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《分子植物育种》2021,19(10):3142-3149
赤霉素2-氧化酶(GA2-oxidase, GA2ox)是赤霉素降解途径的关键酶,在茎的伸长中起着重要的作用。为探讨GA2ox-A9基因与小麦矮化之间的关系,本研究从硬粒小麦ANW16G(携带Reduced height gene18,Rht18)和其株高近等基因系LD222两个材料中克隆得到GA2ox-A9基因,分别命名为GA2ox-A9-1和GA2oxA9-2,并对其在不同发育时期的各个茎节进行了表达模式分析。序列分析显示,两个材料的GA2ox-A9基因均含有3个外显子和2个内含子,开放阅读框全长1 044 bp,编码347个氨基酸,GA2ox-A9-1蛋白在第89位、275位、279位的氨基酸存在差异,GA2ox-A9-2蛋白在第182位、186位、251位、336位的氨基酸存在差异,编码的蛋白均具有2-酮戊二酸依赖性的双加氧酶典型的保守结构域。系统发育分析表明,硬粒小麦GA2ox-A9与其他物种具有较高的进化保守性,且与乌拉尔图最为接近。Real-time PCR结果显示,GA2ox-A9基因在矮秆小麦ANW16G中表达量最高,尤其是在拔节期茎中的表达量远远高于高秆对照LD222,表明与矮化性状有关。本研究结果为进一步研究GA2ox-A9基因的功能和小麦矮化的分子机制提供了理论依据。 相似文献
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四倍体小麦矮秆基因的赤霉素敏感性及对农艺性状的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为明确四倍体小麦矮秆基因Rht14、Rht16和Rht18的赤霉素敏感性及其对小麦农艺性状的影响,促进这些矮秆基因的合理利用。选用分别含有Rht14、Rht16和Rht18的四倍体小麦近等基因系ANW16D(Rht14)、ANW16F(Rht16)、ANW16G(Rht18)及其高秆轮回亲本LD222以及六倍体小麦中国春(Chinese spring),测量其不同浓度GA3处理下小麦的株高,计算赤霉素敏感系数(GRI)并推断3种矮秆小麦的赤霉素反应类型。在成熟期对LD222近等基因系小麦的农艺性状如株高、穗长、主穗穗下第一茎节(P-1)节间长、节间表皮细胞、种子表皮细胞及种子体积等进行测量,分析Rht14、Rht16、Rht18这3个矮秆基因对小麦这些农艺性状的效应。结果表明,ANW16D、ANW16F和ANW16G这3个矮秆小麦株高恢复到正常LD222株高的最适GA3浓度为10-4mol/L;3个矮秆品种均为赤霉素敏感型且敏感性大小为中国春ANW16GANW16FANW16DLD222;Rht14、Rht16、Rht18均是通过降低主穗穗下第一茎节(P-1)节间长度来使小麦株高降低,降低效应为Rht18Rht16Rht14;它们降低小麦株高的根本原因均是缩短了小麦节间表皮细胞长度且缩短效应与降低株高效应一致;3个矮秆基因均在降低小麦株高的同时不影响种子的体积。 相似文献
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为研究四倍体矮秆小麦拔节期赤霉素(GA)合成途径中涉及的关键酶基因及其与植株矮化的关系,选择拔节期的矮杆番麦和四倍体矮杆小麦近等基因系ANW 16 D、ANW 16 F、ANW 16 G(分别含有Rht 14、Rht 16、Rht 18基因)以及作为对照的高秆小麦Langdon(LD)进行试验.取拔节期小麦穗下第一茎节节间(约0.5 cm),提取总RNA并反转录,对影响GA合成过程中的GA 20 ox、CPS、GA 2 ox、KAO、KO、KS、GA 3 ox、GID 1、GA-MYB、XET、GIP、GAI、RSG和14-3-3等关键酶基因进行实时荧光定量分析.结果显示,GA 20 ox、GA 2 ox、KAO、KO、KS、GA 3 ox、GID1、GA-MYB、XET、GIP、GAI、RSG在4个矮杆品系和高杆对照中均有表达.GA 20 ox在高秆小麦中的表达量高于矮秆小麦,GA-MYB与之具有相似的表达模式,说明GA 20 ox和GA-MYB基因的低表达影响了矮秆小麦拔节期赤霉素的合成,从而导致矮化性状. 相似文献
