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隐花色素(Cryptochrome, CRY)是植物蓝光的主要受体,参与其调节生长发育及生物钟过程。为研究隐花色素在玉米光形态建成及生物钟调控方面的作用,本研究利用同源克隆的方法得到玉米自交系B73的2个ZmCRY1a基因的cDNA序列,分别命名为ZmCRY1a1和ZmCRY1a2。这2个基因的编码区(coding DNA sequence, CDS)序列长度都为2124个核苷酸,编码707个氨基酸。生物信息学分析表明ZmCRY1a1和ZmCRY1a2推测的氨基酸序列均包含DNA photolyase、FAD binding和Crytochrome C结构域;与拟南芥及其他常见作物的CRY比对并构建系统发育树显示,这2个基因与水稻OsCRY1a氨基酸序列一致性最高,而与拟南芥和大豆等双子叶植物的CRY1氨基酸序列一致性相对较低。利用实时荧光定量PCR分析了ZmCRY1a1和ZmCRY1a2在不同器官及响应光质、光质转换及长日照与短日照处理的表达模式。在检测的器官中,ZmCRY1a1的表达丰度均高于ZmCRY1a2;这2个基因在成株期叶片中表达丰度最高,分别是根中ZmCRY1a1的52.1和6.2倍。相对于黑暗下,二者在各种持续光质中的表达丰度均较高,尤其在蓝光和远红光条件下。尽管是作为编码蓝光受体的基因,2个ZmCRY1a的表达却能强烈地响应远红光和红光转换处理。同样二者也能响应不同光周期处理,长日照条件下,ZmCRY1a1的转录在一个光周期内共出现5个峰值,而ZmCRY1a2的转录只有4个峰值;短日照条件下,2个ZmCRY1a的表达出现了极其相似的模式,均在进入黑暗后10 h和14 h时出现2个最高峰。由此推测2个ZmCRY1a可能在玉米光形态建成与开花调节中发挥重要作用。 相似文献
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为了探究不同光质以及转光条件对葡萄CO4基因表达水平及试管苗叶绿素荧光参数的影响,利用RT-PCR技术,从葡萄贝达试管苗中克隆了一个光质响应基因CO4(Gen Bank登录号为KY652090),并对其进行生物信息学以及q RT-PCR分析。结果表明,CO4基因片段全长663 bp,编码了248个氨基酸,其开放阅读框为747 bp;葡萄CO4有4个跨膜区,预测其为跨膜蛋白;葡萄CO4的分子式为C_(1253)H_(1990)N_(324)O_(340)S_(11),预测是疏水性不稳定蛋白。系统进化树分析表明,该蛋白与巨桉CO4最为相似。经荧光实时定量PCR分析表明,在红光转蓝光处理下葡萄CO4表达量显著高于白光(对照),是对照的5. 39倍;其次为蓝光处理;在白光转蓝光条件下CO4表达量最低,是对照的54%;红白转光处理下CO4表达量与对照无显著差异。叶绿素荧光参数分析结果显示,红光转蓝光处理后的Fv/Fm(最大光化学效率)、Fv/Fo(潜在活性)和q P(光化学猝灭系数)均显著高于对照,NPQ在该处理下(非光化学猝灭系数)最低;在红光处理下NPQ最高,Fv/Fm、q P最低。葡萄CO4对光质敏感,且在不同光质及转光条件下其响应水平不同,红光转蓝光处理下上调表达显著,且该光照条件下能显著促进葡萄试管苗的光化学能力。为深入研究CO基因在葡萄试管苗感光机理中的作用提供理论依据,并为葡萄光质改良奠定基础。 相似文献
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高等植物CO基因研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
