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| 1 | 转PEPC基因水稻对光氧化逆境的响应显示文摘为了解析转PEPC基因水稻的光保护机制,比较了转磷酸烯醇式丙酮羧化酶基因水稻(PEPC基因)和未转基因原种(WT)在夏季晴天10 :0 0时和14 :0 0时(光强最强,气温最高)的净光合速率(Pn)、原初光化学效率Fv Fm 、超氧阴离子(O- ·2 )的产生速率以及膜脂过氧化物丙二醛(MDA)的变化,着重研究了自然条件(连体叶片)、人工光氧化(叶圆片浸于蒸馏水)、经外源甲基紫精(MV)处理的连体叶片和叶圆片浸于5mmol LMV溶液中,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的日变化。结果表明,与原种WT相比,转PEPC基因水稻,随光氧化逆境的加剧,SOD和POD诱导活性逐步增强,O- ·2 的产生速率较低,MDA积累较少,维持较稳定的PSⅡ活性和光合能力,表现耐光抑制(光氧化)。可见,与原种相比,转PEPC基因水稻的光氧化耐性与其叶内较高的SOD和POD活性,较稳定的光合速率,PSⅡ活性以及较低的O- ·2 和MDA积累密切相关。 | 李霞 焦德茂 戴传超 | 2005 | 作物学报2005，31，4： | 39 |
| 2 | 转C4光合基因水稻及其在育种中的应用显示文摘按光合作用途径可将植物分为C3植物、C4植物和CAM植物,由于C4植物在高光强、高温和高氧分压的条件下,比C3植物具有较高的光合效率,作物生理和育种学家就试图用C4光合途径改造C3作物,以提高主要农作物如稻、麦和大豆等光合生产力,但通过常规杂交的方法难以奏效。近年来,随着分子生物学的兴起和植物转基因技术的快速发展,许多与C4光合作用途径相关的关键酶PEPC、NADP-苹果酸(NADP-ME)和PPDK等一系列基因已从玉米、高粱和苋菜等C4植物中被克隆,对这些基因启动子序列分离、重组、转化及表达的研究,发现它们可以在C3植物中驱动外源基因并进行组织特异性表达,而且一系列C4型光合基因导入C3植物的成功报道。特别是获得高表达的转C4光合基因水稻,表现光合能力和种子产量显著提高,而且在光逆境的条件下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性提高,从而有效地清除活性氧分子,表现耐光抑制(氧化)等。目前利用转C4光合基因水稻的育种研究也取得了重要进展,培育出携带C4光合基因的高光效水稻株系,在遗传上证明了常规育种和生物技术结合可以将转C4光合基因水稻中高表达的C4光合基因遗传给后代,获得高光效的超级稻,最后提出了本研究中尚需深入研究的问题。 | 李霞 焦德茂 | 2005 | 分子植物育种2005，3，4： | 26 |
| 3 | 转玉米pepc基因的杂交水稻亲本的选育显示文摘对转玉米 pepc基因水稻进行观察研究 ,发现玉米 pepc基因不仅在水稻中高水平表达而且能稳定遗传。转基因水稻的PEPC活性比非转基因对照提高 10倍以上 ,其单株有效穗、穗总粒数、千粒重和单株产量等主要经济性状指标分别比原始亲本Kitaake提高 14 .9%、5 .7%、1.3%和 13.9%。 1998年以来 ,利用转 pepc基因水稻与杂交稻亲本杂交 ,经 5年 7代选育得出以下结果 :(1)玉米 pepc基因在新遗传背景下仍能高水平表达并能稳定遗传 ;(2 )F1的PEPC活性介于双亲之间 ,其饱和光合速率提高 5 0 % ,与双亲的差异达显著水平 ,利用高光效基因提高水稻杂种优势具有可行性 ;(3)PEPC活性与饱和光合速率呈极显著正相关 (r =0 .6 4 70 ) ,可将水稻叶片中的PEPC活性作为鉴定高光效水稻的主要生理指标 ;(4)转育成 3个较稳定的高光效水稻株系 ;(5 )建立了潮霉素催芽初选、分子标记抽检。 | 王德正 焦德茂 吴爽 李霞 李莉 迟伟 王守海 李成荃 罗彦长 汪秀峰 | 2002 | 中国农业科学2002，35，10： | 25 |
| 4 | 论作物高产的遗传基础及实现产量突破的技术与途径显示文摘论述了作物高产的遗传基础及其技术途径,认为作物理想型有利于提高群体光合产量,是实现作物高产的形态基础;利用不同基因型之间的互作关系将是获得作物理想型的一个可能的途径。随着分子生物技术的发展,许多学者已将C4作物的高光效基因和转化高效基因导入C3作物,该方向的研究将可能获得作物产量的跨越式提高。另外,筛选具有高光效或耐光抑制特性的种质资源材料,也是进行作物高产育种的重要基础。就小麦而言,穗分化特性的改良也是提高其产量水平的重要途径。 | 胡琳 许为钢 赵新西 董海滨 张磊 | 2008 | 河南农业科学2008，37，11： | 19 |
