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《分子植物育种》2020,(13)
淀粉酶(BAM)介导的淀粉降解广泛参与植物生长发育和非生物胁迫响应等生物学过程。从前期苹果低温诱导转录组研究中分离到1个参与淀粉代谢的差异表达基因片段,克隆其cDNA全长并进行序列分析。结果表明该基因与拟南芥AtBAM3同源,命名为MdBAM3 (GenBank登录号:KX276144.1)。该基因开放阅读框长度1 641 bp,编码546个氨基酸。该蛋白含有完整的葡萄糖基水解酶结构域,保守的葡萄糖基水解酶结构域外环和内环结构,以及2个谷氨酸催化残基,该蛋白包含40个氨基酸残基的cTP (Chloroplast transport peptides),表明MdBAM3蛋白是定位于叶绿体的β-淀粉酶。利用实时荧光定量PCR技术分析模拟低温(4℃)和自然低温条件下MdBAM3的表达响应及组织表达模式,该基因受4℃模拟低温诱导快速表达;自然低温下该基因在叶芽、花芽、韧皮部中的表达均显著上调,在叶芽中表达量最高,具有组织特异性,且随植株休眠的进行呈先升后降的趋势,推测MdBAM3在苹果低温胁迫响应中具有重要功能。 相似文献
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LI Na-Na LIU Ying ZHANG Hao-Jie WANG Lu HAO Xin-Yuan ZHANG Wei-Fu WANG Yu-Chun XIONG Fei YANG Ya-Jun WANG Xin-Chao 《作物学报》2020,46(10):1628-1638
植物己糖激酶是双功能蛋白,具有磷酸化己糖和介导糖信号的关键性作用。前期研究中,我们从茶树中克隆获得4个己糖激酶基因,其中CsHXK2基因编码492个氨基酸残基,与拟南芥AtHXK3、番茄LeHXK4归为Type A类HXKs。利用RT-PCR技术,克隆获得长度为2029bp的CsHXK2基因启动子。CsHXK2基因可能受到光照、低温、病原菌、糖和多种激素等信号的调控,且可能特异性表达于叶、花、种子、根系、腋芽等组织。CsHXK2蛋白定位于叶绿体内。酵母突变体功能互补试验表明,去除叶绿体转运信号肽的CsHXK2成熟蛋白具有葡萄糖和果糖磷酸化活性。茶树组织特异性表达分析显示,CsHXK2基因在根和茎中表达量最高,而在老叶中表达量最低。CsHXK2基因的表达受低温胁迫而显著下调,经炭疽菌侵染的茶树叶片内CsHXK2基因的表达也受到显著抑制,而外源赤霉素(GA_3)处理的茶树叶片内CsHXK2基因表达显著上调。本研究结果表明,CsHXK2基因在茶树的生长发育过程和逆境胁迫响应中发挥重要的调控作用。 相似文献
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【目的】本研究旨在探索棉花GhLEA3基因的结构特征及其在低温胁迫下的表达模式,研究其抗逆功能。【方法】利用同源序列克隆法在陆地棉中克隆GhLEA3;采用生物信息学方法分析其蛋白质性质,构建系统进化树。采用In-Fusion连接技术构建融合蛋白表达载体35S∷GhLEA3-GFP并进行亚细胞定位;在棉花三叶期进行叶片低温表达分析;采用农杆菌介导的花序浸染法将GhLEA3基因转入拟南芥;对T_3转基因拟南芥种子进行4℃低温萌发试验;低温处理后测转基因拟南芥叶片的电导率。【结果】GhLEA3基因编码序列全长1 218bp,编码405个氨基酸;GhLEA3蛋白含有4个功能结构域PF02987。陆地棉GhLEA3与拟南芥AtLEA3氨基酸序列之间相似性为52.6%。GhLEA3蛋白可能定位在液泡和小泡中。GhLEA3基因在低温处理的棉花叶片中上调表达。T_3转基因拟南芥低温萌发率显著高于野生型,低温处理后转基因拟南芥叶片电导率显著低于野生型。【结论】陆地棉GhLEA3属于典型的LEA3家族成员,与拟南芥AtLEA3亲缘关系最近;该基因响应低温胁迫,可能在抗冷中起重要作用。 相似文献
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茶树一个冷诱导基因的克隆及其表达分析 总被引：1，自引：1，他引：0