开花是植物由营养生长向生殖生长转变的重要时程。光周期和温度在这一过程中起主要作用。在拟南芥和水稻中,CONSTANS(CO)基因位于生物钟的输出途径,是生物钟和开花时间基因之间监测日照长度的重要元件,它可以整合光信号和生物钟信号,节律性地激活FLOWERINGLOCUST(FT)的表达,从而诱导开花。本文作者在追踪国内外对该基因的研究中发现,目前研究者已经从30余个物种中克隆到CO同源基因并对其序列特征、表达模式和功能特性进行了研究。CO基因编码的蛋白均包含两个保守的结构域:靠近氨基端的B-box结构域即锌指结构域和靠近羧基端的CCT结构域。CO基因的表达受昼夜节律钟调控。不同物种中该基因拷贝数不同,CO基因不同拷贝之间的功能存在差异。系统进化分析表明,该基因在双子叶植物和单子叶植物,以及不同科、属的植物中也存在分化。国内外这些关于CO基因家族的研究成果为进一步研究该基因功能和进化关系,并通过转基因调节植物开花期提供了有价值的参考资料。 相似文献
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Heptahelical protein (HHP)转录因子家族在调节植物响应低温、盐害和激素处理等非生物胁迫中起着重要作用。生物钟能调控植物体的基因表达,光是调节植物生物钟,使植物与环境变化相适应的一个关键信号,然而对于HHP基因家族如何响应光信号的研究还鲜有报道。本研究利用生物信息学手段对大白菜BraHHP基因家族成员进行鉴定分析,并通过RT-qPCR方法,对BraHHP基因家族在不同光周期条件下的表达模式进行研究。本研究一共从大白菜基因组中鉴定出9个BraHHP基因,聚类在3个亚族中,BraHHP蛋白家族的氨基酸长度在323～387 aa,分子量在36.91～44.49 kD,所有蛋白成员均含有1个HlyⅢ保守结构域。另外,荧光定量结果表明,不同BraHHP基因在长日照(16 h光照/8 h黑暗)处理下的表达模式非常一致;在中日照(12 h光照/12 h黑暗)处理下,不同BraHHP基因之间的表达模式不尽相同;在短日照(8 h光照/16 h黑暗)处理下,除BraHHP2-2外,其他BraHHP基因的表达模式基本一致。本研究初步明晰了大白菜BraHHP基因家族对不同光周期的适应性反... 相似文献
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《华北农学报》2021,36(3)
为探究FT基因在大麻光周期途径中调控开花的作用,从工业大麻品种庆麻1号(Q1)中使用PCR技术克隆了FT同源基因cDNA序列,命名为CsHd3a。利用生物信息方法对该基因序列特征进行了分析,并使用实时荧光定量(qRT-PCR)技术研究其组织特异性表达模式。选取了晚花品种云麻7号(Y7)与早花品种Q1使用qRT-PCR技术进行了长、短日照下的表达谱分析,并分别克隆了2个品种的CsHd3a基因,对其氨基酸序列进行了差异分析。结果表明,CsHd3a基因CDS全长为543 bp,编码180个氨基酸,包含PEBP家族蛋白结构域。系统进化分析表明,CsHd3a蛋白与棉花的GhFT1蛋白亲缘关系最近。组织特异性分析表明,大麻CsHd3a基因在叶片中高表达,在根和茎中几乎不表达。qRT-PCR分析结果表明,Q1在短日照(SD)处理下表现出节律性变化,且在8:00达到最高,而在长日照(LD)处理下几乎不表达。SD条件下,早花品种Q1 CsHd3a基因表达量显著高于晚熟品种Y7。此外,CsHd3a氨基酸序列在Q1和Y7存在5处氨基酸差异,其差异是否因其保守结构域PEBP功能的变化还有待进一步研究。综上,获得了CsHd3a基因的CDS序列,初步探究了早、晚花品种Q1和Y7 CsHd3a基因的时空表达模式,为探究大麻开花光周期途径的机理奠定了研究基础。 相似文献
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小麦TaPHYA基因亚家族的克隆及表达分析 总被引：2，自引：0，他引：2
