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bZIP基因家族是一类广泛存在于植物中的重要转录因子,在植物生长发育及应答逆境胁迫响应途径中发挥重要作用。选取11个玉米bZIP基因作为研究对象,系统地研究了ZmbZIP基因应答各类逆境胁迫时的表达模式。进化树分析结果显示11个ZmbZIP基因聚合为一个大家族,并可以进一步细分为3个亚组。qPCR分析结果显示8个ZmbZIP基因表达模式在玉米不同组织中呈现明显差异,预示着在玉米生长发育进程中功能多样化。 人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮或铵态氮缺乏胁迫等研究结果表明,8个ZmbZIP呈现不同的表达模式,ZmbZIP71和ZmbZIP129同时受200 mmol·L-1 NaCl溶液、20% PEG6000和4 ℃低温胁迫的诱导（>2倍）,而其他ZmbZIP在应答3种非生物胁迫时呈现不同的表达模式。叶片和根系中ZmbZIP基因受不同氮形态缺乏胁迫的调控,叶片中有6个ZmbZIP基因受铵态氮缺乏胁迫的诱导,有2个ZmbZIP受硝态氮缺乏胁迫明显抑制,根系中ZmbZIP9、ZmbZIP69和ZmbZIP71同时受2种胁迫因子的影响,而有5个ZmbZIP基因受2种不同胁迫处理的影响不同,显示叶片或根系ZmbZIP基因在调控氮缺乏胁迫响应机制中具有不同的生物学功能。结果可为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。 相似文献
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bZIP蛋白是植物转录因子中数目最多、最保守的一类转录因子,参与调控植物生长发育及逆境胁迫响应机制等诸多生命进程。本研究选取玉米bZIP基因亚家族、共计14个ZmbZIP基因为研究对象,系统地研究了ZmbZIP在应答不同逆境胁迫的表达模式。系统进化树分析结果表明,14个ZmbZIP基因可以细分为5个亚组。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,ZmbZIP基因在不同组织器官中有不同的表达模式,其表达模式多样性显示其生物学功能的分化。在人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮/铵态氮缺乏等逆境胁迫条件下,ZmbZIP基因呈现不同的表达模式,表明ZmbZIP基因广泛地参与各类逆境胁迫响应途径,并在其中发挥着不同的作用。本研究为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。 相似文献
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【目的】碱性亮氨酸拉链蛋白（b ZIP）是植物中普遍存在而又关键的一类转录因子，在植物生长进程中发挥重要的作用。探测玉米核心种质自交系郑58不同组织以及在不同胁迫条件下bZIP基因的表达模式，对解析ZmbZIP基因的功能及抗性育种具有重要意义。【方法】通过设置200 mmol/L的NaCl溶液、20%PEG6000、4℃低温和不同形态氮缺乏胁迫试验，试验材料为玉米骨干自交系郑58，采用q RT-PCR技术，共检测了11个ZmbZIP基因的表达模式。【结果】进化树结果表明11个ZmbZIP可以进一步划分3个亚家族，显示这11个基因的进化亲缘关系。qPCR分析数据表明，11个ZmbZIP基因在不同组织器官中表达模式各异，表明其在玉米生长进程中的不同作用。利用200 mmol/L NaCl、20%PEG6000、4℃低温和氮缺乏等模拟试验，研究了11个ZmbZIP基因的表达谱，结果表明4种非生物胁迫都显著的影响11个bZIP基因表达，推测这些基因参与维持玉米正常生长发育及逆境胁迫应答信号途径。【结论】在玉米不同组织器官和响应非生物胁迫时，11个ZmbZIP基因表达谱差异比较大，预示着生物学功... 相似文献
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《河南农业大学学报》2021,55(4)
