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[目的]克隆分析二穗短柄草钙依赖型蛋白激酶(CDPK)基因BdCDPK14,并检测其在干旱胁迫下的表达量,为揭示钙依赖型蛋白激酶的抗旱调控机制打下基础.[方法]根据NCBI检索结果设计特异引物,以二穗短柄草cDNA为模板,采用PCR扩增二穗短柄草CDPK基因家族成员BdCDPK14,利用在线分析软件对BdCDPK14基因编码蛋白进行生物信息学分析,并采用RT-PCR检测PEG-6000干旱胁迫下的BdCDPK14基因表达量.[结果]从二穗短柄草叶片中克隆获得的BdCDPK14基因(GenBank登录号XM_003564390)片段长度1750 bp,其开放阅读框(ORF)1545 bp,编码514个氨基酸,其编码蛋白分子量56.78 kD,理论等电点5.45,脂肪指数78.21,不稳定指数38.66,属于稳定蛋白.BdCDPK14蛋白与小麦TaCPK13蛋白(ABY59018)的亲缘关系最近,含有4个EF-hands结构、蛋白酪氨酸激酶结构域、脂多糖激酶家族、ATP结合区域、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶激活区和预测跨膜区等结构域,主要由无规卷曲和α-螺旋构成,位于叶绿体和细胞质膜上.在PEG-6000干旱胁迫下,BdCDPK14基因在胁迫3 h内的相对表达量无明显变化,胁迫6 h后相对表达量开始升高,至胁迫12 h时的相对表达量最高.[结论]克隆获得的BdCDPK14基因为二穗短柄草CDPK基因家族成员之一,参与其抗干旱胁迫反应,可作为候选基因用于二穗短柄草抗旱机制研究. 相似文献
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二穗短柄草是一种理想的研究温带禾谷类植物和牧草的模式植物.本文对来源于以色列4个不同地区105个生态型二穗短柄草的根、茎、叶中的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性进行了测定分析.结果表明:在贵州的自然气候条件下,以色列二穗短柄草根、茎、叶部位的GSH-Px活性存在显著性差异,其活性的高低顺序为:叶>茎>根;不同生态... 相似文献
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【目的】研究禾本科植物谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因家族的序列及其在正常生长和胁迫条件下的表达差异,为揭示GPX基因在植物抵抗逆境胁迫中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析水稻、短柄草、高粱中18个GPX基因的序列特点、基因结构和系统进化关系;采用反转录PCR(RT-PCR)方法,分析18个GPX基因在正常生长以及1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)、双氧水(H2O2)、莠去津(Atrazine)和水杨酸(SA)处理后,水稻、短柄草和高粱的根、茎、成熟叶、幼叶、叶鞘,以及正常生长条件下发芽2d后幼苗根和芽中的表达情况。【结果】从水稻、短柄草和高粱基因组中分别鉴定出6,5,7个GPX基因,这些基因编码长度为168~251个氨基酸的蛋白,分子质量介于18.44~27.42ku。系统发生分析发现,3个物种至少有7个最近的共同祖先GPX基因,物种分化之后水稻和短柄草分别丢失1个和2个GPX基因。序列相似性分析发现,3个物种GPX蛋白具有较高的序列相似性,介于38.0%~95.2%,且不同基因簇中GPX序列的分化速率不同。3个物种GPX基因具有保守的基因结构,但SbGPX7发生了内含子插入事件,预示着其与其他GPX基因之间功能的分化。表达模式分析发现,3个物种的18个GPX基因中有15个在所有检测样品中均为组成型表达,3个GPX基因(水稻2个、高粱1个)为选择性表达,表达模式的分化预示着功能的分化。【结论】作为植物保护细胞免受氧化损伤的重要酶类,禾本科3个物种的GPX基因在进化过程中发生了功能分化。 相似文献
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病原菌诱导型启动子在植物-病原菌互作研究及基因工程育种中具有重要的利用价值,可根据抗病性的需求调控目的基因的表达。为挖掘小麦来源的锈菌诱导型启动子,为小麦抗条锈病的理论研究及育种应用提供基础,本研究分离了大麦类萌发素蛋白GER4c基因及其小麦同源基因的启动子,利用报告基因GFP表达载体在二穗短柄草中的异源表达,分析了启动子功能。发现小麦及大麦GER4c基因启动子表达模式相同,驱动报告基因在叶片中的表达量最高,在叶鞘、茎秆和小穗中显著降低。两个启动子均表现为锈菌诱导型启动子,转基因短柄草在接种锈菌小种F-Fl后,RT-PCR检测GFP在叶片中的表达量显著上调,显微镜下绿色荧光蛋白信号明显增强。研究结果为开展麦类作物抗条锈病相关研究提供了作物自身来源的诱导型启动子。 相似文献