光敏色素是一类与作物农艺性状密切相关的基因家族。本研究克隆了中国春小麦光敏色素TaPHYA1、TaPHYA2和TaPHYA3基因完整的编码序列,并对它们进行了生物信息学以及转录分析。在NCBI数据库中对其推测的氨基酸序列进行BLAST分析,发现TaPHYA1和TaPHYA3氨基酸序列中包含光敏色素基因完整的功能结构域。系统进化树分析表明,小麦TaPHYA1、TaPHYA2和TaPHYA3之间进化关系相近,且与单子叶植物玉米、水稻的PHYA聚为一个亚类。另外,TaPHYA的表达丰度具有组织特异性,在茎、叶、穗中表达量分别是根中的1.35、0.34和0.87倍;而在同光质条件下,其表达丰度也具有光质特异性,TaPHYA的总表达量在黑暗和远红光条件下最高,在蓝光条件下次之,而红光和白光条件下最低。该结果为深入研究小麦光敏色素A基因亚家族的功能奠定了基础。 相似文献
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为研究氯吡脲对葛根Ptexp1基因表达影响及其与产量和品质的相互关系,揭示氯吡脲对葛根产量和品质影响的分子机制,本研究以‘桂葛1号’粉葛幼叶为材料,采用PCR同源克隆和RACE技术,克隆得到葛根expansin基因,命名为Ptexp1(GenBank登录号:MK169414)。该基因cDNA全长1063 bp,开放阅读框为91~846 bp,编码251个氨基酸,预测其分子量和等电点分别为26.78 kD和8.37,在64~149 aa和160~237 aa有DPBB_1和Pollen_allerg_1两个保守的蛋白质结构域。该基因与其他植物的expansin-A8基因核苷酸序列和氨基酸序列高度同源,其中与大豆、绿豆和豇豆expansin-A8基因的核苷酸序列同源性分别高达94%、92%和91%,与鸡血藤、大豆、豇豆和相思子expansin-A8基因的氨基酸序列同源性分别高达97%、95%、94%和93%。以葛根18S作为内参基因,Ptexp1基因在葛根膨大期不同组织中的表达规律为块根>根蔸>叶>茎,与不同部位发育表型吻合。1 mg/L氯吡脲处理显著提高该基因在块根、根蔸和茎的表达,但对叶片表达的影响不显著,与其处理显著提高块根、根蔸和茎的形态指标相吻合。本研究为氯吡脲调控葛根膨大的作用机理、产量和品质形成的分子机制及其新品种选育提供参考。 相似文献
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玉米光敏色素A1与A2在各种光处理下的转录表达特性 总被引：2，自引：0，他引：2
光敏色素是一类红光/远红光受体, 它们在植物体内有非活性形式的红光吸收型(Pr)和活性形式远红光吸收型(Pfr) 2种状态, 通常其活性形式负责调控植物的种子萌发、株高、开花时间和避荫性等生长发育过程。在禾本科中, 光敏色素只有PHYA、PHYB和PHYC三个基因亚家族, 古四倍体化造成的玉米光敏色素基因有6个成员, 即PHYA1、PHYA2、PHYB1、PHYB2、PHYC1和PHYC2。光敏色素A参与抑制下胚轴的伸长、促进张开子叶和花青素的积累、阻断持续远红光条件下的变绿。为了评价ZmPHYA1和ZmPHYA2对光的响应能力及其功能差异, 本研究采用实时定量PCR技术分析玉米自交系B73和Mo17中ZmPHYA1和ZmPHYA2对不同光照处理响应的表达模式。结果表明玉米光敏色素A主要在叶片和花丝中表达, 并且ZmPHYA1转录丰度是ZmPHYA2的2~8倍; 玉米自交系B73和Mo17中胚轴在黑暗、远红光和蓝光条件下较红光和白光下更长。ZmPHYA1和ZmPHYA2的转录水平在持续远红光和蓝光条件下均较高; 并且均较迅速响应黑暗到远红光和蓝光光质转换, 但是前者的丰度显著高于后者, ZmPHYA1在远红光下更重要, 而ZmPHYA2在蓝光下更重要。ZmPHYA1和ZmPHYA2同样响应于黑暗到红光和白光的转换, 并且ZmPHYA1和ZmPHYA2表达模式基本一致。ZmPHYA1和ZmPHYA2的表达均能响应长日照和短日照处理, 但是ZmPHYA1转录丰度高于ZmPHYA2的2~5倍。以上结果表明, ZmPHYA1和ZmPHYA2的转录能有效地响应各种光处理, 可能ZmPHYA1在作物改良上比ZmPHYA2更有效。本研究为进一步了解ZmPHYA1和ZmPHYA2基因功能以及评价二者的光反应能力提供了理论基础。 相似文献
