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蔗糖转运蛋白参与了植物对生物和非生物胁迫的响应,研究蔗糖转运蛋白在植物抗病反应中的作用可以为挖掘新的抗病途径打下基础。OsSUT2影响植株生长发育,主要在将蔗糖从液泡转移到胞质这一跨液泡膜的转运过程中和糖从源器官叶片输出到库器官的过程中起作用。目前OsSUT2对水稻植株抗病性的影响仍不清晰。本研究利用基因编辑技术获得水稻蔗糖转运蛋白OsSUT2的突变体材料,通过病原菌接种实验,探究其与水稻抗病性之间的关系。结果显示,与对照相比,OsSUT2基因敲除后,突变体对稻瘟病和白叶枯的抗病性减弱,并且对水稻部分产量性状造成负面影响。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(12):3837-3848
低温冷害是影响水稻生长发育最严重的非生物胁迫之一。鉴定水稻耐冷相关功能基因、解析其调控耐冷性的分子机制,对水稻耐冷性分子育种有重要意义。本研究以强耐冷的粳稻品种‘丽江新团黑谷’(LTH)和低温敏感的籼稻品种‘三黄占2号’(SHZ-2)为材料,通过全基因组转录和蛋白表达谱分析这两个品种对低温响应的差异,鉴定LTH和SHZ-2差异表达的基因和蛋白及其信号通路。研究显示,两个材料中差异表达基因主要富集在蛋白代谢途径、糖代谢途径和膜转运相关途径等生物学过程,并发现抗病相关防卫基因在抗病但不耐冷的SHZ-2中上调,而在耐冷但不抗病的LTH中没有显著上调,表明水稻抗病性与耐冷性存在内在关系。此外,还发现LTH和SHZ-2之间存在很多在转录水平和翻译水平表达差异不一致的基因。本研究从转录和翻译水平对耐冷和低温敏感两个水稻品种在低温胁迫下的响应进行分析,研究结果促进对水稻苗期耐冷性分子调控机制的全面认识,并为下一步水稻耐冷基因的鉴定和耐冷性分子机制的深入研究奠定基础。 相似文献
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为研究弱光胁迫对烟草生长发育的影响及特异性响应基因的表达,本研究测定了不同光照处理下烟草幼苗苗期天数以及农艺性状指标和光信号传导相关基因的差异表达模式,并分析了这些基因表达与烟草光信号转导间的关系。结果表明:弱光胁迫对于不同生育时期烟草的生长发育产生了极大的影响,具体表现为烟苗生育期延长,农艺指标均下降。在此过程中,钙感受器基因CAS、类钙调素蛋白基因CML19、钙依赖性蛋白激酶基因CDPK9、CDPK14以及ACRE20基因均在弱光胁迫处理后下调;然而钙/钙调素依赖性蛋白激酶基因CCaMK则出现上调;蔗糖磷酸合成酶基因SPSC和RuBisCo小亚基基因rcbS出现大幅下调;然而捕光叶绿素a/b结合蛋白基因CAB21的表达出现大幅上调。研究发现,弱光胁迫抑制了大部分响应钙素及光信号基因的表达,而仅有少数基因表现负调控。这些结果可为后续开展烟草遗传改良提供科学依据。 相似文献
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弱光胁迫对植物生理特性影响的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
摘 要：光是植物生长发育的重要因子之一,但由于设施环境对光照的限制,温室内往往产生弱光逆境,因此园艺植物弱光胁迫已成为育种领域研究的热点。本研究综述了弱光环境下各种植物的生长发育、光合特性、生理生化活性对逆境的响应,归纳出各项指标与产量之间的关系。目前,国内外的科学研究及生产实践表明,弱光胁迫下植物的叶绿体结构、酶活性、渗透调节物质、内源激素含量等是适应弱光逆境的关键因素。在此期间多项耐弱光机理的研究已获得突破性进展,但在植物的生长周期、地域及品种间的差异方面还无详细的论述。今后应当进一步探索植物的生长规律,尤其在弱光环境下的其他胁迫以及弱光基因的表达和调控方面展开更为深入的研究,为提高品种抗性及更多耐弱光品种的筛选提供参考。 相似文献