以8个玉米DOF基因为研究对象,研究这8个基因在玉米生长发育中的器官表达模式及应答4种逆境胁迫(200 mmol·L~(-1) NaCl, 20%PEG,铵态氮胁迫和硝态氮胁迫)的响应表达模式。结果表明,7个基因具有明显的组织表达特异性,5个基因主要在玉米1种器官中表达,2个基因主要在2种器官中表达,而ZmDOF37呈组成性表达。这些数据表明,这8个基因参与玉米器官的发育进程。在200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫处理和20%PEG6000胁迫处理1 h后,分别有8个基因和4个基因表现上调,表明这些基因是NaCl和PEG胁迫响应信号途径中的早期响应基因。在20%PEG6000胁迫处理24 h后,有4个基因被明显的诱导(ZmDOF29,ZmDOF32,ZmDOF37和ZmDOF45),表明这4个基因属于晚期响应基因。在铵态氮和硝态氮胁迫处理1 h后,分别有7个基因被明显诱导,属于早期响应基因,表明这7个基因可能参与玉米应答氮胁迫的早期响应机制。 相似文献
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研究玉米DOF基因在玉米不同组织和非生物胁迫条件下的响应表达模式,为进一步阐明玉米DOF基因的生物学功能提供有价值的信息。利用qRT-PCR技术探测11个玉米DOF基因在‘郑58’自交系不同组织中以及在200 mmol/L NaCl溶液、20%PEG6000溶液和铵态氮、硝态氮缺乏胁迫等条件下的表达模式。进化树分析结果表明,这11个ZmDOF基因聚为一个家族,可进一步划归为4组。表达分析结果表明,有6个ZmDOF基因具有组织特异性表达模式,集中在雄花中表达,表明这6个ZmDOF基因在雄花生长发育进程中发挥作用。 ZmDOF22和 ZmDOF40没有检测到表达,可能是表达量太低或者特异时空表达模式。在模拟盐和干旱胁迫下,多数ZmDOF基因表达上调,其中分别有2个和6个基因的表达上调至少5倍。在铵态氮或硝态氮胁迫处理下,分别有3个和5个基因的表达量上调至少5倍,而 ZmDOF2和ZmDOF18/ZmDOF39的表达量明显受到抑制。结果预示这11个ZmDOF基因可能广泛参与玉米生长发育以及抵御各种逆境胁迫的响应途径。 相似文献
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根据玉米碱性亮氨酸拉链(bZIP)基因EST序列设计引物,采用RT-PCR技术从玉米中克隆了一个ZmbZIP基因。研究结果表明:ZmbZIP基因cDNA全长1 300 bp,5′-非编码区长180 bp,3′-非编码区长226 bp,编码区长894 bp,编码297个氨基酸,预测分子量为32.4 KDa,等电点为9.39。氨基酸同源性分析发现,ZmbZIP与谷子的bZIP同源性较高。实时定量PCR检测表明,ZmbZIP基因的表达受脱落酸,干旱和高盐胁迫的诱导,不受低温诱导,说明玉米ZmbZIP基因可能参与玉米对逆境胁迫的应答。 相似文献
8.
为进一步研究WRKY转录因子在玉米生长发育及逆境胁迫过程中的作用,通过生物信息方法,从玉米基因组中得到3个同源性较高的WRKY家族基因:ZmWRKY1-like、ZmWRKY4-like、ZmWRKY21-like。同时,采用荧光定量PCR技术分析这3个基因在玉米不同组织及不同逆境胁迫下的表达模式。结果表明,3个基因在玉米的不同器官中都有表达,但具有组织表达特异性。200mol/L NaCl胁迫处理后,ZmWRKY21-like基因呈上调表达;200g/L PEG6000胁迫处理后,ZmWRKY1-like基因出现下调表达;4℃低温胁迫下,3个基因的表达都没有出现显著变化。上述结果表明,ZmWRKY1-like和ZmWRKY21-like基因可能分别参与玉米植株对干旱和盐胁迫的响应。 相似文献
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《新疆农业科学》2017,(9)
