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1.
刘国振 《农业生物技术学报》2007,15(5)
小麦耐旱机理的研究具有重要意义，为了了解小麦在干旱逆境条件下的基因转录规律，本研究采用PEG6000对耐旱小麦品种旱选10号进行拟旱处理，分别提取0、1、6和24小时植株的总RNA，经反转录荧光标记制备cDNA探针，并将其与水稻全基因组芯片进行杂交，扫描采集数据后并进行分析。结果表明，随着处理时间的延长，差异表达基因的数量增加，对差异基因进行功能分类，能量代谢途径相关基因所占比例随处理时间的延长而逐渐增加，大部分为光合作用相关基因，其总体表达趋势为上调，但Psbr和Rubisco编码基因的转录水平为下调,暗示它们在耐旱反应中发挥着一定作用。 相似文献
2.
基因芯片技术鉴定棉铃虫胁迫后棉花差异表达基因 总被引：1，自引：0，他引：1
棉花在受到植食性昆虫为害后基因表达会发生变化,筛选鉴定这些调控基因有助于解析昆虫诱导棉花抗虫性的分子机制。本研究以棉花(Gossypium spp.)(中12)为实验材料,分别从正常生长条件下的棉花(对照)和棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)取食胁迫6、12、24和48h的棉花叶片(处理)中提取总RNA,采用Affymetrix棉花基因芯片进行了基因表达谱分析。结果表明,棉铃虫取食6h时,差异表达基因共有4109个(占28%),其中上调1917个,下调2192个;棉铃虫取食12h时,差异表达基因共有2605个(占18%),其中上调1326个,下调1279个;棉铃虫取食24h时,差异表达基因共有3213个(占22%),其中上调1424个,下调1789个;棉铃虫取食48h时,差异表达基因共有2763个(占19%),其中上调1450个,下调1313个。进行生物信息学分析后发现,这些基因功能涉及氧化应激响应、防御响应、信号转导、转录调控、黄酮类生物合成、萜类化合物合成与代谢以及源于多种氨基酸的罗勒生物碱生物合成等多个方面。另外,从芯片结果中鉴定获得调控棉花特异性挥发物的相关基因,发现法呢... 相似文献
3.
小麦耐热相关转录因子基因TabZIP28的分离及功能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)是植物中广泛存在的一类转录因子,参与多种胁迫响应与生长发育过程.本研究从小麦(Triticum aestivum)中克隆到一个热胁迫诱导的bZIP家族转录因子基因TabZIP28 (GenBank登录号:KT753298.1),ORF长度为1 713 bp,编码570个氨基酸.生物信息学分析结果表明,TabZIP28与拟南芥bZIP家族转录因子中B亚组的3个基因Atb ZIP17、AtbZIP28和AtbZIP49归为一类.氨基酸序列比对结果表明,该蛋白具有bZIP和跨膜结构域(transmembrane domain,TMD)两个保守结构域以及规范的位点1蛋白酶(site 1 protease,S1P)剪切位点.对该基因起始密码子ATG上游1 699bp的序列进行顺式作用元件分析,发现该基因的启动子区域包含众多激素和逆境胁迫响应元件.通过qRT-PCR对该基因在逆境胁迫下的表达模式进行分析,结果表明,TabZIP28在热胁迫处理1h即上调表达且达到最大值;用20％PEG 6000模拟干旱环境处理小麦幼苗后,TabZIP28在处理6h达到最大值,并在12h时急剧下降;对5mmol/L H2O2处理响应比较缓慢,在处理12h才上调表达;该基因不受到二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)处理的诱导表达.在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过量表达TabZIP28基因,转基因株系在高温胁迫后的成活率和种子发芽率较野生型明显提高,说明该基因可能对植物的耐热性有贡献,可以作为耐热性育种的候选基因. 相似文献
4.
