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为了研究玉米蛋白磷酸酶2C (PP2C)基因对非生物胁迫的响应及生理功能,以耐旱玉米自交系豫882为试验材料,对玉米20%PEG6000胁迫处理转录组进行分析,筛选受干旱诱导强烈表达的PP2C基因,然后对其进行克隆、生物信息学分析及表达模式分析。结果表明,在玉米20%PEG6000胁迫处理转录组中筛选到一个干旱胁迫下显著上调表达的PP2C蛋白基因,命名为ZmPP2C6-01。ZmPP2C6-01基因的开放阅读框为1 242 bp,编码413个氨基酸,编码蛋白质的分子质量为43.8 ku,等电点为6.6,是一种亲水性蛋白。ZmPP2C6-01蛋白与高粱的PP2C蛋白亲缘关系最近,而与冬小麦、粗山羊草等的PP2C蛋白亲缘关系相对较远。ZmPP2C6-01蛋白定位于细胞核中。利用实时荧光定量PCR分析发现,ZmPP2C6-01基因在玉米根中的表达量最高,其次是叶,茎中最低;PEG胁迫下,ZmPP2C6-01基因在根中的表达量大部分时间点均高于对照,同时在叶中呈上调表达模式;在ABA、NaCl、高温胁迫下,ZmPP2C6-01基因在根中大部分时间点的表达量均低于对照,整体呈下降趋势,而在叶中的表达量均高于对照,呈上调表达模式。综上表明,ZmPP2C6-01基因响应干旱等逆境胁迫,但表达模式不一致。 相似文献
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玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析 总被引：2，自引：1，他引：1
丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(catalytic subunits of Ser/Thr protein phosphatase 6, PP6C)是PP6全酶的催化亚基。在模式植物拟南芥中的研究表明,PP6C参与生长素极性运输、脱落酸信号转导和光信号转导途径介导的开花调控。为了明确玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(ZmPP6C)的蛋白结构特征与同源蛋白间的进化关系,采用RT-PCR方法克隆了ZmPP6C的全长基因。序列分析表明,ZmPP6C开放阅读框为912个核苷酸,编码303个氨基酸残基,包含PP2A的催化亚基PP2Ac结构域;系统进化树分析表明,PP6C蛋白在进化上较为保守,并且与高粱的PP6C蛋白相似性更高。对玉米自交系B73的ZmPP6C基因进行器官特异性表达分析表明,其表达量在成株期叶片中最高,是根中的7.9倍;ZmPP6C能够响应不同光质处理,且受远红光和红光的影响较大;也能响应长日和短日处理,在长日条件下的光照和黑暗阶段各有一个明显的表达高峰,在短日条件下的光照和黑暗阶段分别有2个和3个表达峰值;同时,ZmPP6C还响应高渗透、盐渍和淹水等胁迫处理,出现明显的上调表达。结果表明,ZmPP6C在玉米光信号转导、开花诱导与胁迫应答中发挥重要作用,其分子与生化机制值得进一步探讨。 相似文献
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PP2C是一大类重要的蛋白磷酸酶,广泛参与不同的逆境胁迫响应。为了解PP2C基因在干旱响应中的功能,以亚洲棉石系亚1号为材料,利用RT-PCR方法从中克隆了GaPP2C24基因,并对该基因进行了生物信息学分析,荧光定量PCR研究了其在亚洲棉不同组织和干旱胁迫下的表达情况。结果表明,GaPP2C24基因CDS序列全长为1 251 bp,编码416个氨基酸。序列同源比对发现,GaPP2C24与其他植物的PP2C氨基酸序列有较高的相似性,其中与可可树(EOY33930.1)、黄麻(OMO91132.1)的相似性分别为85%,84%。进化分析表明,GaPP2C24与同属锦葵目的黄麻聚在一支,亲缘关系最近,与可可树的亲缘关系次之。实时荧光定量PCR结果表明,GaPP2C24基因在子叶、下胚轴、胚根、叶、茎和根均有表达,且在茎中的表达量最高,根中次之。GaPP2C24受干旱胁迫的诱导表达,其在根和叶片中的相对表达量在处理1 h后最高,分别达到对照的53.9,6.9倍,推测该基因在棉花干旱响应中有重要作用。 相似文献