【目的】钙依赖蛋白激酶(CPKs)是一类依赖于Ca~(2+)的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,仅在植物和部分低等生物中存在。Ca~(2+)作为第二信使,在植物生长发育和抗逆应答过程中起着重要作用。研究玉米Zm CPK9基因在幼苗期不同逆境胁迫下的动态表达,为分析该基因在玉米逆境应答中的功能和机制奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析Zm CPK9基因序列特征,采用Real-time PCR技术分析Zm CPK9在干旱、低温、盐和ABA诱导下的表达特征。【结果】利用生物信息学方法从玉米基因组中鉴定出CPK基因,命名为ZmCPK9。序列分析表明Zm CPK9 c DNA序列长1 548 bp,编码515个氨基酸。生物信息学分析显示,在蛋白质序列和结构上该基因与其他物种CPK基因一样非常保守。Real-time PCR的结果表明,在干旱、低温、盐和ABA诱导下,Zm CPK9表达量均有所上调。【结论】Zm CPK9是玉米CPKs基因家族中一个新的成员,对干旱、低温、盐和ABA等非生物胁迫具有应答反应,推测Zm CPK9对植物防御非生物胁迫具有一定作用。 相似文献
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玉米干旱诱导表达基因ZmBTF3b的克隆与表达分析 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】克隆玉米ZmBTF3b并研究其参与逆境反应的分子机制,为揭示玉米抗逆分子机制奠定基础。【方法】应用生物信息学方法分析ZmBTF3b启动子序列特点;应用酵母单杂交方法验证该基因编码转录因子的转录激活活性;应用实时荧光定量PCR方法分析ZmBTF3b在玉米不同组织中的表达差异及其在非生物胁迫下的表达模式。【结果】从玉米抗旱自交系CN165中克隆得到干旱诱导表达基因ZmBTF3b,该基因编码蛋白含有169个氨基酸,具有新生多肽复合体(nascent polypeptide-associated complex,NAC)保守结构域;酵母单杂交试验证明ZmBTF3b具有转录激活功能;实时荧光定量PCR结果表明,ZmBTF3b在玉米花丝、幼穗、幼胚中表达量较高。ZmBTF3b受脱水干旱胁迫和PEG模拟干旱胁迫诱导根上调表达,而受冷、NaCl、ABA和SA诱导下调表达。【结论】ZmBTF3b编码蛋白具有转录因子的基本特性,在应答逆境胁迫特别是干旱胁迫时起重要作用。 相似文献
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为了探索枣树遭遇盐、干旱胁迫时抗坏血酸过氧化物酶基因(ZjAPX)在抗氧化系统中的响应,以枣树组织培养植株为试材,进行了NaCl和PEG6000(模拟干旱)胁迫,观察受胁迫后植株外观形态变化,并从植株叶片中提取RNA进行反转录。根据ZjAPX的cDNA序列设计特异性引物,以反转录产物为模板,对ZjAPX基因在胁迫条件下的表达情况进行了定量分析。结果表明,ZjAPX基因受NaCl和PEG6000诱导表达,而且在一定浓度和时间范围内,随着浓度的增大和胁迫时间的延长表达量增高,说明ZjAPX基因参与了植株抵抗盐和干旱带来的伤害。 相似文献
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玉米是对干旱、低温、高温等逆境较为敏感的重要禾谷类作物,发掘玉米逆境相关基因及对逆境信号途径研究具有重要学术意义与应用价值。S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosyl-L-metnionine synthetase,SAMS)是植物代谢中一个关键酶,催化合成腺苷甲硫氨酸(SAM)。试验在前期克隆玉米SAMS基因基础上,顺式元件分析发现SAMS启动子区域存在ABA(ABRE)、干旱(MBS)、逆境应答(TC-rich repeats)等顺式作用元件;荧光实时定量PCR表达分析发现干旱、高盐、ABA处理下基因表达量上调,在低温、高温处理下基因表达量变化不大。结果表明:玉米S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因响应植物逆境应答,为SAMS基因参与植物逆境信号通路及其功能研究提供理论依据。 相似文献
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《福建农林大学学报(自然科学版)》2014,(2)
