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1.
为探究转录因子OsNAC2d的生物学功能及其对水稻耐旱性的影响,本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对粳稻中花11中的OsNAC2d基因进行突变,并考察osnac2d突变体在田间种植下的农艺性状,以及突变体幼苗在干旱胁迫下的生长情况和OsNAC2d基因表达水平。结果表明, OsNAC2d基因主要在水稻成熟籽粒、叶片和花药中表达,在根系和茎中的表达量较低,并且受干旱胁迫诱导,在10株阳性OsNAC2d基因突变株系的T2代植株中,筛选出6种纯合osnac2d突变体,田间试验调查表明,osnac2d突变体与野生型中花11相比,株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率、千粒重和单株产量等农艺性状无显著差异。在干旱胁迫时, osnac2d突变体幼苗的根系与植株生长、根系和地上部生物量的积累均受到抑制,且OsNAC2d在osnac2d突变体中的表达量维持在较低水平,而野生型水稻的OsNAC2d表达则受干旱胁迫诱导而增强,植株生长与生物量积累未受到显著抑制,表明转录因子OsNAC2d正调控水稻响应干旱胁迫。创建的osnac2d突变体材料为进一步揭示OsNAC2d的生物学功能及其响应干旱胁迫的精细调控机... 相似文献
2.
油菜素内酯(BR)是一类植物甾醇类激素,对植物生长发育及胁迫应答具有显著的调控作用,马铃薯中StCYP85A3作为BR合成酶的编码基因,功能仍待进一步探究。本研究从‘川芋10号’马铃薯中克隆出该基因,生物信息学分析表明该蛋白具有催化BR合成的典型亲氧结合域,属于CYP85As家族成员。通过组织表达分析发现该基因在块茎芽眼及根中表达量最高,且芽眼中的表达量随着储藏时间的延长而增加,在块茎芽眼休眠解除时表达迅速升高。同时发现外源BR可诱导马铃薯芽眼及根中StCYP85A3表达量升高,从而显著促进了种薯萌芽及幼苗根的伸长。通过在拟南芥野生型及cyp85a2突变体中过表达StCYP85A3发现,过表达株系种子萌发及根系伸长都早于野生型,同时回补株系弥补了突变体种子萌发、植株根系生长迟缓的缺陷。此外,外源BR对过表达株系种子萌发、根系伸长无显著促进作用,但显著促进了野生型、突变体及回补株系种子萌发、根系伸长。上述马铃薯及拟南芥试验结果表明, StCYP85A3具有促进萌芽及根系伸长的功能。 相似文献
3.
为了深入研究乙烯在植物抵抗逆境胁迫中的作用,以烟草为模式植物,利用幼苗对外源乙烯的"三重反应",筛选得到了40多个乙烯不敏感突变体,其中多数突变体具有较强的抗冷性;从中选取4个突变体株系,对它们耐受低温胁迫的生理基础和作用机理进行了分析。结果表明,低温(0℃)胁迫下,烟草乙烯不敏感突变体的电解质渗透率显著低于野生型,而抗氧化酶活性(POD、SOD)以及过氧化氢酶(CAT)活性都高于野生型,说明突变体具有抵抗低温胁迫的优势生理基础。进一步研究发现,低温(0℃)胁迫下,烟草突变体中冷诱导基因Nt CBFs和Nt COR47呈现高水平表达,乙烯信号传导途径中下游基因ERFs的表达也发生显著变化。这些研究为烟草乙烯不敏感突变体株系具有较强的抗冷性提供了直接的分子证据。 相似文献
4.
