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1.
植物磷转运蛋白1(phosphase transporter protein 1,PHT1)家族在植物磷吸收和转运中发挥着重要作用。为研究大麦 PHT1基因家族成员的特性,利用生物信息学方法在全基因组范围内对大麦 PHT1家族成员进行鉴定,结果共鉴定到14个大麦 PHT1（ HvPT1～ HvPT14）基因,分布在2H、4H、5H和7H染色体上。根据系统发育关系、基因结构和保守蛋白基序,可将14个大麦 PHT1基因分为3个亚群。基于RNA seq数据对大麦品种GN121(磷高效基因型)根和叶片中12个 PHT1基因的表达模式进行分析,发现在低磷胁迫处理下,根中 HvPT1、 HvPT7、 HvPT10和 HvPT12基因以及叶片中 HvPT13基因均上调表达。进一步利用荧光定量PCR技术对大麦品种GN121和GN42（磷低效基因型）根中10个 PHT1基因的表达模式进行分析,发现两个品种根中 HvPT7、 HvPT8、 HvPT10、 HvPT12和 HvPT14基因在磷恢复后第3 d的表达量均显著低于低磷处理第22 d的表达量,推测这5个基因在低磷胁迫下参与磷的吸收和转运;此外 HvPT5基因在磷恢复后第3 d的GN42根中表达量显著下降,而在GN121根中的表达量显著上升,说明 HvPT5基因的表达与品种类型有关。 相似文献
2.
为探究低磷胁迫下外源褪黑素（Melatonin,MT）对大麦幼苗根系生长发育调控作用,以磷敏感型大麦品种GN42为试验材料,设置正常磷（CK）、低磷和低磷添加MT 3个处理,比较分析了不同处理间大麦幼苗根系表型特征、解剖构造和相关基因表达量的差异。结果表明,低磷胁迫后大麦幼苗根系生长受到抑制,表现为根系总长度、表面积和体积均不同程度下降,且根冠厚度减少,活性氧(ROS)过量积累,花青素含量增加,根系磷转运蛋白相关基因Hvpht1;1上调表达,花青素合成基因Hvant和MT合成基因Hvcomt均下调表达。低磷胁迫下添加外源MT后,幼苗根系生长受抑制程度缓解,根系总长、表面积和体积均显著增加,根冠厚度也显著增加,ROS积累量明显变少,且3种基因都不同程度上调表达。由此说明,外源MT可以有效缓解低磷胁迫对大麦幼苗生长发育的不利影响,提高植株对低磷胁迫的适应性。 相似文献
3.
黄淮麦区小麦成株期磷高效基因型的鉴定和筛选 总被引：3，自引：0，他引：3
为快速筛选磷高效基因型小麦品种,以黄淮麦区112份小麦品种(系)为材料,设置正常磷和低磷2个磷处理,通过大田池栽试验,对小麦成株期19个与产量及磷效率相关性状进行分析,并以济麦22为对照,筛选磷效率和产量均表现优异的磷高效基因型。结果表明,与正常磷处理相比,低磷条件下,小麦的8个产量相关指标(单株穗数、千粒重、株高、穗长、可育小穗数、穗粒数、单株粒重和地上部干重)和3个磷积累量指标(单株籽粒、秸秆和地上部总磷积累量)均显著下降,而3个磷利用效率指标(单株籽粒、秸秆和地上部总磷利用效率)均显著增加,说明低磷胁迫使小麦成株期的产量和磷积累量大大降低,但明显提高磷利用效率。相关性分析发现,株高、可育小穗数和单株粒重与秸秆和地上部单株含磷量、3个磷积累量指标均呈显著正相关,与2个磷利用效率指标(单株秸秆和地上部总磷利用效率)呈显著负相关(P≤0.01),可以作为磷效率的初步快评指标。正常磷处理下,筛选出17个磷高效基因型,其中,旱选H28、2010品4891和周麦28的单株粒重比济麦22分别高36.07%、31.96%和37.44%,地上部总磷利用效率比济麦22分别高出49.34%、49.42%和33.05%;低磷处理下,筛选出10份磷高效基因型,其中,河农826的单株粒重和地上部总磷利用效率分别比济麦22高37.69%和20.42%;旱选H23、旱选H28和徐麦856在正常磷和低磷处理下均被鉴定为磷高效基因型,可能具有较高的育种价值。 相似文献
4.
