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14-3-3蛋白家族在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥着重要作用。 TaWIN1基因是小麦14-3-3基因家族成员之一,为了进一步了解该基因的功能,本研究以普通小麦中国春为材料克隆了 TaWIN1基因并进行了生物信息学分析和表达分析。结果表明, TaWIN1基因含有801 bp的开放阅读框,编码266个氨基酸,含有完整的14-3-3蛋白家族结构域;该基因的编码蛋白为酸性蛋白,不具有跨膜区,可能定位于细胞质;进化分析显示,小麦TaWIN1蛋白与大麦14-3-3E、二穗短柄草GF14-D的亲缘关系最近; TaWIN1基因在小麦不同发育时期和不同组织中均有表达,但在10 mm幼穗中的相对表达量最高,其次为苗期叶片和旗叶,在根中表达量最低;根中 TaWIN1基因在干旱、高温、低温和盐胁迫下均显著上调表达;叶片中 TaWIN1基因在干旱、低温和盐胁迫下均显著上调表达,而在高温下则显著下调表达。 相似文献
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钾是植物生长发育必需的三大营养元素之一。高亲和性钾转运蛋白（HAK）能加强植物在缺钾胁迫时钾的吸收和转运。本课题组前期研究发现,小麦
TaHAK1基因在缺钾胁迫条件下显著上调表达,并筛选得到可能调控 TaHAK1基因表达的上游转录因子基因 TaHIPP32,但这两个基因在缺钾胁迫中的作用机制尚不清楚。本研究首先对 TaHIPP32基因进行了系统发育和亚细胞定位分析,然后利用双荧光素酶验证 TaHIPP32和 TaHAK1基因的互作,并以河南省大面积推广的小麦品种百农207为试验材料,利用大麦条纹花叶病毒诱导基因沉默（BSMV-VIGS）技术分析缺钾胁迫处理下 TaHIPP32基因沉默对小麦植株的影响。系统发育和亚细胞定位分析表明, TaHIPP32基因与水稻 OsHIPP33基因的亲缘关系最近,且其编码的蛋白定位于细胞膜上。双荧光素酶试验表明,TaHIPP32蛋白能够与 TaHAK1基因启动子互作。通过BSMV-VIGS技术瞬时沉默 TaHIPP32基因,发现该基因沉默后,小麦植株对缺钾胁迫更为敏感,植株生长受到抑制,干重显著降低,丙二醛(MDA)含量显著提高;缺钾胁迫处理下,沉默 TaHIPP32基因的植株中, TaHAK1和 TaHIPP32基因的表达均被抑制,且植株体内钾元素从地下部到地上部的转移系数显著降低,说明 TaHIPP32基因通过调节 TaHAK1基因的表达来影响植株体内钾元素的转运。 相似文献
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盐胁迫对小麦根系氧化损伤及细胞程序性死亡的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究小麦根系响应盐胁迫逆境的生理机制,以耐盐性不同的三个春小麦品种新春11号(高耐)、新春29号(中耐)和新春6号(盐敏感)为材料,分析300 mmol·L~(-1)NaCl胁迫对耐盐性不同的小麦品种根系生长、活性氧含量、抗氧化酶活性及细胞程序性死亡的影响。结果表明,与对照相比,盐胁迫下三个品种根长显著下降,根系干、鲜重均呈下降趋势,新春11号和新春29号变化幅度较小,而新春6号变化幅度相对较大;根尖中超氧阴离子产生速率保持增长趋势,耐盐性强的品种上升速率慢于耐盐性弱的品种,过氧化氢含量先增后降,最后与对照基本相同。超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均在盐胁迫初期快速上升,胁迫30min后开始下降。SOD活性在耐盐性强的小麦品种中显著升高,而APX活性在耐盐性弱的品种中则显著升高。Evans Blue染色结果发现,随着盐胁迫时间的增加,死亡细胞数目逐渐增多。聚丙烯酰胺凝胶电泳显示,盐胁迫4h后即可检测到DNA片段化的发生,表明NaCl胁迫对小麦造成氧化损伤,诱导小麦根尖发生细胞程序性死亡。 相似文献
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为鉴定小麦品种铜麦6号的耐高铵及耐盐特性,对铜麦6号、中国春及抗逆性较强的烟农19、三抗10号、矮优王、烟农21、山农25的发芽势和发芽率进行测定,发现铜麦6号的耐铵指数位列第一,耐盐指数位列第二。以中国春为对照品种,在高铵、高盐及其双重胁迫处理下,测定其苗期的叶片鲜重、根鲜重、主根和第一叶叶片长度以及根冠比,发现高铵、高盐及其双重胁迫处理7 d后,铜麦6号的上述指标均不同程度高于中国春(除铜麦6号的根冠比在高盐处理1 d后低于中国春外),说明铜麦6号具有较强的耐高铵和耐高盐特性。进一步采用qRT-PCR检测小麦苗期谷氨酰胺合成酶TaGS基因家族成员(根中TaGS1;1、TaGS1;2和TaGS1;3基因以及叶片中TaGS2基因)的表达模式,发现高铵、高盐及其双重处理均可诱导铜麦6号苗期TaGS基因上调表达,且高盐处理下上调表达更明显,其中除高铵与高盐双重处理7 d后的TaGS1;2基因以及高铵和高盐处理1 d后的TaGS2基因在铜麦6号中的表达量低于中国春外,其他三种处理不同时间点铜麦6号中这两个基因的相对表达量均不同程度高于中国春。这些结果说明,铜麦6号苗期TaGS基因家族与其耐高... 相似文献