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《浙江农业学报》2017,(2)
二穗短柄草(Brachypodium distachyon L.)因与小麦、大麦等有很高的同源性,作为新型禾本科模式生物吸引了越来越多的研究者。试验采用基因克隆技术分离了二穗短柄草Bd CDPK4基因的编码区序列,并采用生物信息学方法分析了该基因及其编码的蛋白质的序列特征、结构和功能。结果表明,分离了BdCDPK4基因1 851 bp的cDNA序列(Gen Bank登录号为XM_003559516),编码区长度为1 752 bp,编码583个氨基酸,分子量为64.78 ku,等电点为9.12,含有N端可变区、蛋白激酶区、自抑制区、EF手型结构、类似钙调素等结构域。亚细胞定位预测位于叶绿体和液泡上。进化树分析结果显示,该蛋白与小麦Ta CDPK19蛋白的同源性最近。根据各物种间CDPKs蛋白的高同源性,结合小麦TaCDPK19基因被高盐和小麦白粉病菌Blumeria graministritici(Bgt)诱导,推测Bd CDPK4基因也可能参与逆境胁迫下的信号传导途径,在抗逆等生物学过程中发挥重要功能。 相似文献
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CBF/DREB基因是一类植物特异性转录因子,通过调控下游抗逆相关基因的表达,在植物逆境胁迫应答过程中发挥重要作用。为了研究新型的禾本科模式植物二穗短柄草DREB基因的功能,克隆BdDREB1G的cDNA序列,分析该基因在各种非生物胁迫条件下的表达,构建过表达载体,获得转基因拟南芥。结果表明:高温、低温和水杨酸胁迫处理显著诱导BdDREB1G的表达,暗示该基因响应高温和低温胁迫。初步观察结果说明,该与野生型拟南芥相比,转基因植株生长发育迟缓。这些为研究该基因响应非生物胁迫的功能奠定基础。 相似文献
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[目的]分析拟南芥糖运输载体蛋白基因(AtSWEET4)启动子序列及其编码蛋白的结构,并检测病原菌胁迫下AtSWEET4基因的表达特性,为研究AtSWEET4蛋白在拟南芥生长发育和生物胁迫中的作用机制提供理论依据.[方法]采用生物信息学方法分析AtSWEET4基因启动子序列及其编码蛋白的结构,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)组织染色法检测人工接种菜豆晕疫病菌(Pseudomonas syringae pv.phaseolicola,Psp)NPS3121和丁香假单胞菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pathovar tomato,Pst)DC3000后AtSWEET4基因的表达情况.[结果]AtSWEET4蛋白由251个氨基酸组成,分子量为27.8 kD,分子式为C1300H2038N304O346S11,理论等电点(pI)为8.71,脂肪氨基酸指数为118.76,不稳定指数为38.72,平均亲水性指数为0.629,为稳定的亲水蛋白,且含有7个跨膜结构域,无信号肽,为非分泌型蛋白.AtSWEET4蛋白与芥属的亚麻荠和荠菜SWEET4蛋白亲缘关系最近,其次是十字花科的甘蓝和萝卜SWEET4蛋白,与禾本科的二穗短柄草SWEET4蛋白亲缘关系最远.AtSWEET4基因启动子序列中包含核心元件TATA-box、增强子元件CAAT-box、调控植物生长发育相关元件、激素响应相关元件、非生物胁迫响应相关元件和生物胁迫响应相关元件.Psp NPS3121和Pst DC3000均可诱导AtSWEET4基因表达,但表达模式不同:接种Psp NPS3121后6和12 h的AtSWEET4基因表达明显上调,但至接种后24 h又迅速下降;接种Pst DC3000后AtSWEET4基因表达量逐渐增加.[结论]AtSWEET4基因的启动子序列特征及其编码蛋白结构与其参与植物免疫反应密切相关. 相似文献
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《山东农业大学学报(自然科学版)》2017,(4)
赤霉病是小麦的重要病害,严重影响小麦的产量和品质,但由于小麦遗传转化较难,其抗病机制的研究一直进展缓慢。短柄草作为单子叶模式植物,在生长特性和遗传研究等方面具有很大优势。本研究首先明确了短柄草穗部赤霉病发生的最适条件为:温度28°C,相对湿度75%。比较小麦Apogee抗、感赤霉病近等基因系受赤霉菌诱导的表达谱,在抗病材料中克隆到一个特异表达的基因并命名为TaWRKY2。利用农杆菌介导的方法将TaWRKY2基因转入短柄草Bd21中,通过穗部接菌鉴定和叶片离体鉴定的方法对转基因植株进行抗病性鉴定,结果表明,与受体Bd21相比,转基因短柄草植株的穗部和叶片赤霉病抗性均增强。作为SA信号路径下游的基因,TaWRKY2可能通过介导水杨酸路径下游病程相关蛋白基因(Pathogenesis related gene,PR基因)的表达,参与抗赤霉病过程。 相似文献