研究茶树低温驯化的分子机制,不仅对阐明多年生植物抗冻性有重要的理论意义,也有助于茶树抗冻品种的选育。本研究运用RACE技术从茶叶中克隆出一个冷诱导基因CsCOR1的全长cDNA序列,并通过Real-time RT PCR方法分析了该基因在低温、高渗和外源ABA处理时的表达状况。结果显示,CsCOR1 cDNA包含一个推定的ORF,编码一86个氨基酸的多肽。该多肽由N-端的信号肽和富含甘氨酸、精氨酸和脯氨酸的C-端两部分组成,其成熟蛋白中有两个重复的13肽段。CsCOR1基因的表达可被低温和脱水胁迫剧烈上调,可被外源ABA中度上调。 相似文献
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为挖掘越橘低温胁迫响应基因在低温逆境胁迫应答中的作用,探讨越橘低温逆境胁迫响应机制,以北陆越橘为试材,克隆低温响应基因VcICE1(Inducer of CBF3 expression 1),分析其表达模式及对低温的响应,探讨VcICE1在抵御低温胁迫中的生物学功能。利用农杆菌介导法获得转基因拟南芥,比较转基因和野生型拟南芥对低温胁迫响应的差异。利用瞬时转化烟草叶片试验,分析VcICE1对AtCBF3的转录调控。结果表明,克隆获得越橘低温响应因子VcICE1,该基因ORF为1 566 bp,编码含有522个氨基酸的蛋白质,含有1个保守的bHLH结构域。系统进化分析表明,VcICE1与AtICE1同源性最高。表达分析显示,VcICE1在根、枝条、幼叶、花和果实中均表达,在幼叶中表达量最高,在果实中最低,并响应低温处理。在拟南芥中异位表达VcICE1,其低温抗性较野生型显著升高。瞬时表达试验结果表明,VcICE1可激活AtCBF3的表达。VcICE1能够对低温处理有明显响应,推测其在响应低温胁迫过程中发挥重要的调控作用。 相似文献
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bZIP转录因子是真核生物中一类多功能蛋白家族,参与种子成熟、光信号调节、胁迫响应等多种生物学过程,拟南芥中根据序列相似性和保守域主要分为10个亚家族(A-I和S)。本文以茶树的C亚家族转录因子CsbZIP4为研究对象,调查非生物胁迫下的表达模式,及转化拟南芥后CsbZIP4过表达对耐盐性的影响。结果显示,在4℃低温、外源ABA、盐和干旱胁迫处理后,CsbZIP4的表达在茶树叶片中呈上调模式,特别是在盐和干旱胁迫下其表达分别上调2.9倍和2.2倍;而在根中,低温、盐和干旱胁迫均能显著抑制CsbZIP4的表达,其中盐胁迫能将其表达抑制2倍;荧光显微镜下观察CsbZIP4-GFP融合蛋白,将CsbZIP4定位于细胞核中;CsbZIP4的过表达能够降低转基因株系种子萌发时对外源ABA、盐胁迫的敏感性,在300mmolL~(-1)NaCl盐胁迫下,转化拟南芥植株过表达CsbZIP4增强抗性,其叶片的SPAD值较高,同时过表达株系中盐胁迫响应基因AtSOS1的表达显著增强。根据CsbZIP4正调控拟南芥的盐胁迫响应,推断CsbZIP4与茶树抵御盐胁迫密切相关。 相似文献
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油菜“源”器官中光合产物向籽粒转移的效率是提高油菜收获指数的关键环节,而“源”器官中淀粉酶活性影响同化物向籽粒的运输强度。β-淀粉酶(β-amylase, BAM)及其基因家族成员与油菜高收获指数形成之间的关系还不清楚。本研究选择高产高收获指数型、高产低收获指数型、低产低收获指数型 3 类油菜品种,在终花期后 5、10、15、20、25d 分别取茎杆、叶片、角果皮与种子,分析β-淀粉酶活性及其基因家族成员的表达水平。结果表明,β-淀粉酶活性在所检测“源”器官中酶活性总体随发育时期增加。高收获指数型油菜叶片、角果皮中的β-淀粉酶活性显著高于低收获指数型油菜。β-淀粉酶基因家族中, BAM1、BAM4 与 BAM5 在油菜茎、叶及角果皮中的表达量总体随发育时期增加。花后25 d 时, BAM1与BAM3在高收获指数油菜叶片、角果皮中的表达量显著高于低收获指数油菜。BAM4 与 BAM5 在高收获指数油菜角果皮中的表达量分别于花后 15 d 与 20 d 开始显著高于低收获指数油菜。综合分析认为, BAM1 和 BAM3可能通过促进叶片与角果皮淀粉分解而加强光合产物向籽粒的运输强度;BAM4 与 BAM5 可能主要通过作用于角果皮淀粉分解而调控光合产物向籽粒的运输。BAM4 与 BAM5 也可能参与了油菜种子中淀粉的调控。 相似文献
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《分子植物育种》2016,(4)