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为了发掘更多与玉米雄穗生长发育早期耐旱性相关的转录因子基因,选用耐旱型玉米自交系(DT)铁7922、X178,以及干旱敏感型自交系(DS)吉81162和丹340为试验材料。使用盆栽方法进行育苗,并在一致且适宜的肥水条件下培养至雄穗发育前期,通过人工模拟田间干旱胁迫及正常灌溉的方法对材料进行处理。采用RNA-Seq技术检测玉米雄穗发育早期在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉处理而言,耐旱相关转录因子家族基因在转录水平上表达量的变化。结果共发现287个转录因子基因在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉呈现差异表达。对差异表达基因进行功能富集和注释结果发现,差异表达基因中具有耐旱调控功能的转录因子基因34个。其中在2个耐旱型材料中共有且表达模式一致的基因6个;在2个干旱敏感型材料中共有且表达模式一致的基因3个;在4个材料中均呈显著差异表达的转录因子基因1个。研究结果为玉米雄穗发育早期耐旱功能转录因子基因发掘和耐旱分子育种提供了基因基础。 相似文献
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在杨树全基因组序列信息的基础上,根据拟南芥渗透胁迫诱导基因SRK2C的全长cDNA序列,在杨树基因组上定位并克隆获得了3个SRK2C同源基因全长cDNA序列.运用Gateway定向克隆技术构建了杨树SRK2C基因的过量表达载体,并进行了T89杨遗传转化研究,获得了一批转SRK2C基因T89杨植株,PCR检测表明目的基因已经整合到了杨树基因组中,实时定量荧光RT-PCR结果也进一步证实,目的基因在T89杨转基因植株中有较高水平的表达丰度.为进一步分析杨树PtSRK2C基因功能奠定了基础,也为进一步开展林木的抗逆机制和林木抗逆遗传改良研究提供了依据. 相似文献
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《分子植物育种》2020,(13)
为了揭示玉米灌浆期抗旱调节机制,从蛋白质水平分析玉米灌浆期籽粒应答干旱胁迫的差异表达蛋白的特征和功能进行研究。本研究以耐旱性弱玉米自交系‘掖478’和耐旱性强玉米自交系‘黄早四’为试验材料,采用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术,对干旱胁迫下差异表达蛋白进行比较研究。结果表明,2种玉米自交系在正常供水和干旱胁迫下共鉴定到蛋白4 273个,干旱胁迫相比正常供水处理,‘掖478’差异表达蛋白有63个,包括上调10个,下调53个‘;黄早四’差异表达蛋白有438个,包括上调200个,下调238个。对差异表达蛋白进行基因本论(GO)注释表明,蛋白参与较多的生物过程是细胞过程、代谢过程、单一生物过程和刺激应答;细胞组件类别中蛋白主要分布在细胞、细胞部分、细胞器和大分子复合物;分子功能类别蛋白主要具备催化活性、绑定和结构分子活性。对刺激应答和生物调控差异表达蛋白分析发现,蛋白酶水解抑制剂、抗氧化酶、脱水蛋白、脱落酸应答蛋白和类防御素等蛋白在耐旱性强玉米自交系中表达水平发生了显著改变,他们在玉米灌浆期籽粒响应干旱胁迫过程中发挥了重要作用。相比耐旱性弱玉米自交系,耐旱性强玉米自交系,体内更多蛋白发生了差异表达,它们的共同协作能更好地适应干旱胁迫。本研究结果为玉米抗旱分子育种提供了理论基础。 相似文献
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玉米自交系吐丝期叶片光合参数与其耐旱性的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
从玉米自交系吐丝期光合特性适应干旱环境的角度,探索玉米自交系的耐旱性。2012年在土默川平原灌区和河套平原灌区以及2013年河套平原灌区,利用耐旱性不同的51个玉米自交系,在吐丝期采取干旱胁迫处理,研究分析了叶片光合相关参数对干旱胁迫的响应及其与耐旱性的关系。结果表明,玉米自交系在吐丝期干旱胁迫与正常灌溉条件下Pn、Tr、Gs、Ci、Fv/Fm、ΦPSII和SPAD的相对值与其耐旱系数呈极显著正相关,WUE相对值与耐旱系数呈极显著负相关,而qN和qP的相对值与耐旱系数不相关;上述8个叶片光合参数与耐旱系数的逐步回归分析表明,Pn、WUE、Fv/Fm、ΦPSII和SPAD相对值与耐旱系数在0.01水平显著相关,Pn、WUE、SPAD相对值对耐旱系数有直接贡献,而Fv/Fm和ΦPSII对耐旱系数起间接作用。通过上述5个显著相关光合参数将两年三地表现一致的32份自交系的抗旱性分为3类,第1类8份(H201、H21、英64、吉842、早49、吉8415、东46和沈137)属于耐旱性强的;第2类15份属于耐旱性较强的;第3类9份属于耐旱性弱的,此结果与对应的自交系产量差异分类结果相一致。因此,玉米自交系吐丝期Pn、WUE、Fv/Fm、ΦPSII、SPAD的相对值和耐旱系数可作为其耐旱性评价指标。建立了3类耐旱性玉米自交系吐丝期Pn、WUE、Fv/Fm、ΦPSII、SPAD的相对值与耐旱系数的回归关系,并明确了其阈值范围。 相似文献
