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利用耐低氮差异大麦品种来研究苗期氮代谢相关基因的转录调控,结果发现,大麦地上部和根对低氮胁迫的响应具有差异,低氮胁迫对大麦苗期生长的抑制主要体现在地上部,硝酸还原酶基因HvNIA2、叶绿体型谷氨酰氨合成酶基因HvGS2和铁氧化还原蛋白依赖型谷氨酸合酶基因HvGLU2在耐低氮大麦品种BI-04地上部特异上调表达,HvGLU2在BI-04根部特异上调表达,HvGS2在2个大麦品种根部都上调表达,而在BI-04中反应更快。虽然天冬酰胺合成酶基因HvASN1在2个大麦品种地上部都下调表达,但其在低氮敏感品种BI-45中,低氮胁迫24 h后就很难被检测到。以上结果表明,这些基因在大麦苗期耐低氮中可能起着重要的作用。为了提高大麦耐低氮中定量PCR检测的准确性,除了考虑好试验设计、计算方法和统计分析外,进一步对内参基因的选择进行了筛选。以转录组测序中基因表达没有差异的基因和常用内参基因作为候选内参基因,利用ge Norm、Norm Finder和Best Keeper 3种软件对低氮胁迫处理大麦幼苗地上部样品进行了内参基因筛选研究,其中ge Norm软件不但可以确定最佳内参基因,还可以确定内参基因最少使用个数。尽管3种软件的筛选结果不尽相同,但是β-TUB6和GAPDH1都被认为是前3个最稳定的内参基因。另外,因为部分候选内参基因用了RNA-seq中没有差异的基因,此次筛选也从侧面部分验证了RNA-seq的准确性。 相似文献
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【目的】由稻曲病菌引起的稻曲病不仅造成水稻减产,而且还会产生对动物和植物有毒的真菌毒素。探明水稻幼穗对稻曲病菌毒素胁迫响应的分子机制,可为发掘水稻抗稻曲病基因以及抗病分子育种开辟新的思路。【方法】用稻曲病菌毒素处理水稻幼穗,采用转录组测序技术对水稻幼穗进行转录组测序,以水稻9311基因组作为参考基因组进行对比,利用TPM法计算基因表达量,设定参数（差异倍数的绝对值不小于2,且q值不大于0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析、富集功能分析,鉴定水稻响应胁迫的关键基因,并利用实时荧光定量PCR技术对差异表达基因进行验证。【结果】在稻曲病菌毒素胁迫12 h后,水稻幼穗出现2526个差异表达基因（DEG）;通过GO富集、KEGG代谢途经和KOG功能分析,将差异基因划分为GO功能下的64个条目、32个代谢途径和KOG功能下23个类别,包括淀粉和蔗糖代谢、苯丙类生物合成、碳代谢、糖酵解/糖异生、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程。DEG中有66个植物转录因子,分属7种植物转录因子家族,包括WRKY和Myb两大转录因子。分析二萜类生物合成与淀粉和蔗糖代谢途径相关基因发现,OsCPS2、OsKSL4和细胞色素P450等基因表达量上调,而淀粉酶、β-呋喃果糖苷酶和UDP-焦磷酸化酶等基因表达量下调,推测这些基因在水稻响应稻曲病菌毒素胁迫时发挥重要的作用。【结论】稻曲病菌毒素作为非生物胁迫因素对水稻幼穗具有毒性;通过干扰淀粉和蔗糖代谢等途径而影响种子营养物质的合成,降低水稻抵抗病原菌侵染水稻的能力。 相似文献
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新型光伏农业是在满足农作物生长的光照需求下进行光伏发电。为研究不同光学分光膜下生菜叶片的差异基因表达情况,以‘阿迪娜’生菜为试验材料,利用转录组测序（RNA-seq）技术分析在覆盖红蓝滤光膜（RBFF）和远红光截止膜（RICF）条件下生菜叶片的基因表达水平。结果表明,RBFF条件下有2685个基因存在差异表达,其中有1380个上调表达基因,1305个下调表达基因。RICF条件下有3264个基因差异表达,其中上调表达基因有881个,下调表达基因2383个。进一步分析发现,1498个差异表达基因在RBFF和RICF条件下均表达,1187个基因在RBFF条件下差异表达,1766个在RICF条件下差异表达。从上述差异表达基因中筛选出10个可能与光胁迫相关的基因,实时荧光定量验证转录组数据的可靠性。结果表明,大部分基因的表达情况与测序结果一致,说明转录组数据是可靠的。光响应相关基因的表达分析结果显示,RBFF覆盖下大部分基因在覆盖15 d时大量表达,达到表达高峰。RICF下的3个基因表达量较高,其余的表达量较低,大部分基因在 15~21 d时达到表达高峰。本研究为进一步挖掘生菜基因组中光响应基因以及揭示生菜对光响应的分子机制提供理论依据和数据支持。 相似文献
