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1.
为了深入研究紫花苜蓿（Medicago sativa）MsLEA4-4基因的抗逆性，本试验对前期获得的转MsLEA4-4基因的拟南芥（Arabidopsis thaliana）株系进行不同浓度盐胁迫处理，以验证MsLEA4-4基因在拟南芥植株体内的耐盐性。试验结果表明：盐胁迫后转基因株系的发芽率达到55%，比对照植株（Control plant，CK）高81%；转基因株系的鲜重、叶绿素含量均高于CK（P<0.05）；盐胁迫后转基因株系的存活率比CK提高75.0%~81.3%；盐胁迫明显抑制根系生长，但转基因植株的侧根数量比CK多4~5根（P<0.05）；盐胁迫后转基因株系体内的可溶性糖含量（P<0.05）和超氧化物歧化酶（P<0.01），过氧化氢酶（P<0.01），过氧化物酶（P<0.05）活性均高于CK，脯氨酸（P<0.01）和丙二醛（P<0.05）含量均低于CK。综上可得，MsLEA4-4基因参与了拟南芥体内的耐盐性调控，提高了转基因拟南芥对盐胁迫的耐受性。本研究为进一步探索MsLEA4-4在转基因紫花苜蓿盐胁迫中的功能及培育耐盐性紫花苜蓿品种提供依据。 相似文献
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同源异型域-亮氨酸拉链蛋白（HD-Zip）第I类亚家族在植物非生物胁迫调控过程中起着重要作用,已在多个物种中进行了克隆鉴定,但关于紫花苜蓿该家族基因的研究还鲜有报道。本研究旨在研究紫花苜蓿HD-Zip第I类亚家族基因MsHB7对拟南芥抗旱性的调控功能。通过克隆得到大小为738 bp、编码245个氨基酸的MsHB7基因的开放阅读框。多重序列比对和系统进化树分析结果显示,MsHB7蛋白属于HD-Zip I亚家族,且与拟南芥中ATHB7和ATHB12亲缘关系较近。实时荧光定量分析表明,MsHB7基因受干旱诱导。将MsHB7基因转化拟南芥并获得了阳性植株。干旱处理后,转基因拟南芥比野生型拟南芥萎蔫程度更明显,转基因植株相对含水量显著低于野生型拟南芥,并积累了更多的脯氨酸和丙二醛。qRT-PCR检测发现处理之后逆境胁迫指示基因ATCAT1、 ATDREB2A和ATRD29A在转基因拟南芥中的表达量显著升高,而ATLEA3的表达量显著下降。上述结果表明MsHB7基因的过表达可降低转基因拟南芥的耐旱性,为进一步开发利用该基因提供理论依据。 相似文献
3.
CPP （cysteine-rich polycomb-like protein）基因家族是一类小转录因子，广泛存在于除酵母与原核生物外的各种生物体中，在植物生长发育及响应胁迫过程中具有重要作用。截至目前，CPP基因家族已在多个物种中被鉴定和研究，但在豆科模式植物蒺藜苜蓿中还未见报道。本研究采用生物信息学的方法，在蒺藜苜蓿中共鉴定出9个CPP基因。通过与3个物种CPP基因的蛋白序列构建系统发育树，将CPP基因分为3类，MtCPP成员与大豆的亲缘关系更接近。保守结构域分析表明MtCPP转录因子都具有1~2个CXC保守结构域。染色体定位分析得出，9个CPP基因分布在6条染色体上，并鉴定出2对旁系同源基因，均来源于片段重复事件。通过基因芯片技术检测MtCPP基因的表达模式结果显示，MtCPP基因的表达具有一定的时空特异性。MtCPP基因启动子中含有大量与激素以及胁迫相关的顺式作用元件，并且MtCPP2、MtCPP5、MtCPP6和MtCPP7基因具有响应干旱的表达特征，MtCPP2和MtCPP8基因具有响应盐胁迫的功能。该研究可为后期深入解析MtCPP基因家族功能和筛选参与苜蓿抗逆的MtCPP基因奠定基础。 相似文献
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为探究苜蓿属植物的抗盐机理及外源油菜素内酯(EBR)对苜蓿属植物抗盐性的影响,选取蒺藜苜蓿、紫花苜蓿和金花菜3种苜蓿属植物为实验材料,研究NaCl胁迫及NaCl胁迫下喷施EBR对苜蓿属植物生长,体内无机离子吸收、分配及运输的影响。结果表明:1)NaCl胁迫会抑制苜蓿属植物的生长,影响植物体内K+、Ca2+、Mg2+离子的分配和运输。2)EBR能有效缓解NaCl胁迫对植物生长的抑制作用,维持植物体内的离子平衡,从而提高植物的耐盐性。3)紫花苜蓿耐盐性较强,蒺藜苜蓿耐盐性较弱。4)在盐胁迫条件下,紫花苜蓿根部抑制对Na+的吸收,减少离子毒害作用;蒺藜苜蓿将根中的Na+向茎和叶中运输,通过叶片的脱落,维持生长点的正常生长。 相似文献