MYB转录因子是植物体内最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育的调控、对逆境的响应等生理过程。本研究通过RACE技术从中间锦鸡儿(Caragana intermedia)中克隆了一个MYB转录因子Ci MYBJ2(Gen Bank登录号:KJ937783),并对其在植物中的表达及其启动子进行了初步研究。本研究克隆得到该基因c DNA全长1 368 bp,3'UTR长196 bp,5'UTR长203 bp。其中开放阅读框长969 bp,编码一个含322个氨基酸的亲水蛋白。g DNA序列长1 285 bp,有2个内含子和3个外显子。采用实时荧光定量PCR技术分析了Ci MYBJ2的表达模式,结果发现,在高温、脱水、Na Cl、干旱等处理条件下,Ci MYBJ2基因对不同胁迫均有响应。在高温处理后,Ci MYBJ2基因的表达量在1和3 h明显降低,之后维持一个较低值,在不同时间点基因表达量与0 h相比差异均达到极显著水平(P0.01);在脱水处理1 h后Ci MYBJ2基因的表达量上升,且与0 h相比差异极显著(P0.01),然后逐渐降低,在3 h Ci MYBJ2基因的表达量与0 h相比差异不显著(P0.05),在8和12 h该基因的表达量与0 h相比差异均达到极显著(P0.01),在24 h的表达量是0 h的一半,且差异显著(P0.05);在Na Cl处理1 h后Ci MYBJ2基因的转录水平开始增加,3 h达到最高,之后总体呈下降趋势,在8 h表达量最低,在1、3、8和24 h该基因的表达量与0 h相比差异极显著(P0.01),在12 h Ci MYBJ2基因的表达量与0 h相比差异不显著(P0.05);干旱处理6 d后,Ci MYBJ2基因的表达量上升,之后一直下降,且与0 d相比差异达到极显著水平(P0.01),15 d表达量最低。研究结果暗示Ci MYBJ2基因可能在植物对胁迫的响应过程中起作用。利用染色体步移技术克隆了中间锦鸡儿Ci MYBJ2基因启动子序列,长度为873 bp,分析显示,该启动子具有响应多种非生物胁迫的顺式作用元件。研究结果为进一步研究Ci MYBJ2基因功能和表达调控提供了依据。 相似文献
5.
为探明小麦矮杆突变体DC20致矮的分子调控机制,以小麦D6-3(WT)及其经高能混合粒子场诱变处理得到的矮秆突变体DC20为试验材料,通过对突变体DC20和WT的转录组分析,挖掘与DC20致矮相关差异表达基因。结果表明,在株高差异起始的孕穗期茎秆中,DC20与WT之间存在2 153个差异表达基因(DEGs),除参与糖代谢、能量代谢、转录调控、转录后修饰和翻译及翻译后修饰途径外,其中有47个差异表达基因显著富集在植物激素GAs的生物合成和IAA的动态平衡调节及信号转导、细胞周期调控以及细胞伸长等相关途径。大部分差异表达基因表现为表达下调,少量抑制因子的表达量上调。内源植物激素检测结果显示,DC20孕穗期茎秆中的IAA、GA1和GA3含量均显著低于WT。表明辐射诱变处理产生的变异是通过植物激素GAs与IAA的协同作用,调控细胞周期以及细胞伸长等途径相关基因的下调表达,从而对DC20的株高产生影响,形成矮化表型。本研究结果为更好地运用辐射诱变育种手段进行作物育种以及阐明矮秆突变体形成的分子调控机理研究提供了一定的理论依据。 相似文献
6.
玉米耐旱自交系在干旱条件下的mRNA差异表达 总被引：3，自引：3，他引：3
用16%PEG-6000对玉米耐旱自交系“81565”进行模拟干旱处理,用DD-PCR技术研究干旱与正常浇水对照的mRNA差异表达,发现3个干旱条件下差异表达的特异片段MD1、MD2和MD3。MD1和MD2在干旱条件下减量表达,MD3为干旱诱导表达。序列分析和同源性比对表明,MD1与玉米叶绿体基因组中编码参与RNA转录本Ⅱ型内含子剪切的成熟酶的matK基因有93%的相似性,MD2与极端耐旱的Sporobolus stapfianus的丝氨酸/苏氨酸2C型蛋白磷酸酶基因PP2C的相似性达99%,MD3与属天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶类的水稻metacaspase基因有99%的相似性。根据各自序列相似同源基因的功能推测,MD1、MD2和MD3三个片段可能与“81565”的耐旱机制有关。 相似文献
7.