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富含脯氨酸和甘氨酸的蛋白基因GPRPs广泛分布于高等植物中,在植物的生长发育和逆境适应中具有重要的作用。为了克隆水稻中的OsGPRP基因,利用生物信息学分析,结合RT-PCR和测序等方法,共获得了3个水稻OsGPRP的cDNA序列,分别编码197,180,170个氨基酸,其蛋白序列均含有3个典型的植物GPRP蛋白保守结构域:N端的XYPP重复、中部富含A的疏水区和C端的HGK重复。为了初步探讨这些OsGPRP基因的功能,利用在线工具Plant CARE database分析,结果发现有3个水稻OsGPRP基因的启动子中包含有许多与植物生长发育、激素和逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。为了进一步探究OsGPRP基因在水稻适应非生物逆境胁迫过程中的生物学功能,利用实时荧光定量PCR分析了3个OsGPRP基因在水稻幼苗适应干旱和低温胁迫过程中的响应情况。结果显示,这些OsGPRP基因对干旱和低温胁迫均有不同程度的响应;在干旱胁迫下,这些OsGPRP基因在水稻幼苗不同组织中的表达量均表现出上升的趋势,表达模式较为相似;而在低温胁迫下,其表达模式却存在一些明显的不同,其中,OsGPRP1和OsGPRP3的表达量上升,而OsGPRP2的表达量却下降。结果表明,3个OsGPRP基因在水稻适应非生物逆境中具有重要的作用。 相似文献
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水稻转录因子bHLH家族基因响应环境胁迫表达谱分析 总被引：1，自引：0，他引：1
植物转录因子在植物的生长发育及其对外界环境的反应中起着重要的作用。bHLH转录因子是植物转录因子最大的家族之一。本研究以水稻日本晴为材料,在苗期进行PEG模拟干旱胁迫和ABA（abscisicacid）处理,采用荧光定量PCR方法,比较分析干旱胁迫差异表达的22个候选bHLH家族基因在PEG和ABA处理下的不同时间梯度的表达谱。结果表明大部分候选基因的PEG胁迫表达谱与干旱胁迫表达谱一致,验证了芯片结果的可靠性;而在ABA处理下的大部分bHLH基因表现为抑制表达,部分基因的表达谱与干旱或PEG胁迫表达谱明显不同,推测这些bHLH基因参与PEG和ABA胁迫应答的具有相同或不同的分子路径或模式。研究结果对进一步克隆这些基因及分析其在植物生长发育过程中的分子调控模式打下了基础。 相似文献
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《华北农学报》2018,(6)
弱光胁迫下葡萄的生理特性及该环境下相关基因的表达一直缺乏研究,植物细胞会因弱光胁迫造成细胞膜系统和代谢过程的损伤,选择不同遮阴处理对葡萄进行弱光响应的相关研究,旨在为生产上该品种的抗弱光性能提供理论依据。以1年生鄞红葡萄进行盆栽试验,采用不同光照强度(0,25%,40%,70%,85%)遮阴处理,验证不同胁迫环境下该葡萄品种的生长特性、细胞保护酶活性、渗透调节物质含量变化,并且对抗逆基因MYC2、TRX进行Q-PCR表达量分析。遮阴结束后,T1处理下各项生长及酶活指标良好,但随着弱光胁迫程度的增强植株生长受阻,SOD、POD、CAT、可溶性蛋白活性先升高后逐渐降低;而MDA和PRO活性与遮阴程度呈正相关; MYC2与TRX基因表达量在胁迫环境下先上调后下降。重度胁迫下(85%)葡萄的各项生理指标均下降显著,证明适度遮阴较利于鄞红生长,但重度胁迫会对植株造成不可逆损害,自身已无法通过调节细胞保护酶及合成相关基因以适应弱光胁迫。根据以上试验结论对葡萄耐弱光品种的选育进行了讨论,并认为今后需验证更多与弱光应答相关的基因,确认其是否受到弱光诱导。 相似文献