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【目的】阐明耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应差异及其生理机制。【方法】耐盐水稻品种连鉴5号、盐稻16Z38和盐敏感水稻品种华粳5号、连粳17号生长于盆钵,盆栽土设置2个不同盐浓度处理：0 g/kg (对照);3 g/kg(盐胁迫)。【结果】与对照相比,在盐胁迫下两类品种均有不同程度的减产,耐盐品种减产的幅度明显小于盐敏感品种。耐盐水稻品种具有较高的产量主要在于较高的颖花量和结实率。与盐敏感品种相比,耐盐水稻品种在分蘖中期、拔节期、抽穗期和灌浆中期叶片中超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性较高,拔节期和抽穗期具有较高根系脯氨酸含量、脯氨酸合成酶活性和较高的K+/Na+值,分蘖至拔节以及抽穗至成熟期具有较高的作物生长率,抽穗期具有较高的叶面积指数和叶片SPAD值,抽穗至灌浆中期具有较高的根系氧化力。【结论】在盐胁迫下耐盐水稻品种较高的总颖花量、较强的抗氧化和渗透调节能力、较高的根系氧化力和K+/Na+值是其获得较高产量的重要原因。在盐胁迫下叶片超氧化物歧化酶活性较强和根系氧化力较高可作为评定水稻品种耐盐性的重要... 相似文献
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基因转录调节是植物对非生物胁迫适应机制的一个重要方面,转录调节因子在胁迫信号转导途径中调节下游基因的表达,在建立植物对胁迫适应性过程中起到重要作用。DREB是功能多样的转录调节因子蛋白家族,家族成员在植物响应非生物胁迫方面扮演着重要角色。本研究以苜蓿MsDREB1基因为目的基因,分别把MsDREB1克隆到35S启动子与rd29A启动子之后,并把两种载体用农杆菌介导转入大豆基因组中,通过Southern检测转基因植株。15 d龄的幼苗在200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫条件下,用RT-PCR分析基因不同时间的表达差异;并测定叶绿素、丙二醛、H_2O_2、SOD、相对根长及相对地上部分长度。结果表明:转MsDREB1基因在两种启动子驱动下均有一定耐盐能力,但存在差异。在非胁迫下35S启动子调控的MsDREB1为超量表达,而rd29A启动子调控MsDREB1表达量较低;在盐胁迫下,rd29A:MsDREB1表达量高于35S:MsDREB1的表达量;MsDREB1超量表达抑制植株正常生长。MsDREB1诱导表达耐盐性效果更明显,其植株脯氨酸含量、SOD活性均显著高于MsDREB1超量表达,而H_2O_2和MDA含量则显著低于MsDREB1超量表达。结果说明MsDREB1作为转录调节因子参与了植物的渗透调节,对植物的耐盐性具有贡献。该试验研究两种启动子调控的转MsDREB1基因大豆耐盐效果,为MsDREB1基因在大豆耐盐基因工程中的应用提供参考。 相似文献
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大豆（Glycine max（L.）Merill）是植物蛋白质和油脂的重要来源。盐胁迫是造成大豆产量损失的主要非
生物胁迫因素。耐盐基因的挖掘对培育大豆耐盐品种至关重要。本文一方面总结了通过正向遗传学获得的大豆
耐盐相关数量性状位点或基因,如萌发期耐盐性主效基因GmCDF1（Glyma.08g102000）、2个出苗期QTL（分别位于6
号和14号染色体）;苗期耐盐性主效基因GmSALT3（Glyma03g32900）以及位于G连锁群的QTL。随着对大豆耐盐性
研究的不断深入,目前认为大豆萌发期、出苗期、苗期的耐盐性无直接相关性。另一方面总结了通过反向遗传学途
径获得的参与离子运输、转录调控等耐盐性基因,以及通过生物工程技术转入外源基因提高大豆耐盐性的研究进
展,期望为解析大豆耐盐分子机制和耐盐育种提供参考。 相似文献
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低温、高盐和干旱胁迫严重影响植物的生长和产量。本研究以花生品种花育33号为实验材料,根据cDNA文库中已知的蔗糖合成酶基因AhSuSy全长序列设计引物,通过RT—PCR克隆到该基因。通过荧光定量PCR分析了该基因在花生各组织中的表达及在低温、高盐等非生物胁迫下的表达。结果显示,该基因为组成型表达基因,在叶片和根中表达量较高,在花中表达量最低;AhSuSy基因在花生的叶片和根中对低温均没有明显响应,但在花生根中受高盐胁迫和干旱胁迫明显诱导,说明该基因可能参与了花生对高盐和干旱胁迫的适应性调控;AhSuSy在花生根中受ABA的明显诱导,说明该基因对花生非生物胁迫的调控可能是以依赖ABA的方式进行的。 相似文献
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高亲和性钾离子转运蛋白（high-affinity K+ transporter，HKT）是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白，具有运输Na+/K+的能力，在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用。为系统了解小麦TaHKT家族基因，挖掘有效的小麦耐盐基因，本研究采用生物信息学的方法，对小麦TaHKT家族基因进行了全基因组分析，鉴定了家族成员，构建了系统进化树,并对其跨膜结构域、染色体定位、基因结构、Motif、上游顺式作用元件、共线性以及表达谱等进行了分析。结果鉴定出23个TaHKT基因，其编码蛋白质长度为443~590 aa，等电点范围8.2~10.4，跨膜结构域为6~8个。23个基因分布于小麦的2、4、6、7号染色体上，根据亲缘关系可将其分为3个亚族，同一亚族的成员具有较为相似的Motif组成和基因结构。23个基因中，发现了4对串联重复基因，10对大片段复制基因，具有良好的共线性。顺式作用元件分析发现，大部分TaHKT成员含有盐胁迫响应元件MYB、G-box、ABRE和DRE。表达谱分析发现，TaHKT基因在小麦的16种组织中均有表达，在根、茎中的表达量较高，其中TraesCS4D02G361300（ID,下同）在根中的表达量最高。在盐胁迫处理后，不同成员对盐胁迫响应程度不同，TraesCS7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低；TraesCS2B02G451400和TraesCS2D02G428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低；TraesCS2B02G451800在根部几乎不表达，但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高，推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用。 相似文献