| 5 | 玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因高效表达载体构建及其导入小麦的研究显示文摘为获得具有C4光合特征的高光效转基因小麦材料,利用从玉米中克隆的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因(pepc,GenBank接受号为FJ415327)构建高效双元表达载体,通过基因枪介导法将其导入小麦品种(系)中,利用Real-time PCR方法分析外源基因在转基因植株中的拷贝数。PCR和双酶切鉴定表明,玉米PEPCcDNA序列已插入双元表达载体pCAMBIA3301中,命名为p3301-pepc;对获得的抗性再生植株进行PCR扩增,其中有342株扩增出目的条带;在选取的15株转基因植株中7株拷贝数为1,3株拷贝数为2,2株拷贝数为3,拷贝数为5、8和17的分别为1株。初步证明玉米pepc基因已整合到小麦基因组中,且外源基因在转基因植株中既有单拷贝插入,也有多拷贝插入,这为进一步研究该基因在小麦基因组中的功能表达提供了试验材料。 | 李艳 许为钢 胡琳 张磊 齐学礼 张庆琛 王根松 | 2009 | 麦类作物学报2009，29，5： | 17 |
| 6 | 转PEPC基因水稻种质的稳定光合生理特性显示文摘本文运用稳定和放射性碳同位素研究了第8代转PEPC基因水稻,并测定其光合速率和荧光特性。结果表明,该种质为C3植物,但C4原初光合产物增多,表现出C4光合特性有所改善;转PEPC基因水稻种质已稳定,为我国的高光效育种提供了一个新的种质资源。 | 凌丽俐 林宏辉 焦德茂 | 2006 | 作物学报2006，32，4： | 15 |
| 7 | 水稻叶片衰老相关基因的研究进展显示文摘水稻叶片的衰老是制约杂交稻产量提高的主要因素之一,有数据表明水稻籽粒灌浆所需营养物质的60%-80%来自叶片的光合作用,实践证明叶片每推迟1天衰老,产量可提高产1%左右。因此,对叶片衰老的形态、生理生化及其相关分子机理等进行研究具有重要的现实意义。近年来水稻叶片衰老的相关研究表明,叶片的衰老是一个受众多因素影响的复杂过程,在这个过程中叶片发生了巨大的形态与生理生化变化,而这些变化均离不开基因的调控作用。大量实验结果表明:在衰老过程中,叶片细胞有选择地启动或增强某些基因(叶片衰老相关基因)的表达,而关闭或减弱另一些基因(衰老下调基因)的表达,由此来调控叶片衰老的进程。目前研究者已在研究衰老突变体等相关的材料中发现了许多与水稻叶片衰老有关的基因。本文重点概述了近年来水稻叶片衰老相关基因的研究状况,并对未来研究方向等问题做了思考与探讨,以期能为开展进一步的研究工作提供参考。 | 郑建敏 张涛 郑家奎 | 2009 | 基因组学与应用生物学2009，28，5： | 15 |
| 8 | 小麦品种郑麦9023的选育策略及对小麦产量育种的思考显示文摘从亲本材料的研究创新,后代品质特性、早熟性和综合抗性的选择方法,品系鉴定与种子繁殖,配套生产技术研究,示范推广和育种家种子群体改良等多方面对郑麦9023培育策略进行了回顾。同时,针对当前小麦育种的现状和面临的挑战,从高光效、耐光抑制、发育特性改良、同化物转运和高效营养以及在主产区构建现代分子育种平台等方面对小麦产量育种进行了探讨。 | 许为钢 胡琳 王根松 张磊 董海滨 李艳 张建周 昝香存 齐学礼 李春鑫 赵明忠 | 2009 | 河南农业科学2009，38，9： | 14 |
| 9 | 亚硫酸氢钠对转PEPC基因水稻叶片光合作用的促进作用显示文摘用1~2mmol/L的NaHSO3喷施于野生型水稻Kitaake(WT)、以其为基因受体的转PEPC基因水稻(PC)和转PEPC+PPDK双基因水稻(PC+PK)叶面,叶片的光合速率分别提高了23.0%、28.8%和32.4%,并能持续3d左右.在此条件下,光下叶片中的ATP含量提高.将已知可促进循环光合磷酸化的辅助因子硫酸甲酯吩嗪(PMS)和NaH SO3分别和共同喷洒叶片,次日所有叶片的光合速率均比对照(喷水)提高,共同处理未出现叠加效应,表明NaHSO3的主要作用和PMS促进光合速率的原因类似,都是增加了ATP的供应.与野生型水稻Kitaake(WT)相比,经NaHSO3处理后,转PEPC基因水稻(PC)净光合速率增加的幅度大,转PEPC+PPDK双基因水稻(PC+PK)净光合速率增加的幅度更大,因此认为水稻叶片中增加ATP的供应可明显增强水稻的光合速率,特别是转PEPC或PEPC+PPDK基因水稻. | 朱素琴 季本华 焦德茂 | 2004 | 科技通报2004，20，6： | 13 |