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在密植或高低作物间套作模式下易产生荫蔽胁迫,进而影响产量与质量。因此,研究植物对荫蔽胁迫的响应机制具有重要的理论和实践意义。At-RS31基因编码植物可变剪切蛋白复合体的重要组成成分,其表达量高低是表征体内mRNA可变剪切强度的关键指标之一。本研究以拟南芥At-RS31基因为对象,通过荫蔽处理拟南芥幼苗,研究不同时间点At-RS31 mRNA转录本的变化趋势,以探究荫蔽胁迫对植物mRNA可变剪切的影响。表型分析表明,相对于正常光照,荫蔽胁迫下拟南芥下胚轴显著伸长。qRT-PCR分析表明,At-RS31总mRNA表达量在荫蔽胁迫下上升。进一步对At-RS31的两种主要异构体含量进行分析,结果显示,At-RS31mRNA-1和At-RS31 mRNA-3对荫蔽信号有着不同响应趋势:荫蔽极显著诱导At-RS31 mRNA-3表达,但对At-RS31 mRNA-1的表达无明显影响。因此,本研究表明,植物可能通过影响可变剪切因子At-RS31的mRNA各组分含量,调节At-RS31相关蛋白的表达,进而影响其他基因mRNA的可变剪切,以形成多种形式的mRNA,提高植物适应荫蔽环境胁迫的能力。 相似文献
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非生物胁迫严重影响了百合的生产、生长发育过程,百合有应对高温、寒冷、干旱、高盐或激素ABA等非生物胁迫的能力,百合可以通过胁迫信号感知、信号激活、信号转录和转导,并通过一系列相应胁迫的基因的表达以及生理反应来响应非生物胁迫。百合对非生物胁迫的响应过程比较复杂,响应过程分为胁迫信号的接受与感受,信号的转导,转录调控基因的表达。本研究分别从转录组测序和蛋白质组学方面,对百合响应非生物胁迫的基因表达机理及百合在非生物胁迫分子机制成果进展进行总结阐述,并讨论了培育抗逆性强的百合品种的前景,为百合分子育种提供理论参考。 相似文献
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为明确弱光下西瓜果实难以正常膨大的问题，以西瓜‘苏蜜8号’为试材，通过田间遮阴模拟弱光试验，研究弱光对西瓜植株生长、果实发育的影响。结果表明，弱光对西瓜植株生长的影响从遮光处理开始就一直存在；授粉后的3~15天为西瓜果实快速膨大期，也是弱光影响西瓜果实膨大的关键时期。弱光能显著降低植株的株高、茎粗、叶数和叶大小，并能显著抑制植株光合作用和干鲜物质的积累。弱光使西瓜果肉细胞变小，数目变少；抑制西瓜果肉的细胞核内复制，进而影响西瓜果实的正常膨大。本研究可为西瓜栽培光环境管理和抗弱光栽培技术的研究及应用提供科学依据。 相似文献
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遮光对杂交水稻组合生育后期光合特性和产量的影响 总被引：14，自引：0，他引：14
对6个光敏感性不同的杂交稻组合在遮光处理条件下的光合特性及其对逆境的适应机理进行了研究。结果表明,在田间通过抽穗期遮光处理(80%遮光率) 15 d,及恢复自然光照15 d后,水稻的产量显著降低;水稻剑叶叶绿素含量增加,恢复生长15 d后,并未恢复到正常水平;弱光降低功能叶片的净光合速率,减少光合产物向籽粒的运输,增加MDA含量和叶面积指数,而SOD活性变化不一。杂交水稻适应弱光环境的能力是由自身因素决定的,组合之间存在很大差异。弱光胁迫下剑叶能保持较高的净光合速率、量子效率、叶绿素含量以及较低的MDA含量、SOD活性,是耐弱光水稻品种的生理基础。 相似文献
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灌浆结实期低温弱光复合胁迫对稻米品质的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
近年来,南方水稻抽穗灌浆期低温寡照天气发生频率明显增加,为探明其对稻米品质的影响,在水稻灌浆结实期不同时间段(1~7d、8~14d、15~21d、22~28d、29~35d)设置低温弱光复合胁迫(LW)、单一弱光(WN)、单一低温处理(LN)和常温常光(NN)4个处理,研究低温弱光复合胁迫对稻米加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、RVA谱特征值等的影响。