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细胞色素P450是一种多功能氧化酶,在植物体内担当着生物合成、代谢解毒以及抗逆等重要功能。本研究采用RACE方法从普通小麦中同源克隆到一个新的P450基因,命名为TaP450(Genbank No.KJ541960)。该基因基因组序列全长为2 643bp,含有2个外显子和1个内含子,cDNA全长为2 033bp,含有一个1 557bp的开放读码框,推导蛋白含518个氨基酸;序列分析发现其具有保守的P450结构域,但该蛋白与已报道的小麦P450蛋白序列有较大差异,表明它是小麦P450家族的新成员;蛋白结构特征分析发现,该蛋白的分子量为57.092kD,等电点为8.63,N端具有一个含29个氨基酸的跨膜结构和一个含22个氨基酸的信号肽,亚细胞定位分析表明该蛋白属于分泌蛋白。其在小麦叶片、茎、根与种子中均有表达,但在叶片和茎中表达量最高;在胁迫处理下,该基因的表达量均上调,且在盐胁迫处理下上调尤为显著,表明该基因与盐胁迫密切相关。 相似文献
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Wanchao Chen Pengjuan Cui Huaying Sun Weiqing Guo Chunwu Yang Hao Jin Bin Fang Decheng Shi 《Industrial Crops and Products》2009,30(3):351-358
Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L.) is uniquely capable of growing well under various extreme environmental conditions, such as water deficit, salt stress, low temperature, and high altitude. It is of economic value and its berries are used in cosmetics and pharmaceutical products. In this study, we compared the effects of salt stresses (9:1 molar ratio of NaCl to Na2SO4, pH 6.48–6.65) and alkali stresses (9:1 molar ratio of NaHCO3 to Na2CO3, pH 8.70–8.88) on the levels of inorganic ions and organic acids in H. rhamnoides L. to elucidate the physiological mechanism by which it tolerates salt or alkali stress (high pH). The results showed that, in leaves and stems under alkali stress, the Na+ content increased to a much greater extent than under salt stress. Neither salt nor alkali stress decreased the K+ content in leaves and stems; however, in roots, the K+ content decreased sharply with increasing alkali stress, whereas it remained relatively unchanged with increasing salt stress. This revealed a specific mechanism of absorption or transport for Na+ and K+ that was affected strongly by alkali stress. The results indicated that accumulation of organic acid (OA) was a central adaptive mechanism by which H. rhamnoides maintained intracellular ionic balance under alkali stress. OA may play different roles in different organs during adaptation to alkali stress, and its percentage contribution to total negative charge was higher in leaf than in stem. H. rhamnoides accumulated mainly malate, oxalate, and citrate in leaves and stems; however, in roots, less malate and citrate was accumulated, and acetate accumulation was enhanced significantly, which indicated that roots and shoots use different mechanisms to modulate OA metabolism. 相似文献