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《华北农学报》2021,36(2)
非生物胁迫环境严重制约了番茄的生产,因此挖掘番茄耐非生物胁迫相关基因尤为重要。前期通过高通量测序筛选获得的UDP-糖基转移酶基因能够参与番茄镉胁迫应答反应,以番茄为试材,进一步研究该基因参与番茄抗逆的功能。首先,利用同源克隆法获得UDP全长的cDNA序列,对该序列进行生物信息学分析,再利用系统进化树分析该蛋白与其他植物的亲缘关系。其次,采用实时荧光定量PCR分析该基因的组织表达特性及其在3种不同非生物胁迫条件下(Cd、PEG-6000、NaCl)的表达模式。进一步利用转基因酵母分析胁迫表型。测序结果显示,该基因的cDNA全长为1 486 bp,包含一个1 452 bp的开放阅读框(ORF),编码483个氨基酸,将其命名为SlUDP。系统进化树分析结果显示该蛋白与马铃薯的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因在番茄不同组织中存在表达差异,在叶中表达量最高,各部位的表达量为叶片果实根部侧茎主茎花。转SlUDP基因酵母胁迫表型分析结果显示,该基因提高了酵母对Cd及干旱的耐受性。根据以上结果推测SlUDP可能在番茄响应重金属镉和干旱胁迫中起到了一定的作用。 相似文献
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外源脱水应答转录因子CBF4基因转化玉米的获得 总被引：8，自引：0，他引：8
用PCR方法克隆了拟南芥脱水应答转录因子CBF4基因,以逆境诱导表达基因rd29A的启动子为驱动,构建了逆境诱导表达载体pBAC146。用基因枪转化法转化玉米优良自交系的幼胚和胚性愈伤组织,轰击后的愈伤组织经过筛选、分化和植株再生过程,共获得36棵转基因植株。经PCR、PCR-Southern和Southern检测表明,外源目的基因已成功整合到部分转基因玉米株系的基因组中。人工干旱处理下,抗旱生理指标测定显示,一个转基因株系的脯氨酸含量和叶绿素含量比野生型对照提高一倍,间接表明转基因株系的抗旱能力在某种程度上有所提高。 相似文献
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培育抗除草剂和抗旱的转基因玉米种质,通过超声波辅助农杆菌介导花粉非组培法将拟南芥抗旱基因At HDG11导入玉米自交系昌7-2中,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测对获得的转基因植株进行检测,获得5株转基因株系。在此基础上,以非转基因自交系昌7-2为对照,对5个转基因株系进行抗旱性鉴测;对苗期和十叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,测定转基因植株生理活性物质和光合参数。结果表明,在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,MDA含量低于非转基因玉米;不论在正常生长条件下还是干旱条件下,转基因株系的光合速率和水分利用率都明显高于对照植株;而转基因株系的蒸腾速率和气孔导度则明显低于对照植株。综合室内与田间的抗旱检测结果表明,超声波辅助农杆菌介导花粉的非组培转基因方法在玉米上是可行的。将拟南芥HDG11基因导入玉米,同样可以有效地提高玉米的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供新的种质资源和新的转基因方法。 相似文献
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类受体激酶基因Os SIK1具有通过激活抗氧化系统,增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因,获得具有较高抗旱水平的玉米新种质,通过超声波辅助花粉介导法,将水稻类受体激酶基因Os SIK1导入玉米自交系郑58中,并对转化株进行卡那霉素筛选及T1、T2、T3的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测,获得转化植株并在T3获得转基因纯合株系。对T3转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明,与对照相比,在水分胁迫处理下,转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%,叶绿素含量提高了11.3%~106.9%,SOD活性上升45.8%~93.4%,而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%,MDA含量下降了25.7%~50.4%,说明转Os SIK1基因玉米植株抗旱性得到提高,其中,5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异,且生长状况明显优于对照。综上所述,研究最终获得5个转Os SIK1基因玉米株系,并证明导入水稻Os SIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。 相似文献