| 10 | Physiological characteristics of the primitive CO_(2) concentrating mechanism in PEPC transgenic rice显示文摘The relationship between carbon assimilation and high-level expression of the maize PEPC in PEPC transgenic rice was studied by comparison to that in the untransformed rice, japonica kitaake. Stomatal conductance and photosynthetic rates in PEPC transgenic rice were higher than those of untransformed rice, but the increase of stomatal conductance had no statistical correlation with that of photosynthetic rate. Under high levels of light intensity, the protein contents of PEPC and CA were increased significantly. Therefore the photosynthetic capacity was increased greatly (50%) with atmospheric CO2 supply. While CO2 release in leaf was reduced and the compensation point was lowered correspondingly under CO2 free conditions. Treatment of the rice with the PEPC-specific inhibitor DCDP showed that overexpression of PEPC and enhancement of carbon assimilation were related to the stability of Fv/Fm. Labeling with 14CO2 for 20 s showed more 14C was distributed to C4 primary photosynthate asperate in PEPC transgenic rice, suggesting that there exists a limiting C4 photosynthetic mechanism in leaves. These results suggest that the primitive CO2 concentrating mechanism found in rice could be reproduced through metabolic engineering, and shed light on the physiological basis for transgenic breeding with high photosynthetic efficiency. | 焦德茂 匡廷云 李霞 戈巧英 黄雪清 郝乃斌 白克智 | 2003 | Science China(Life Sciences)2003，46，4： | 12 |
| 11 | 杂交水稻早衰的研究进展显示文摘概括了杂交水稻早衰过程中光合系统、根系生理、叶绿素含量及一些酶类活性的变化,阐述了植物激素和植物生长调节剂与水稻早衰的关系,指出利用转基因技术向水稻基因组转入优良基因是培育抗早衰杂交水稻的新途径。 | 朱虹霞 郭士伟 王荣富 | 2009 | 安徽农业科学2009，37，5： | 11 |