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Hong Liang Zhang Lei Qian Senhe Sun Xu Cai Yongping Lin Yi Gao Junshan Guo Ning 《棉花学报》2015,27(4):300-309
为探讨光质对绿色棉纤维生长发育和黄酮合成的影响,以绿色棉品种绿絮棉1号为材料进行离体培养,比较红光、黄光、蓝紫光、白光和暗处理条件下绿色棉胚珠鲜物质质量、纤维长度、纤维素含量、黄酮含量等生理和分子指标的差异。结果表明:光处理能够促进胚珠鲜物质质量的增加,但抑制了纤维的伸长。在纤维发育前期,各光处理抑制了蔗糖合成酶活性和蔗糖合成酶基因表达;纤维发育后期,白光处理提高了蔗糖合成酶活性,促进了蔗糖合成酶基因表达。红光、黄光和蓝紫光处理显著提高了β-1,3￣葡聚糖酶活性(10~20 DAC(Days after culture));红光、黄光和白光均能提高β-1,3￣葡聚糖基因表达量,而蓝光则抑制了基因的表达。白光促进了纤维素的合成,而蓝紫光抑制了纤维素的合成。在纤维发育初期(10 DAC),蓝紫光抑制了黄酮合成及其关键酶基因表达;而在发育后期(30~40 DAC),白光处理能够促进黄酮的合成及其关键酶基因表达。可见,光质对绿色棉纤维发育及黄酮合成具有一定的影响。 相似文献
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茶树每年都要开花结实,消耗大量的养分,导致茶树鲜叶产量减少和品质降低。了解茶树的不育机制有助于培育茶树不育品种。本研究以福鼎大白茶(父本)、佛香2号(母本)及其杂交后代(不育)茶树花为材料,利用数字基因表达谱技术对3个茶树花的c DNA文库进行差异基因表达谱分析。筛选出在父本花与子代不育花、母本花与子代不育花之间共有而在父本花与母本花之间没有的差异表达序列1219条,被认为是茶树不育性候选基因。GO功能显著性分析表明,这些基因功能中代谢过程、催化活性、水解酶活性表现为富集;KEGG代谢分析表明,差异表达基因涉及氨基酸、糖、次生代谢、植物信号传导途径以及能量代谢等过程。以植物激素信号转导通路分析发现,16个与生长素信号途径相关基因中,除5个ARF家族基因在子代不育花中上调表达外,其他的基因均下调,推测生长素信号转导是茶树花不育的重要因素。随机抽取5个基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与测序结果一致。本研究发现的不育候选基因可用于茶树花不育机制的深入研究和不育基因的筛选。 相似文献
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光周期是指一天中昼夜的相对长度,广泛调控植物生长发育的多个方面。研究不同光周期条件下梨叶片内源激素的昼夜变化规律,探索内源激素响应光周期诱导的分子机制,能够为协同利用光周期和激素调控植物生长发育提供理论依据。本研究以长日照和短日照条件下生长的梨植株为研究材料,在一天中不同时间点取样,分析了梨叶片中生长素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、茉莉酸等5种内源植物激素含量及相关基因的表达差异。结果表明,梨叶片中5种激素呈现出不同的昼夜动态变化模式;不同光周期条件下激素的含量有显著变化。通过对转录组差异表达基因富集分析发现,多个激素相关的生物过程被显著富集,其中上调的差异表达基因主要富集在生长素运输等过程。对5种激素生物合成代谢、运输和信号转导相关的差异基因表达模式进行分析,筛选到响应光周期诱导的候选关键基因。这些结果为深入探究光周期调控梨激素响应机制提供参考。 相似文献
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光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。 相似文献
