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《华北农学报》2021,36(1)
为探讨春季低温(倒春寒)胁迫下抗倒春寒能力不同的小麦品种相关miRNA及其响应规律,提供miRNA的表达谱和差异表达miRNA的信息,揭示差异表达miRNA在小麦抗倒春寒中的作用,采用高通量测序(Small RNA-seq)技术对雌雄蕊原基分化期0℃低温胁迫72 h及未低温处理(对照)的矮抗58(AK58)和郑麦366(ZM366)幼穗进行测序,通过生物信息学分析,以padj0.05且|log_2(Fold_change)|≥1为条件,筛选低温胁迫下差异表达显著的miRNA,利用psRobot(v1.2)对差异表达miRNA靶基因进行预测,然后对差异表达显著miRNA的靶基因进行GO富集分析和KEGG Pathway分析。结果表明,小麦幼穗测序共鉴定到112类miRNA,分属于38个不同的MIRNA家族。AK58、ZM366分别鉴定出85,88个差异表达miRNA,AK58有27个miRNA表达有显著差异,其中23个显著上调表达,4个显著下调表达,差异表达极显著的miRNA为2个,分别是tae-miR9672b、tae-miR9672a-3p; ZM366有48个差异表达显著的miRNA,13个显著上调表达,35个显著下调表达,差异表达极显著的miRNA为4个,分别为tae-miR9672b、tae-miR9672a-3p、tae-miR6201、tae-miR9674b-5p。对低温胁迫下AK58与ZM366差异表达的miRNA进行靶基因预测,AK58 85个差异表达miRNA对应848个靶基因;ZM366 88个差异表达miRNA对应6 537个靶基因。GO功能富集分析结果显示,AK58差异表达miRNA靶基因有20个生物学过程、6个细胞成分、6个分子功能类别极显著富集(FDR0.01);ZM366有10个生物学过程、14个细胞成分、19个分子功能类别极显著富集(FDR0.01)。对2个小麦品种幼穗中差异表达miRNA靶基因进行KEGG代谢通路(Pathway)富集分析,AK58差异表达miRNA靶基因显著富集(P0.05)到RNA聚合酶,嘌呤代谢,嘧啶代谢,光合生物固碳途径,自噬,托烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成,核苷酸切除修复,错配修复,DNA复制,核糖体,烟酸和烟酰胺代谢11个代谢通路;ZM366差异表达miRNA靶基因显著富集(P0.05)在植物-病原互作,植物昼夜节律,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解,细胞周期,苯丙氨酸代谢,苯丙烷生物合成,RNA聚合酶,植物激素信号转导,氰胺酸代谢,次生代谢产物的生物合成,光合生物中碳固定,丙酮酸代谢,类胡萝卜素生物合成13个代谢通路。miRNA调控mRNA参与小麦应答低温胁迫中,小麦可能通过miRNA171a、miRNA156、miRNA398等多个miRNA的介导调控来抵御倒春寒胁迫,植物昼夜节律代谢途径可能与低温胁迫密切相关。2个小麦品种抗倒春寒能力不同的原因可能与miRNA调控光形态建成转导途径和开花过程的靶基因表达模式不同有关。 相似文献
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为鉴定桑树雄花发育过程中与乙烯合成相关的新miRNA并探究其功能,本研究利用NCBI上已有的桑树miRNA数据,筛选出与乙烯合成相关的新miRNA,并进行靶基因预测及功能注释。通过生物信息学技术共鉴定到58个新miRNA,对这些新miRNA结构分析发现,首位碱基以U为主,占比为40%;长度以21 nt为居多,占比67%。对新miRNA进行靶基因预测并进行GO与KEGG分析,GO富集分析发现靶基因主要集中在乙烯激活信号通路、乙烯激活信号的负调控和乙烯反应,KEGG通路富集分析发现靶基因主要富集到代谢通路为植物激素信号转导途径和MAPK信号通路。结合降解组测序,本研究对预测到的6个新miRNA的靶基因进行靶位点分析,发现其均可作用在相应靶基因上。采用RT-qPCR技术检测新miRNA在桑树雄花不同发育阶段的表达水平,发现mno-miRn69-5p随着雄花发育表达呈现下降的趋势,而保守mno-miR172表达呈现上升的趋势。mno-miRn204-3p与mno-miRn138-3p的表达在未分化期到雄花分化初期上升,在雄花分化初期到总苞形成期则下降。mno-miRn211-5p与mno-mi... 相似文献
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小豆是中国重要的食用豆类作物,建立小豆品种鉴定体系有助于品种测试、种子市场监管等工作。本研究选择不同地理来源、表型性状差异较大的12个小豆品种为实验材料,筛选出59对扩增稳定、多态性较高的初选核心引物,在5’端进行荧光标记后,另选择96份小豆品种进行复筛,进一步决选出28对核心引物,构建了182个小豆品种的DNA指纹库。这些引物共检测到245个等位变异,等位变异数范围为2～20个,平均每对引物检测到8.75个等位变异;Nei’s基因多样性指数变化范围为0.27～0.89,平均为0.62;PIC值在0.246～0.877之间,平均为0.583。对核心引物未能区分开的品种进行1个生长周期田间种植对比鉴定,表明分子指纹聚类结果与基于表型的分类结果相同。本研究建立的基于毛细管电泳平台的小豆SSR分子标记品种鉴定体系,可用于小豆种质资源鉴定和遗传多样性分析、DUS测试辅助筛选近似品种、品种真实性鉴定等工作。 相似文献
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玉米纹枯病胁迫相关miRNA功能研究 总被引：1，自引：0，他引：1
microRNA (miRNA)是一类内源性的、19~24个碱基长度的小分子非编码RNA, 通过碱基互补调控靶基因的表达, 参与调控植物生长发育, 并在多种非生物与生物胁迫响应中发挥重要作用。但目前关于玉米纹枯病胁迫相关miRNA表达调节与功能尚不完全清楚。利用生物信息学挖掘玉米中的microRNA及其靶基因, 筛选到23条新的玉米miRNA, 预测到89个靶基因。本文在前期研究基础上, 以对纹枯病抗性不同的自交系R15和478作为对象, 采用半定量方法对预测获得部分miRNA前体初步鉴定, 采用实时荧光定量PCR手段对R15和478中表达存在差异的成熟miRNA进行抗纹枯病组织特异性表达验证。结果提示, 部分miRNA在玉米抗纹枯病胁迫过程中可能起着重要的调控作用。 相似文献