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赤霉素3-氧化酶(GA3ox)是赤霉素生物合成途径中的一种关键酶,在茎的伸长中起着重要的作用。为探讨GA3ox基因和Rht12矮秆小麦矮化之间的关系,本研究利用同源克隆方法分离得到了小麦品种中国春和宁98-2105(含矮秆基因Rht12)的GA3ox1和GA3ox2基因,并对其在茎的不同部位进行了表达模式分析。研究结果表明,小麦GA3ox1和GA3ox2均含有3个外显子和2个内含子,其编码的蛋白具有2-酮戊二酸依赖性的双加氧酶典型的保守结构域,但中国春和宁98-2105的GA3ox1和GA3ox2之间存在部分碱基的差异。实时定量表达分析结果显示,GA3ox1和GA3ox2在中国春和宁98-2105茎的不同部位的表达趋势基本一致,但表达量具有较大差异,GA3ox1和GA3ox2在宁98-2105茎的倒一节结节中的转录水平显著高于中国春,推测宁98-2105中赤霉素的信号转导通路可能受到了影响,即矮秆基因Rht12可能影响了赤霉素信号的传导。本研究结果为进一步研究矮秆基因Rht12的致矮机理和利用提供了理论依据。 相似文献
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Rht8、Rht10和Rht12矮秆基因对产量构成因子的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用携带不同矮秆基因的近等基因系,通过两年、两地的试验研究证明,Rht8半矮秆基因虽然其总小穗数显著低于其他系,但其籽粒产量、小花结实率较Rht10和Rht12显著高.Rht10的降秆作用最强,千粒重显著高于Rht8,但其分蘖成穗率、结实率及小区籽粒产量显著低于其他,表现对环境条件特敏感.Rht12矮秆基因的降秆程度显著高于Rht8,但由于生物产量太低、成熟太晚,造成籽粒产量显著降低,在小麦育种中单独利用价值较低. 相似文献
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亚麻(Linum usitatissimum L.)是世界上重要的纤维作物,赤霉素对亚麻的生长发育起着重要的调控作用。通过对亚麻赤霉素氧化酶基因GA2ox、GA3ox和GA20ox进行全基因组鉴定和序列分析,并运用转录组和实时荧光定量PCR技术分析亚麻快速生长期茎尖中GAoxs的表达水平。本研究从亚麻全基因组共鉴定出23个赤霉素氧化酶基因,其中GA2ox类11个、GA3ox类4个,GA20ox类8个,分布于除6、7、9号染色体外其他染色体上;亚麻赤霉素氧化酶基因包含2～4个外显子;蛋白质理论分子量在35.36～47.71 kD之间;等电点为5.25～8.90;基因结构和保守结构域分析发现motif 1、motif 2、motif 3、motif 4、motif 5、motif 6、motif 9、motif 10是大部分基因所共有的,motif 8是GA2ox所特有的。系统发育分析将23个赤霉素氧化酶基因聚类在4个分支上。转录组结果表明,在高秆和矮秆亚麻快速生长期的茎尖中有6个基因差异表达,分别为4个GA2ox (LuGA2ox5, LuGA2ox6, LuGA2ox10, LuGA2... 相似文献
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两年、两地的试验结果证明,Rht8半矮秆基因对地上部生物产量较Rht10和Rla12有显著的正向作用,并且生长发育较早,较接近目前推广种的生育时期,对不良环境有较强的适应性,利于产量性状的形成.Rht10的降秆作用最强,但由于节间缩短太多,造成地上部生物产量明显降低,使籽粒形成时提供营养的"源"太少,不利于高产.Rht12矮秆基因的降秆程度显著高于Rht8,但生物产量亦太低、成熟太晚和对环境条件的不适应,影响籽粒产量的提高,在以降秆为主要目标的育种中利用价值较大. 相似文献
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小麦新品种系宛原50-2矮秆基因的染色体定位 总被引：3，自引：0，他引：3
宛原50-2是一个株高比常用矮矮，农艺性状较好的新品系。通过21个单体系F1、F2的株高和F2的赤霉酸反应及测交分析，发现该品系携带有4对或4对以上的矮秆基因。其中Rht IS位于染色体4B**上；Rht8和Rht9分别位于染色体2D和7B上；一对可能通过诱变产生的对赤霉酸不敏感的矮秆基因，暂命名为Rht（Wan），位于染色体4D上。 相似文献
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Rht12导入八倍体小黑麦及其对小黑麦株高、单株分蘖数和种子饱满度的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