结果表明,不同处理方式间的垩白米率、垩白大小和垩白度均表现为LW>LN>WN>NN,且灌浆结实期各阶段的复合胁迫均较对照NN差异极显著或显著,除了2016年灌浆结实1~7d的垩白度外,灌浆结实21d内的复合胁迫与单一弱光、低温差异也显著或极显著,单一胁迫低温、弱光在灌浆结实21d内较对照NN差异极显著或显著,其中单一低温与弱光在部分处理下差异达显著水平,灌浆结实21d后,复合胁迫与单一弱光、低温部分差异显著,弱光与低温无显著差异。不同处理间的糙米率、精米率和整精米率均表现为NN>WN>LN>LW,其中,灌浆结实21d内,复合胁迫及单一低温、弱光较对照NN差异极显著或显著,灌浆结实21d后,部分时间段差异显著或极显著。低温弱光复合胁迫及单一胁迫对加工品质影响程度按大小依次为整精米率、精米率、糙米率,且灌浆结实21d内处理的影响大。对蒸煮食味品质,低温弱光复合胁迫极显著或显著降低了稻米的直链淀粉含量、胶稠度、外观、黏度和食味值,显著或极显著提高了蛋白质含量和硬度,单一胁迫低温、弱光表现与复合胁迫相同的影响,且灌浆结实21d内,除2016年的胶稠度,单一低温、弱光较对照NN差异显著或极显著,单一低温、弱光较复合胁迫差异也多显著或极显著。从水稻RVA谱特征值来看,低温弱光复合胁迫及单一胁迫造成稻米的峰值黏度、热浆黏度与崩解值下降,最高黏度、消减值与峰值时间上升,除灌浆结实29~35d的崩解值外,复合胁迫较对照NN差异达极显著或显著水平,部分指标的低温、弱光较对照NN差异也达显著水平。总之,灌浆结实期各时间段的低温弱光复合胁迫及单一胁迫造成稻米品质不同程度下降,且以灌浆结实21d内复合胁迫的影响较大。 相似文献
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研究旨在阐明弱光降低西瓜果实品质的问题，以西瓜品种‘苏蜜8号’为试材，通过田间50%遮阴处理模拟弱光试验，采用液相色谱技术和分光光度比色法测定弱光下西瓜果实不同生长发育阶段的糖分组成及蔗糖代谢关键酶活性。结果表明，遮阴显著降低了西瓜可溶性固形物含量；果实发育前期（0～12天）弱光促进了蔗糖的积累，而之后弱光显著抑制了西瓜果实蔗糖的积累；在西瓜果实发育阶段，弱光抑制了果糖含量和葡萄糖含量在西瓜果实中的积累；蔗糖磷酸合成酶活性和转化酶活性的降低是弱光抑制蔗糖含量积累、糖含量及糖分组成变化的主要原因。本研究可为早春及秋季设施西瓜生产中的光环境管理和高品质栽培技术的研究开发提供科学依据。 相似文献
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氮素胁迫下强、弱化感水稻萜类代谢途径中关键酶基因差异表达的FQ-PCR分析 总被引：12，自引：1，他引：12
运用实时荧光定量PCR技术研究低氮条件下化感与非化感水稻异戊二烯代谢途径中关键酶基因的表达差异。结果表明,与正常氮条件下相比,低氮条件下化感和非化感水稻与萜类物质合成相关的12个关键酶基因表达发生了不同程度的变化,其中,化感水稻PI312777有6个基因表达下调,6个基因则上调;而非化感水稻Lemont有7个基因表达下调,5个基因表达上调。在供氮条件从高向低改变的过程中,两水稻中有11个基因的表达行为（上调或下调）相同,从分子水平上,证实了它们萜类代谢相关基因在响应供氮环境变化的行为生态上是相同或相似的。低氮引起两水稻催化生成与化感物质相关的单萜、倍半萜、二萜、三萜类物质的合成酶基因表达量均显著下降,从而认为营养胁迫引起水稻化感抑草作用增强与萜类物质代谢变化无关。还讨论了营养胁迫引起萜类物质代谢变化与内源激素合成和生长速率减缓的关系,认为水稻甲羟戊酸代谢途径支路中3-羟基-3-甲基戊二单酰CoA合酶、3-羟基-3-甲基戊二单酰CoA还原酶和甲羟戊酸激酶相关基因表达量不同程度的上调,维持了生长所必需的激素水平。 相似文献