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GsCRCK基因是参与胁迫早期应答的钙/钙调素调控的受体类蛋白激酶基因,研究发现GsCRCK正向调控拟南芥对NaCl和ABA胁迫的耐性,将耐盐蛋白激酶基因GsCRCK转化苜蓿,对于增强苜蓿的耐盐性具有重要的现实意义。本研究采用农杆菌介导法将其转入农菁1号苜蓿,获得大量抗性植株。经 PCR和RT-PCR检测证明GsCRCK基因已整合到农菁1号苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。对获得的2个转基因株系进行耐盐性分析,在300 mmol/L NaCl条件下进行胁迫处理,测定处理0,3,6,9,12,15 d后的质膜透性、丙二醛(MDA)和叶绿素(Chl)含量,以及胁迫15 d时的SOD活性;并统计400 mmol/L NaCl处理15 d时各株系的死亡率。结果显示,300 mmol/L 高盐胁迫15 d后转基因苜蓿仍能正常生长,而野生型苜蓿则遭受盐害严重;转基因苜蓿的相对电导率极显著低于野生型,MDA含量也显著低于野生型,而Chl含量和SOD活性都显著高于野生型;在400 mmol/L NaCl处理下,2个转基因株系的死亡率分别为13.33%和10.00%,明显低于野生型植株(63.33%)。表明GsCRCK基因的导入提高了转基因苜蓿的耐盐性。 相似文献
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长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）是一类长度大于200个核苷酸的功能性RNA分子,lncRNA在植物生长发育以及生物和非生物胁迫响应过程中发挥着重要作用。lncRNA常与microRNA（miRNA）关联发挥作用。本研究从蒺藜苜蓿中克隆一个预测的新lncRNA,该lncRNA与蒺藜苜蓿miR167c在染色体上位置重合,命名为Mt-lncRNA167,并推测Mt-lncRNA167作为Mt-miR167c的剪切前体发挥作用。靶基因预测分析结果表明,生长素响应因子6/8（auxin response factor 6/8）是miR167c的两个靶基因。表达模式分析表明,Mt-lncRNA167主要在叶中表达,Mt-lncRNA167和Mt-miR167c对100 mmol·L-1 NaCl、5% PEG 6000和4 ℃低温胁迫处理均有响应,与Mt-lncRNA167启动子顺式作用元件功能预测结果一致。在盐、干旱、低温胁迫条件下,Mt-lncRNA167与Mt-miR167c表达模式基本相同,与靶基因ARF6/8表达模式相反。Mt-lncRNA167与Mt-miR167c超表达转化拟南芥植株表现出生育缺陷的表型,即果荚和花丝显著缩短,花药不能正常释放花粉,花粉活力降低。盐和干旱胁迫下发芽率结果表明Mt-lncRNA167和Mt-miR167c超表达植株抗性优于野生型。此外,Mt-lncRNA167和Mt-miR167c超表达植株下胚轴显著长于野生型。综合以上,推测Mt-lncRNA167作为Mt-miR167c的前体发挥作用,Mt-miR167c抑制ARF6/8基因的表达,Mt-lncRNA167-Mt-miR167c-ARF6/8作用网络在蒺藜苜蓿抗逆和发育调控方面发挥重要作用。 相似文献
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干旱胁迫严重影响植物的生长发育甚至生存状态,是限制我国西北荒漠植被恢复的主要非生物胁迫因素之一。实验室前期研究发现随黄土高原由南向北降水减少,柠条苯丙烷生物合成是差异表达最显著的代谢途径。本研究遂以柠条苯丙烷合成途径中木质素合成酶基因CkCAD为研究对象,生信分析表明该基因开放阅读框全长1074 bp,编码357个氨基酸;蛋白序列比对发现柠条CkCAD与非洲相思豆、蒺藜苜蓿、大豆和花生的亲缘关系较近,相似度均在80%以上,其中与非洲相思豆ApCAD最为相似。蛋白质偏酸性且为亲水性蛋白,无跨膜结构域,亚细胞定位于细胞质中。通过农杆菌介导法利用过表达载体pCAMBIA1302将柠条CkCAD转入野生型拟南芥中。在筛选获得T3代纯合阳性植株后进行抗旱性分析。对T3代过表达CkCAD拟南芥进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和Western blot检测发现CkCAD及其酶蛋白在拟南芥中呈稳定表达。相较于野生型拟南芥,T3代过表达CkCAD拟南芥叶脉长度和叶脉密度更大,脉岛长径、脉岛短径更短,脉岛密度更大,叶脉更为发达且木质素含量更高。同时发现干旱处理下T3代过表达植株的叶片萎蔫程度、丙二醛含量、相对电导率均低于野生型植株,而相对含水量则高于野生型植株。从而证实干旱胁迫下柠条木质素合成酶基因CkCAD可以促进木质素合成进而提高过表达拟南芥植株的抗旱性。 相似文献