Rht12是位于5A染色体上的显性矮秆基因.用带有该基因的普通小麦Bezostaya 1、Mercia作矮源与八倍体小黑麦杂交、回交,经自交和染色体数镜检及田间、室内选择,将Rht12基因导入八倍体小黑麦,获得了染色体数56的矮秆八倍体小黑麦株.在八倍体小黑麦遗传背景下,基因型纯合(Rht12Rht12)时降秆能力约为41.2%,杂合(Rht12rht12)时约为31.0%.小黑麦遗传背景对该基因有修饰作用.该基因增强了八倍体小黑麦的分蘖力,延迟了熟期,对籽粒饱满度有不利影响,尚需继续回交和选择. 相似文献
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《华北农学报》2017,(Z1)
分析衡观35广适基因对冬春麦杂交F1影响,可为冬春杂交小麦定向分子育种提供理论依据。利用广适节水小麦品种衡观35与145份节水春麦材料杂交配制F1,用相关分子标记测定不同矮秆基因、春化基因和光周期不敏感基因对F1影响。结果表明,测试春小麦材料不具有Rht1和Rht2基因,有Rht8矮秆基因的16份,具有矮秆基因(Rht1、Rht2、Rht8)的衡观35与携带Rht8矮秆基因的春小麦材料杂交F1降秆作用最明显,达25.5%。具有隐性春化基因(vrn-A1和vrn-B1)的衡观35与携带vrn-A1基因的春麦材料后代抗寒性强,平均冬季存活率达73.3%。具有光周期不敏感基因(Ppd-D1a)的衡观35与携带光周期不敏感基因(Ppd-D1a)的春小麦杂交F1成熟期比春小麦亲本平均提前11 d。这一结果可作为冬春杂交小麦强优势组合亲本选取的分子参考依据,为定向培育广适、高产、节水的杂种小麦提供理论基础。 相似文献
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赤霉素氧化酶基因(GAox)是赤霉素合成和调控的关键酶,其通过调节植物活性GA水平调控植物株高。为了解析蓖麻赤霉素氧化酶基因(RcGAox),利用生物信息学分析方法对RcGAox进行全基因组鉴定,并分析其理化性质、保守结构域、系统发育、基因上游2 kb启动子区域顺式作用元件预测,通过蓖麻表达数据库以及外源赤霉素和多效唑处理2个蓖麻品种的顶端嫩茎转录组测序分析RcGAox基因表达模式。结果表明：蓖麻共有30个赤霉素氧化酶基因,其中7个RcGA2ox、4个RcGA3ox、19个RcGA20ox,蛋白质分子质量在26.12～44.31 ku,等电点预测值在5.06～7.82,内含子个数为1～2个;蛋白结构域分析保守基序Motif 1、Motif 2、Motif 4存在30条蛋白序列中;系统进化分析将RcGAox基因分为5个不同的亚群：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和C20 GA2ox,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应GA2ox、GA3ox、GA20ox;启动子顺式作用元件预测光反应相关的顺式元件数量最多,且在预测区域均匀分布,18个基因含1～2个赤霉素相关元件;蓖麻RcGAox在胚乳、雄花、叶片中特异表达的基因分别有... 相似文献
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作物矮化基因与GA信号转导途径 总被引：9，自引：0，他引：9
矮化性状的利用,显著提高了小麦和水稻等作物的产量,从而引发了上世纪发生的响誉全球的“绿色革命”。一些控制矮化性状的基因已相继克隆,这些矮化基因的功能在于干扰植物激素—赤霉素（GA）的作用和合成,从而使植株表现为矮化。小麦Rht基因编码生长阻遏物,其功能可被GA所抑制。水稻sd1基因编码GA生物合成途径中的缺陷型酶,即GA20-氧化酶（GA20ox）。GA 亦可使sd1隐性突变体植株高度恢复正常。 相似文献
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为了研究GA20氧化酶基因在苹果矮化砧木中的分子特征和表达特征,利用RT-PCR方法从苹果矮化砧木2号和36号c DNA中克隆了GA20氧化酶基因(GA20ox1),并对该基因及其编码氨基酸序列以及在不同时期砧木及嫁接品种中的表达分别进行了分析。结果表明,GA20ox1基因c DNA编码序列长1 179 bp,推导编码393个氨基酸(包括终止密码子),预测蛋白相对分子质量44.3 k Da,理论等电点5.89,编码的蛋白质包含GA20ox1基因家族所具有的特征保守结构域,系统进化分析表明该蛋白序列与苹果SH40的同源性达到96.9%。实时荧光定量PCR分析显示:36号砧木在6月份GA20ox1基因表达强度显著低于八棱海棠对照,而7-8月份的均显著高于对照,其上嫁接的品种7月份表达强度显著低于对照。在7-8月份2号砧木及嫁接品种GA20ox1基因的表达强度均显著低于对照。 相似文献