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以地理来源分组和利用表型数据构建中国小豆核心种质 总被引：6，自引：1，他引：5
中国国家种质库里保存着4 877份小豆(Vigna angularis)种质资源,但仅有部分资源在小豆的改良中被利用。构建小豆核心种质, 不但能简化管理, 而且可以提高遗传资源在小豆改良中的利用效率。根据我国小豆的地理来源进行分组, 在分组的基础上利用表型数据, 以类平均法聚类构建了中国现有小豆核心种质, 共435份资源, 占资源总量的8.92%, 涵盖98.3%的表型变异类型, 控制不同性状表型相关的相互适应的遗传复杂性在核心种质中也得到了适当的保持。不同性状的均值t测验、方差F测验、表型频率分布、χ2测验等分析表明, 所构建的小豆核心种质可以作为整体资源的代表性样本, 在小豆种质资源的充分利用中将发挥重要作用。 相似文献
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应用SSR标记对小豆种质资源的遗传多样性分析 总被引：3，自引：0，他引：3
利用24对SSR引物对158份栽培小豆及18份野生小豆资源进行遗传多样性分析。结果表明,栽培小豆的遗传变异水平显著低于野生小豆,其中18对引物在栽培小豆中能检测到多态性,平均等位变异数为3.0个,21对引物在野生小豆中能检测到多态性,平均等位变异数为2.6个。栽培小豆种质间平均遗传相似性系数为0.724,野生小豆间为0.605。基于类平均法的聚类分析可以将栽培小豆和野生小豆区分开,这与主坐标分析的结果基本吻合。不同来源的栽培小豆群体间也有一定的遗传分化。SSR分析不仅验证了小豆品种间的遗传背景与其系谱来源相吻合,而且揭示了同名种质天津红小豆之间的遗传差异。本研究为我国小豆种质资源育种及SSR标记在小豆多样性分析、基因标记、品种鉴定等工作提供了信息。 相似文献
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本研究旨在发掘香青菜(Brassica campestris ssp.chinensis L.Makino,NHCC)中影响亚麻酸含量的相关miRNA及其对应靶基因,探究它们的调控机制。以香青菜亚麻酸含量差异大的两个亚种‘绣花筋’和‘黑叶香青菜’的成熟叶片为材料,采用小RNA高通量测序来鉴定两个材料中差异表达的miRNA,预测其靶基因并进行基因功能注释。试验共鉴定得到miRNA 236个,包括159个已知miRNA,77个新的miRNA。筛选出差异表达的miRNA 63个,其中,以‘黑叶香青菜’为对照,上调的有28个,下调的有35个。差异表达的miRNA对应的靶基因中共6041个得到功能注释,其涉及的主要通路多个与脂肪酸代谢相关,如α-亚麻酸代谢、脂肪酸合成、不饱和脂肪酸的生物合成、脂肪酸降解等。差异表达miRNA的靶基因主要是一些亚麻酸合成或代谢重点的关键酶,如脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)、3-酮酰基-CoA硫酶2(3-ketoacyl-CoA thiolase,KCS)等。香青菜通过对这些miRNA在不同品种中的差异表达负调控LOX等脂肪酸代谢关键基因和KCS等亚麻酸合成相关基因的表达,一方面减少亚麻酸的代谢损失,另一方面增加亚麻酸的合成量,从而引起亚麻酸含量的增高。 相似文献
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辣椒的成熟过程是一个受基因调控表达以及多种通路协作完成的复杂的过程,其中microRNA在调控基因表达方面具有重要的作用。本研究为了进一步探索辣椒果实中miRNA及其靶基因在果实成熟过程中的功能,构建了中华辣椒(Capsicum chinense)绿熟期、转色期、红熟期不同成熟时期果实的小RNA文库,并利用生物信息学分析探讨其调控过程中的信号通路。结果表明,三个时期分别获得22 138 507、17 692 000和14 480 729条miRNA序列,共鉴定出149条保守的miRNA。其中,绿熟期到转色期下调表达和上调表达的miRNA分别有3和7条,绿熟期到红熟期下调表达和上调表达的miRNA分别有26和22条,说明microRNA参与了果实成熟的过程。靶基因预测及功能富集分析显示它们可能参与了乙烯、生长素、细胞分裂素、脱落酸、茉莉酸介导的信号途径。本研究结果为今后辣椒成熟中的激素调节变化的研究提供了可能的理论依据。 相似文献
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利用SSR标记分析野生小豆及其近缘野生植物的遗传多样性 总被引：1，自引：0，他引：1
利用28对SSR引物对96份野生小豆资源、小豆近缘野生植物及栽培小豆品种进行遗传多样性分析,共检测到255个等位变异,平均每对SSR引物9.10个,多态信息含量的变异范围从0.374到0.865,平均为0.722。野生小豆材料和近缘植物Vigna minima遗传变异丰富。来自不同地域的野生小豆材料具有大量特异等位变异,基于非加权成组配对算术平均法的聚类分析可将不同地理来源的野生小豆单独分群,且与主坐标分析的结果相一致。4份栽培小豆材料与日本野生小豆遗传距离较近,表明目前国内小豆育种中较多使用了含有日本血缘的小豆材料,以及国内野生小豆资源的搜集和利用工作落后于日本。本研究对国内野生小豆资源的搜集和保存具有指导意义,并可以为这些资源的评价、利用和优异基因的发掘提供参考。 相似文献
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Jakub Kuczyński Tomasz Twardowski Jerzy Nawracała Joanna Gracz-Bernaciak Agata Tyczewska 《Journal of Agronomy and Crop Science》2020,206(6):759-772
