ft MYB7和Ft MYB9转录因子在整个生育时期中表达模式存在明显差异。其中Ft MYB7可能在苦荞芦丁积累的过程中起到正调控作用,而Ft MYB9则为负调控作用。 展开更多
关键词 苦荞 芦丁 MYB基因 基因表达
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HPLC法测定30个荞麦品种芦丁含量的研究 被引量:13
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作者 郭彬 韩渊怀 +2 位作者 黄可盛 路阳 侯思宇 《山西农业科学》 2013年第1期26-29,42,共5页
采用快速高效液相色谱法(HPLC)测定30个荞麦品种不同组织中的芦丁含量,为开发利用荞麦的药用价值提供科学依据。色谱条件为:安捷伦C18柱(150 mm×4.6 mm,5μm),柱温30℃,流动相甲醇∶水(V/V)为46∶54,流速1 mL/min,进样量5μL,检测... 采用快速高效液相色谱法(HPLC)测定30个荞麦品种不同组织中的芦丁含量,为开发利用荞麦的药用价值提供科学依据。色谱条件为:安捷伦C18柱(150 mm×4.6 mm,5μm),柱温30℃,流动相甲醇∶水(V/V)为46∶54,流速1 mL/min,进样量5μL,检测波长257 nm。结果表明,苦荞花、叶和茎的平均芦丁含量高于甜荞,各器官芦丁含量大小依次为花>叶>茎。该方法灵敏、可靠、重现率好,为进一步选育高芦丁含量的荞麦品种以及将其用于医药工业的提取奠定了基础。 展开更多
关键词 荞麦 叶片 芦丁 HPLC
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山西省燕麦产业现状及发展趋势 被引量:16
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作者 刘龙龙 张丽君 +3 位作者 马名川 韩渊怀 周建萍 崔林 《山西农业大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第12期905-907,912,共4页
[目的]山西省是裸燕麦起源地之一,也是我国燕麦主产区之一。本文旨在为促进我省燕麦产业发展提供建议。[方法]对我省燕麦产业发展现状及国内外产业发展经验进行总结。[结果]我省具有悠久的燕麦种植历史和独特的传统饮食文化,燕麦科研和... [目的]山西省是裸燕麦起源地之一,也是我国燕麦主产区之一。本文旨在为促进我省燕麦产业发展提供建议。[方法]对我省燕麦产业发展现状及国内外产业发展经验进行总结。[结果]我省具有悠久的燕麦种植历史和独特的传统饮食文化,燕麦科研和加工也做了大量富有成效的工作,燕麦产业基础雄厚。但目前我省燕麦产业发展还比较落后,不能满足不同消费人群对产品的需求,需要在专用品种选育引进、标准化种植、加工产品多样化和标准制定等方面加大力度,促进我省燕麦产业快速发展。[结论]燕麦产业作为我省传统产业,有深厚的文化底蕴和广阔的发展前途,但要做大做强还有很长的路要走。 展开更多
关键词 山西省 燕麦产业 现状 发展
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绿小米和白小米谷子籽粒叶绿素合成途径结构基因的表达分析 被引量:4
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作者 张彬 李萌 +4 位作者 刘晶 王俊杰 侯思宇 李红英 韩渊怀 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2331-2339,共9页
【目的】不同种类色素积累使小米呈现出不同的颜色性状。通过对比绿色小米和白色小米间的米色表型差异、不同色差指标值、叶绿素含量、籽粒内部超微结构和叶绿素合成途径结构基因的表达差异,找出导致绿色和白色小米颜色差异的关键酶基因... 【目的】不同种类色素积累使小米呈现出不同的颜色性状。通过对比绿色小米和白色小米间的米色表型差异、不同色差指标值、叶绿素含量、籽粒内部超微结构和叶绿素合成途径结构基因的表达差异,找出导致绿色和白色小米颜色差异的关键酶基因,探索绿色小米米色形成的分子机制。【方法】利用色差仪对米色(L^*、a^*、b^*)值进行测定;采用紫外分光光度计法分别对绿小米和白小米籽粒中叶绿素a、b及总叶绿素含量进行测定;通过透射电镜观察分析处于灌浆中期的小米籽粒内部淀粉体和质体小球的大小和数量;同时采用qRT-PCR方法对叶绿素合成途径上游和下游共18个结构基因在不同米色表型的3个品种中的表达模式进行了分析;并以谷子幼苗叶片DNA为模板,对不同米色品种谷子中SiCAO全长进行克隆及序列比对分析。