从甘蔗蔗茎cDNA文库中获得1个TRXⅠ类第3亚组成员的硫氧还蛋白家族基因全长cDNA序列,命名为ScTRXh2(登录号:KF921298).该基因全长752 bp,开放阅读框长381 bp,5'非翻译区长57 bp,3'非翻译区长314 bp,编码126个氨基酸残基,氨基酸序列与拟南芥TRXs具有高度同源性.实时定量PCR检测显示,该基因在甘蔗中为组成型表达,叶片和蔗茎中的表达量显著高于根和芽.在H2O2和PEG逆境胁迫下,甘蔗ScTRXh2基因的应答模式基本相同,呈现初期(3 h)略微下调,早中期(6 h或12 h)表达量明显上调,中后期(24、48、72 h)显著下调并维持基本稳定的低水平表达.甘蔗ScTRXh2基因对NaCl胁迫的应答较快,虽然也呈现中期(12 h)表达量显著上调,后期(24、48、72 h)显著下调并维持基本稳定的低水平表达,但表达模式与H2O2和PEG胁迫应答有明显不同,表现在胁迫初期(3 h)基因表达显著下调.上述结果提示,甘蔗ScTRXh2基因积极应答非生物逆境H2O2、PEG和NaCl的胁迫,在应答的基因表达谱模式上存在一些差异. 相似文献
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水曲柳TCP4转录因子克隆及胁迫和激素下的表达分析 总被引：3，自引：2，他引：1
TCP转录因子家族是植物特异的一类调控生长发育和逆境胁迫的重要转录因子。本文揭示了水曲柳FmTCP4在非生物胁迫及激素信号诱导调控的表达特征,为该基因在水曲柳中调控生长发育以及逆境胁迫响应功能的研究奠定基础。通过前期研究克隆获得了水曲柳TCP4基因序列,并命名为FmTCP4,应用生物信息学软件对水曲柳FmTCP4基因的分子结构特征进行了分析,利用4 ℃低温、盐(NaCl)以及干旱(PEG6000)进行非生物胁迫处理,利用脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)进行激素信号诱导,分析FmTCP4基因的表达特征。生物信息学分析表明该基因全长1 251 bp,具有完整的开放阅读框,编码416个氨基酸。FmTCP4具有螺旋-环-螺旋结构,为亲水性的不稳定蛋白,不存在信号肽,具有跨膜能力,亚细胞定位预测存在于细胞核中,并在细胞质到细胞核的调控中起作用。同源序列比对结果表明,FmTCP4与芝麻、烟草等物种的同源蛋白序列相比具有很高的同源性。非生物胁迫处理后,FmTCP4的表达量随处理时间而改变,但其变化趋势不同,表明FmTCP4明显响应了这3种非生物胁迫。激素信号诱导结果表明,外源植物激素调控了FmTCP4基因的表达,基因表达量相对于对照组具有显著性差异。非生物胁迫和激素信号诱导下的基因表达分析表明,FmTCP4响应了寒冷、盐、干旱等非生物胁迫以及激素信号,说明其参与了植物的生长发育和逆境胁迫的平衡。 相似文献
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为探究锌指蛋白基因ZmLSD1的功能,采用实时荧光定量PCR技术分析在干旱、盐、低温、高温、脱落酸和水杨酸胁迫下根、胚芽鞘、叶部位中ZmLSD1基因的转录表达。结果表明,根中ZmLSD1基因在干旱、盐、高温、低温和脱落酸处理下表达量上升,水杨酸处理导致该基因的表达量降低;在胚芽鞘中,该基因受干旱、盐、脱落酸和水杨酸诱导上调表达,而高温和低温胁迫下基因呈现下调表达;在叶中ZmLSD1基因正向响应干旱、盐和脱落酸处理,但低温、高温和水杨酸条件下基因的表达受抑制。锌指蛋白基因ZmLSD1在玉米的干旱、盐、高温和低温等非生物胁迫响应中发挥了重要作用。 相似文献
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PEG模拟干旱胁迫对水稻抗氧化酶基因表达的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】干旱是影响水稻生产的重要环境因素之一,在干旱条件下水稻植株体内会发生一系列的抗逆反应,其中参与防御反应的关键酶基因表达会发生明显的变化。因此,本研究拟分析干旱胁迫处理后抗氧化酶类基因的表达变化,为进一步研究水稻抗旱机制提供理论参考。【方法】采用质量体积比为0(CK)、18%、20%、22%、24%、26%的聚乙二醇(PEG6000)对三叶一心期的籼稻航2号植株进行干旱胁迫处理,筛选适合处理籼稻航2号的PEG6000质量体积比;进一步采用PEG6000对航2号植株进行干旱胁迫处理,分别于处理0、2、4、8、12、24、48、72 h取样;并用SYBR Green I荧光定量PCR(qRT-PCR)分析PEG6000处理不同时间段后植株中抗氧化酶类基因表达,包括过氧化氢酶(CATA、CATB、CATC)、过氧化物酶(POX5.1、POX1)、超氧化物歧化酶(plastidic Cu/Zn-SOD,cytosolic Cu/Zn-SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)基因的表达变化。