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根据NCBI中紫花苜蓿1型金属硫蛋白基因(MET1, 登录号:AF189766.1)cDNA序列设计一对特异性引物,以紫花苜蓿品种“农菁1号”的cDNA为模板,利用PCR技术克隆出的一个基因,命名为MsMT1,测序发现该基因全长228 bp,编码75个氨基酸。通过碱基序列比对发现MsMT1与MET1的相似度为99%。通过氨基酸序列分析和进化树分析,发现与其他植物的1型金属硫蛋白基因具有较高的同源性。利用qRT-PCR对MsMT1在苜蓿不同器官中的表达进行分析,发现该基因在根和子叶中表达量较高。将苜蓿幼苗进行不同浓度NaCl、Na2CO3、NaHCO3及不同pH值胁迫处理后, 观察MsMT1基因的表达,发现MsMT1的表达量随盐碱处理液浓度和pH值变化发生改变,说明MsMT1与植物的抗逆性相关。采用农杆菌介导法将MsMT1导入苜蓿植株体内,卡那抗性的筛选和Northern blot结果显示MsMT1基因能够在转基因苜蓿中高效表达。用不同浓度NaCl、NaHCO3处理野生型和转化MsMT1基因的苜蓿幼苗,观察幼苗受胁迫后的表型,发现转基因的苜蓿幼苗比未转基因的苜蓿幼苗抵抗力高。本研究表明MsMT1基因能够增加苜蓿对胁迫的抗性。 相似文献
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植物高亲和性K+转运蛋白基因（HKT）编码K+、Na+转运或K+-Na+共转运质膜通道蛋白,在植物抗逆过程中发挥重要作用。为了研究长穗偃麦草EeHKT1;4（GenBank： KF956112.1）的功能作用,构建了EeHKT1;4过表达植物表达载体转化拟南芥,进行拟南芥转基因植株的抗旱耐盐性评价分析。结果显示,正常生长条件下野生型（WT）与转基因株系的主根长度无差异,NaCl与甘露醇处理下WT和转基因株系根的生长受到抑制,转基因株系根长度均大于同等胁迫条件下（WT）的根长;正常生长条件下WT与转基因株系表型无显著差异,但在NaCl与甘露醇处理下WT表现出叶片萎缩和植株枯黄,转基因株系仅部分植株表现出叶片萎缩,同一胁迫条件下转基因株系的植株存活率皆高于WT。硝基氮蓝四唑（NBT）与二氨基联苯胺（DAB）染色结果显示,正常生长条件下WT与转基因株系叶片染色相对较浅,随着NaCl与甘露醇浓度提高,所有叶片染色程度逐渐加深且同等胁迫下WT染色程度高于转基因株系。以正常生长条件下基因的表达量为对照,随着NaCl浓度的增加,AtSOS1基因在WT和转基因植株中逐渐上调且在转基因中的表达量高于WT;AtNHX1基因在NaCl处理下上调表达且转基因植株中表达量低于WT,除转基因株系L5外并未检测到WT和转基因株系自身因NaCl浓度的提高AtNHX1基因表达量发生改变;在甘露醇处理下,AtRD29B和AtP5CS1基因均上调表达且转基因植株中表达量高于WT。综上所述,EeHKT1;4过表达降低了逆境胁迫下拟南芥中超氧阴离子和H2O2的积累,诱导抗逆基因上调表达,增强拟南芥抗旱耐盐性。 相似文献
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植物受到逆境刺激后,钙离子结合蛋白能够感知钙信号并将其解码,激活下游靶蛋白,从而引发胁迫应答反应,钙调蛋白激酶在其中发挥了重要作用。长叶红砂为东阿拉善-西鄂尔多斯特有的珍稀泌盐植物,对干旱、盐碱等环境胁迫具有极强的适应性。本研究基于转录组数据,克隆了长叶红砂钙调蛋白激酶RtCDPK16的开放阅读框（open reading frame, ORF）,氨基酸序列比对和进化分析显示,其与拟南芥的同源性为78.46%,与葡萄VvCDPK16同源性最高（80.97%）。基因表达特性分析显示,RtCDPK16在根茎叶中均表达,且在根中表达量最高,同时其表达水平可被氯化钠（NaCl）/聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）/冷胁迫（cold stress, cold）/脱落酸（abscisic acid, ABA）等多种环境胁迫和氯化钙（calcium chloride, CaCl2）显著诱导。