【结果】大青谷和露米青谷脱壳后的小米颜色为绿色,牛毛白的小米颜色为白色,且色差仪检测结果显示绿色小米的绿度指标a*值低于白色小米;2个绿色小米籽粒中的Chla、Chlb和Chl含量均显著高于白色小米籽粒,且在白色小米籽粒中仅检测到0.006 mg·g^-1的Chlb;qRT-PCR结果显示,SiCAO在白米品种籽粒中几乎不表达,而其在2个绿小米品种籽粒中都有高峰度表达,SiCAO在不同米色品种中的极显著差异表达是它们呈现米色表型差异的主要原因;从3个品种中分别克隆出开放阅读框架为1626 bp的SiCAO,它们分别在第171、184、195、286、318个氨基酸处存在差异;超微结构观察表明,谷子籽粒胚乳层主要由单粒淀粉体构成,绿小米较白小米中的淀粉体个体较大、着色深,且绿小米淀粉体周围充满了质体小球及圆球体,这种差异可能对籽粒中色素积累产生影响。【结论】SiCAO在绿米品种籽粒中的过量表达和在白米品种籽粒中的不表达是导致绿色和白色小米籽粒叶绿素含量差异,进而使得它们分别呈现绿色和白色表型的主要原因之一。 展开更多
关键词 小米 叶绿素 生物合成 SiCAO 超微结构
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苦荞WOX家族全基因组鉴定及响应愈伤诱导率表达分析 被引量:4
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作者 侯思宇 王欣芳 +5 位作者 杜伟 冯晋华 韩渊怀 李红英 刘龙龙 孙朝霞 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第17期3573-3586,I0001-I0004,共18页
【目的】全基因组鉴定苦荞WOX(WUSCHEL-related homeobox)基因,揭示其基因家族成员序列特征、基因表达模式及与出愈率的相关性,为突破苦荞再生及遗传转化难题提供理论基础。【方法】基于同源性搜索策略,以拟南芥WOX基因蛋白为参考序列,... 【目的】全基因组鉴定苦荞WOX(WUSCHEL-related homeobox)基因,揭示其基因家族成员序列特征、基因表达模式及与出愈率的相关性,为突破苦荞再生及遗传转化难题提供理论基础。【方法】基于同源性搜索策略,以拟南芥WOX基因蛋白为参考序列,进行苦荞全基因组比对,获得苦荞WOX基因家族成员蛋白及核酸序列。基于蛋白同源性及保守结构域分析,鉴定出苦荞WOX基因家族所有成员。同时使用TBtools软件展示FtWOXs家族成员基因结构、保守结构域及启动子顺式作用元件特征。比较分析WOX基因家族成员在苦荞与拟南芥之间的基因组共线性。基于邻近法,利用MEGA X软件构建苦荞、拟南芥和水稻WOX基因家族成员蛋白序列系统进化树。以MS+2,4-D 3.0 mg·L^(-1)+6-BA 1.0 mg·L^(-1)为愈伤诱导培养基,下胚轴为外植体,选取70份苦荞品种诱导愈伤组织,评价不同基因型的出愈率。qRT-PCR比较分析高、低出愈率苦荞品种间FtWOXs基因表达水平。基于Pearson相关系数分析出愈率与FtWOXs基因家族成员表达相关性。【结果】共鉴定出30个苦荞WOX基因成员,在苦荞8条染色体上呈现不均匀分布。系统进化树表明30个苦荞WOX基因可划分为3大类,不同类群中WOX基因包含不同的保守结构域,主要的保守结构域为HD(Homeodomain)、START和MEKHLA结构域。保守基序分析表明,FtWOXs基因家族成员所含保守基序数目的范围为2—10个。基因结构分析表明,FtWOXs基因家族成员所含外显子数目的范围为2—18个。顺式作用元件分析表明FtWOXs基因启动子富含26个不同种类的顺式作用元件。系统进化分析表明,30个苦荞、15个拟南芥和12个水稻WOX基因家族成员可分为3类,其中第3类为苦荞独有。基因组共线性分析表明,6个WOX基因在苦荞和拟南芥之间存在基因组共线性。表达模式及相关性表明,FtWOX1/FtWOX12/FtWOX22/FtWOX23/FtWOX24与苦荞出愈率存在正相关性。【结论】苦荞FtWOXs成员存在丰富的序列变异特征,不同苦荞基因型中WOX基因表达水平及出愈率存在明显差异和一定的相关性,揭示不同苦荞WOX基因具有潜在的功能多样性。 展开更多
关键词 苦荞 WOX基因 愈伤组织 基因表达
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大豆总RNA提取方法比较及其在基因克隆和表达分析中的应用 被引量:6