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为探明人工光源植物工厂中不同光质对油葵芽苗生长和芳香物质成分和含量的影响,在光强为200μmol/(m2·s)的条件下,以蓝光LED为对照,在蓝光的基础上分别添加光强一致的绿光、红光、远红光和紫外线,研究不同光质组合处理下油葵芽苗的生长以及芳香物质等指标的变化。与对照相比,蓝光+远红光处理下的油葵芽苗下胚轴长显著增加,而蓝光+红光处理下的油葵芽苗的下胚轴直径、根长、全鲜和全干质量与对照相比均显著提高;不同光质处理对油葵芽苗的品质指标有不同程度的影响,蓝光+绿光处理下的油葵芽苗的可溶性糖、可溶性蛋白、类黄酮含量与对照蓝光相比显著上升,分别增加了28.78%,72.25%,163.32%。蓝光+紫外线处理下的总酚、维生素C、叶绿素a和类胡萝卜素含量较对照蓝光分别显著上升了25.81%,238.10%,12.50%,150.00%。蓝光+远红光处理有利于提高油葵芽苗特征挥发性芳香物质的含量,如青叶醛、α-蒎烯、对异丙基甲苯等,该处理下芳香物质的含量高于对照蓝光处理,且含量最大,使油葵芽苗菜具有清香。综上所述,蓝光+红光能促进油葵芽苗生长,蓝光+绿光则对油葵品质有较好的提... 相似文献
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GIGANTEA(GI)和CONSTANS(CO)在植物光周期开花诱导途径中起促进作用。GI和CO基因受生物钟调控,表达量在一天内呈规律性变化。在长日照条件下,GI和CO基因促进拟南芥开花,但在短日照条件下,对拟南芥开花时间的影响不大。GI是影响生物节律钟输出和植物进行正常生命活动的重要基因,编码一个核蛋白,GI正调控CO基因的表达。CO是编码一个B-box锌指蛋白,是监测日照长度的重要元件,并激活FT基因表达,诱导植物开花。本综述概括了近年来GI和CO基因的结构和功能,为GI和CO基因的深入研究提供参考。 相似文献
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为探究红光促进棉花胚性愈伤组织形成的分子机理。本研究以陆地棉CCRI24为试验材料,利用RNA-seq技术对在红光、白光培养条件下的不同阶段棉花愈伤组织进行转录组测序,分析胚性愈伤形成过程的基因表达水平。对2个不同光处理愈伤组织共计8个样品进行转录组测序,共获得54.92 Gb clean data。与白光相比,5、15、20、30 d的非胚性愈伤组织中差异表达基因分别有261、58、139、44个上调,454、157、328、507个下调。GO功能富集分析表明,两种光质条件下的棉花愈伤组织差异表达基因的功能主要富集到细胞核、细胞膜等与细胞分裂有关的代谢过程。KEGG富集分析结果显示,红光与白光条件下的愈伤组织间差异表达基因主要参与光合作用-天线蛋白、玉米素合成、二萜类生物合成、类黄酮生物合成等代谢通路。研究结果表明,与胚性愈伤组织形成相关的8个基因的差异表达趋势与转录组测序分析结果一致。本研究为光质影响棉花胚性愈伤诱导的相关基因表达提供了数据,为解析棉花胚性愈伤组织诱导与形成的分子机制提供参考。 相似文献
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以奇楠沉香(Aquilaria crassna Pierre.)组培苗为试验材料,研究LED光源的不同光质(100%红光,100%蓝光, 100%黄光, 75%红光+25%蓝光, 25%红光+75%蓝光)及普通荧光灯(对照)对奇楠沉香组培苗的增殖效率及光保护生理反应的影响。结果表明:红光下组培苗的增殖系数最高,75%红光+25%蓝光处理下增殖母芽的株高最高,25%红光+75%蓝光处理下增殖新芽长得最快,25%红光+75%蓝光最有利于叶绿素和类胡萝卜素的形成,普通荧光灯处理下组培苗的丙二醛含量最高且超氧化物岐化酶活性最高,25%红光+75%蓝光处理的组培苗过氧化氢酶活性最高,黄光处理的组培苗过氧化物酶活性最高。不同光质处理下组培苗的各生长和生理指标都表现出显著或极显著差异。综合而言,红蓝混合光(75%红光+25%蓝光, 25%红光+75%蓝光)有利于奇楠沉香组培苗的增殖培养。 相似文献