Chilling stress is a major factor limiting the yield of soya bean [Glycine max (L.) Merr.] on a global scale. However, the regulatory network that controls the chilling response of soya bean remains unclear. In the present study, phenotyping and quantitative analyses of miRNAs in soya bean under chilling stress were carried out to determine the impact of environmental constraints on soya bean productivity. Measurements done during soya bean growth in chilling along with the results of field trials indicated that the cultivars Augusta and Fiskeby V responded differently to low temperatures. Although chilling affected the reproductive development of both cultivars, the final seed output remained unchanged. The differential expression of miR169, miR319, miR397 and miR398 under cold stress was detected using ddPCR. Upon chilling in the reproductive stage, we found that these miRNAs had contrasting expression profiles in Augusta and Fiskeby V. A set of candidate target genes was predicted based on degradome sequencing data. A negative correlation was found between the expression of miR169, miR319 and miR398 and their targets in the roots of both cultivars. Our work elucidates the impact of chilling stress on the productivity of two soya bean cultivars and reveals the importance of miRNA involvement in the low temperature response. 相似文献
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Takako Suzuki Takamitsu Yoshii Shohei Fujita Hisanori Shimada Toru Takeuchi Norio Kondo 《Breeding Science》2013,63(3):353-357
Brown stem rot (BSR) caused by Cadophora gregata f. sp. adzukicola (syn. Phialophora gregata) is a serious soilborne disease of adzuki bean (Vigna angularis) in Japan. Cultivation of resistant cultivars is the most effective disease control method, therefore the selection of resistant lines is a priority for breeders. BSR-resistant adzuki bean lines have been screened in pathogen-infected fields. However, field selection using the pathogen and artificial inoculation methods is time-consuming and labor-intensive. In the present study, we used 105 F3 lines derived from a cross between a BSR-resistant cultivar ‘Syumari’ and a susceptible cultivar ‘Buchishoryukei-1’ for BSR inoculation tests. Amplified fragment-length polymorphism (AFLP) analyses with 1024 primer sets revealed that six fragments were polymorphic between resistance and susceptible bulked groups. Five DNA markers (Pg77, Pg118, Pg138, Pg139 and Pg126) were developed from the nucleotide sequences of polymorphic AFLP markers and their flanking regions. Pg118, which was derived from E-ACT/M-ACT-118, was tightly linked to the resistance gene Pga1 and was converted into a codominant marker for its easier use in marker-assisted selection for adzuki bean BSR resistance. Finally, the applicability of the developed markers for BSR resistance was tested on 32 adzuki bean accessions or cultivars. 相似文献