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克隆甘蔗谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)基因,并分析其序列特征和表达谱,为甘蔗抗旱育种提供基因来源。本研究采用电子克隆和RT-PCR技术从甘蔗品种‘新台糖22号’中克隆到一个甘蔗GST基因,命名为SoGST-1a。通过生物信息学软件分析其序列特征,采用实时荧光定量PCR检测其表达谱。序列分析表明该基因cDNA全长702 bp,编码224个氨基酸,预测的蛋白分子式为C1117H1750N300O328S6,蛋白分子量为24.82 kDa,等电点为5.96。蛋白疏水性分析推测其为亲水性蛋白。保守结构域预测表明SoGST-1a蛋白具有2个GST结构域。系统进化树分析表明该基因与玉米Zeta类GST蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,干旱胁迫下SoGST-1a基因下调表达。研究结果表明,SoGST-1a基因可能在甘蔗干旱胁迫中并不发挥一定作用。这些结果为深入了解SoGST-1a基因的生物学功能奠定了基础。 相似文献
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核盘菌 [Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary] 是引起油菜菌核病的病原真菌。核盘菌侵染植物细胞早期,可分泌一些细胞壁降解酶, 如不同类型的多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)。这些酶对病菌在植物组织上的定植起关键作用, 同时酶活性的高低也决定病原菌的毒性或致病性。PG可以激活细胞的防卫反应而与其酶活性无关。为了解PG的信号转导途径, 利用RT-PCR方法克隆了核盘菌的PG基因, 将PG的编码区与酵母GAL4的DNA结合功能区融合, 构建到酵母诱饵蛋白表达载体PGBKT7中; 然后在酵母中构建了油菜cDNA表达文库。通过酵母双杂交方法在油菜cDNA表达文库中对与PG互作的蛋白进行了筛选, 分离到一个与PG互作的蛋白, 测序及BLAST分析表明该蛋白含有一个与钙离子结合的结构域, 称为C2结构域(C2-domain), 推测该蛋白是一种钙依赖的膜结合蛋白。该蛋白与拟南芥中一个含C2结构域功能未知蛋白的氨基酸同源性高达80.24%。利用半定量PCR分析了核盘菌诱导后该基因在油菜花、茎、叶中的表达, 结果表明该基因在叶片中表达量最高。克隆到的C2蛋白与其他物种中的C2蛋白比较发现, 与钙离子结合的天冬氨酸残基很保守。 相似文献
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Introduced maize (Zea mays L.) germplasm can serve as sources of favorable alleles to enhance performance in new maize varieties and hybrids under drought stress conditions. In the present study, the combining abilities of 12 exotic maize inbred lines from CIMMYT and 12 adapted maize inbred lines from IITA were studied for grain yield and other traits under controlled drought stress. The inbred lines from each institution were separated into groups using SSR-based genetic diversity and were intercrossed using a factorial mating scheme to generate 96 hybrids. These hybrids were evaluated under both