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为明确砷胁迫下microRNA的应答功能及调控通路,本研究利用miRNA芯片检测水稻幼苗在亚砷酸盐胁迫后miRNA的表达差异。结果发现11个miRNA表达显著下调,7个显著上调,并采用RT-PCR验证了9个miRNA的差异表达。差异miRNA靶基因多编码转录因子以及重金属响应网络中的蛋白。基因本体(GO)和KEGG通路富集表明,砷胁迫下miRNA主要介导调控激素信号转导、硫代谢、氨基酸代谢和抗氧化防御。利用PLACE数据库发现miRNA上游启动子区密集分布多种金属应答元件。本研究有助于阐明水稻中砷转运和积累的分子机制,为水稻抗逆育种提供理论参考。 相似文献
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TCP蛋白是一类植物特有的转录因子,广泛存在多个物种中。不同物种TCP蛋白数量差异较大,但都含有一个由59个氨基酸残基组成的高度保守的bHLH结构。TCP蛋白通过bHLH结构结合到基因的启动子、内含子及编码区调控下游基因表达,同时其自身的表达和活性也受多个因子的调控。近几年,随着研究的深入和生物技术的发展,TCP转录因子的上下游调控网络逐步被揭晓。本研究主要对TCP转录因子的结构、分布,其上游调控因子和调控下游基因的分子机制最新研究以及生物学功能进行综述,并对TCP转录因子未来的研究方向进行展望,为全面了解TCP类转录因子的调控网络提供参考。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(12):3837-3848
低温冷害是影响水稻生长发育最严重的非生物胁迫之一。鉴定水稻耐冷相关功能基因、解析其调控耐冷性的分子机制,对水稻耐冷性分子育种有重要意义。本研究以强耐冷的粳稻品种‘丽江新团黑谷’(LTH)和低温敏感的籼稻品种‘三黄占2号’(SHZ-2)为材料,通过全基因组转录和蛋白表达谱分析这两个品种对低温响应的差异,鉴定LTH和SHZ-2差异表达的基因和蛋白及其信号通路。研究显示,两个材料中差异表达基因主要富集在蛋白代谢途径、糖代谢途径和膜转运相关途径等生物学过程,并发现抗病相关防卫基因在抗病但不耐冷的SHZ-2中上调,而在耐冷但不抗病的LTH中没有显著上调,表明水稻抗病性与耐冷性存在内在关系。此外,还发现LTH和SHZ-2之间存在很多在转录水平和翻译水平表达差异不一致的基因。本研究从转录和翻译水平对耐冷和低温敏感两个水稻品种在低温胁迫下的响应进行分析,研究结果促进对水稻苗期耐冷性分子调控机制的全面认识,并为下一步水稻耐冷基因的鉴定和耐冷性分子机制的深入研究奠定基础。 相似文献
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磷素是植物生长和发育所必需的大量元素之一。现在研究表明OsPHR2,OsSPX1,OsmiR399,OsPHO,OsIPS1,OsIPS2,OsSIZ1,pht1家族等基因与水稻磷吸收信号调控和磷转运有关。目前研究表明OsPHR2,OsSPX1与其在拟南芥中的同源基因功能相似,水稻超表达OsPHR2和干涉OsSPX1都有富集磷的表型。Pht1家族的大部分基因都属于高磷亲和力转运蛋白。此文概述了近年来水稻磷信号途径研究进展,并对进一步研究做了展望。 相似文献
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MYB转录因子家族是功能多样、数量众多的转录因子之一,参与调控植物发育、代谢和对逆境胁迫响应等多种生理过程。近些年研究人员一直致力于研究MYB转录因子的特点和功能分析,目前对转录因子和其靶DNA相互作用已有了解,但对于植物R2R3-MYB蛋白与它们的同源靶DNA相互作用的分子机制的理解并不完整。本文结合最新研究进展,综述了植物MYB转录因子家族的进化、生物学功能以及表达调控,并着重阐述了植物MYB蛋白与相应靶DNA间相互作用特性,为进一步分析功能未知的植物MYB转录因子提供了参考。 相似文献
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《分子植物育种》2020,(18)