构建植物表达载体并转化拟南芥,对野生型拟南芥（WT）和过表达拟南芥（OE）株系进行干旱、盐和脱落酸胁迫,发现胁迫处理下OE株系的根长、鲜重和叶绿素含量等表型指标均显著高于WT,表明RtCDPK16的超表达使转基因株系获得了更强的胁迫耐受性;生理生化指标检测显示,胁迫处理下各株系中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）和过氧化氢酶（catalase, CAT）等抗氧化酶活性及脯氨酸（proline, Pro）、可溶性糖（soluble sugar, SS）等渗透调节物质的含量均被显著诱导,且超表达株系显著高于WT,而过氧化氢（hydrogen peroxide, H2O2）/超氧阴离子（superoxide anion, O2-）的积累量显著低于WT;实时荧光定量（quantitativereal-time, qRT-PCR）检测发现,胁迫条件下OE株系的相关抗氧化酶基因、ABA合成和信号途径关键元件基因及脯氨酸合成基因均被显著诱导。以上结果表明,RtCDPK16在拟南芥中的超表达通过调控转基因植物中抗氧化和渗透调节系统相关基因的表达和酶活性,促进转基因植物的渗透平衡和活性氧（reactive oxygen species, ROS）稳态的维持,进而提高转基因植物的胁迫耐受性,这一过程可能是通过依赖于ABA信号的途径实现的。 相似文献
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盐胁迫是影响植物生长发育的主要非生物胁迫因子之一，BBX家族转录因子在植物色素积累、光形态发生、种子生长发育以及逆境适应等方面具有重要的调节作用。为明确紫花苜蓿BBX基因的功能，本研究使用Primer Premier 5软件根据NCBI数据库MsBBX24基因的序列设计特异性引物，以紫花苜蓿的cDNA为模板克隆MsBBX24基因。利用生物信息学软件对基因序列和结构进行分析，并与其他植物的BBX24进行比对和进化树构建，分析它们之间的进化关系。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析MsBBX24基因的表达模式。利用DNA的酶切与连接方法构建MsBBX24过表达载体，采用农杆菌介导法将其转入野生型拟南芥，通过除草剂Basta筛选，以半定量RT-PCR鉴定获得阳性转基因植株。通过对野生型和MsBBX24转基因拟南芥植株的表型观察和生理指标测定分析它们的耐盐性。研究结果表明，MsBBX24基因编码区序列长723 bp，编码240个氨基酸，分子量为30.58 kDa，等电点为7.74,MsBBX24与鹰嘴豆和蒺藜苜蓿的BBX24具有较高的同源性。qRT-PCR检测结果表明，MsBBX24基... 相似文献
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镉（Cd）是矿区重金属污染的主要元素之一，严重限制了植物的生长、发育。细胞分裂素（CTK）能够缓解镉对植物的毒害，但具体机制尚不清楚。本研究克隆了多年生黑麦草CTK信号通路基因LpARR10，该基因具有6个外显子，编码598个氨基酸。进化分析表明，LpARR10与拟南芥B类ARR转录因子（B-ARRs）聚为一组，其中与AtARR10和AtARR12的亲缘关系较近。氨基酸序列分析结果显示，LpARR10具有B-ARRs典型的磷酸受体结构域、磷酸化和金属离子结合位点。表达模式分析表明，CTK（25 μmol·L-1 6-BA）和Cd（200 μmol·L-1 CdCl2）处理0.5、2、6、12、24和48 h均显著提高了黑麦草根部LpARR10的表达；而在叶片中，LpARR10的表达仅在CTK和Cd处理2和6 h后显著升高。过量表达LpARR10转基因和野生型拟南芥在无Cd的MS培养基上生长10 d后，根长和鲜重没有显著差异；而在含有Cd（180 μmol·L-1 CdCl2）的MS培养基中，过量表达转基因株系的根长和鲜重显著高于野生型对照。综上，LpARR10在细胞分裂素调控的植物耐镉机理中发挥重要作用。 相似文献