NAC作为植物特有的转录因子,广泛参与植物生长发育、衰老及胁迫响应等生物学过程。为探究烟草NtNAC080在非生物胁迫响应中的功能,利用qRT-PCR技术分析了不同胁迫处理下NtNAC080的表达模式,结果表明,NtNAC080的表达受干旱、高盐胁迫以及ABA、MeJA和SA激素的诱导;以NtNAC080基因的敲除突变体及野生型(K326)烟株为材料,分析敲除株系在高盐和干旱胁迫下抗逆表型。试验表明,与野生型相比,2个敲除株系的耐盐抗旱能力均明显增强;干旱和盐胁迫下敲除株系的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性以及可溶性蛋白、脯氨酸含量显著高于野生型,而丙二醛含量显著低于野生型。相反地,异源表达NtNAC080的转基因拟南芥与野生型(Col-0)相比对盐和干旱的耐受性明显减弱。qRT-PCR分析发现在干旱和盐处理后胁迫相关基因(NtDREB1A、NtKAT2、NtNHX1等)在NtNAC080基因敲除株系中表达水平显著高于野生型。以上结果表明,NtNAC080在烟草的非生物胁迫响应中起负调控作用,这可能是通过调控抗氧化酶活性及胁迫相关基因的表达来实现的。 相似文献
5.
《分子植物育种》2016,(6)
本研究以过表达截形苜蓿类型ⅠH~+-焦磷酸酶编码基因MtVP1的转基因马铃薯为材料,对其抗旱性进行了检测。结果显示:(1)在正常生长条件下,与野生型植株相比,两个转基因株系的叶片相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性差异均不显著,而脯氨酸含量均高于野生型植株,其中OE2株系脯氨酸含量显著高于野生型植株。随着干旱胁迫的持续,两个转基因株系的叶片相对含水量、叶绿素含量的下降趋势平缓,其含量均显著高于野生型对照,且两个转基因株系的脯氨酸含量和SOD活性显著高于野生型对照,而转基因株系的MDA含量显著低于野生型植株。(2)转MtVP1马铃薯表现出表皮毛增多的新表型,茎和叶表面的表皮毛明显比野生型植株多。以上结果表明,Mt VP1基因的过表达提高了马铃薯的渗透调节能力,从而增强了马铃薯的抗旱性;还表明植物类型ⅠH~+-焦磷酸酶基因可能参与调控其他的代谢通路,具有更复杂的生理功能。 相似文献
6.
水稻OsRPK1基因属于富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶,在盐胁迫下其表达量暂时升高后出现明显下降。前期研究表明, OsRPK1基因过表达会造成拟南芥非生物胁迫耐受性明显降低。本研究对OsRPK1基因在水稻中实现过表达和RNA干涉,进而对OsRPK1的抗逆性功能加以探究。结果表明, OsRPK1基因表达量增加时,水稻幼苗表现为耐盐性下降;RNA干涉则使水稻幼苗表现为耐盐性增加。盐胁迫后OsRPK1过表达植株脯氨酸含量低于野生型、MDA含量和相对电导率显著高于野生型,而OsRPK1-RNAi水稻植株的脯氨酸含量显著高于野生型、MDA含量和相对电导率显著低于野生型。因此, OsRPK1基因的表达量对水稻耐盐性具有明显影响,脯氨酸含量及细胞质膜受破损程度的改变可能是造成转基因水稻耐盐性变化的内在原因。本研究为进一步阐明OsRPK1基因的抗逆作用机制奠定了基础,对于通过调整该基因表达改良水稻的耐盐性具有重要意义。 相似文献
7.
MA Jin-Jiao LAN Jin-Ping ZHANG Tong CHEN Yue GUO Ya-Lu LIU Yu-Qing YAN Gao-Wei WEI Jian DOU Shi-Juan YANG Ming LI Li-Yun LIU Guo-Zhen 《作物学报》2020,46(1):20-30
促分裂原活化蛋白质激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)在真核生物中高度保守,在水稻逆境应答反应中也发挥着重要作用。本研究表达纯化了水稻OsMPK17蛋白质,制备了特异性抗体,对多种非生物逆境胁迫下的蛋白质样品进行免疫印迹分析,发现OsMPK17蛋白质在干旱胁迫下诱导表达,提示该蛋白质在干旱胁迫应答中发挥作用。对脱落酸和茉莉酸甲酯处理的离体叶片蛋白质分析发现,OsMPK17蛋白质表达丰度下降,提示该蛋白质的功能发挥可能受激素调控。为此,构建了过表达OsMPK17蛋白质的载体,转化水稻后筛选获得了OsMPK17蛋白质过表达的纯合株系。田间种植鉴定结果表明,转基因株系的株高变矮、穗长变短、结实率降低。种子萌发期拟旱(PEG-6000)处理条件下,过表达OsMPK17株系的种子长势明显比野生型好,根长与芽长均显著大于野生型。幼苗期失水试验表明,转基因植株的失水率低于野生型。在土培干旱胁迫后恢复浇水的试验中,过表达OsMPK17蛋白质的转基因水稻生长也好于野生型。综上,过表达OsMPK17蛋白质提高了水稻的耐旱性。本研究增进了对水稻OsMPK17基因功能的了解。 相似文献
8.