为了确定大麦籽粒产量和苗期耐低氮能力与小孢子培养阶段的氮胁迫下愈伤组织产量之间是否存在一致性,以2份大麦基因型为供试材料,进行了以下3项研究：（1）培养基中水解干酪素和谷氨酰胺使用量对小孢子培养愈伤组织产量的影响;（2）营养液中NH4NO3不同添加量对大麦苗期生长量的影响;（3）盆栽时正常施氮与不施氮处理对大麦单株产量的影响。结果表明,培养基中氮含量的下降明显降低小孢子培养愈伤组织产量,2份基因型的降幅存在明显的差异;营养液中氮使用量的下降明显降低植株高度、主根长度和植株及根干重,2份基因型之间的降幅也存在明显的差异;盆栽时不施氮处理的大麦有效穗和单株产量低于正常施氮的对照,2份基因型间有差异。氮素胁迫下,2份基因型小孢子培养愈伤组织产量的相对值与苗期植株高度、茎叶干重、主根长度和根干重的相对值以及单株产量的相对值存在一致性,说明供试基因型小孢子水平与植株水平的耐低氮性存在相关性。 相似文献
5.
为给缺铁地区磷肥的合理施用提供理论依据,以磷高效和磷低效基因型大豆为材料,采用砂培方式研究不同磷/铁处理对不同磷效率大豆生物学性状的影响,分析农艺性状与大豆植株磷、铁性状的关系,以及磷、铁性状对单株粒重的影响,并利用因子得分综合评价磷高效和磷低效基因型对不同磷/铁处理的响应.结果表明:磷高效基因型大豆在R5期的株高、茎粗、单株叶面积、叶片干重、茎干重、荚干重、地上部干重和根系干重的最高值均出现在磷/铁为300:30处理下.典型相关分析表明,磷高效基因型大豆R5期的地上部干重与R8期籽粒铁/磷浓度比呈正相关关系;磷低效基因型大豆R5期的地上部干重与R3期叶片磷浓度呈正相关关系.磷高效和磷低效基因型的单株粒重均与R8期籽粒铁浓度有关,但R8期籽粒铁浓度对两种基因型的作用相反,表明R8期籽粒铁浓度是影响低铁条件下不同品种单株粒重差异的重要指标.利用因子得分综合评价发现,磷/铁为1～10时,随着磷/铁比值的增大,磷高效基因型大豆的ACE值随之升高,而磷低效基因型大豆的ACE值随之下降.综上,缺铁胁迫下,磷高效基因型大豆在磷/铁为300∶30处理下的综合表现最好,磷低效基因型大豆在磷/铁为30:30处理下的综合表现最好. 相似文献
6.
根据生物信息学分析,同源性克隆分离玉米DCL1候选基因,鉴定该基因组织与逆境响应等表达特征,并分析其自然等位变异。结果表明,目标候选基因全长7 408 bp,与拟南芥和水稻DCL1基因氨基酸序列高度保守,相似度分别为91%和77%。mRNA定量PCR分析表明,该基因在幼叶和吐丝期雌穗中表达丰度分别是幼茎的75.35倍和16.21倍;高盐、脱水、ABA、低氮、低磷胁迫处理条件下,幼苗中高盐和ABA处理呈下调表达,低氮和低磷处理呈显著上调表达,脱水处理无显著变化。核苷酸与氨基酸序列的保守性、组织与逆境响应差异表达特征均与拟南芥和水稻等相似。87份玉米自交系10×全基因重测序数据分析结果表明,该基因遗传变异丰富,共83个位点存在自然变异,但外显子区域和主要的功能结构域序列相对保守,约2/3的自然变异集中在内含子区域,外显子区域的27个自然变异位点只有8个位点在16个材料存在氨基酸差异。 相似文献
7.
干旱是影响大麦产量的主要非生物胁迫之一。挖掘大麦干旱响应基因,有利于大麦耐旱品种的改良。本研究以167份中亚大麦品种为材料,测定正常灌水(出苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期各灌水1次)、灌水2次(出苗期、孕穗期各灌水1次)以及灌水1次(出苗期灌水1次)处理下大麦的株高、穗长、单株穗数和主穗小穗数,结合群体分子信息,对这4个性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,167份中亚大麦没有明显的地理亚群。全基因组关联分析共鉴定到8个与性状关联的位点,筛选到17个与大麦抗旱性相关的潜在候选基因,其中,调控大麦株高、穗长、主穗小穗数和单株穗数的候选基因分别有7、4、4和2个。同时,对耐旱系数(drought tolerance index,DI)进行GWAS关联分析,鉴定到7个与大麦耐旱相关的QTL,分布在1H、4H、5H和7H染色体上,存在96个潜在候选基因。该研究为后期大麦分子育种和抗旱功能基因克隆提供了基础数据。 相似文献
8.