【结果】根据表型观察和植株存活率,筛选出籼稻航2号对PEG6000的耐受临界质量体积比为22%;qRT-PCR结果表明PEG6000胁迫处理后9个基因的表达均出现上调,大部分基因表达都呈先上调后下调的趋势,且一般PEG处理4 h之后基因表达出现较明显上调,说明这些基因均不同程度地参与了PEG胁迫反应;其中,过氧化氢酶A基因(CATA)表达变化最显著,处理8 h表达量上调至处理0 h的28倍。【结论】PEG6000胁迫处理后主要的抗氧化酶类基因表达发生了明显的变化。 相似文献
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从甘蔗蔗茎cDNA文库中获得1个TRXI类第3亚组成员的硫氧还蛋白家族基因全长cDNA序列,命名为＆TRXh2（登录号：KF921298）．该基因全长752bp,开放阅读框长381bp,5’非翻译区长57bp,3’非翻译区长314bp,编码126个氨基酸残基,氨基酸序列与拟南芥TRXs具有高度同源性．实时定量PCR检测显示。该基因在甘蔗中为组成型表达,叶片和蔗茎中的表达量显著高于根和芽．在H：02和PEG逆境胁迫下,甘蔗＆TRXh2基因的应答模式基本相同,呈现初期（3h）略微下调,早中期（6h或12h）表达量明显上调,中后期（24、48、72h）显著下调并维持基本稳定的低水平表达．甘蔗＆TRXh2基因对NaCl胁迫的应答较快,虽然也呈现中期（12h）表达量显著上调,后期（24、48、72h）显著下调并维持基本稳定的低水平表达,但表达模式与也02和PEG胁迫应答有明显不同,表现在胁迫初期（3h）基因表达显著下调．上述结果提示,甘蔗Sc—TRXh2基因积极应答非生物逆境H2O2、PEG和NaCl的胁迫,在应答的基因表达谱模式上存在一些差异． 相似文献
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利用矮牵牛基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的关键基因,从中发现1个CCCH型的锌指蛋白基因PhTZF1。通过RT-PCR分离获得该基因的cDNA全长为2 085bp,预测其编码694个氨基酸,含有2个CCCH型锌指蛋白保守结构域。系统进化树分析发现,PhTZF1与拟南芥AtSZF1相似度最高。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性发现,正常生长条件下该基因在各组织中的表达都较弱;利用实时定量PCR检测其在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下的表达情况发现,PhTZF1表现出不同程度的上调,其中对低温胁迫最为敏感且上调倍数最高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温、干旱等非生物逆境相关。 相似文献
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NAC转录因子是植物体特有且在调控植物生长发育、抵抗逆境胁迫等方面具有重要生物功能的转录调控因子。本研究从高粱中克隆得到一个受逆境胁迫诱导表达的NAC家族基因,系统进化分析结果表明该基因与玉米Zma NAC0584亲缘关系最近,故将其命名为SbNAC0584;SbNAC0584基因全长929 bp,编码290个氨基酸,氨基酸序列比对结果表明SbNAC0584蛋白N-末端具有典型的NAC保守结构域,C-末端为序列高度多样性的转录调控结构域。采用实时荧光定量PCR技术分析SbNAC0584基因对不同非生物逆境胁迫的应答模式,结果表明SbNAC0584受NaCl、脱水、PEG胁迫和植物激素ABA诱导表达上调,推测SbNAC0584在高粱非生物胁迫应答过程中发挥重要作用;组织特异性表达分析结果表明SbNAC0584在高粱旗叶和根中表达量相对较高。本研究为深入研究SbNAC0584的抗逆生物学功能奠定基础。 相似文献