自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。 相似文献
9.
水稻T-DNA插入突变体库中Rubisco抗氧化胁迫株系的筛选 总被引：2，自引：0，他引：2
以水稻(Oryza sativa L. subsp. japonica)品种“中花11”构建的T-DNA插入突变体库为材料,用甲基紫精诱导叶绿体产生活性氧,通过SDS-PAGE电泳分析Rubisco含量相对于野生型的变化,筛选耐氧化胁迫的株系。结果表明,与对照相比,突变体材料各个株系叶片中的Rubisco小亚基的相对含量有较大差异,说明这种筛选Rubisco突变体的方法是可行的,且从中找到了两株Rubisco耐氧化胁迫的株系。 相似文献
10.
《华北农学报》2021,36(5)
OsSP1基因是水稻叶绿体定位基因,并且具有明显的干旱响应性。为确定OsSP1基因对水稻生长和干旱胁迫抗性的影响,分别采用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因过表达技术创建了水稻品种中花11 OsSP1基因编辑株系和过表达株系,并通过对靶序列进行片段扩增和测序确定基因编辑植株中OsSP1基因的突变方式,通过hpt序列扩增和潮霉素筛选获得单拷贝插入的纯合过表达植株。表型对比、叶绿素含量测定、过氧化氢测定和干旱抗性分析的结果表明,过表达OsSP1基因对水稻的生长和干旱胁迫抗性均无明显影响,但通过基因编辑引起OsSP1基因突变后,水稻的生长和结实受到了严重影响,在正常生长条件下,T_0和T_1双等位杂合突变和纯合突变的基因编辑植株均出现矮小、黄化、早衰、不分蘖等生长抑制表型。T_0植株结实数很低,T_1植株均未抽穗结实,叶片的叶绿素含量也显著或极显著低于野生型和过表达植株,上述结果显示了OsSP1基因在维持水稻正常生长和产量中的关键性作用,为进一步揭示OsSP1基因的作用机制提供了理论和材料基础。 相似文献
11.
以水稻中花11及其汞耐性突变体的溶液培养, 研究了在0.4 mmol L-1 Hg2+胁迫下汞耐性突变体的活性氧代谢及抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的变化。结果表明, Hg2+胁迫下, 突变体叶片中的H2O2含量、产生速率和MDA含量、GSSG含量、DHA含量显著低于野生型; 突变体叶片中GSH/GSSG和AsA/DHA的比值均高于野生型, 同时突变体根和茎中的Hg2+含量明显高于野生型。说明汞耐性突变体体内AsA-GSH循环在Hg2+胁迫下仍能保持较高的运转效率和清除活性氧的能力, 在其耐汞性中起重要作用。 相似文献
12.
采用营养液水培法对普通野生稻DNA导入宁夏栽培水稻宁粳16号中获得的12份后代材料进行苗期的耐盐性鉴定.结果表明,在120 mmol/L NaCl处理下,材料D44、D43、D5-24、DJ 13、DJ 24和D 5-45的平均死叶率相对较低,地上和地下部能够保持较高的含水量,说明其受盐胁迫的伤害较小;所有材料的可溶性糖含量和脯氨酸积累量都较0 mmol/L NaCl的高,其中材料D43、D44、D5-24、DJ 24、DJ 25和DJ13的可溶性糖含量提高的量较其他材料高,而脯氨酸的相对积累量较其他材料低,说明这几个材料的渗透调节能力较强,相对于其他材料较耐盐. 相似文献
13.