用不同浓度的NaCl溶液分别处理番茄(Lycopersicon esculentum cv．UC-82)幼苗，研究分别处理12、24和48h后乙烯信号转导途径中编码转录因子基因的表达变化。结果表明，不同浓度的NaCl溶液处理番茄幼苗12h能明显促进Le-EIL1基因的表达；0．08mol／L NaCl溶液处理12和24h都能促进Le-E1L2基因的表达；用0．04和0．08mol／L NaCl处理12h和24h后，Le-EIL3基因表达都得到增强。用0．04和0．08mol／L NaCl溶液处理番茄幼苗12h能显著地促进Le-ERF1基因的表达；用3种浓度的NaCl溶液0．04，0．08和0．16mol／L处理番茄幼苗12h后均能明显的促进Le-ERF2基因的表达；用不同浓度的NaCl溶液分别处理番茄幼苗Pti4基因的表达变化不大。这些结果说明Le-EILs和Le-ERFs家族成员基因在不同浓度NaCl溶液和不同处理时间条件下表现不同的表达模式。 相似文献
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田菁茎瘤固氮根瘤菌在小麦体内的定殖及营养元素相关miRNA的表达 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】随着化肥过度使用引起的环境问题的出现,无公害农业的推广,以及新型肥料研究领域不断拓宽,微生物肥料,尤其是植物根际促生菌的研究成为近年来的热点。然而微生物肥料的增产机理还基本停留在作物农学性状的表观调查上,没有从分子水平进行研究。因此,本文用田菁茎瘤固氮根瘤菌（Azorhizobium caulinodans ORS571）侵染小麦,探索GFP-A.caulinodans在小麦幼苗组织中的分布与定殖规律以及营养元素相关miRNAs在小麦与A.caulinodans互作中的作用机制。【方法】使用A.caulinodans侵染小麦种子（品种为小偃22）,将接菌6 d后的小麦幼苗的根和接菌12 d后的叶制作玻片,利用激光共聚焦显微镜对样品进行逐层扫描,检测GFP-A.caulinodans在幼苗不同组织中的分布与定殖情况。同时,采集接菌后0 h、 6 h、 12 h、 24 h、 48 h、 72 h、 96 h的小麦幼根取样,用Trizol法提取总RNA。利用试剂盒进行加尾和反转录反应,将样品总RNA中的miRNA合成为cDNA,使用-tubulin作为内参基因,进行实时定量PCR反应,使用2-CT方法计算相对表达量。利用psRNATarget 在线软件,采用默认参数,对miRNA的靶基因进行预测。【结果】 1）激光共聚焦结果显示,GFP-A.caulinodans可定殖于根的表皮细胞、 细胞间隙、 根尖破损处和根毛,在根维管组织和叶片气孔部位,也发现有GFP-A.caulinodans存在。2）实时定量PCR分析结果表明,6条与营养元素代谢有关的miRNA表达发生变化,其中miR164、 miR167和miR827相对表达量呈现出先上调后下调的趋势,miR169 和miR398相对表达量也基本呈现出这一趋势。miR164、 miR167、 miR169和miR398的相对表达量在接菌12 h时上调至最高点,分别为对照的4.13、 2.84、 2.46和3.99倍; miR827相对表达量在接菌24 h时达到最高点,为对照的2.17倍。miR399相对表达量呈现出先下调后上调的趋势,在接菌24 h时降至最低点,为对照的0~21倍。3）通过靶基因预测,6条miRNA的靶基因分别编码了NAC1转录因子、 生长素响应因子、 HAP转录因子、 Cu/Zn 超氧化物歧化酶、 蛋白缀合酶PHO2和SPX-MFS亚家族蛋白。【结论】GFP-A.caulinodans能够从根毛和根尖破损处等部位进入小麦幼苗根部定殖,并可通过向上迁移到达叶片,在气孔处定殖。接种A.caulinodans可不同程度增加小麦根中响应氮素、 磷素、 微量元素的miRNAs相对表达量,增强小麦幼苗对营养元素的吸收和利用,促进小麦根的形态建成。 相似文献
9.