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为研究盐胁迫下小麦维持钾、钠平衡的生理机制,以耐盐小麦沧麦6005和盐敏感小麦矮抗58为材料,利用TEA、NEM、Ba(NO_3)_2三种药物分别抑制钾离子通道、钾载体及非选择性阳离子通道,测定正常及盐胁迫下小麦叶片K~+、Na~+含量,比较耐盐性不同的小麦品种在K~+、Na~+吸收中的差异。结果显示,盐胁迫下,沧麦6005和矮抗58叶片K~+含量下降,Na~+含量增加;沧麦6005叶片Na~+含量低于矮抗58,K~+/Na~+比值高于矮抗58。正常条件下,NEM、TEA处理均可降低沧麦6005和矮抗58叶片K~+含量,NEM处理较TEA处理效果更为明显;TEA处理显著降低了盐胁迫下矮抗58叶片K~+含量,而NEM处理则明显降低了盐胁迫下沧麦6005的叶片K~+含量;TEA、NEM、Ba(NO_3)_2处理降低了盐胁迫下矮抗58叶片Na~+含量,仅NEM处理降低了沧麦6005叶片Na~+含量。综上所述,正常条件下,钾载体是小麦K~+吸收的主要方式;盐胁迫下,耐盐品种和盐敏感品种K~+吸收途径不同,耐盐品种的NSCCs和钾离子通道具有更强的"拒钠"能力。 相似文献
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玉米耐盐基因ZmHKT1;5在烟草中的功能验证 总被引：1，自引：0，他引：1
HKT类基因是与植物耐盐性密切相关的一类基因。在作物中HKT蛋白可通过排出Na+来维持植物体内的Na~+/K~+平衡,从而影响植物耐盐性。通过在烟草中过表达玉米ZmHKT1;5基因,验证该基因具有提高植物耐盐性的作用。结果表明,过表达ZmHKT1;5基因的T0代材料即显示出叶片耐盐能力的明显提高;T2代转基因株系种子在含盐培养基上的发芽能力明显强于野生型材料,T2代转基因株系幼苗阶段的耐盐能力也得到了明显的提高。通过比较在盐胁迫后2月龄的转基因材料和野生型材料的生理指标,发现野生型材料中MDA和H_2O_2的含量相较转基因材料发生了更为明显的上升,说明转基因材料中过表达ZmHKT1;5基因有效降低了盐胁迫引起的过氧化物积累。综合转基因验证的结果,证明ZmHKT1;5基因具有提高植物耐盐性的作用。 相似文献
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葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是磷酸戊糖途径中的关键限速酶,在植物生长发育及非生物胁迫响应中发挥重要作用。本研究利用生物信息学对小麦 G6PDH基因家族成员进行鉴定,并对该家族基因编码蛋白的理化性质、进化关系、亚细胞定位、基因复制事件以及在不同组织和不同胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,在小麦基因组中共鉴定到14个 G6PDH基因家族成员,分布在小麦2A、2B、2D、4A、4B、4D、6A、6B和6D染色体上,其中5个基因编码的蛋白为胞质型,9个为质体型。亚细胞定位预测表明,胞质型G6PDH蛋白主要定位于细胞质上,而质体型G6PDH蛋白主要定位于叶绿体上。根据系统进化和保守结构域特征,可将14个小麦G6PDH蛋白分为Cy、P0、P1和P2四个亚组。共线性分析表明,小麦 G6PDH基因家族成员存在17对片段重复基因。RNA-seq分析结果表明,小麦 G6PDH基因家族成员在不同组织中存在明显的表达差异,其中 TaG6PDH1-2A/2B/2D基因在根中的表达量最高; TaG6PDH2-2A和 TaG6PDH2-2B基因在干旱胁迫后1 h以及热胁迫后6 h均上调表达。进一步利用qRT-PCR检测6个小麦 G6PDH基因在干旱和盐胁迫下的表达模式,发现分别有5个基因在小麦根中均上调表达,推测小麦 G6PDH基因在非生物胁迫响应过程中发挥着重要功能。 相似文献
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《Plant Production Science》2013,16(4):453-461
AbstractEffects of NaCl on the growth, ion content, root cap structure and Casparian band development were examined in four rice (Oryza sativa L.) cultivars with different salt resistance (salt-sensitive indica-type IR 24 and japonica-type Nipponbare and salt-resistant indica-type Nona Bokra and Pokkali). Experiments were conducted to find the differences in salinity resistance during early seedling and developed