controlled drought stress and well-watered conditions at Ikenne in Nigeria in 2010 and 2011. Average mean yields of hybrids under drought stress represented 23 % of the average yield of hybrids under full irrigation. General combining ability (GCA) effects accounted for 49–85 % of the observed variation for several traits recorded under both well-watered and drought stress conditions. Specific combining ability effects for grain yield, though positive in most hybrids, were not significant under drought stress conditions. All the twelve exotic and nine adapted lines had positive GCA effects (female, male, or both) for grain yield under either drought stress or full irrigation, or both environments. EXL03 and EXL15 that had positive and significant female and male GCA effects for grain yield under both environments can be used to improve their adapted counterparts for grain yield and drought tolerance. Normalized difference vegetation index had weak but significant correlation with grain yield. 相似文献
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应用RT-PCR结合RACE技术, 从青稞总RNA中扩增得长度为1 512 bp的甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对, 发现该序列的推定表达产物与大麦BADH同工酶BBD2的同源性为98.4%, 而与小麦、玉米和水稻等禾本科作物的BADH同源性分别为97.0%、84.7%和85.1%。将克隆到的青稞cDNA序列命名为HvBADH1, 投递到GenBank, 获得收录号EF492983。HvBADH1可以在原核表达系统TB1-pMAL c2x中正常表达出分子量为54.2 kD的多肽链。将HvBADH1的编码ORF, 插入到添加了植物表达CaMV 35S启动子和Nos polyA终止子调控元件的植物表达载体pCAMBIA1301质粒相应的克隆位点中, 构建了HvBADH1基因的农杆菌植物转化系统LBA4404(pCAM-ba)。进而采用农杆菌介导法, 将HvBADH1基因导入烟草中, 对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR、Southern blot和RT-PCR等分子生物学检测, 结果表明, 在得到的2个转基因株系中, HvBADH1基因已整合到受体植物基因组中, 并且可以在mRNA水平上进行转录。 相似文献
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水分胁迫对不同抗旱型玉米自交系苗期生长的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
通过水分胁迫处理对不同抗旱型玉米自交系苗期的影响研究,为抗旱育种选择自交系提供选择参考。采用人工控水的方法,研究干旱胁迫对夏玉米抗旱型和对敏感型自交系苗期株高、地上部和地下部分干重、叶面积、比叶重、叶绿素和净光合速等的影响。结果表明：不同抗旱型自交系苗期对水分胁迫的响应不同。抗旱玉米自交系从5叶期开始在干旱胁迫期间的株高、地上部和地下部分干重、叶面积、叶绿素和净光合速率等指标均高于对水分敏感的玉米自交系,且比叶重相对稳定。这表明干旱条件下,抗旱型自交系较普通自交系在苗期能够表现出更好的适应性,本研究对加强抗旱自交系的筛选和选育,进一步提高耐旱节水玉米新品种选择效率具有一定参考价值。 相似文献