为获取干旱胁迫状态下ABC转运蛋白家族相关基因,以抗旱性强的野生大豆为试验材料,浇灌20%PEG 6000模拟干旱胁迫,分别在干旱处理0、 6、12、24和48 h后取叶片提取RNA进行转录组测序;以GO、KEGG和NR三大数据库注释的结果为基础,再以ABC转运蛋白为关键词进行筛选。结果表明,共获得337条ABC转运蛋白相关序列,包括8大亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD、ABCE、ABCF、ABCG和ABCI)。差异表达分析结果表明,共有182条表现差异表达。GO注释到的差异表达基因多数为嘌呤核苷酸分解过程,KEGG注释到的差异表达基因分布在5个亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD和ABCG)。对NR数据库有注释的168条差异表达基因进行进化分析,结果表明ABCE、ABCF、ABCG家族与ABCI11为一类,ABCB、ABCC家族与ABCI10为一类,ABCA、ABCD家族与ABCI19为一类。本研究为进一步研究野生大豆干旱胁迫下ABC转运蛋白抗旱基因提供了一定的理论依据。 相似文献
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低钾胁迫对烟草幼苗叶中基因表达的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探索在低钾胁迫下烟草幼苗基因表达谱的变化,对烟草幼苗进行了0、6、12、24 h低钾胁迫,并利用基因芯片技术分析了烟草幼苗基因表达谱的变化。结果表明,与对照相比,处理组基因表达量变化在2倍以上的差异表达基因共有3 790个。这些差异表达基因所行使的功能多达18种,包括抗氧化活性、催化活性、酶调活性,并参与应激反应、发育过程以及代谢过程等。在差异表达基因中,涉及到响应非生物刺激相关差异表达基因有417个(281个上调、136个下调)、光合作用基因有21个(10个上调、11个下调)、光合色素合成相关基因9个(6个上调、3个下调)以及植物激素代谢相关基因6个(5个上调、1个下调)。研究结果可为烟草钾营养的分子机制研究提供借鉴。 相似文献
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低场核磁共振分析聚乙二醇对萌发期水稻种子水分吸收的影响 总被引：2，自引：2，他引：0
为研究聚乙二醇(PEG,polyethylene glycol)处理下水稻种子萌发过程中内部水分分布和变化规律,进而揭示水稻耐旱性在水分吸收规律上的重要特征。应用低场核磁共振的T2弛豫谱和质子密度加权成像分析了PEG处理下水稻种子萌发过程中的水分变化,研究了利用蒸馏水(对照)和质量分数分别为10%、20%PEG6000处理对两个水稻品种旱9710、辽星1发芽指标的影响,以及对两个水稻品种萌发0、6、22、48、72 h吸水量的影响,确定单位质量核磁信号幅值与水稻种子湿基含水率的回归函数关系。发芽指标检测结果显示:旱9710耐旱性高于辽星1。质子密度加权成像结果显示:在水分吸收初期,水分子直接通过种子表面裂缝进入种子体内,胚乳中的淀粉粒等物质开始吸水膨胀,种子体积增大。24 h后,种子内营养物质向种胚流动。PEG处理下,水稻种子吸水量明显减少,发芽速度明显降低,且PEG质量分数越高,发芽速度越慢。基于核磁共振理论及T2弛豫谱的多组分特征,当反演频率为10 000时,水稻种子萌发过程中的水分分为束缚水与自由水两部分。T2弛豫谱结果表明:在蒸馏水和质量分数分别为10%、20%PEG处理下,种子湿基含水率和核磁信号幅值均逐渐增长。PEG处理下,核磁信号幅值增长相比对照处理显著降低(P0.05)。PEG处理抑制了两个水稻品种种子对水分的吸收,PEG质量分数越高,抑制作用越强。PEG处理24 h后,耐旱性强的水稻品种吸水率相比对照处理的降低幅度小于耐旱性弱的品种。回归分析表明,3种处理下,核磁信号幅值和湿基含水率具有一致的线性关系(R2=0.983),由回归方程可以求得水稻种子萌发过程中各状态水分的含量。试验为研究水稻种子萌发过程对干旱胁迫的反应机制,开发种子水分微观活体无损检测技术等方面的研究提供理论支持和数据参考。 相似文献
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为了解小麦响应水分胁迫后复水条件下的基因表达特征,以小麦(Triticum aestivum L.)主栽品种陕229的3叶1心期幼苗为材料,采用消减杂交技术,构建了干旱复水条件下的SSH-cDNA表达文库。从消减文库中随机挑选59个插入片段大于400bp的阳性克隆测序,去除冗余序列和嵌合序列后,获得高质量EST序列32条(GenBank登录号为ES466767~ES466798)。序列比对分析表明,小麦干旱后复水的基因表达与植物对其他非生物胁迫的响应具有交叉性;17条EST序列与已知编码蛋白的基因同源性较高,涉及植物的信号传导、能量代谢、转录调控等方面;其他序列为新的EST。