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《大豆科学》2020,(3)
为探究外源硅对逆境胁迫下大豆转录因子的表达模式,分析大豆晋豆37号幼苗在盐、干旱胁迫和外源硅作用下NAC家族GmNAC2、GmNAC3、GmNAC4、GmNAC5以及WRKY家族GmWRKY1、GmWRKY25、GmWRKY38、GmWRKY54转录因子的表达情况。结果表明:在盐、干旱逆境胁迫下,大豆植株生长受抑制,与对照相比,逆境胁迫下的植株鲜重、干重、株高、叶片数、叶片相对含水量均不同程度下降,而加入外源硅后这些指标较单独胁迫明显升高。NAC家族和WRKY家族的8个转录因子在大豆叶、茎和根系均有表达,在盐、干旱胁迫下,GmNAC2、GmNAC3、GmNAC4、GmNAC5以及GmWRKY1、GmWRKY25、GmWRKY38、GmWRKY54的表达量明显低于对照,而在胁迫下加入外源硅后其表达量明显比单独胁迫高,且随逆境胁迫时间延长,转录因子的表达量变化趋势基本一致,不同处理时间单独施加硅处理和对照无显著差异。说明外源硅能够在盐、干旱逆境胁迫下影响大豆相关转录因子的表达。 相似文献
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为研究WRKY家族基因在大豆抵御非生物胁迫中的生物学功能及其作用机制,利用铁丰29,获得了大豆WRKY家族基因GmWRKY4的开放阅读框序列,并对其在不同非生物胁迫处理下的表达模式进行了分析。结果表明,GmWRKY4开放阅读框为1 083 bp、编码360个氨基酸残基;对其编码蛋白GmWRKY4进行保守域及同源性分析发现,属于WRKY转录因子家族第1类,与GsWRKY4高度同源;分析GmWRKY4与拟南芥WRKY转录因子系统进化树发现,与At WRKY3、At WRKY4相似性最高;进一步分析该基因在盐(NaCl处理)、干旱(PEG处理)与低温胁迫处理下的表达模式发现,GmWRKY4可参与对上述3种非生物胁迫的响应;同时分析基因在乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)等激素处理下的表达模式发现,GmWRKY4可通过参与ACC、SA、JA信号通路实现对逆境胁迫的响应,为进一步深入研究该基因生物学功能及其作用机制奠定了基础。 相似文献
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为进一步发掘野生大豆中的优质抗逆基因以用于大豆的种质改良,本研究选取积极参与调控植物生长和非生物胁迫抗性的扩展蛋白基因为对象,在野生大豆中克隆了GsEXPA3基因并对其进行了生物信息学分析,通过qRT-PCR检测该基因在逆境胁迫下的转录情况,采用大豆毛状根转化试验分析其对于根系生长的调控作用。结果显示：启动子分析表明GsEXPA3基因的转录可能参与光、脱落酸及干旱胁迫响应并与类黄酮物质合成相关。在低温和干旱胁迫下,GsEXPA3基因的转录呈显著增加趋势,分别在处理后12和9 h达到最高点,为对照组的3.27倍和2.09倍。GsEXPA3基因的过表达显著促进了转基因大豆毛状根的生长,毛状根数量、总根长和总根重,与对照组相比分别提高了56.83%、53.19%和53.35%。结果说明野生大豆扩展蛋白基因GsEXPA3对于栽培大豆的分子育种具有良好的应用价值。 相似文献
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DREB转录因子在植物抗逆胁迫中的作用机理及应用研究进展 总被引：6，自引：1，他引：6
干旱、高盐和低温等非生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量。转录因子在调节植物生长发育以及对外界环境胁迫的响应方面起着重要作用。DREB转录因子含有一个保守的AP2/EREBP结构域,参与外界环境胁迫的应答响应,通过结合DRE(Dehydration responsive element)顺式作用元件,调控下游胁迫相关基因的转录表达,改良植物的抗性。本文在前人研究的基础上,综述了DREB转录因子的结构特征、介导的信号传递途径、对非生物胁迫的响应以及转基因的研究进展,旨在为作物的抗逆育种提供理论依据。 相似文献
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GATA类转录因子在调控植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究从甘薯中克隆出1个IbGATA16基因，对其进行生物信息学分析，并对IbGATA16基因在甘薯干旱和盐胁迫处理中的表达模式进行分析。结果表明：甘薯IbGATA16基因CDS序列全长420bp，编码139个氨基酸，蛋白分子量为15.39kDa，等电点为9.97;IbGATA16基因组全长为582 bp，包含3个外显子和2个内含子；IbGATA16为不稳定的亲水性脂溶蛋白，亚细胞定位预测显示该蛋白定位于细胞核，具有C-X2-C-X17-C-X2-C结构域，属于典型的GATA类转录因子。IbGATA16基因上游1382bp的启动子序列存在多种顺式作用元件，如MYB、ABRE、GARE-motif等。多重序列比对和系统进化树分析结果显示，IbGATA16蛋白与三裂叶薯ItGATA16的亲缘关系最近，N端的锌指结构域序列高度一致，表明二者可能具有相似的功能。实时荧光定量结果表明，IbGATA16在甘薯根、茎、叶片等组织中均有表达，在叶中的表达量显著高于茎与根的表达量。IbGATA16对干旱和盐胁迫显著诱导表达，在干旱和盐胁迫处理0、... 相似文献