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在短柄草基因组中共鉴定出7个14-3-3蛋白家族成员,与水稻、拟南芥14-3-3蛋白的系统进化分析发现,7个短柄草14-3-3蛋白中有1个属于ε类蛋白,其他6个属于非ε类蛋白.对短柄草14-3-3蛋白家族的序列相似性、基因结构以及蛋白结构分析发现,短柄草14-3-3蛋白序列及三维结构高度保守.RT-PCR分析显示,7个短柄草14-3-3基因在不同的组织中均表达,预示着它们在植物体内可能都具有生物学功能. 相似文献
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In this paper, using in vitro leaf disc culture system, the changes of contents of chlorophylls, carotenoids, soluble protein, thiobarbituric acid reactive substance （TBARS）, and activities of antioxidant enzymes were investigated during the incubation of leaf discs of PSAG12-IPT modified gerbera in 0, 25, 50 μmol L^-1 paraquat （PQ） under continuous light intensity of 130 0tool m-2 s-1, compared with the control plant （wild type）. The results showed that PQ treatment significantly decreased the contents of chlorophylls, carotenoids, and soluble protein, therefore, promoted leaf senescence. However, the decreases in the leaf discs of modified gerbera were considerably smaller. The activities of superoxide dismutase （SOD）, catalase （CAT）, and dehydroascorbate reductase （DHAR） were significantly increased by PQ treatment and with the increasing of PQ concentration, particularly in the modified plants. The activities of ascorbate peroxidase （APX） and guaiacol peroxidase （GPX） could not be detected in the leaf discs of PQ treatments, which suggested that they were labile to the oxidative stress induced by PQ. As a product of lipid peroxidation, TBARS significantly increased in content with the increase of PQ concentration, while its concentration in the modified plants was significantly lower than that of control plants. Therefore, it could be concluded that the chimeric gene PSAG12-IPTtransfonnexi gerbera leaves had higher antioxidative potential, thus causing the delay of senescence under oxidative stress induced by PQ. 相似文献
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转C_4基因水稻籽粒产量及品质分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了分析C_4基因导入C_3水稻后对其籽粒产量及品质的影响,以日本水稻品种‘Kitaake’(Oryza sativa L.subsp.japonica)及其转玉米PEPC、PPDK、ME基因水稻为材料,测定C_4光合酶活性、光合速率、产量以及主要营养成分。结果表明,转C_4基因水稻的4种光合酶活性显著增加,PEPC基因的导入使光合效率显著提高,与对照相比各转基因株系籽粒中水分、灰分和淀粉质量分数无显著差异,而含有PEPC基因株系的蛋白质和脂肪质量分数显著增加,可溶性糖质量分数降低。可见,PEPC基因的导入加强了籽粒中蛋白质和脂肪的积累,从而使转基因水稻千粒质量和单株穗数显著提高,这可能是转基因水稻光合生产力提高的生理生化基础。 相似文献