为明确大麦株高对磷素利用效率的影响,采用土培盆栽试验,以4对两种遗传背景下的大麦株高近等基因系为材料,设置施磷(P_2O_5:60 mg·kg~(-1)土)和不施磷两种磷处理,于成熟期采样,分析其农艺性状、磷含量、磷素利用效率等差异。结果表明,施磷处理下大麦近等基因系株高、单株产量、单株秸秆干重及收获指数均较不施磷处理增高,高秆大麦的株高、穗长、芒长、产量及收获指数均显著大于矮秆大麦,而其单株秸秆干重小于矮秆大麦。施磷处理下近等基因系根系、秸秆、籽粒磷含量及磷积累量整体高于不施磷处理。不施磷处理下,高秆大麦的秸秆磷含量及磷积累量整体小于矮秆大麦,而其籽粒磷积累量整体大于矮秆大麦,最大高出矮秆大麦89.87%。施磷处理下大麦的根系、秸秆及籽粒磷素利用效率小于不施磷处理,秸秆磷素利用效率变化最大,施磷为不施磷的25%～68%,其中高秆大麦变化幅度大于矮秆大麦。经相关性分析,大麦单株产量与籽粒磷积累量呈显著正相关,与根系磷积累量呈极显著或显著负相关;穗长与秸秆磷利用效率、株高与磷收获指数以及芒长与磷收获指数在施磷和不施磷处理下分别呈显著负相关和正相关。相较于矮秆大麦,高秆大麦在低磷环境下具有更高的收获指数及磷收获指数,说明高秆大麦具有更高的耐低磷特性。因此,在缺磷土壤中选择株高较高的大麦能获得更好的经济效益。 相似文献
9.
为了解硫氧还蛋白的过量表达对提高植物抗铝毒能力的作用,以过量表达硫氧还蛋白S基因(Trxs)的转基因大麦为材料,采用水培法研究0.05 mmol/L AlCl3胁迫条件下转基因大麦株系(LSY-11-1-1)幼苗根系谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性的变化,以及蛋白质和膜脂氧化损伤程度.结果表明,(1)在0.05 mmol/L AlCl3处理下,大麦幼苗根中蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著高于非胁迫处理样品,但是转基因大麦的蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著低于非转基因对照,如在铝胁迫处理的6、24、48、72和96 h时转基因大麦幼苗根中蛋白羰基含量分别只有对照的68.13%、52.39%、56.18%、58.02%和60.48%,MDA含量分别是对照的71.26%、74.47%、83.05%、73.65%与75.31%.(2)胁迫处理下大麦根系GSH-PX、CAT和APX等抗氧化酶活性出现不同程度的增加;与非转基因对照相比,转基因大麦幼苗根系抗氧化酶系的活性普遍高于对照,如GSH-PX活性在处理的3、24、48、72和96 h时分别是对照的1.1、1.2、1.8、1.6和1.6倍;APX在活性高峰时分别是对照的121%(3h)和119%(96 h);CAT活性在胁迫处理的3、12、24、48和72 h分别比对照提高了62%、11%、7%、34%和17%,而且转基因幼苗根系CAT活性高峰(处理3 h)比对照提前出现21 h(处理24 h)出现.这些结果表明过量表达Trxs可以有效地提高上述抗氧化酶类的活性,缓解铝毒对大麦根系蛋白质和膜脂的氧化损伤,从而提高转基因大麦幼苗对铝胁迫的抗性. 相似文献
10.