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肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)是棉子糖系列寡糖(RFOs)生物合成途径中的关键酶。为探究大豆GmGolS基因的高温胁迫调控机制,通过实时荧光定量PCR检测GmGolS在高温胁迫下的表达量,通过PCR从大豆基因组DNA中扩增GmGolS基因启动子序列,将其连接到植物表达载体pCAMBIA1301上并转化烟草,通过GUS组织化学染色和实时荧光定量PCR检测GmGolS启动子的高温诱导启动活性。结果表明：高温胁迫可以强烈诱导GmGolS的表达。1 739 bp的GmGolS启动子序列中含1个生长素响应元件、1个干旱诱导的MYB转录因子结合位点、2个厌氧诱导元件、1个防御和胁迫响应元件、1个脱落酸响应元件、1个茉莉酸响应元件和1个缺氧诱导元件。成功获得3棵GmGolSP转基因烟草植株。GmGolS启动子的活性可以被高温胁迫诱导。 相似文献
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为了寻找大豆抗病新基因,培育大豆新型抗性品种,利用同源克隆的方法从大豆品种科丰1号中分离出1个新的GmRDR1基因,并对其进行序列分析,组织表达、抗逆境胁迫表达分析及该基因的亚细胞定位研究。结果表明:GmRDR1基因位于大豆基因组的第2号染色体,基因全长为3 956 bp,其中ORF为3 378 bp,编码1 125个氨基酸,相对分子量和等电点分别为279.72×103和4.63;GmRDR1含有RDRs家族的保守序列"DLDGD";该基因在所有被检测组织中均表达,并且在叶中的表达量最高;荧光定量结果发现:在大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)处理下,GmRDR1在抗病材料科丰1号中的表达量显著高于感病材料南农1138-2。盐及干旱胁迫下,48 h之内,该基因的表达量明显升高,SA诱导条件下该基因在6 h出现了早期响应,冷害处理下24 h表达量出现了突然的升高。GmRDR1基因的亚细胞定位结果表明:该基因所编码的蛋白定位在细胞核里。根据以上结果判定GmRDR1基因参与了大豆对SMV的抗性反应,并且能够强烈响应盐和干旱的胁迫,因此该基因在大豆抗逆分子育种中具有较好的应用价值。 相似文献
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为进一步寻找与大豆产量相关的潜在候选基因,利用生物信息学与转录组学技术,通过拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)C2H2型锌指蛋白(C2H2 zinc finger protein)序列BLAST映射,将从大豆(Glycine max)的基因组数据库中筛选出的44个C2H2锌指蛋白家族成员分成11个亚家族,并对其进行系统进化、保守结构域、顺式作用元件、测序数据和转录组数据等相关分析。结果表明：C2H2锌指蛋白家族成员分布于17条大豆染色体中,且每个亚家族的基因结构域较为相近,呈高度保守性。成员启动子部分含有抗逆境胁迫以及激素相关的调控元件。RNA-seq结果显示,有8个基因在不同植物组织内表达差异显著。荧光定量PCR分析表明,3个基因的分析结果为SUPERMAN的转录调节因子,GmC1-1iZFP42为Ln位点的相应基因,参与大豆叶形和籽粒的调控,GmC1-1iZFP12、GmC1-1iZFP... 相似文献
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大豆GmWRKY20基因表达特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
Gs WRKY20基因是从野生大豆中挖掘到的非生物胁迫相关基因,该基因可以提高转基因拟南芥与苜蓿的抗旱性,并使拟南芥提前开花。栽培大豆中的Gm WRKY20是Gs WRKY20基因的同源基因,序列相似度达到99%。利用实时荧光定量PCR分析栽培大豆中Gm WRKY20基因表达特性,结果表明:Gm WRKY20基因在不同栽培品种间的表达没有显著差异;仅在大豆发育的特定阶段上调表达,其上调表达与大豆开花的起始相关;主要表达部位在叶片;不受光周期影响,但受到多种非生物胁迫影响。 相似文献
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从玉米基因组中克隆出ZmKNOLLE,对其蛋白的同源性和进化树进行分析,并在烟草中对其在盐胁迫中的功能进行验证。研究表明,SNARE蛋白参与植物抗逆性,研究描述了1个玉米SNARE蛋白ZmKNOLLE,其中,包含1个SNARE特定的结构域。它的c DNA为945bp,编码1个314个氨基酸的蛋白,预测分子量为34.54kD,等电点(p I)为7.02,在ZmKNOLLE蛋白C端有一个跨膜结构域。实时定量PCR结果显示,ZmKNOLLE能被盐和H_2O_2强烈诱导。通过农杆菌介导把ZmKNOLLE基因转化到烟草(W38)中,启动子为CaMV 35S。在盐胁迫下,与野生型相比,转基因烟草植株表现出较长的主根和较高的萌发率,相对含水量、POD、SOD活性较高,MDA含量较少,表明转基因烟草比野生型烟草对盐胁迫有更强的耐受性。 相似文献