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Effects of urea mixed with nitrapyrin on leaf photosynthetic and senescence characteristics of summer maize (Zea mays L.) waterlogged in the field 
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下载免费PDF全文 Waterlogging is one of the major abiotic stresses in agricultural crop production. However, the application of 2-chloro-6-(trichloromethyl) pyridine(nitrapyrin) can effectually mitigate the losses of nitrogen efficiency and grain yield of summer maize induced by waterlogging. In order to explore its role to alleviate waterlogging stress on leaf antioxidative system and photosynthetic characteristics of summer maize, a field experiment was executed to research effects of nitrapyrin application on leaf photosynthetic and senescent characteristics of waterlogged summer maize Denghai 605(DH605) and Zhengdan 958(ZD958). Experimental treatments consisted of waterlogging treatment that was applying only urea(WL), waterlogging treatment that was applying urea mixing with nitrapyrin(WL-N), and no waterlogging treatment that was only applying urea(NWL). Results showed that WL significantly decreased leaf area index(LAI), SPAD, photosynthetic rate(P_n), and protective enzyme activities, accelerated leaf aging, eventually led to a remarkable yield reduction by 38 and 42% for DH605 and ZD958, respectively, compared to NWL. However, the application of nitrapyrin was useful for relieving waterlogging damages on leaf photosynthetic ability. LAI, SPAD and P_n of WL-N for DH605 were 10, 19 and 12–24% higher, and for ZD958 were 12, 23 and 7–25% higher, compared to those of WL, respectively. Moreover, application of nitrapyrin effectually relieved waterlogging losses on antioxidative enzyme activities. Leaf superoxide dismutase(SOD), peroxidase(POD) and catalase(CAT) activities of WL-N were averagely increased by 24, 15 and 30%, respectively, while malondialdehyde(MDA) content was averagely decreased by 13%, compared to those of WL. Visibly, nitrapyrin application could improve leaf photosynthetic characteristics and retard leaf aging induced by waterlogging, thereby leading to a yield increase of waterlogged maize. 相似文献