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作者 郭彬 侯思宇 +3 位作者 黄可盛 路阳 韩渊怀 王玉国 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期255-261,共7页
为确立大豆叶、花组织提取总RNA的最佳方法,比较了植物总RNA提取试盒剂法、改良的CTAB-LiCL法和改良的热硼酸法的提取效果。通过RNA产量、纯度、凝胶电泳及后续的基因克隆和荧光定量PCR等分析,结果表明:热硼酸法所提取的叶、花总RNA含... 为确立大豆叶、花组织提取总RNA的最佳方法,比较了植物总RNA提取试盒剂法、改良的CTAB-LiCL法和改良的热硼酸法的提取效果。通过RNA产量、纯度、凝胶电泳及后续的基因克隆和荧光定量PCR等分析,结果表明:热硼酸法所提取的叶、花总RNA含量约为其他两种方法的6倍;总RNAOD260/OD280值介于1.98~2.1;电泳条带完整清晰;应用获得的总RNA所克隆ZAT9-like基因,经测序获得885bp的核酸序列与ZAT9-like(登录号:XM_003517371.1)基因同源率达99%;荧光定量分析HistoneH3基因的扩增曲线与融解曲线峰型良好。说明该方法能够满足一般分子生物学下游实验的要求,是一种理想的针对大豆叶、花总RNA的的提取方法。 展开更多
关键词 大豆 总RNA 热硼酸法
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高CO_2浓度下狗尾草与谷子光合特性比较研究 被引量:4
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作者 冯文新 宗毓铮 +3 位作者 郝兴宇 任小云 翟思龙 韩渊怀 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期424-428,共5页
比较了开顶式生长室中不同CO_2浓度(380ppm与560ppm)下狗尾草(Setaria viridis)与谷子(Setaria italica)光合作用的长期适应性。高浓度CO_2下,拔节与抽穗期狗尾草Pn显著高于谷子,且中午前后升高显著。高浓度CO_2下狗尾草抽穗期主要叶绿... 比较了开顶式生长室中不同CO_2浓度(380ppm与560ppm)下狗尾草(Setaria viridis)与谷子(Setaria italica)光合作用的长期适应性。高浓度CO_2下,拔节与抽穗期狗尾草Pn显著高于谷子,且中午前后升高显著。高浓度CO_2下狗尾草抽穗期主要叶绿素荧光参数(ΦPSII,qP和ETR)、收获期单株茎叶生物量、籽粒产量提高幅度均高于谷子。总之,高浓度CO_2对狗尾草光合能力的提高作用显著大于谷子,未来可能对谷子生产造成较大影响。 展开更多
关键词 CO2浓度升高 狗尾草 谷子 光合作用
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谷子ABF3基因对PEG胁迫的响应 被引量:13
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作者 张雁明 王莉 +4 位作者 张彬 王海岗 彭锁堂 李萍 韩渊怀 《山西农业大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第3期191-196,共6页
ABF/AREB转录因子在植物抗旱调控途径中起着重要的作用,ABF3主要参与ABA胁迫应答。利用拟南芥ABF3基因序列从谷子基因组中比对获得同源ABF3基因序列。该基因有2种可变剪接形式,分别编码由354个和357个氨基酸残基组成的蛋白质,分子量和... ABF/AREB转录因子在植物抗旱调控途径中起着重要的作用,ABF3主要参与ABA胁迫应答。利用拟南芥ABF3基因序列从谷子基因组中比对获得同源ABF3基因序列。该基因有2种可变剪接形式,分别编码由354个和357个氨基酸残基组成的蛋白质,分子量和等电点分别为38153.65Da、38234.68Da和9.27、6.48。采用实时荧光定量PCR分析SiABF3基因表达,发现该基因在抗旱品种勾勾母鸡咀和干旱敏感品种青谷1号中的表达存在显著差异。抗旱品种在20%PEG-6000模拟干旱胁迫0.5h时,mRNA转录水平达到峰值;干旱敏感品种在干旱胁迫2h时SiABF3基因表达达到最高值。转录因子基因SiABF3在干旱胁迫初期的快速表达可能与谷子抗旱性有着紧密的联系。 展开更多
关键词 干旱 基因表达 SiABF3基因
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