为研究蝴蝶兰Rubisco活化酶基因(RCA)及其在低温胁迫下的响应机制,本研究利用RT-PCR及RACE技术从蝴蝶兰叶片中克隆了一个Rubisco活化酶基因PhRCAα的c DNA序列(登录号KU187968)该基因全长1 642 bp,编码473个氨基酸,包含P-loop_NTPase超家族结构域,预测其成熟蛋白的分子质量为46.16 k D,等电点为5.73,属于RCA基因的α亚基。实时荧光定量PCR分析显示,在13℃/8℃的昼夜温度条件下,蝴蝶兰PhRCAα基因的转录表达在处理3 d、6 d、9 d和15 d时明显下降,恢复正常温度条件后,该基因的表达升高;在4℃低温条件下,PhRCAα基因的转录表达在处理0.5 h、1 h和2 h内逐渐升高,而在处理4 h时其表达量下降,一直到低温处理48 h时,其表达量维持在较低水平。结果表明PhRCAα对驯化低温(13℃/8℃)和冷胁迫(4℃)具有不同的响应机制,PhRCAα对短期的冷胁迫有一定的防御作用。 相似文献
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棉花幼苗对低温胁迫的响应及抗冷机制初步研究 总被引：6，自引：3，他引：3
【目的】探讨棉花不同组织对低温胁迫的响应,初步探讨研究抗冷的生理生化和分子机制。【方法】测定了4个抗冷性差异显著的材料在低温处理后的生物量、抗氧化酶活力和可溶性蛋白含量,同时分析了抗冷相关基因在豫2067根、茎、叶的表达情况。【结果】4℃低温处理24 h对冷敏感材料生长抑制最大,对根系生长的抑制大于地上部分;细胞膜透性测定结果表明,受低温胁迫后4个材料根系细胞膜能保持相对稳定的结构,而叶片细胞膜对低温胁迫敏感,抗冷材料叶片细胞膜稳定性大于冷敏感材料,低温胁迫后叶片细胞膜透性与棉花的抗冷性呈负相关,可以作为棉花抗冷性的鉴定指标;棉花在受到低温胁迫24 h后,抗冷材料根中SOD的活力基本不变,冷敏感材料根中SOD的活力却极显著下降,2个材料的根系中POD、CAT的活力均下降,但抗冷材料豫2067下降的幅度小于冷敏感材料,可溶性蛋白含量在抗冷材料叶茎中基本不变,在冷敏材料的叶片和茎中均下降。低温胁迫后5个与抗冷相关的基因在豫2067叶片中上调表达的多于下调表达的,上调表达的基因分别是脂肪酸脱氢酶基因、胁迫诱导蛋白基因、假定R2R3-MYB转录因子基因、b HLH1转录因子基因;在根中下调表达的多于上调表达的,下调的基因分别为b HLH1转录因子基因、胁迫诱导蛋白基因、伸展蛋白基因2,这与根系的生长受抑制的结果是一致的。【结论】推测这些抗冷相关基因在叶片中的上调表达与叶片生长受低温抑制程度低有一定的关系。 相似文献
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紫芽茶树类黄酮生物合成关键酶基因表达与总儿茶素、花青素含量相关性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
儿茶素类化合物与花青素均由类黄酮代谢途径合成,紫芽茶中富含花青素。为探明紫芽茶树中类黄酮生物合成代谢流的情况,本试验以来源于湄潭苔茶后代的1株紫色芽叶茶树和1株绿色芽叶茶树为材料,测定芽下第一叶、第二叶和第三叶的叶色、儿茶素类组分和花青素总量,分析了类黄酮生物合成相关的基因表达情况及基因表达量同总儿茶素、花青素累积量之间的相关性。结果表明,紫芽茶树中各叶位中花青素含量均显著高于对照绿芽茶树,而儿茶素类总量却低于对照;类黄酮生物合成关键酶(PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、ANR1、ANR2、F3¢H和F3’5’H)基因均呈现上调趋势。紫色芽叶中的总儿茶素与花青素,同各相关基因(LAR除外)表达水平的相关性都较高,且二者相关系数差异不大。绿色芽叶中的总儿茶素与各基因(LAR、F3’H除外)表达的相关系数,明显高于花青素同各基因表达的相关系数。 相似文献