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光周期敏感性差异是影响玉米在不同光长条件下是否能够正常开花结实的重要因子之一.分析比较不同光照条件下热带玉米光敏型与光钝型自交系基因表达差异,能够为解析玉米光周期敏感性变异的分子机制提供更丰富的科学依据.本研究以光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为材料,通过人工控制光照长度分别对其进行长短日照处理,利用RNA-Seq技术对九叶期的基因组表达差异进行分析.结果 表明,不同光照条件能够影响昼夜节律和应答辐射相关基因的表达,其中昼夜节律相关基因在不同光照条件下的表达量均呈极显著性差异.结合材料的光周期反应情况,不同光照长度条件下,影响玉米光反应差异的主要调控途径为GI-CO-FT,初步揭示了热带玉米种质光周期诱导开花的分子调控基础. 相似文献
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《分子植物育种》2020,(18)
DNA甲基化在调控植物基因表达方面起重要作用。干旱、低温和盐胁迫严重地影响了植物的生长发育。然而,DNA甲基化是否在干旱诱导的AtGSTF14基因表达过程中起作用还不清楚。本研究揭示了干旱诱导AtGSTF14基因启动子重复序列的DNA去甲基化,并激活了AtGSTF14基因的表达。本研究采用实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测目的基因的表达,结果表明干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14基因表达水平显著增加,野生型拟南芥(Col-0)被作为对照。亚硫酸盐测序分析表明与野生型拟南芥中AtGSTF14基因DNA甲基化水平相比,干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14启动子区重复序列的DNA甲基化水平显著降低。本研究为进一步探索非生物胁迫诱导植物基因表达的分子机制奠定了基础。 相似文献
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《分子植物育种》2020,(18)
为了开展露薇花无菌播种试验,研究不同外植体类型、植物激素种类与浓度对愈伤组织诱导及增殖分化影响,并探讨露薇花不同花色品种在不同光质条件下对植株株高的作用。光源采用LED灯管的8种不同光质配比,分别是100%蓝光(B)、100%红光(R)、20%蓝光+80%红光(B:R=2:8)、80%蓝光+20%红光(B:R=8:2)、30%蓝光+70%红光(B:R=3:7)、70%蓝光+30%红光(B:R=7:3)、50%蓝光+50%红光(B:R=5:5)、PGF (植物组培用荧光灯),用以筛选愈伤增殖分化、诱导胚性愈伤组织的最适光质条件。试验结果表明:愈伤组织诱导最适外植体为叶片,最适培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+2,4-D 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L,继代愈伤组织增殖分化最适光质条件为20%蓝光+80%红光(B:R=2:8);最适培养基为MS+6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L,诱导胚性愈伤最适光质条件为20%蓝光+80%红光(B:R=2:8)。5个花色品种在100%红光下株高生长效应值最大,并且随着蓝光比例的增加,株高增长趋势変缓,在100%蓝光时株高生长效应值最小。带边双色对光质敏感性最高。通过本次试验,为露薇花快繁过程中进行合理补光提供理论基础。 相似文献