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bZIP转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中起着十分重要的作用,大豆GmFDL06是bZIP转录因子家族A组成员,其表达水平受PEG和高盐胁迫影响。本研究分析了GmFDL06转基因大豆苗期的抗干旱和耐盐性。PEG和盐处理后GmFDL06转基因植株的相对植株高度(RPH)和相对植株干重(RSDW)显著高于非转基因大豆东农50。在盐胁迫下,GmFDL06转基因植株比东农50伤害程度低,并且GmFDL06过表达减少了Na~+离子积累,降低了盐胁迫带来的伤害,且过表达GmFDL06促进了下游逆境胁迫基因的表达。这些研究结果表明GmFDL06参与大豆非生物胁迫反应,并有潜力改善大豆的干旱和盐胁迫耐受性,为大豆抗逆基因的研究及抗逆大豆材料的筛选提供了依据。 相似文献
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抗逆相关bZIP (Basic leucine zipper) 转录因子家族基因主要参与ABA、干旱、高盐等胁迫应答反应,其过表达能够显著增强植物的抗逆性。本研究从偃麦草（Elytrigria repens L.）中分离到一个抗逆相关 ErABF1（E. repens ABA Binding Factor 1）基因,氨基酸序列比对分析发现,该基因与小麦、玉米、拟南芥等bZIP转录因子基因同源性较高,亲缘关系较近;ErABF1基因的表达受到ABA、干旱、高盐、低温的强烈诱导;在2% PEG、200 mmol·L-1 NaCl胁迫培养基上初步功能分析表明, ErABF1过表达提高了转基因烟草对干旱、高盐的胁迫耐性。 相似文献
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《Field Crops Research》2006,97(1):66-76
Low and unstable rice productivity in many areas of Asia is associated with many abiotic and biotic stresses such as drought, salinity, anaerobic conditions during germination, submergence, phosphorus and zinc deficiency, etc. To develop rice varieties with tolerance to these stresses, we undertook a large backcross (BC) breeding effort for the last 6 years, using three recurrent elite rice lines and 203 diverse donors, which represent a significant portion of the genetic diversity in the primary gene pool of rice. Significant progress has been made in the BC breeding program, which resulted in development of large numbers of introgression lines with improved tolerance to these stresses. Promising lines have been developed with excellent tolerances (extreme phenotypes) to salinity, submergence and zinc deficiency; resistance to brown plant hopper, ability to germinate under the anaerobic condition and low temperature. Our results indicated that there exist tremendous amounts of ‘hidden’ diversity for abiotic and biotic stress tolerances in the primary gene pool of rice. Furthermore, we demonstrated that despite the complex genetics and diverse physiological mechanisms underlying the