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基于课题组前期对茶树冷驯化系统的转录组测序分析结果,从中挑选出6条与中性/碱性转化酶基因高度相似的EST序列,电子拼接和RT-PCR验证后获得一条全长为2101 bp的核酸序列。该基因包含1923 bp的ORF,编码640个氨基酸,蛋白分子量为71. 8 kD,理论等电点（pI）为5.69。根据BlastX同源性比对显示该基因与荔枝LcNI相似性最高（80%）,为G100家族成员,属于中性/碱性转化酶基因,将其命名为CsINV10（GenBank登录号为KT359348）。对CsINV10氨基酸序列的系统进化树分析显示,其与木薯MeNINV8亲缘关系最近。进一步分析显示,CsINV10的氨基酸序列无N端信号肽,无跨膜结构域,属于亲水性蛋白,并定位在叶绿体上。荧光定量PCR分析表明,CsINV10具有组织表达特异性,在茶树叶和花中的表达量最高,根系中最低。分析发现,低温（4℃）、干旱和盐胁迫分别处理茶树1 d后,成熟叶片中CsINV10的表达呈逐渐上升趋势;而在ABA条件处理下,该基因呈先升高后降低趋势,在处理5 d后基本不表达,表明该基因可能参与茶树对多种逆境胁迫的响应,这为后续进一步研究转化酶基因在茶树抗寒等逆境胁迫中的作用奠定基础。 相似文献
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低温锻炼对冷胁迫下棉苗叶片细胞超微结构的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
【目的】棉花苗期易受低温伤害,适宜的低温锻炼可以提高棉苗耐冷性。通过观察晋棉49、科能0518棉苗真叶细胞超微结构,分析12℃低温锻炼对4℃冷胁迫适应性的影响。【方法】将上述2个品种脱绒后的棉种浸泡适当时间,于28℃/12 h光照条件下培养至长出至少2片真叶后,均分为2组:一组作为对照(未低温锻炼),另一组于12℃/12 h光照条件下低温锻炼5 d,然后2组均于4℃/12 h光照条件下冷胁迫5 d,在电镜下观察、比较、分析其真叶细胞超微结构的变化。【结果】经过12℃锻炼5 d后在4℃冷胁迫过程中,相比未经锻炼处理,晋棉49叶绿体结构更完整,且积累淀粉粒,细胞之中出现高电子吸收物质;科能0518叶绿体结构也更完整,积累更多的淀粉粒,核膜完整,线粒体聚集排列、结构完整,内质网呈管状和泡状,细胞内同样出现大量高电子吸收物质。【结论】经过12℃低温锻炼,棉苗可以通过维持叶绿体的完整性,积累淀粉粒,在细胞质中积累高电子吸收物质来适应4℃冷胁迫。 相似文献
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H.W. ZubS. Arnoult J. YounousI. Lejeune-Hénaut M. Brancourt-Hulmel 《European Journal of Agronomy》2012,36(1):32-40
Miscanthus, a perennial, C4 grass, has numerous advantages for biomass production, notably its high yield per hectare and low input requirements. However, establishment of this crop may be affected in Europe by frost damage when stem emergence occurs early in the year. The principal aim of this study was to quantify the impact of frost on young miscanthus shoots at different leaf-stages, and to characterise inter-species variations in frost tolerance. Four clones belonging to two species were tested at three leaf stages in a climate-controlled chamber simulating acclimation conditions and frost treatments. Frost tolerance was scored using a 0-6 visual assessment scale and analysed with nonparametric tests.We were thus able to show that more developed plants (6 or 7-leaf stage) were less frost tolerant than those at the 3 or 5-leaf stage. Plants at the 6 or 7-leaf stage also displayed