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气孔作为植物与外界进行气体交换的通道,对植物自身的生长发育至关重要。研究表明植物TMM蛋白与植物气孔的形成发育密切相关。本研究利用PCR技术克隆了小叶杨(Populus simonii Carr.)TMM基因5’端上游的调控序列pPsTMM,长度为2336 bp。生物信息学分析结果表明:小叶杨启动子pPsTMM除了含有TATA-box、CAAT-box等核心启动子元件之外,还含有多种光响应元件、植物激素响应元件、抗逆胁迫相关元件以及生理代谢和生长发育相关元件等,说明转录活性还可能受到光、植物激素、逆境胁迫等因素诱导。利用双酶切法构建植物表达载体pBI121-pPsTMM-GUS,叶盘法稳定遗传转化烟草,GUS化学组织染色显示GUS主要集中在叶芽起始发育部位表达,说明pPsTMM启动活性具有组织特异性。对非生物胁迫的转基因烟草进行GUS化学染色以及进行荧光定量PCR,结果显示pPsTMM对不同因素的非生物胁迫响应程度存在差异性,干旱和盐胁迫下启动活性很低,高温和低温对其调控作用也不明显,但对外在施加的植物激素(GA,NAA,ABA)和水杨酸(SA)响应程度很高,说明pPsTMM启动子对物理因素的响应值要远低于化学因素的诱导。本研究为进一步阐明TMM蛋白表达模式与小叶杨气孔发育特性及抗旱性之间的分子机制提供理论基础。 相似文献
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不同生育期弱光胁迫对烤烟生长和品质的影响 总被引：17，自引：1，他引：17
2004、2005年在四川凉山烟科所通过盆栽试验,用遮阳网在烟草不同生育期(生根期、旺长期和成熟期)营造不同的光照强度(自然光、减弱50%光强和减弱75%光强),研究了不同生育期弱光胁迫对烟株生长发育和烤后烟叶品质的影响。结果表明:弱光胁迫增加了株高、节距和叶面积,降低了干物质积累、根冠比和干鲜比,增加了叶片平衡含水率和含梗率,降低了叶片的单叶重、叶片厚度、叶质重和叶片密度,增加了叶片总氮、烟碱和钾离子含量,降低了总糖和还原糖含量。总体的来看,每个生育期弱光胁迫对烟草的生长和品质都会有很大影响,在生育中后期弱光胁迫的影响要比在生育前期的影响要大,且弱光胁迫程度越大影响越大。 相似文献
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转录因子是植物响应逆境胁迫的重要调节因子,在其整个生长发育过程中发挥着重要的作用。HD-ZIP家族蛋白是植物中特有的一大类转录因子,包含4个亚家族(HD-ZIP I^IV),其中HD-ZIP I亚家族成员主要参与干旱、渗透压等极端环境和ABA及乙烯等激素处理的响应过程。本文采用隐马可夫模型(HMM)在玉米参考基因组中鉴定到17个HD-ZIP I亚家族成员,这些基因不均匀分布于玉米6条染色体上,与水稻的亲缘关系要近于拟南芥。玉米HDZIP I亚家族基因在玉米7种组织中表现出多种表达模式,具有明显的组织表达特异性。另外, HD-ZIP I亚家族基因对高盐、淹水及冷害等不同的逆境胁迫处理呈现出不同的响应模式及响应程度差异。5种不同激素处理后,玉米HD-ZIP I亚家族基因也表现出复杂的响应模式。这些结果为进一步解析玉米HD-ZIP I亚家族基因的生物学功能和作用机理提供了一定的参考价值。 相似文献
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低温弱光盐胁迫对辣椒幼苗生长和生理特性的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
探讨低温、弱光及盐胁迫三重逆境胁迫下不同辣椒品种生长和生理特性,为日光温室品种选择提供理论依据。以‘陇椒2号’、‘陇椒5号’、‘享椒新冠龙’7叶1心幼苗为试材,采用昼/夜温度为25℃/5℃,光照为8000 lx,昼/夜光周期为8 h/16 h和200 μmol/L NaCl溶液同时处理幼苗15天后,测定了不同品种辣椒幼苗株高、根长、茎粗等生长指标和幼苗SOD活性和MDA含量等生理指标,采用平均隶数函数值法对参试辣椒品种的抗性进行了综合评定。结果表明,处理和对照相比,辣椒株高、根长、茎粗、SOD活性均有不同程度的下降,MDA含量增加;‘陇椒5号’平均隶数函数值最大,其次为‘陇椒2号’,‘享椒新冠龙’最小。低温、弱光及盐胁迫三重逆境胁迫下,辣椒生长和生理指标都有不同程度的变化。‘陇椒5号’和‘陇椒3号’适宜河西地区日光温室长季节栽培,‘享椒新冠龙’适宜早春栽培。 相似文献