| 12 | 小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系光合特性的动态变化显示文摘以上海种植的小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系6号、7号和10号为材料,通过测定抽穗期剑叶的毫秒延迟发光(ms-DLE)和不同生育期倒数第1片功能叶的光合速率(Pn)、叶绿素含量(Chl)、比叶重(SLW)、Fv/Fm、ATP含量和P700还原初始速率来分析其光合特性的动态变化,为小麦育种选择中改善光合性能提供理论依据和技术途径。结果表明,小麦杂交优选后代6号株系的形态农艺性状近于小偃54,7号株系近于京411,10号株系的变异较大。不同基因型小麦及其杂交优选后代的光合特性与生育时期和衡量指标密切相关,Pn为分蘖期>抽穗期>灌浆期>拔节期,Chl为灌浆期>抽穗期>分蘖期>拔节期,ATP含量为灌浆期>拔节期>分蘖期>抽穗期,P700还原初始速率为灌浆期>抽穗期>拔节期>分蘖期,各生育期间的Fv/Fm无明显差异。小麦光合特性的超亲优势随生育时期而异,杂交优选后代10号株系的Pn和Chl在灌浆期有超亲优势,ATP含量在抽穗期有超亲优势,SLW和P700还原初始速率介于两亲本间。杂交优选后代株系10号聚合了Pn、Chl和ATP含量的超亲优势,其光合特性优于两亲本,而6号劣于两亲本,7号介于两亲本之间。 | 程建峰 马为民 陈根云 胡美君 沈允钢 李振声 童依平 李滨 李宏伟 | 2009 | 作物学报2009，35，6： | 9 |
| 13 | 转C4光合固碳相关基因水稻的研究进展显示文摘近10年来,转C4光合固碳相关基因水稻的研究取得了长足进展,已受到国内外科学界的广泛关注。本文简要介绍并评述了有关方面的研究进展,包括水稻的C4光合固碳基因工程、转C4固碳相关基因水稻光合和光氧化的生理特性及转C4光合固碳相关基因水稻的生理育种3个方面;提出以常规育种和生物技术相结合,开展转C4光合固碳相关基因水稻的生理育种,是培育优质、高产超级稻的有效途径。 | 张边江 陈全战 焦德茂 | 2008 | 植物学通报2008，25，2： | 8 |
| 14 | 谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)对逆境胁迫的响应显示文摘为解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,Phosphoenolpyruvate carboxylase)在非生物逆境胁迫下的响应特征。从谷子基因组中鉴定出一个SiPEPC(Seita.1G020700)基因,利用相关软件对其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信号途径、顺势应答元件等参数特征进行分析和预测,随后分析了该基因在幼苗期逆境胁迫下的动态表达模式及在拔节期、抽穗期、灌浆期不同光照处理和干旱胁迫下的表达。结果表明,该基因位于谷子1号染色体,基因组序列长6 652 bp,编码965个氨基酸,基因无可变剪切、不含内含子;功能域分析显示,该基因含PEPC基因的特征结构域;多序列比对发现,该PEPC蛋白与其他植物PEPC蛋白非常相似,具有非常保守的序列结构。实时荧光定量PCR分析表明,SiPEPC(Seita.1G020700)在ABA、低温、PEG、高盐胁迫下表达量均有所上调,其中,在ABA处理时,表达量呈现波动,在12 h被诱导达到峰值。在低温处理时,表达量持续上升,在24 h达到峰值;在PEG和NaCl处理时表达量整体呈上升趋势,均在12 h达到峰值,在24 h其表达量均急剧下降。进一步研究表明,SiPEPC基因在拔节期和抽穗期正常光照强度下参与了对干旱胁迫的响应,推测SiPEPC(Seita.1G020700)基因参与了谷子对非生物逆境的应答,可能在干旱和其他逆境胁迫信号途径中起关键作用。 | 赵晋锋 王高鸿 杜艳伟 李颜方 王振华 赵根有 余爱丽 | 2019 | 华北农学报2019，34，4： | 8 |
| 15 | 外源C_4二羧酸对转玉米PEPC基因水稻C_4光合途径的促进作用显示文摘以转PEPC基因水稻和野生型水稻Kitaake为材料 ,研究了不同基因型水稻叶片中的C4 光合微循环及其功能。通过测定与光合C4 途径有关的关键酶 ,如磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPC)、NADP 苹果酸酶 (NADP ME)、NADP 苹果酸脱氢酶 (NADP MDH)和丙酮酸磷酸双激酶 (PPDK) ,说明野生型水稻叶片中具有完整的C4 光合酶体系 ;用外源草酰乙酸 (OAA)或苹果酸 (MA)饲喂叶切片或叶绿体后明显增加光合速率 ,证明野生型水稻中具有一个有限的光合C4 微循环。将玉米的PEPC基因导入原种水稻后 ,可大幅度提高光合C4 微循环的速率。测定不同基因型的CO2 交换速率 ,看出水稻中C4 光合微循环的增强有提高净光合速率 (Pn)和降低Pr/Pn 比值的作用。叶绿素荧光特性分析表明 ,C4 光合微循环的增强伴随着PSⅡ电子传递效率 (Fv/Fm)和光化学猝灭 (qp)的增加 ,以及非光化学猝灭 (qN) | 朱素琴 季本华 焦德茂 | 2004 | 中国水稻科学2004，18，4： | 8 |