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Na+/H+逆向转运蛋白基因SOS1（salt overly sensitive 1）是植物在抵御盐胁迫过程中一个重要的必需基因之一。本研究在紫花苜蓿（Medicago sativa）叶片中克隆得到一个MsSOS1基因,编码859个氨基酸,具有一个CAP-ED superfamily结构域、一个Crp superfamily结构域和一个Na+/H+ Exchanger superfamily结构域。与鹰嘴豆、大豆、羽扇豆、花生和葡萄的一致性分别是91%,87%,85%,84%和77%。实时荧光定量PCR分析表明,MsSOS1基因在根、茎、叶和花中均有表达,其中在根中的表达量最高,花中最低。此外,MsSOS1基因在4℃、PEG和ABA的胁迫中的表达均受到调控,推测该基因的表达与紫花苜蓿的抗逆性有关。 相似文献
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利用综合评定分析的方法评价匍匐型天蓝苜蓿（Medicago minima L.）、小苜蓿（Medicago lupulina L.）与禾本科草坪草（草地早熟禾（Poa pratensis L.）、多年生黑麦草（Lolium perenne L.））混播后绿地草坪的品质;同时研究它们的植株生长和根系分布,探讨豆禾混播对禾本科草坪景观的影响。结果表明：天蓝苜蓿、小苜蓿与禾本科草坪草混播可以促进禾本科草坪草生长,豆禾混播草坪性能优于禾禾混播,其中天蓝苜蓿与这两种禾本科草坪草混播效果佳,可形成致密、颜色均一的绿地草坪;在叶色上,天蓝苜蓿适合与叶片颜色较深的禾本科草坪草混播,而小苜蓿则适合与叶片颜色较浅的禾本科草坪草混播;混播草坪中豆科根系分布较深,禾本科根系分布较浅,豆禾混播可利用不同土层的营养物质;两种豆科植物较适宜的播量均为2 g·m-2,与禾本科草坪草混播最佳的播种时间为秋季。综合分析认为,天蓝苜蓿、小苜蓿与禾本科草坪草混播可以建造优质、美观的绿地草坪。 相似文献
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通过研究草原2号杂花苜蓿(Medicago varia cv. caoyuan No.2)浸提液对4种牧草种子萌发的影响,探索利用生物检测法初步确定其与自身及其他3种牧草间化感作用。用草原2号杂花苜蓿根、茎、叶水浸提液处理草原2号杂花苜蓿、蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)、扁穗冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaertn.)和红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)的种子,测定其发芽率、苗高、根长,利用生物检测法确定草原2号杂花苜蓿对受体植物的化感效应。结果表明:草原2号杂花苜蓿的自毒性及化感作用存在浓度效应,即不同浓度的根、茎、叶浸提液对不同受体植物种子萌发、幼苗高度、根长影响效果不同,其叶浸提液对扁穗冰草和蒙古冰草种子发芽的抑制效应小于草原2号杂花苜蓿和红豆草;其叶、茎、根浸提液对蒙古冰草、扁穗冰草的苗高、根长的促进作用大于红豆草和草原2号杂花苜蓿;根据试验结果,初步认为草原2号杂花苜蓿与蒙古冰草、扁穗冰草混、间播效果要比与红豆草混、间播和单一连播杂花苜蓿效果好。 相似文献
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4CL(4-coumarate:coenzyme A ligase)是木质素合成途径关键酶,已被证明在生物和非生物胁迫、机械损伤抗性等生物过程中具有重要作用,但与柠檬酸分泌相关的耐铝功能还没有报道。本研究选择丹波黑大豆Gm4CL2,利用RT-PCR技术克隆其全长编码序列,蛋白质序列多重序列比对和进化树分析不同物种间的亲缘关系,农杆菌介导浸花法和叶盘法分别遗传转化拟南芥和紫花苜蓿,q RT-PCR技术检测基因的表达水平。序列分析结果发现,Gm4CL2全长编码序列为1668 bp,该基因编码555个氨基酸,为双子叶植物Ⅰ类4CL。Real-time PCR结果显示,50μmol·L-1Al Cl3(p H 4.5)特异诱导Gm4CL2在丹波黑大豆幼苗0～2 cm的根尖组织表达;过表达Gm4CL2拟南芥,在铝处理条件下其根尖At MATE、At STAR1和At STAR2表达量显著上调(P<0.05)。Al3+胁迫条件下,过表达Gm4CL2拟南芥根相对伸长量、根尖SOD、POD活性和柠檬酸分泌量显著高于野生型,根尖伊文... 相似文献