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利用Affymetrix水稻60 k芯片研究了聚乙二醇6000(PEG)模拟干旱时，水稻根系核仁小分子RNA（snoRNA）转录本的表达活性变化。在模拟干旱胁迫下，水稻根系snoRNA转录本表达有很强的品种特异性，干旱敏感品种爱华5号中共有23个snoRNA转录本活性发生变化且均表现为上调表达，而耐旱品种湘丰早119中仅有2个snoRNA转录本表达活性发生变化，也都为上调表达；转录活性发生变化的snoRNA转录本都为C/D框型，且在染色体上存在5处snoRNA簇；爱华5号和湘丰早119在模拟干旱胁迫下表达发生变化的snoRNA转录本有1个转录本重叠，且此转录本在爱华5号中表达活性是湘丰早119中的17.54倍。 相似文献
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应用基因芯片分析短日低温条件下新型粳稻光温敏核质互作不育系育性相关基因 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解具有三系和两系两套不育机制的新型粳稻光温敏核质互作不育系2310SA分子水平上的育性机理,同时也试图对水稻雄性不育现象做进一步探讨,利用水稻基因芯片,以2310SA及其保持系两系光温敏不育系2310S为材料,在安徽合肥秋季自然短日低温条件下,比较了稳定不育的2310SA和恢复可育的2310S(对照)减数分裂期、单核期、二核期和三核期等4个穗发育时期花药基因表达谱的变化差异。减数分裂期(上调表达基因1938个,下调表达基因1635个)和三核期(上调表达基因2220个,下调表达基因2656个)差异表达基因数目多于单核期(上调表达基因752个,下调表达基因693个)和二核期(上调表达基因1025个,下调表达基因886个),三核期下调表达基因比上调表达基因多,其他3期上调表达基因比下调表达基因多。所有差异表达基因聚类显示,单核期和二核期差异表达基因聚为一类,减数分裂期和三核期差异表达基因独立成为第2类和第3类。筛选出147个在4个穗发育时期都差异表达的基因。这些共有差异表达基因也只有在三核期下调表达基因比上调表达基因多。这些共有差异表达基因,参与了生物合成、刺激反应、光合作用、信号传导、大分子的新陈代谢、运输、转录调节、碳水化合物的代谢、花的发育和细胞死亡等11类生物学过程。所得共有差异表达基因中存在与脂类代谢有关的细胞色素P450家族蛋白和β-环羟化酶,与热激反应有关的热激转录因子、热激蛋白DnaJ家族蛋白及热激蛋白70等相关基因。这些基因与细胞死亡有直接或间接的关系,它们的异常表达可能与不育花粉的形成有关。 相似文献
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NAC转录因子作为植物中数量最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及各种逆境胁迫中发挥非常重要的调控作用。本研究以菠萝为试验材料,采用RT-PCR技术克隆得到基因AcoNAC1（GenBank登录号：XM_020225830）,对其进行生物信息学及表达分析。生物信息学分析表明,该基因cDNA序列全长1723 bp,ORF为1062 bp,编码353个氨基酸,相对分子量为38.34 kDa,理论等电点为8.88;其编码蛋白的二级结构由20.40%的α-螺旋（H）和15.30%的β-折叠（E）以及59.21%的无规则卷曲（C）组成,具有NAC典型结构保守域。基因表达分析表明,AcoNAC1基因的表达受低温和干旱胁迫诱导,低温胁迫24 h和干旱胁迫12 h时的表达量最高;在不同成熟期品种中表现出持续的诱导表达,但诱导强度逐渐下降,其中早熟品种谢花后20~50 d及晚熟品种谢花后20~60 d基因表达量均处于较高水平。因此,推测AcoNAC1基因可能参与菠萝逆境胁迫响应以及果实发育与成熟的调控。 相似文献