转PvP5CS1基因拟南芥植株对干旱和盐胁迫的反应 总被引：2，自引：0，他引：2
为探索普通菜豆脯氨酸合成酶基因P5CS1在植物渗透胁迫中的作用,本研究应用农杆菌介导法,将PvP5CS1基因转入拟南芥,获得6株阳性转基因株系;通过检测转基因植株与野生型植株在干旱和盐胁迫下种子发芽率,幼苗脯氨酸含量、株系电导率、相对根长和成株死亡率,分析了PvP5CS1基因的表达对改善拟南芥抗渗透胁迫的效应。结果表明,在150 mmol L-1 NaCl和150 mmol L-1甘露醇渗透胁迫下,转基因植株平均相对发芽率分别是野生型的1.6倍和1.62倍;150、250 mmol L-1甘露醇和150 mmol L-1 NaCl处理下,转基因拟南芥植株平均脯氨酸含量分别是野生型的2.68、1.30和1.30倍;平均相对电导率分别是野生型植株的85%、77%和85%;平均相对根长分别是野生型植株的1.2、1.3和1.2倍;300 mmol L-1 NaCl处理下,转基因植株的平均死亡率为42%,显著低于野生型(90%)(P<0.05);干旱胁迫下,转基因植株的平均死亡率为56%,显著低于野生型(70%)(P<0.05),说明PvP5CS1基因在拟南芥中的表达明显改善了转基因植株的抗旱性和耐盐性。 相似文献
14.
农杆菌介导的辽宁碱蓬胆碱单氧化酶基因CMO转化烟草提高抗氧化胁迫的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过农杆菌介导的遗传转化,将来自辽宁碱蓬的甜菜碱合成关键基因－胆碱单氧化酶基因CMO
转入烟草,以提高烟草耐受氧化胁迫的能力,并对得到抗生素抗性植株进行了分子检测和百草枯诱导
的氧化胁迫。Southern 和Northern 检测表明CMO 已经整合到烟草基因组中,并得到了正确的表达,但
不同转基因株系中的拷贝数不同,株系T1、T2、T6 为单拷贝;株系T4、T5 为双拷贝;株系T3 为3 个拷
贝。在10 μM 和20 μM百草枯胁迫24 h 的情况下,转基因植株表现了较强的耐受氧化胁迫能力,各转
基因株系和野生型相比具有较低的丙二醛含量和较高的超氧化物歧化酶活性。这可能是转基因植物
中甜菜碱的积累诱导或保护了抗氧化酶的活性,使得转基因植株受到的氧化胁迫较低,转基因植株中
较低的电导率也证明了这一点。转CMO 基因烟草耐氧化胁迫能力的提高,说明CMO 基因可以进一步
在玉米、水稻等重要农作物中应用以提高其耐受干旱、低温等非生物胁迫的能力。 相似文献
15.
Error-prone PCR获得EPSP酶突变基因提高水稻的草甘膦抗性 总被引：2，自引：0，他引：2
将通过Error-prone PCR方法获得的表达水稻EPSP酶突变基因epsp102和未经修饰的水稻epsp基因分别导入籼稻恢复系明恢86,获得转化克隆84个和109个。对T1、T2代转基因水稻三叶期和分蘖期喷施草甘膦,各选出4个对草甘膦高抗性的T3代材料,进行分子鉴定。对其中的3个株系进行农艺性状考察,并各选1个株系作为父本与其他优良恢复系进行杂交,进一步考察epsp和epsp102基因在不同遗传背景下的抗性和农艺性状表现。Southern结果显示：epsp的整合拷贝数为2～3拷贝,epsp102拷贝数为1-2拷贝。萌发种子、三叶期及分蘖期对草甘膦抗性检测显示：转基因萌发种子对草甘膦的抗性提高15倍;三叶期对草甘膦的抗性提高3-4倍。分蘖期剂量效应检测结果显示：非转基因对照在施0．1倍以上的致死剂量农达时,植株显著失水,而转基因株系水分生理正常。两地两季的农艺性状考察显示：与对照相比转基因株系的穗数明显增多,转基因株系ep-3和ep102-20结实率和单株重与对照没有显著差异;以ep-3和ep102-20作父本,与4个恢复系杂交的F：代对草甘膦的抗性没有降低,两个组合的结实率显著增加,SK／ep-3组合结实率显著下降,其余组合的结实率与对照持平。 相似文献
16.