differences in tolerance between clones. The leaf-stage of the plant is linked to apex height, and this appeared to play a role in frost tolerance. M. sinensis displayed variable frost tolerance (tolerance score of between 3.6 and 4.9), although the three clones observed were always more frost tolerant than M. x giganteus (with a score of 3). Moreover, the differences in frost tolerance were negatively correlated (r = −0.94) with the mean leaf surface area of clones at the time of frost exposure. Finally, we observed that acclimation at 12 °C under strong light intensity (600 μmol m−2 s−1) enabled an increase in the tolerance of young shoots in all the clones tested. 相似文献
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冷驯化不同阶段茶树DNA甲基化模式的变化 总被引：1，自引：0，他引：1
低温胁迫是影响茶树产量、生长发育和地域分布的重要环境因子之一,需要通过冷驯化的诱导来提高其抗寒性。DNA甲基化是植物表观遗传的重要方式,环境胁迫会引起植物DNA甲基化状态的改变。为研究DNA甲基化是否参与茶树的低温响应,本研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)和高效液相色谱法(HPLC),分析了不同冷驯化阶段茶树基因组DNA甲基化水平及状态变化。MSAP分析结果表明,50对选择性扩增引物在对照、驯化后和脱驯化样品中分别扩增出905、968和970个甲基化条带,总甲基化位点比例分别为50.6%、54.1%和54.2%。与未驯化的样品相比,冷驯化后和脱驯化的样品基因组DNA甲基化水平升高。HPLC的检测结果与MSAP结果类似。进一步分析甲基化模式发现,与对照相比,茶树冷驯化过程中同时发生了甲基化和去甲基化现象,但总体变化趋势表现为甲基化水平的增加。表明茶树在抗寒响应中出现DNA甲基化现象。 相似文献
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茶树新梢生育状况对叶片光合速率影响的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
本文主要研究了茶树新梢不同生育状况下叶片光合速率的变化。结果表明,新梢生长—休止光合速率由高转低,冬季更低,但随着芽萌发生长又有回升,高峰在1芽2叶期。正常新梢1芽3叶净光合仍为负值;春1芽5叶、夏秋1芽4叶才有少量光合产物积累。对夹2、3叶从驻芽起便有光合产物积累,其量与叶面积俱增。采摘所留鱼叶光合速率与正常叶相 相似文献
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结缕草CBF基因的同源克隆及其转基因拟南芥的抗寒性验证 总被引：2，自引：0，他引：2
结缕草是优良的暖季型草坪草之一, 主要用于亚热带和热带地区的草坪种植。抗冷性是结缕草栽培范围的限制因子。本研究以日本最北部原产的结缕草品系为材料, 根据其他植物的已知的抗寒基因CBF序列, 通过同源克隆的方法获得结缕草中相对应的同源基因ZjCBF;根据和其他已报告的CBF序列的比对结果, 我们确定ZjCBF基因属于CBF转录因子家族基因中CBF1型基因。利用半定量PCR和实时定量PCR分析该基因在寒冷条件下的表达情况, 发现ZjCBF基因受冷胁迫的诱导, 在4℃ 处理6 h时表达量最高。在此基础上, 本研究构建了该基因的过表达载体, 并将其转化到拟南芥中, 通过低温冷处理实验发现, 不论是否经过冷驯化, 转基因ZjCBF的植株由于ZjCBF的过量表达都要比野生型植株抗寒性强。 相似文献