不同磷效率基因型油菜对低磷胁迫的生理响应 总被引：3，自引：0，他引：3
磷高效油菜品种(中油821,Z821)和磷低效品系(W182)在低磷胁迫条件下过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、脯氨酸、丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白以及叶绿素含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等的变化趋势均表现一致,Z821和W182对低磷响应差异主要表现在变化幅度上。Z821植株组织中的脯氨酸、可溶性糖含量显著增加,显示体内氧清除系统活性提高,有利于减少膜脂化程度,降低磷胁迫损伤,但SOD、POD、CAT、可溶性蛋白和光合指标(Pn、Tr和Gs)变化不显著,产量和其它农艺性状也无显著变化;相反,磷低效品系W182在低磷胁迫下测定的各指标均变化显著。此外,磷低效和磷高效油菜品种(系)的类胡萝卜素、脯氨酸含量、SOD活性、Tr、Gs等以及它们的耐低磷指数差(DTLP)较大,分别达到27.7%、69.4%、45.0%、27.0%和26.0%。表明DTLP可以作为磷高效基因型油菜的评价指标。 相似文献
11.
以玉米品种合344为试验材料,对低磷胁迫下玉米幼苗叶片生理表型指标与玉米叶片转录组差异基因表达数据联合分析,探究低磷胁迫下与玉米幼苗叶片生理表型变化相关的关键响应基因及其调控规律。结果表明,低磷胁迫下玉米叶片的叶绿素荧光参数(FV/FM)以及叶绿素含量均有不同程度的降低,并且叶绿素合成相关基因大部分为下调表达,叶绿素降解相关基因大部分为上调表达。玉米叶片光合特性相关基因大部分呈下调表达,同时光合效率显著降低。在低磷胁迫下,SOD与POD活性随处理时间增长逐渐上升,编码两种酶的基因大部分上调表达。同时检测到8条MDA合成关键基因LOX,磷胁迫下其中7条均有不同程度的上调表达,同时MDA含量也随处理时间逐渐上升。 相似文献
12.
甘蓝型油菜不同磷效率基因型对土壤难溶性磷吸收利用的差异 总被引：3，自引：1，他引：3
本文采用根箱试验，初步研究了磷正常和低磷胁迫下甘蓝型油菜磷高效基因型97081和低效基因型97009在植株生长、磷的累积、以及对根际土和非根际土不同形态磷吸收和利用方面的差异。结果表明，磷高效基因型在缺磷胁迫下能够产生较多的生物量；具有较强的吸收和积累磷的能力；土壤中不同形态磷的分级试验表明，低磷胁迫下磷高效基因型97081根际土的速效磷、Al-P和Ca-P浓度均低于磷低效基因型97009，暗示磷高效基因型具有较强的活化吸收土壤中Al-P和Ca-P的能力。 相似文献
13.
为了筛选磷高效优异种质，研究油菜磷高效遗传，以甘蓝型油菜自然群体400个品种为试验材料，通过营养液培养方法进行了两轮苗期磷效率评估（分别命名为试验Ⅰ和试验Ⅱ）。该群体在低磷和正常磷处理下地上部干重、根系干重、根冠比、主根长和磷效率系数均呈现正态分布特征，品种间存在较大的基因型变异。以低磷处理地上部干重和磷效率系数为筛选指标，在试验Ⅰ中分别筛选出磷高效和低效候选品种各17份和13份，在试验Ⅱ中分别筛选出磷高效和低效候选品种各17份和18份。结合试验Ⅰ和Ⅱ，确定苗期磷高效候选品种32份，磷低效候选品种31份，可用以开展后续研究。 相似文献
14.