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以NH4NO3作为变量,试验设7个处理,以普良尼柯夫配方营养液进行试验来研究氮素对芥菜幼苗生长及酶活性的影响。水培试验结果表明,芥菜幼苗移栽后14 d,营养液中的总氮量为9 mmol.L-1(N3处理)的株高、叶数、最大叶长和最大叶宽均最大,分别为4.03 cm、3.00片.株-1、2.43 cm和1.08 cm,与N0处理的差异均达到极显著水平。芥菜苗移栽后42 d,以N3处理的株高、叶数、最大叶长、地上部、地下部、总生物量、根系活跃吸收面积和最长根长均最多,分别为4.30 cm、5.00片.株-1、3.36 cm、367.87 mg、27.13 mg、395.00 mg、53.03%和6.03 cm,它们与N0的差异均达到极显著水平,除最大叶长与N0处理的差异达到显著水平外。N3处理叶片的CAT和POD活性均较高,分别为16.89 U.mg-1.min-1和134.27 U.mg-1.min-1,MDA含量最小(2.29 nmol.g-1),与N0的差异均达到极显著水平。因此,在本试验条件上,营养液中的总氮量为9 mmol.L-1(N3)处理芥菜的幼苗生长和酶活性指标最好。建议营养液中施总氮量为9 mmol.L-1。 相似文献
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氮、水处理对刨花楠一年生扦插苗光合特性 和生物量分配的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
采用棚内盆栽控水与添氮方法,以1a生刨花楠扦插苗为研究对象,通过设置不同的氮、水复合处理试验,研究氮、水对刨花楠幼苗光合特性和生物量分配的影响。结果表明:(1)干旱胁迫会显著降低幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)、总生物量和叶重比,增加茎重比,但对胞间CO2浓度、根重比和根冠比影响不显著;(2)低氮添加后幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)均大于对照,而高氮添加反而会抑制幼苗的光合作用;氮添加(低氮和高氮)后幼苗的总生物量均大于对照,但氮添加后对幼苗生物量在不同器官间的分配趋势影响不明显;(3)水分与施氮交互作用对幼苗光合特性和生物量分配均无显著影响。因此,在幼苗生长过程中一定要保证其充足的供水。 相似文献
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为研究引种小灌木在干旱胁迫下的生理光合特性,以1a生华北驼绒藜、四翅滨藜2种扦插苗为试验材料,研究土壤水分[土壤水分为田间持水量的85%~90%(CK)、65%~70%(T_1)、50%~55%(T_2)和35%~40%(T_3)]对2种灌木光合生理指标的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的增加,2种灌木根冠比、电解质外渗率呈现CKT_1T_2T_3的变化规律;丙二醛质量摩尔浓度与CK相比,各水平下均显著增加,且都在T_2水平下达最大;过氧化物酶活性在T_1水平下达到最大,分别为340.83U·mg~(-1)·min~(-1)、862.93U·mg~(-1)·min~(-1);在T_2水平下,四翅滨藜脯氨酸质量分数较CK增加28倍;华北驼绒藜叶片蒸腾速率(T_r)、净光合速率(P_n)均呈现出CKT_1T_2T_3的变化特征;在T_1水平下,四翅滨藜叶绿体色素(叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素)增加,光合能力增强。 相似文献
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为鉴定黄瓜YABBYs家族及对CsYAB1a基因的生物学功能进行初步探究,通过BLASTp比对鉴定黄瓜YABBYs基因,并对其进行基因、蛋白质水平分析和染色体定位,同时利用实时荧光定量和原位杂交技术检测其在黄瓜中的时空表达模式;在拟南芥中异源过表达CsYAB1a基因,对转基因株系进行表达量分析和表型观察统计;通过外源喷施脱落酸和生长素处理检测CsYAB1a基因的响应情况。结果表明:1)黄瓜YABBYs家族包含8个家族成员,所有成员均包含C2C2锌指结构域和YABBY结构域;大部分YABBYs基因在生殖器官有表达,CsYAB1a基因主要在花瓣原基和子房外果皮中富集,并呈现出远轴端表达的极性模式。2)在拟南芥中异源过表达CsYAB1a基因导致雌雄蕊发育畸形且果荚变短、叶片细长并向远轴端卷曲等表型;CsYAB1a基因调控拟南芥果实和叶片的发育,并对果实发育基因AtSPL、AtIND、AtHEC以及叶片极性基因AtAS1和AtKANs的表达量有影响。3)黄瓜YABBYs基因启动子包含5种激素响应元件,CsYAB1a和CsCRC基因对外源脱落酸和生长素喷施处理均有响应。综上,推测黄瓜YABBYs家族可能在黄瓜营养生长和生殖生长过程中发挥重要作用,且CsYAB1a基因调控黄瓜果实和叶片的发育。 相似文献