以其中一个与乙烯受体基因(ERS)同源性较高的EST序列为基础,采用同源克隆及RACE技术从小麦中分离了4个乙烯受体基因的全长cDNA序列,长度分别为2090、2271、2216和1886bp。4个全长cDNA序列所编码氨基酸序列的同源性极高(99%以上),且均具有ERS典型的GAF、HisKA和HATPase-c跨膜结构,分别命名为TaERS1(HM347272),TaERS2(HM601437),TaERS3(HM601438)和TaERS4(HQ111523)。植物ERS氨基酸序列多重比较表明,小麦与水稻的相似性最高(93%);TaERS基因的全长cDNA序列间比较共发现SNP位点23个。定量PCR表达分析显示,小麦TaERS家族基因参与了小麦植株响应水分胁迫和复水的调控机制。研究结果有助于进一步认识小麦干旱后复水的基因表达谱和小麦水分高效利用机制,探索小麦乙烯受体在水分高效利用中的作用。 相似文献
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Jafar Ahmadi Alireza Pour-Aboughadareh Sedigheh Fabriki-Ourang Ali-Ashraf Mehrabi Kadambot HM Siddique 《Archives of Agronomy and Soil Science》2018,64(10):1351-1365
In this study, we selected 180 accessions from different wild relatives of wheat (Aegilops–Triticum species) and tested them in the presence of a tolerant and a sensitive control variety under well-watered and drought-stressed conditions. The results of analysis of variance for dry masses and all measured root traits showed that water regimes, accession and species main effects were highly significant. Drought stress significantly declined shoot dry mass (59.42%), root length (37.85%) and the total number of branch roots (36.25%), but increased the root-to-shoot ratio (75.00%), specific root length (64.19%) and root tissue density (29.46%). Principal component analysis for 182 individuals and 12 species groups identified two components that explained 75.67 and 82.39% of the total variation in dry mass and root traits under drought-stressed conditions, respectively. Taking together, our results identified 12 accessions with superior tolerance to drought stress. Remarkably, four species of wild relatives – Ae. cylindrica (DC genome), Ae. neglecta (UM genome), Ae. speltoides (B genome) and Ae. tauschii (D genome) – responded well to drought stress. The potential of these species could be used for molecular analysis such as marker assisted selection and gene mapping, ultimately aimed at breeding for root traits with improved adaptation to drought environments. 相似文献