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水稻根系中磷高效吸收和利用相关基因表达对低磷胁迫的应答 总被引：1，自引：1，他引：0
研究水稻耐低磷机制,对高效利用土壤磷的水稻品种改良具有重要意义。应用基因芯片和qRT-PCR技术,分析了耐低磷水稻品种仪2434和低磷敏感品种通粳981根系中磷高效吸收和利用相关基因表达对低磷胁迫的应答。水稻叶片磷含量的测定结果表明,低磷胁迫下仪2434的叶片磷含量较对照降幅小,这表明仪2434较通粳981具有更强的磷素吸收利用能力。基因芯片检测结果表明,在低磷胁迫下的仪2434根系中,PHR1、osa-miR399s和SPXs基因的表达诱导、激活磷饥饿信号途径;APA、PAPs、MPE、PA、PEPC和VDAC1、C4-DT/MAT等基因的表达诱导,增强有机磷水解酶和有机酸的合成和分泌,促进介质中难溶性磷的活化;OsPT2、OsPT6基因的表达诱导,促进仪2434根系对磷的高效吸收。qRTPCR检测结果表明,仪2434根系中与磷饥饿信号转导、磷活化、磷高效吸收相关的8个代表性基因(PHR1、SPX、PAP、APA、PEPC、MFS、OsPT2、OsPT6)的表达水平均随低磷处理时间的延长呈逐步增高的趋势;经低磷处理后,所检测的8个基因在仪2434根系中的转录水平均显著高于其在通粳981根系中的转录水平,PHR1、APA、OsPT2在通粳981根系中的表达诱导作用不明显,且仪2434根系组织和根系分泌的酸性磷酸酶活性较通粳981增强更显著,这可能是仪2434较通粳981对低磷胁迫有较高耐性的主要机制之一。 相似文献
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盐胁迫是影响作物生长发育的重要环境因素之一。鉴定水稻耐盐新基因以及揭示其可能的机制并应用于新种质创制和新品种选育,是提高水稻耐盐性的重要途径之一。本研究以实验室自主选育的耐盐性不同的水稻品系58M和58L为材料,用0.6% NaCl处理0、6、24 h后收集水稻的幼穗,并进行转录组测序研究。结果发现,以0 h的幼穗为对照,58M品系在盐胁迫6 h后检测到表达上调基因1483个,下调基因1085个;盐胁迫24 h后上调基因937个,下调基因459个。58L品系在盐胁迫6 h后有931个基因上调,2614个下调基因;盐胁迫24 h后有930个基因上调,1299个下调基因。通过韦恩图分析发现,盐胁迫6 h后有178个基因在58M品系中上调,在58L中下调;盐胁迫24 h后有30个基因在58M品系中上调,在58L中下调。将这208个目标基因进行GO功能富集分析与KEGG pathway分析,GO分析发现,这些差异基因在生物学过程、细胞组分和分子功能3个主类中,分别占40.43%、31.56%和28.01%;KEGG Pathway分析结果表明,这些差异基因显著富集的通路包括二萜类生物合成、氨基酸糖与核苷酸糖代谢、苯丙烷生物合成、生物素代谢、代谢通路、次生代谢产物的生物合成、α-亚麻酸代谢、脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸的生物合成等。另外,通过对目标基因的挖掘共发现5个重要的转录因子。本研究通过水稻幼穗转录组分析,为研究幼穗耐盐分子机制提供参考。 相似文献
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水稻剑叶全氮含量及其变化的遗传分析 总被引：3，自引：0，他引：3