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为探究雄激素受体(Androgen receptor,AR)及共调节因子对绵羊附睾上皮细胞(Epididymal epithelial cells,EECs)谷胱甘肽过氧化物酶5(Glutathione peroxidase 5,GPX5)的调节机制,本研究采用CCK-8检测睾酮对EECs增殖的影响;利用qRT-PCR、免疫荧光法和 Western Blot法分别检测AR、GPX5、甾体激素受体共激活子 1(Steroid receptor coactivator 1,SRC-1)、CREB结合蛋白(cAMP-response element-binding protein,CBP)、p300和核受体共抑制因子2(Nuclear receptor corepressor 2,NCOR2)的mRNA水平和蛋白表达情况,采用双荧光素酶报告基因测定干扰SRC-1或p300后EECs的荧光素酶活性。结果表明:1)与对照组相比,100 nmol/L睾酮组细胞中的GPX5 mRNA和蛋白表达量极显著升高(P<0.01),1 000 nmol/L睾酮组细胞中的GPX5 mRNA和蛋白表达量差异不显著(P>0.05),但分别极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)低于100 nmol/L睾酮组;100 nmol/L睾酮组细胞中的AR mRNA和蛋白表达量分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)高于对照组,然而1 000 nmol/L睾酮组细胞中的AR mRNA和蛋白的表达量显著低于对照组(P<0.05);1 000 nmol/L睾酮组细胞中的CBP、p300、SRC-1蛋白表达极显著高于对照组(P<0.01),特别是核内的表达量明显增高。2)与对照组相比,siRNA-AR组细胞中的GPX5 mRNA和蛋白的表达量差异不显著(P>0.05),而SRC-1和p300蛋白表达量极显著升高(P<0.01)。pcDNA3.1-AR组GPX5 mRNA和蛋白表达量较对照组呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)升高。3)siRNA-SRC-1 和siRNA-p300组细胞中的GPX5 mRNA和蛋白表达量较对照组均显著降低(P<0.05),而AR的蛋白表达量与对照组差异不显著(P>0.05),AR的转录活性显著降低(P<0.05)。综上,睾酮对绵羊EECs GPX5、AR及其共调节因子的表达具有浓度依赖性的调节效应,睾酮通过AR及其共调节因子SRC-1和p300/CBP的协同调节GPX5表达。本研究为探究GPX5在绵羊附睾中的调节机制提供理论依据。 相似文献
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为证明苹果实生树童性变化与氧化还原平衡态的相关性,采取小金海棠实生树不同节位的叶片,测定miR156相对表达量,H2O2含量以及CAT、APX和GR酶活性。结果小金海棠实生树个体生长发育过程中miR156相对表达量从1.4m高度显著降低。叶片H2O2含量,CAT、APX和GR酶活性均随节位逐渐升高。表明植物体内活性氧清除机制的CAT途径和抗坏血酸-谷胱甘肽循环均随个体发育逐渐增强。 相似文献
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为阐明BMP/Smad信号通路下游的转录因子 Smad9对鹅卵泡发育的调控作用，研究采用RNAi技术干扰 Smad9基因在鹅卵泡颗粒细胞的表达。通过对SMAD9蛋白表达定位， Smad9基因干扰后颗粒细胞的增殖情况以及卵泡发育相关激素及其受体的表达分析，探讨 Smad9基因表达对鹅卵泡颗粒细胞增殖及其内分泌功能的影响。结果显示，SMAD9蛋白在鹅卵泡仅表达于颗粒细胞，Smad9-siRNA显著抑制 Smad9的表达。 Smad9干扰后颗粒细胞的增殖能力明显降低，细胞上清中雌二醇（E2）的水平显著下降，孕酮（P4）水平未见明显变化，细胞色素P450芳香化酶基因（ CYP19A1）和促黄体素受体（LHR）基因的表达显著下降，促卵泡素受体（FSHR）基因的表达无显著变化。这些结果表明，干扰 Smad9基因表达对鹅卵泡颗粒细胞增殖和内分泌功能均产生显著影响，其机制可能是 Smad9基因表达抑制后引起颗粒细胞E2合成减少和LHR的表达下降有关。 相似文献