| 16 | ATP是构建类似C_4水稻的重要限制因素显示文摘为了分析ATP是否是转PEPC+PPDK基因水稻或转PEPC+PPDK+ME基因水稻CO2浓缩过程的限制因素,以原种和不同转C4光合酶基因水稻为材料,测定了C4光合酶活性、光合速率以及活性氧代谢有关指标,结果表明:原种中具有全套的C4光合酶,但活性很低,而不同转C4光合酶基因水稻高表达了相应的C4酶活性。在高光条件下,与原种相比较,转PPDK基因水稻的光合速率未增加;转ME基因水稻的光合速率降低了6.1%;转PEPC+PPDK双基因水稻与转PEPC基因水稻相近。ATP和ATP激活剂NaHSO3处理后,可显著提高转PEPC+PPDK双基因水稻和转PEPC+PPDK+ME基因水稻的光合放氧速率,达到玉米的80.7%,显现出类似C4的光合特点,表明ATP是构建类似C4水稻的重要限制因素。光氧化条件下,转PEPC+PPDK+ME基因水稻的耐光氧化能力得到进一步的增强。这些结果为构建C4水稻提供了技术途径。 | 张边江 凌丽俐 陈全战 华春 焦德茂 | 2009 | 华北农学报2009，24，4： | 7 |
| 17 | 高等植物碳循环基因工程研究进展显示文摘高等植物根据其CO2同化方式的不同,可分为C3植物、C4植物和CAM植物。由于C4植物特殊的光合作用方式,其光合能力明显高于C3植物。然而,大多数农作物都是C3植物。为了改善C3植物的光合能力,人们试图通过转基因的方法来改造C3作物,以提高主要农作物如水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)和大豆(Glycine max)等的光合生产力,并在这些方面做了很多有益的尝试。该文主要综述了通过转基因方法改善碳循环能力的一些进展,并对一些尚需深入研究的问题进行了探讨。 | 魏松涛 迟伟 张立新 | 2008 | 植物学通报2008，25，5： | 7 |
| 18 | 不同测定环境条件下转PEPC基因水稻及杂交后代光合特性的比较显示文摘为了揭示转C4光合基因水稻响应不同环境条件的生理机制,以转PEPC基因水稻(PEPC)、未转基因原种(WT)及杂种F1花培株系H45和H137为研究材料,研究了不同测定环境条件下其功能叶片的光合特性。结果表明:在室外[温度25~30℃,相对湿度67%~79%,光强(1200±50)μmol/(m^2·S),CO2浓度(390.0±10.5)μmol/mol]和室内[温度25℃,相对湿度60%~72%,光强(25.0±5.0)μmol/(m^2·S),CO2浓度(420.0±5.5)μmol/mol]的测定环境下,同一水稻品种的净光合速率没有明显差别,只是测定叶片净光合速率所需的光诱导时间不同。多元逐步线性回归分析结果表明,在不同测定环境条件下,不同环境因子对水稻叶片净光合速率的贡献力不同,在室外蒸腾作用对叶片净光合速率的影响最大,其次是相对湿度,而室内条件下气孔导度对水稻叶片净光合速率的影响最大。结果还表明,转PEPC基因水稻的净光合速率和气孔导度均最高,明显高于未转基因野生型(WT)的,这与转PEPC基因水稻具有较高的气孔导度和较强的胞间CO2利用能力(胞间CO2浓度较低)有关。 | 王超 李霞 蔡庆生 | 2008 | 江苏农业学报2008，24，3： | 7 |
| 19 | C_4高效光合基因在C_3植物中的应用研究进展显示文摘高等植物按C的同化反应不同可分为C_3、C_4和CAM途径。C_4植物在长期的进化过程中形成了特有的高效光合基因,使得C_4植物在高光强、高温和高氧分压条件下具有较C_3植物更高的光合速率。利用转基因技术,将C_4高光效基因导入C_3植物,提高作物产量,是世界主要农作物育种研究的一个热点。笔者综述了C_4碳同化途径的特点及其在农作物改良中的应用,并介绍了C_4高光效基因对转基因C_3植物生理生化和光合作用的影响,探讨了向C_3植物中转入C_4高光效基因的可能性。 | 吴梅 张边江 陈全战 王荣富 | 2010 | 中国农学通报2010，26，3： | 7 |