磷是植物生长发育的主要矿质营养元素之一,磷饥饿响应(phosphate starvation response, PHR)基因在调节植物磷素吸收中起着重要作用。鉴定桑树磷饥饿响应转录因子家族成员,分析其生物信息学特征,为桑树PHR家族基因的功能研究提供基础。从桑树基因组数据库中获得桑树PHR转录因子序列,利用GSDS、ExPASy、MEGA、MEME、psRNATarget、STRING等软件和网上转录组数据,对桑树PHR家族成员的基因结构、蛋白理化性质、保守基序、系统进化、基因组织表达、调控miRNA和蛋白互作网络进行分析。从桑树基因组中共鉴定出12个PHR基因家族成员,氨基酸数介于256～1 529之间,83.3%的成员属于酸性蛋白,所有成员均为亲水性蛋白。进化分析显示,MnPHR转录因子归为9个聚类组,各聚类组含有1～2个MnPHR成员。外显子数为6、7、8、19的MnPHR编码基因成员分别有7个、3个、1个、1个,同一聚类组中的基因结构类似。发现4个保守性较强的基序,所有MnPHR转录因子均含有基序1～4,聚类组Ⅰ～Ⅳ的MnPHR转录因子缺少基序6。基因组织表达分析发现10个桑树PHR基因在不同组织中有表达,且存在组织特异性,部分基因转录可能受miRNA的调控。MnPHR1的蛋白互作网络分析发现,其主要参与了纤维素合成和转录因子表达调控等生物学过程。桑树PHR家族基因结构和氨基酸序列具有较强的保守性,其组织表达和蛋白互作网络结果表明该家族基因在植物的生长发育和营养吸收过程中发挥作用。本研究结果为深入开展桑树磷吸收和转运相关基因的克隆和功能验证提供了基础。 相似文献
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植物磷利用研究在水稻分子设计育种中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
磷是植物生长发育所必需的大量元素,作物对磷肥的利用效率约20%~30%,提高水稻的磷利用效率是实现绿色超级稻分子设计育种的关键。本研究首先对目前植物的磷吸收和运输过程中磷转运体、根构型改变、根际有机酸分泌、酸性磷酸酶和植酸酶的研究进展进行了总结,进一步总结了植物长距离及局部磷信号传导和调控的相关基因及网络,最后探讨了植物磷吸收和利用高效基因在水稻分子设计育种中的策略和方法。通过对植物磷吸收和利用代谢途径的梳理,为培育水稻磷高效的新品种提供设计思路,进而验证磷吸收和利用代谢通路涉及的基因在水稻中的表达调控模式,为提高水稻的育种效率提供理论参考。 相似文献
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涝渍是中国长江、黄河流域棉区棉花产量、品质提高的重要限制因子。棉花常具有复杂的耐涝机制,其中,转录因子在其响应涝渍胁迫中发挥着重要作用。本研究从形态结构、生理生化、基因表达等方面综述了近几年国内外有关棉花涝渍胁迫的研究进展,探讨了胁迫条件下棉花的形态及生理适应性,信号转导过程,重点分析了b ZIP、AP2/EREBP,NAC、WRKY、MYB、b HLH等几大家族转录因子的结构、分类及生物学功能,并对其响应非生物胁迫的复杂调控机制进行了论述,以期为发掘棉花耐涝基因,利用分子手段培育棉花耐涝新品种提供思路。 相似文献
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水稻体内镉离子代谢机制研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
镉离子在水稻体内的代谢是一个涉及到吸收、运输和积累三个基本环节的复杂生物学过程;水稻植株在遭受镉离子侵入后将从细胞学、酶学和基因表达与调控等层面启动一系列应答和阻滞镉积累的相关机制,以试图维持机体正常的生命活动。本综述首先简要概述了水稻响应镉离子胁迫机理机制;在此基础上,较系统地总结了编码自然抗性相关巨噬细胞蛋白、重金属ATP酶、铁转运调控蛋白和金属耐受蛋白等镉离子代谢的有关功能基因及其具体的调控作用;最后,指出了镉代谢研究领域中所存在的问题及其发展方向。本综述将为低镉水稻品种的定向培育提供有益的线索和启示。 相似文献
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AP2/ERF (APETALA2/ethylene responsive factor)是植物特有的转录因子家族,广泛参与生长发育和胁迫应答等多种生物学进程。水稻是我国重要的粮食作物,但在其生长过程中受到多种逆境的影响。目前研究发现AP2/ERF转录因子在水稻逆境应答中扮演十分重要的角色。本文结合国内外研究进展,综述了水稻AP2/ERF转录因子的分类和结构,并梳理了不同亚家族的AP2/ERF转录因子响应病害、干旱、高盐和低温胁迫的功能和机制研究进展,为深入阐释水稻AP2/ERF转录因子调控逆境应答的分子网络及品种改良提供参考。 相似文献
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利用cDNA-AFLP技术分析小麦应答低磷胁迫的特异表达基因 总被引：2，自引：1，他引：1