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红小豆根系水浸提液对4种受体作物的化感作用 总被引：1，自引：0，他引：1
为选择适合红小豆的接茬作物,采用室内培养皿生物测定方法,对不同浓度的红小豆根系水提液下红小豆、萝卜、白菜、小麦的化感效应进行了研究。结果表明：红小豆水提液对自身种子发芽率、发芽指数具有极强的化感抑制作用;随着红小豆根系水提液浓度的增大,3 种受体作物的种子发芽率和发芽指数均呈现降低趋势;从幼苗的根长、幼叶长、侧根数、株高及鲜质量等形态指标上来看,只有小麦随着红小豆根系水提液浓度的增大呈现出促进作用,其余2 种受体作物均呈现出抑制作用,但这种抑制作用在低浓度下差异不显著;萝卜、小麦的SOD、POD活性随着红小豆根系水提液浓度的增大而增强,但白菜的2 种酶活性呈现出下降趋势;小麦、萝卜幼苗的MDA含量表现出降低,白菜MDA含量却显著增加。说明受体作物小麦可作为红小豆的轮作作物、萝卜在与红小豆轮作方面也有着很大的应用潜力。 相似文献
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Anochar Kaewwongwal Alisa Kongjaimun Prakit Somta Sompong Chankaew Tarikar Yimram Peerasak Srinives 《Breeding Science》2015,65(2):127-137
In this study, 520 cultivated and 14 wild accessions of black gram (Vigna mungo (L.) Hepper) were assessed for diversity using 22 SSR markers. Totally, 199 alleles were detected with a mean of 9.05 alleles per locus. Wild black gram showed higher gene diversity than cultivated black gram. Gene diversity of cultivated accessions among regions was comparable, while allelic richness of South Asia was higher than that of other regions. 78.67% of the wild gene diversity presented in cultivated accessions, indicating that the domestication bottleneck effect in black gram is relatively low. Genetic distance analysis revealed that cultivated black gram was more closely related to wild black gram from South Asia than that from Southeast Asia. STRUCTURE, principal coordinate and neighbor-joining analyses consistently revealed that 534 black gram accessions were grouped into three major subpopulations. The analyses also revealed that cultivated black gram from South Asia was genetically distinct from that from West Asia. Comparison by SSR analysis with other closely related Vigna species, including mungbean, azuki bean, and rice bean, revealed that level of gene diversity of black gram is comparable to that of mungbean and rice bean but lower than that of azuki bean. 相似文献
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幼苗期淹水胁迫及喷施烯效唑对小豆生理和产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究幼苗期淹水胁迫及喷施烯效唑(S3307)对小豆(Vigna angularis)生理代谢和产量的影响,本研究于2018—2019年以龙小豆4号和天津红为试验材料,盆栽条件下,苗期进行预喷施S3307,同时连续淹水处理5 d并每天取样,测定分析相关生理指标。结果表明,幼苗期淹水胁迫引起小豆叶片H2O2和MDA含量、脯氨酸和可溶性蛋白含量显著提高,ABA、IAA和SA含量显著提高,SOD、POD和CAT活性显著提高,淹水处理5 d导致龙小豆4号单盆产量显著下降8.40%~12.61%,天津红显著下降9.91%~10.01%。S3307具有抵御淹水胁迫的作用,能有效增加小豆叶片脯氨酸和可溶性蛋白含量,显著降低H2O2和MDA含量,能够显著提高SOD和POD活性以及SOD/POD、SOD/CAT,显著增加ABA和SA含量,并显著抑制IAA含量的上升。喷施S3307使淹水4 d的龙小豆4号产量显著提高2.85%~6.18%,使天津红淹水4 d的产量显著提高2.85%~3.95%。综上,淹水胁迫下,不同品种小豆在活性氧物质积累、膜质过氧化、抗氧化酶活性以及激素水平等方面的生理应激存在显著差异;喷施S3307能够有效缓解淹水胁迫对小豆生理和产量的影响。本研究结果为进一步研究小豆苗期抵御淹水胁迫的生理机制及提高淹水胁迫下小豆的产量提供理论依据。 相似文献