转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究 总被引：7，自引：3，他引：4
通过C4转基因技术改善C3作物光合作用, 以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而, 目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T4代转ppc基因水稻为材料, 进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明, 在旱作栽培条件下, 两个转ppc基因株系(T1, T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%, 分蘖增加27%和40%; T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率; 干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加, T1和T2 SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%), 而MDA含量增幅显著低于WT, 表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力; T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度, 说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下, 得到的结果相似。 相似文献
17.
硼胁迫对不同类型西瓜活性氧代谢与抗氧化系统的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】为了研究硼对不同类型西瓜活性氧代谢与抗氧化系统的影响。【方法】以籽瓜、“黑美人”西瓜和野生西瓜为材料,设0.00,0.05,0.20,0.60 mmol/L 四个硼浓度,测定三种类型西瓜O2.?、H2O2和MDA含量及SOD、POD和CAT活性。【结果】结果表明：三种类型西瓜的O2和H2O2产生速率在硼胁迫下均显著提高,且高硼胁迫的西瓜O2.?和H2O2产生速率都大于缺硼胁迫,并导致MDA的积累。硼胁迫使三种类型西瓜的POD活性上升,CAT活性下降。籽瓜和“黑美人”的SOD活性下降,野生西瓜SOD活性上升。【结论】硼胁迫引起西瓜的活性氧爆发,并启动了西瓜的抗氧化系统,但仍然无法完全抵御硼胁迫带来的活性氧伤害,野生西瓜对硼胁迫的抗逆最强。 相似文献
18.
镉胁迫对不同水稻品种苗期光合特性与生理生化特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究镉抗性不同的水稻品种对镉胁迫的生理生化响应差异,采用水培法,以对镉胁迫相对敏感的水稻品种28占和对镉胁迫相对耐受的水稻品种黄粤占为材料,研究了0(蒸馏水,对照),0.05,0.10,0.20 mmol/L 4种不同镉胁迫浓度对该2个水稻品种种子萌发幼苗期的生物学性状、光合特性和生理生化指标的影响。结果表明:不同镉胁迫处理浓度下,2个供试水稻品种28占和黄粤占的苗高、根长、幼苗鲜质量与幼苗干质量均随镉胁迫处理浓度的增大而减小,其中28占减小相对较显著;镉胁迫条件下,水稻叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)均呈不同程度的下降趋势。耐镉水稻品种黄粤占Pn、Gs、Tr和Ci的下降均低于镉敏感型水稻品种28占;气孔限制百分率(Ls)呈增加趋势,且品种间差异不显著。随着镉胁迫处理浓度的增加,2个供试水稻品种28占和黄粤占的幼苗叶片叶绿素含量呈下降趋势,而MDA含量、SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性均随着镉胁迫处理浓度的升高而增大,且镉胁迫处理下黄粤占的MDA含量与各抗氧化酶活性较对照的相对增加值小于28占。结果表明,水稻品种黄粤占种子萌发幼苗期对镉胁迫具有较好的抗性。 相似文献
19.
Boyin Qiu Weihui Zhou Dawei Xue Fanrong Zeng Shafaqat Ali Guoping Zhang 《Euphytica》2010,174(2):199-207
Identification of Cr-tolerant lines in a rice DH population was conducted based on the modified weighted function analysis.
The significant difference was found between the two parents and among DH population lines, with lines 117, 101 and parent
ZYQ8 showing the high Cr tolerance, lines 41 and 49 showing Cr sensitivity. A dramatic difference also existed in Cr accumulation
of plant tissues, with lines 19, 18 and 1, 5 having the minimum and maximum shoot Cr accumulation, respectively, and line
19, parent JX17 and lines 1, 56, ZYQ8 having the minimum and maximum root Cr accumulation, respectively. There was a significant
difference in shoot/root ratio of Cr accumulation among the population, with line 18 and parent ZYQ8 ranking the tops and
lines 109, 71, 19, parent JX17 ranking the bottoms. Zn uptake and accumulation was reduced when the plants were exposed to
Cr stress. In addition, three QTLs were detected, which are, respectively, associated with Cr accumulation in shoot and root,
and ratio of shoot to root. 相似文献