以磷高效小麦品种石新828为材料,采用cDNA-AFLP技术,鉴定了短期(1~6 h)、中期(12~48 h)和长期(72~144 h)低磷胁迫根系特异上、下调表达基因的表达序列标签(EST)。共有非重复的上调ESTs 142个,下调ESTs 94个。胁迫下的前者分别含短、中和长期23、53和66个;后者分别含短、中和长期17、39和38个。对其功能比对发现,上调ESTs在功能上归属于信号转导、转录调控、代谢、逆境响应、发育、物质运输、脂类代谢和功能未知等类别,下调EST除上述类别外,还含有蛋白质合成和降解等类别。部分转录因子基因(如水稻OsPTF1和拟南芥ZAT10高度同源的转录因子基因)、促分裂原激酶基因MAPK1a、钙依赖蛋白激酶基因CPK1A和蛋白激酶基因(如serine/threonine kinase)、高亲和磷转运蛋白基因(PHT3和PT2)、过氧化物酶基因(如peroxidase 73)和谷胱甘肽-S-转移酶基因(glutathione S-transferase),受到低磷胁迫的特异增强诱导,在改善小麦植株对低磷胁迫的适应能力中可能具有重要作用。研究表明,小麦对低磷胁迫的响应,在分子水平上存在着植株感受低磷胁迫信号和信号转导、进一步在生理生化方面对胁迫信号产生应答等复杂的过程。 相似文献
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植物对磷饥饿的反应研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。我国是世界上最大的小麦生产国。但是我国耕地中有59%的土壤缺磷。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。土壤缺磷并不是土壤中总磷量低,而是土壤中可供植物直接吸收利用的有效态磷含量低。植物在磷饥饿时会发生各种各样的变化,以尽最大可能满足自身对磷的需求。植物对缺磷的反应是一个复杂的网络过程。大约有100多个基因参与了植物对缺磷的反应。其中主要的有磷转运蛋白基因、核糖核酸酶基因、磷酸酶基因等。植物在吸收外界的磷的过程中磷转运蛋白发挥了重要作用。植物磷转运蛋白基因按照序列相似性可以划分为H+/Pi共转运家族(Pht1家族)和Na+/Pi共转运家族(Pht2家族)。按照吸收动力学的标准可以分为高亲和力磷转运蛋白和低亲和力磷转运蛋白两种。磷饥饿时植物对磷吸收能力的增强的原因之一是增加了磷转运蛋白分子的合成数目。目前尽管人们对植物吸收磷的理解已经有了长足的进步,但是在植物对磷的具体调控机制、磷的跨液泡膜运输等重要方面仍然没有明确的结果。 相似文献
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小麦冷驯化相关基因及抗寒性分子机理研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
经过抗寒性锻炼或冷驯化过程的小麦会增强抗寒性,本文综述了近年来关于小麦冷驯化与抗寒性相关基因与分子机理研究的主要进展,对参与低温信号传导的CBF、ICE、b-ZIP、WRKY、NAC等转录因子,以及低温响应蛋白包括ABA依赖和非ABA依赖途径的COR蛋白、水通道蛋白、微管蛋白、抗冻蛋白等的表达调控模式做以介绍。我们对春化作用与冷驯化的相关性,小麦冷驯化过程中低温信号传导途径和低温响应机制也进行了讨论、总结,期望能对今后小麦抗寒分子育种及抗寒性分子机理的研究有所促进。 相似文献
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水稻是全球最重要的粮食作物之一,水稻产量的高低关系着全球社会的稳定与发展。磷元素是许多重要生物大分子的关键组分,且参与植物体内许多的生理生化反应,因此植物的生长和发育都离不开磷元素。目前,水稻中有关磷素吸收利用的基因已被挖掘且相关的分子机理研究也在不断深入,同时也取得了一些突破性的进展。但是,水稻磷素吸收利用的调控通路研究相对较复杂,尚需进一步挖掘和解析更多磷利用相关基因的功能。本研究通过设置高磷和低磷水平共筛选了1 525份水稻‘9311’突变体材料,获得了9份响应不同磷水平的差异候选材料,进一步对候选材料分析发现仅有190286突变体能够很大程度上响应磷水平变化且恢复其表型。通过分析190286突变体在高磷与低磷及恢复生长条件下相关形态生理指标,发现在低磷下其根长、地上部分及鲜重方面与‘9311’存在显著差异且为磷高效材料。该研究结果为后期水稻磷吸收利用相关基因的挖掘和功能解析奠定了基础,也为后续水稻磷高效育种提供了材料支撑。 相似文献