大麦在开花后受到水分胁迫时,籽粒质量会降低而蛋白质含量则会增加,同时麦芽品质也大幅下降。然而,在不同的大麦基因型中,水分胁迫的负面影响差别很大。本研究采用不同水分胁迫耐受性的西藏野生大麦品种2个和栽培品种2个作为研究材料,分析了干旱条件下灌浆期籽粒代谢剖面的基因型差异。本研究中总共鉴定到71种不同积累的代谢物,包括有机酸、氨基酸/胺和糖/糖醇。所有基因型材料的代谢物相对含量均受水分胁迫的显著影响,且野生型和栽培型之间差异明显。对代谢物的主成分分析表明,西藏野生大麦XZ147对水分胁迫具有独特的响应方式。当受到水分胁迫时,野生大麦XZ147是4个基因型中籽粒β-淀粉酶活性升高最多的,这很可能是由于其较高的赖氨酸含量,较低的吲哚-3-乙酸(IAA)生物合成,更稳定的过氧化氢平衡,以及上调的BMY1基因表达。另一方面,干旱胁迫下野生大麦XZ147籽粒β-葡聚糖含量下降量超过其他基因型,这可能是由于其具有较高的灌浆速率和上调的β-葡聚糖合酶基因GSL7表达。这些结果表明,XZ147在大麦育种中具有很大的潜力,可以提高大麦的耐干旱胁迫能力。 相似文献
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低磷胁迫下不同基因型玉米内源激素的动态变化 总被引：1，自引：0，他引：1
用高效液相色谱法测定在低磷胁迫下不同基因型玉米生育进程中叶片和根系内源激素含量的动态变化。结果表明,不同基因型玉米叶片和根系内源激素含量除ABA含量为磷低效自交系>磷高效自交系>F1外,ZT、GA3和IAA含量均为F1>磷高效自交系>磷低效自交系。低磷胁迫下,除ZT含量较正常供磷水平减少外,GA3、IAA和ABA含量均较正常供磷水平增加。ZT和ABA的变幅表现为磷低效自交系大于磷高效自交系和F1,GA3和IAA的变幅表现为磷高效自交系和F1大于磷低效自交系。此外,低磷胁迫下磷高效自交系与磷低效自交系间同一内源激素最值出现时期不同。说明低磷胁迫下不同磷利用效率自交系内源激素表现出规律性变化,因此可将内源激素作为鉴定和选育玉米磷高效基因型的参考指标。 相似文献
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磷素处理对不同磷效率基因型大豆根系性状的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
大豆的耐低磷能力与根系性状密切相关.以磷高效基因型大豆锦豆33和磷低效基因型大豆铁丰3号为试材,采用沙培的方法,设5个磷浓度,研究了不同生育时期磷效率基因型大豆的主根长、根冠比、根体积、根系活性和根系比表面积对磷素处理的反应.结果表明:不同生育时期磷效率基因型大豆根系性状对磷浓度的反应比较复杂.幼苗期,不同磷浓度处理下主根长度和根冠比磷高效基因型品种均显著高于磷低效基因型品种;在有些磷浓度处理下根体积、根系活力和根系比表面积等指标基因型间差异达到显著水平,指标值的大小随磷浓度的变化没有一致的规律性.分枝期,不同磷效率基因型品种间和不同磷浓度处理间主根长度都没有显著差异.开花期,不同磷浓度处理下主根长度和根冠比存在显著的基因型间差异,表现为磷高效品种显著大于磷低效品种.结荚期,根系活力和根体积在不同磷浓度处理下均表现出显著的基因型间差异.在各磷浓度下,磷高效品种的根系活力都显著大于磷低效品种的.在O.5、1.O、1.5和2 mmol·L-1的磷浓度下,磷高效品种的根体积显著大于磷低效品种. 相似文献
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湿害是影响大麦产量和品质的主要非生物胁迫之一。为进一步明确大麦响应湿害胁迫的应答机理,本研究以耐湿大麦品种泰兴9425为材料,利用高通量转录组测序(RNA-seq)技术,比较不同湿害胁迫时间下的基因表达差异。结果表明,湿害胁迫12 h后获得1 436个差异表达基因,而胁迫48 h后获得2 090个差异表达基因,其中共同上调表达基因286个。GO富集分析发现,涉及代谢过程、细胞膜、催化活性等的差异表达基因占比最多。KEGG富集分析发现,差异表达基因主要富集于糖酵解、类黄酮生物合成、乙烯合成等代谢通路。对7个耐湿相关的候选基因进行qRT-PCR分析,发现差异表达基因的表达量变化趋势与RNA-seq结果一致。 相似文献
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试验以5个生产用马铃薯品种脱毒试管苗为材料,采用组织培养的方法,初步研究了茎切段在正常磷及低磷培养基中生长30 d时幼苗的磷营养效率差异,为筛选出适宜于生产用的磷高效马铃薯品种奠定了基础。试验结果表明,5个马铃薯品种幼苗在正常磷和低磷胁迫下对磷素的吸收和利用能力均存在明显的基因型差异。利用各品种幼苗的磷效率指标(植株干重、鲜重、吸磷量、磷利用效率)的相对指标(低磷处理的结果/正常磷处理的结果×100)进行聚类分析(类平均法)的结果表明,大白和I-1035属于磷高效基因型品种,中农Ⅷ是磷低效基因型品种,凉薯97和疫不加则属于中间类型品种。 相似文献