以籼稻品种IR24 和粳稻品种Asominori 及其染色体片段置换系（CSSLs）群体为遗传研究材料, 在抽穗后5个不同时期分别测定剑叶全氮含量，并结合水稻RFLP分子标记连锁图谱,对水稻剑叶全氮含量性状进行QTL的动态定位，探讨了控制剑叶全氮含量基因在水稻发育过程中的时序表达方式。在抽穗后各时期共检测到7个QTL, 位于第2和第11染色体上的2个QTL（QN 2、QN 11）增效基因来自粳稻品种Asominori，其他QTL的增效基因来自籼稻IR24；抽穗后2周内检测到2个QTL，即QN 3和QN 8b, 其加性效应值较大, 解释表型变异的贡献率较高；后期检测到的QTL加性效应和贡献率较低，位于第2染色体上R3393的QN 2位点的基因在抽穗后第3周内表达, 位于第8染色体上G1149的QN 8位点的基因在抽穗后第4周内表达，位于第11染色体上G1465的QN 11位点的基因在抽穗后４周和５周持续表达。控制剑叶全氮含量的基因在抽穗后早期表达较为活跃，可以应用于改良水稻品种的剑叶光合功能；在测定末期检测到的控制剑叶全氮含量的QTL，则可以用于延缓叶片早衰的育种改良。 相似文献
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目的 揭示水稻抽穗开花后剑叶衰老过程的内源自由态IAA和轭合态IAA含量的动态变化及其基因型间的差异,明确氮素营养供应对叶片衰老过程的延缓效应及其与两种化学态IAA含量之间的关系。方法 以剑叶早衰水稻突变体(psf)与其野生型(浙恢7954)为材料,比较了其在大田条件下剑叶衰老过程中的内源IAA含量、IAA类型和YUCCAs家族基因转录表达量差异,并利用水培种植试验设低氮(LN, 1.45 mmol/L)、正常氮(NN, 2.9 mmol/L)和高氮(HN, 5.8 mmol/L)3个氮浓度水平处理,对不同氮素水平下水稻叶片衰老相关指标与两类IAA含量间的关系进行了分析。结果 早衰突变体psf剑叶中的自由态IAA含量显著低于相同取样时期的野生对照,但前者剑叶中的轭合态IAA含量显著高于后者,且随叶片衰老进程呈较明显的上升趋势;在7个YUCCAs同工型基因中,YUCCA1、YUCCA2、YUCCA3、YUCCA4和YUCCA6)的转录表达量随叶片衰老而下降,但YUCCA7则随叶片衰老呈现出先上升后下降的变化趋势。相同灌浆时期相比,绝大多数YUCCAs在早衰突变体psf剑叶中的转录表达量要低于其野生型对照,说明IAA合成代谢较弱是psf剑叶叶绿素含量迅速下降和早衰症状加剧的重要原因之一。其中,YUCCA7转录表达量随叶片衰老而上升,可能对psf已衰老叶片中的IAA合成起重要调控作用;氮浓度对水稻叶片中的IAA含量及其自由态与共轭态的影响表现为,在叶片开始衰老的初期和前中期,低氮处理(LN)引起剑叶中的自由态IAA含量下降和轭合态IAA含量上升,而高氮处理(HN)可诱导叶片中的自由态IAA含量增加,并导致轭合态IAA含量明显降低,但对已严重衰老的叶片而言(psf在抽穗开花后28 d的剑叶),高氮处理下(HN)的自由态IAA和轭合态IAA含量均低于正常氮处理(NN)和低氮处理(LN)。结论 水稻叶片的衰老进程与其叶片器官中的IAA含量及其化学态之间存在较密切联系。其中,轭合态IAA含量在叶片衰老过程的大幅度提升,是早衰突变体psf 剑叶衰老进程加快的一个重要生理特征,而轭合态IAA含量的下降,可能是高氮处理对水稻叶片衰老进程起到延缓作用的一个重要生理调节因素。 相似文献
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为鉴定黄淮麦区小麦品种干热风抗性以及不同抗性品种热激蛋白(TaHSPs)基因的表达差异,以98个小麦品种为试验材料,于花后10~20d进行人工模拟干热风处理,通过测定小麦不同生长时期的叶绿素含量、收获后的千粒重与籽粒品质,评价不同品种干热风抗性;对筛选出的干热风抗性不同的品种在出苗15d进行热胁迫处理,通过荧光定量PCR测定热胁迫0~4.5h内TaHSPs基因表达量的变化。结果表明,干热风处理后,供试小麦品种旗叶的叶绿素含量均降低,高抗干热风品种降幅较小,热敏感型品种降幅较大;供试小麦品种的千粒重均降低。山农23号等3个品种达到高、中抗干热风等级,且抗性比较稳定,师栾02-1为热敏感型品种。