seedling stages among the cultivars. For salinity treatment, sodium chloride (NaCl) was added to nutrient solution at concentrations of 0, 25 and 50 mM for 7 days from germination to the 7th day (early seedling stage) or from the 7th day to 14th day (developed seedling stage). Growth inhibition by salinity was more prominent in the early seedling stage than in the developed seedling stage. Based on the growth, the order of the sensitivity was IR24 > Nipponbare > Nona Bokra > Pokkali. The growth of NaCl-treated rice cultivars relative to control was significantly and negatively correlated with the Na+ content and Na+/K+ ratio in roots and shoots in both stages. Scanning electron microscopic observation revealed that the root cap tissues proliferated and extended to the basal part of the root tip by salinity. The length of root cap was, however, reduced by 50 mM NaCl in sensitive cultivars due to peeling off. An endodermal Casparian band was formed in the basal region of the root tip. Development of the Casparian band was more prominent in sensitive cultivars than in tolerant cultivars. Root cap proliferation might be related to NaCl resistance in rice seedlings, but the Casparian band may not function efficiently in Na+ exclusion. Essentially the present results suggest that exclusion of Na+ from roots plays a critical role in expression of Na+ resistance in rice seedlings and the root cap is important for Na+ exclusion. 相似文献
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为研究小麦的耐盐机理,在以前的工作中,本课题组采用cDNA-AFLP技术获得一个219 bp的泛素羧基末端水解酶的片段,本研究以该片段为基础,通过电子延伸、RACE和RT-PCR,得到了两个全长cDNA克隆,分别命名为TaUCH1和TaUCH2,这两条序列在编码区只有一个氨基酸的差异。保守结构域预测显示,TaUCH1和TaUCH2的中部和C末端各有一个C19肽酶结构域。将TaUCHs及其在植物中的同源蛋白进行对比发现,TaUCHs与水稻中的同类蛋白相似性最高,有88%的同源性。Southern杂交显示,TaUCHs在小麦中以多拷贝或基因家族形式存在。以上结果说明TaUCHs是小麦中的羧基末端水解酶基因,可能参与了植物胁迫反应中某些受损伤蛋白或重要调控蛋白的降解。 相似文献
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耐盐促生菌筛选、鉴定及对盐胁迫小麦的效应 总被引：1，自引：0，他引：1
为利用盐碱地微生物促进植物适应盐逆境,从新疆玛纳斯河流域盐碱土壤中分离筛选出的耐盐菌株中,通过测定菌株生长特性及产吲哚乙酸(IAA)、铁载体、溶磷、固氮能力,得到1株耐盐高效促生菌株wp-8;结合形态观察、生理生化及16S rDNA鉴定了其种类;采用室内盆栽试验检测了其对盐胁迫小麦的效应。结果表明,菌株wp-8最适生长温度为30℃,最适生长pH为9,最适生长盐度为5%,吲哚乙酸分泌量为15.90 mg·L~(-1),铁载体相对含量为0.68,溶有机磷及无机磷量分别为0.34 mg·L~(-1)和1.10 mg·L~(-1);鉴定该菌为Nesterenkonia rhizosphaerae。在150 mmol·L~(-1)NaCl胁迫下,小麦种子接种wp-8生长50 d后,与对照相比,小麦株高、根长及根鲜重显著增加(P0.05),增长率分别为9.35%、27.15%、150%;单株鲜重也有所增加,但差异不显著;小麦幼苗根部丙二醛(MDA)含量显著降低(P0.05),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及叶片脯氨酸(Pro)含量显著增加,分别较对照增加160.63%、30.41%、44.93%、10.04%。说明菌株wp-8可缓解小麦盐胁迫并促进幼苗生长,尤其促进小麦根系的发育。 相似文献