| 20 | Present status and development on biological nitrogen fixation research in China显示文摘This presentation introduces the advances inbiological nitrogen fixation research abroad, in particular,describes the great progress and achievements on itsresearch in China as follows: collection of rhizobial resources and establishment of the largest database of Rhizobium inChina, correction and development of Rhizobium taxonomy in international; discovery of a couple of nif genes,identification and unification of linkage among the nif gene operons of Klebsiella pneumoniae, finding of regulative mechanism of positive regulation nif gene and its sensitivity to oxygen, temperature; finding of the activity of nodulation gene nodD3 product in Sinorhizobium meliloti which is notcontrolled by flavonoid produced from its host alfalfa;finding of the association between expression of genes coding the products for carbon utilization and nitrogen metabolism and their regulations; chemical synthesis of nodulationfactor of Sinorhizobium meliloti; constructions of engineered nitrogen fixers and utilization in practice based on theresearch of gene expression and regulation; chemicalsimulation of the structure and function of nitrogenase and bringing forward the model of nitrogenase active center for the first time in international and synthesis of modelcompounds which were paid attention by colleagues abroad. Finally, the development of nitrogen fixation research inChina in future has been put forward, suggesting that the nifgene regulation and its role in providing crops with nitrogen element, signal transduction and molecular interactions between Rhizobium and legume, coupling between carbonand nitrogen metabolisms, nitrogen fixation andphotosynthesis, and functional genomics of nitrogen-fixing nodule symbiosis, etc., would be actively worked on. | SHEN Shihua & JING Yuxiang Key Laboratory of Photosynthesis and Plant-Environment MolecularPhysiology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China | 2003 | Chinese Science Bulletin2003，48，10： | 5 |
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