干热风处理后籽粒蛋白质含量升高,总淀粉含量降低,抗干热风小麦品种总淀粉相对含量降幅较小。不同小麦品种幼苗在热胁迫0~4.5h期间,TaHSPs基因表达量均为抛物线趋势,抗干热风品种在热胁迫1h时TaHSP16.9基因表达上调幅度大于热敏感型品种。对于TaHSP17.8基因,抗干热风品种在热胁迫期间,上调表达反应时间均早于热敏感型品种;在热胁迫0.5h时,山农23号、周麦18与泰山9818三个抗干热风品种基因表达均上调至590倍以上,而师栾02-1与济南17号的上调幅度在300倍以下。对于TaHSP23.6基因,山农23号的上调表达峰值远高于其他品种。对于TaHSP26.6基因,热敏感型品种在热胁迫后期的上调倍数高于抗干热风品种,师栾02-1与济南17号两个热敏感型品种在热胁迫4.5h时上调幅度均在4 000倍以上,而抗干热风品种山农23号、周麦18与泰山9818上调幅度均在3 000倍以下。 相似文献
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不同土壤肥力条件下麦秆还田与氮肥运筹对杂交稻氮素利用、产量及米质的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
以杂交稻F优498为材料,研究了高、低土壤肥力下麦秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻主要生育期氮素吸收利用特征、产量及米质的影响,并探讨了不同土壤肥力下麦秆覆盖和氮肥运筹对结实期剑叶SPAD值与稻米品质的形成的影响。结果表明,不同土壤肥力下,麦秆覆盖均有效促进杂交稻各生育时期氮素积累,提高了氮素利用效率以及稻谷产量,增加了稻米蛋白质含量、稻米胶稠度,显著降低了稻米垩白度以及垩白粒率,且高土壤肥力下麦秆覆盖优于低土壤肥力下麦秆覆盖处理。同时,不同土壤肥力下麦秆覆盖处理,均以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥为3∶3∶4的氮肥运筹模式最优,均能有效调节水稻灌浆结实期叶片SPAD值,提高水稻氮素吸收利用效率及稻谷产量;但稻米品质方面,高土壤肥力以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥为5∶3∶2时最佳;而低土壤肥力可适当提高氮肥后移比例,以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥=3∶3∶4最佳。相关分析表明,水稻灌浆期剑叶SPAD值与稻米出糙率、整精米率以及蛋白质含量显著或极显著正相关(r=0.47*~0.90**);与垩百度、垩白粒率负相关,但相关未达显著水平;而高土壤肥力下稻米品质各项指标分别与齐穗后19~27d剑叶SPAD值,低土壤肥力下麦秆覆盖与齐穗后13~19d剑叶SPAD值相关系数最大。 相似文献
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小麦氮素高效利用基因型的农艺性状及生理特性 总被引：2，自引：0，他引：2
为给小麦氮高效型品种选育和栽培调控提供理论依据,采用大田试验,以14份小麦品种为材料,研究了不同氮效率品种的农艺性状及生理特性的差异。结果表明,不同小麦品种间产量和氮素利用效率具有显著差异。基于氮肥吸收效率和氮肥农学效率将参试材料分为氮高效型、中效型和低效型。与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量、干物质和氮素积累量;在农艺性状上,氮高效型品种具有较高的粒重、收获指数(HI)、叶面积指数(LAI)和开花期旗叶面积;在生理上,氮高效型品种开花期旗叶的叶绿素含量、氮含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性较高,而成熟期旗叶氮含量较低。聚类分析表明,淮麦30、徐麦32、矮抗58和扬麦16为氮高效型品种。经相关分析,小麦粒重、HI、LAI和开花期旗叶的面积、叶绿素含量、氮含量与氮效率呈显著正相关,小麦成熟期旗叶氮含量与氮效率呈显著负相关,这些指标可作为氮高效型小麦品种筛选的依据。 相似文献