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不同Rht基因对小麦子粒品质的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
多年结果证明Rht1、Rht2、rht3个近等基因系之间的子粒蛋白质含量差异不显著，而Rht3基因系的蛋白质含量显著高于前三者。Rht3基因系的子粒赖氨酸含量显著高于Rht2和rht系统，Rht10显著高于Rht1系，其他基因系之间无显著差异。Rh10基因系的面粉的沉降值显著高于Rht1,Rht8和Rht12,Rht3显著高于Rht1,Rht2和rht。Rht10和Rht3基因系面粉的湿面筋显著高于其他基因系。此外，同一基因系在不同的年限之间的品质性状表现有差异。 相似文献
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陆地棉中赤霉素合成途径关键酶基因的时空表达变化 总被引：1，自引：0，他引：1
为揭示赤霉素合成途径关键酶基因在棉花生长发育过程中的调控作用,利用实时荧光定量PCR方法中的相对定量方法,对中棉所49材料植株体内的赤霉素合成途径相关基因表达量进行了检测分析。结果显示,幼苗期茎组织内除GA2ox1基因外,其余各基因表达量相对较高。开花期根中GA2ox1、GA3ox1、GID1B,茎中CPS1、GA20ox1、GA3ox1、GID1B和叶中GA3ox1基因表达量上调;吐絮期根中GA2ox1和GA3ox1基因表达量上调,其余基因下调,茎中KS、GID1B基因表达量下调,其余基因上调,其中以GA2ox1上调幅度最大,叶中GA2ox1基因表达量下调,其余基因上调。结果表明,开花期,茎中GA20ox1基因的高表达为植株茎的伸长及果枝发育提供必要的活性赤霉素水平,GA3ox1基因可能与开花成铃有关;吐絮期,随着根茎组织的木质化,根茎中GA2ox1基因表达量逐渐升高以降低活性GAs合成,而叶组织中GA3ox1和GA20ox1基因表达量上调,则为棉桃生长发育与脱水成熟提供必要的激素水平。棉花通过改变植株体内赤霉素合成代谢途径关键酶基因的表达量来调控植株的生长发育,且随着生长发育的进行,各目的基因的表达量变化趋势存在一定差异。为深入研究赤霉素对陆地棉的调控机理提供了理论基础,有助于加快利用赤霉素进行品种改良与种质创新。 相似文献
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GA20-氧化酶(GA20-oxidase,GA20ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)合成过程中的关键限速酶,但甘蔗GA20ox1基因(ScGA20ox1)的功能及其表达模式尚未明确。本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆了甘蔗GA20-氧化酶基因(ScGA20ox1), ScGA20ox1基因全长1574 bp,含有一个1125 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码375个氨基酸。ScGA20ox1蛋白分子量为42.3 kD,理论等电点为5.95,不含信号肽,不含跨膜结构域,为可溶性蛋白。实时荧光定量PCR结果表明该基因在甘蔗幼苗中茎秆的表达量最高,叶片次之,根的表达量最低;干旱、低温和赤霉素处理均会改变该基因在不同组织的表达模式。利用农杆菌介导法转化拟南芥,获得过表达ScGA20ox1的转基因拟南芥植株,转基因拟南芥植株存在株高增高,节间长度增长的表型变异。本研究结果表明,ScGA20ox1参与甘蔗的生长发育并在响应非生物逆境中发挥重要调控作用,过表达转基因拟南芥形态发生变化,这为深入探究ScGA20ox1生物学功能,... 相似文献
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GA20氧化酶是赤霉素生物合成途径中的重要氧化酶,我们尝试克隆该酶,发掘蓖麻中GA20ox家族候选基因,并推测其功能。根据NCBI上已知蓖麻GA20ox1基因(XM_002510827.2)序列设计引物,扩增得到GA20ox基因片段,连接pMD18-T载体,得到Rc GA20ox1 cDNA完整的开放阅读框序列1 137 bp,并对其进行序列比对、转录物理化性质分析、疏水性、功能域分析及其三级结构预测。推测其可编码378个氨基酸,为亲水性稳定蛋白;基因隶属PcbC superfamily家族,为非分泌蛋白、细胞质蛋白、含有28个磷酸化位点;预测结构由8个α-螺旋和8个β-折叠构成;与大戟科巴西橡胶树、木薯和麻疯树高度同源。本研究为蓖麻GA生物合成乃至蓖麻矮化相关研究提供一定的理论与实践依据。 相似文献