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为了解PEG胁迫下玉米基因表达情况,采用数字化基因表达谱（DGE）技术,检测了20%PEG胁迫下玉米植株中基因表达谱,同时利用实时荧光定量PCR技术对部分基因表达特点进行了验证。结果表明玉米植株在20%PEG胁迫下48h时,共检测到31829个基因表达量发生了改变,其中表达量差异达到2倍以上的基因共1438个,其中801个表达量呈现上调,637个表达量呈现下调。这些差异表达基因功能主要涉及到结合、催化、转录、抗氧化剂活性,参与代谢过程、细胞过程、定位、生物调节、定位建立以及刺激反应等。实时荧光定量PCR分析表明7个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。本研究表明玉米对PEG胁迫反应是一个多基因参与、多个生物过程协同调控的过程,基因表达量的变化可能是调控的主要方式,此外候选了与玉米耐PEG胁迫相关的应答关键基因,为揭示与玉米耐旱机理以及克隆与玉米耐旱性相关关键基因奠定了基础。 相似文献
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胁迫响应NAC转录因子参与植物非生物胁迫过程,过表达水稻(Oryza sativa)SNAC1可显著提高植株耐旱、耐冷和抗盐性。本研究同源克隆了小麦(Tricum aestivum)TaSNAC1基因(GenBank登录号No.JN621240),分析了其表达产物的亚细胞定位,并利用实时定量RT-PCR分析了其在不同组织、PEG和NaCl胁迫下的表达。该基因包含一个内含子,编码329个氨基酸残基的蛋白产物。TaSNAC1与其他禾本科植物SNAC1蛋白高度相似,其与大麦(Hordeum vulgare)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)SNAC1序列相似性依次为97.3%、86.3%、81.1%、79.1%和79.2%。TaSNAC1可能以二聚体形式存在,包含核定位信号和典型的NAM结构域,100~107位的"WKATGXDK100-107"核心基序处于一段β折叠中,其弯曲产生的凹面可能直接参与DNA结合。瞬时转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶肉细胞原生质体的实验表明,TaSNAC1特异定位于细胞核中。盐胁迫条件下,叶和根中TaSNAC1的表达量均升高,且表达模式相似,但根中响应更显著;PEG胁迫下,根中TaSNAC1对胁迫的响应较快且幅度较大,而叶中响应较慢且幅度较小。研究结果提示,TaSNAC1参与小麦的非生物胁迫响应过程,在耐旱、抗盐遗传改良中具有潜在应用价值。 相似文献
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转大麦烟酰胺合成酶基因提高水稻逆境胁迫耐受性的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
维持铁等金属离子的动态平衡是保持植物细胞功能正常的先决条件。烟酰胺合成酶基因在单子叶禾本科的缺铁胁迫应答反应中起着关键作用,它的催化产物烟酰胺(NA)是铁及其他二价金属离子在体内吸收和转运的重要载体,且能与Fe2+结合形成Fe2+-NA复合物,从而使植物在酸性土壤中免受铁毒害。利用农杆菌介导法,将大麦烟酰胺合成酶基因NASHOR1转入水稻台北309中,经PCR及PCR-Southern杂交检测,确定目的基因已经整合到水稻基因组中。铁、锰、铜和锌含量的检测结果显示:与非转基因对照植株相比,转基因植株的金属元素含量都明显提高,铜、锌、锰和铁元素含量分别增加了15%、80%、31%和44%,但铁、锰和锌元素增量在株系间差异较大。在干旱胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量都高于非转基因对照植株的,暗示大麦烟酰胺合酶基因在一定程度上提高了水稻的耐旱性。 相似文献
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稻麦轮作系统中,麦秸还田腐解产生的有毒有害物质可对下茬水稻幼苗产生不利影响,有效减缓或避免其负面影响对于水稻生产尤为重要,而筛选能够提高水稻秧苗抗性的育秧技术不失为重要途径。通过采用5种不同育秧条件对水稻秧苗进行抗性锻炼,以期提高水稻秧苗对麦秸还田条件的抗逆性和适应性,并在移栽后采取相同的栽培措施(氮素和水肥管理)对其进行评估。试验结果表明,干旱及低营养条件下育秧均降低了水稻株高、生物量以及叶绿素含量,且增加了水稻植株丙二醛含量和脯氨酸含量,使水稻的生长发育受到抑制;而施用秸秆、浇施秸秆腐解液以及酚酸混合液进行育秧的处理均增加了水稻株高、地上部鲜重、叶绿素含量、总根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数和平均根直径,且均降低了水稻植株丙二醛含量和脯氨酸含量,提高了水稻秧苗对麦秸腐解产生负面影响的抗逆性和适应性。通过在水稻育秧期添加适量麦秸、麦秸腐解液或酚酸混合液均可有效提高水稻秧苗对麦秸还田条件的适应性。 相似文献
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