abiotic stress tolerances, introgression of genes from a diverse source of donors into elite genetic backgrounds through BC breeding and efficient selection (careful screening under severe stress) is a powerful way to exploit this hidden diversity for improving abiotic stress tolerances of rice. We have developed three large sets of introgression lines, which not only provide an unique platform of breeding materials for developing new rice cultivars with superior yield and stability by trait/gene pyramiding, but also represent unique genetic stocks for a large-scale discovery of genes/alleles underlying the abiotic and biotic stress tolerances of rice using genomic tools. 相似文献
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为明确茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze.]谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidases,GPX)编码基因CsGPX1的功能,本文利用茶树转录组数据克隆获得CsGPX1的编码区全长序列,进行序列比对与分析,在此基础上,将CsGPX1在烟草中进行过表达获得转CsGPX1基因烟草,并比较野生型烟草与转基因烟草耐旱性的差异,验证CsGPX1功能。序列分析表明,CsGPX1编码序列(CDS)长723 bp,编码240个氨基酸。BLAST比对发现,该基因与桃树(Prunus persica)的GPX基因具有高度同源性(>85%)。CsGPX1编码的氨基酸序列具有GPX蛋白保守特征序列和区别于其他家族成员的特有的结构域——磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)。干旱胁迫处理结果显示,过表达CsGPX1烟草株系抗旱性强于野生型。GPX酶活性测定结果表明,转基因植株的GPX酶活性高于野生型植株。以上研究结果表明,过表达CsGPX1可提高转基因烟草的耐旱能力,说明CsGPX1可能与茶树的耐旱性能相关。本研究为提高茶树的耐旱性能研究提供了新的理论途径,并对降低茶园管理的成本具有一定的积极意义。 相似文献
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大豆品种鼓粒期田间抗旱鉴定 总被引：1，自引：0，他引：1
大豆鼓粒期缺水是制约大豆产量形成的重要因素之一。在鼓粒期对大豆品种进行抗旱性鉴定,可为大豆抗旱育种和抗旱节水栽培提供依据。选取不同地区育成的代表性品种（品系）46份,在鼓粒期田间干旱与灌水条件下,分析其产量、产量性状、生育期与形态性状、籽粒品质性状等指标,并且对其进行抗旱性鉴定。结果表明,干旱区46份材料平均产量1 759.6 kg/hm²,灌水对照区平均产量2 223.1 kg/hm²,46个品种平均耗水系数1.079 t/kg。干旱对三粒荚影响显著,对单株荚数、单株粒数、生物产量、单株粒重、百粒重影响极显著。干旱区的平均蛋白质含量极显著高于灌水区,比对照区提高幅度4.47 %;平均脂肪含量极显著低于灌水区,比正常灌水区降低幅度4.19 %。干旱条件下品种百粒重下降,生育期提早均属于品种抗旱性的适应反映,与抗旱性无关。适于呼伦贝尔的品种推荐为北豆14、黑河50、黑河43、华疆3、登科1号、蒙豆15、北豆37、黑河36、北豆38等。 相似文献
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主成分分析在大豆抗旱性评价上的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
以收获期10项指标的相对抗旱系数为基础,应用主成分分析方法对黑龙江省202份大豆基因型进行抗旱性评价研究.结果表明,这些参试材料在抗旱性上存在广泛的遗传变异,根据主成分分析得到的综合评价指标,可划分为5个不同抗旱等级.进一步的分析表明,干旱处理下株粒重、一粒荚率、三粒荚率以及它们的抗旱系数与大豆种质的抗旱性紧密相关,可作为大豆基因型抗旱性筛选的有效指标.其中,相对株粒重和相对三粒荚率随着抗旱性的提高而显著增加,相对一粒荚率则与之相反.同时,揭示出抗旱性强大豆基因型往往具有较低的产量潜力,而对干旱敏感的大豆基因型则表现出较高的产量潜力,表明大豆基因型抗旱性与产量之间并不存在对应关系,在大豆抗旱育种上应区别加以利用. 相似文献