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秋水仙碱诱导美洲黑杨花粉染色体加倍的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《西部林业科学》2019,(1)
为提高美洲黑杨抗寒性,多倍体育种是一条有效途径。本试验在掌握美洲黑杨花粉母细胞减数分裂进程的基础上,采用二因素随机区组设计,研究了美洲黑杨花粉染色体加倍的有效处理时期及有效处理浓度。结果表明:(1)在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ之前利用各浓度(0.3%、0.5%、0.8%)的秋水仙碱处理美洲黑杨雄花芽均能获得一定比例的2n花粉;(2)利用0.5%的秋水仙碱在花粉母细胞减数分裂粗线期处理美洲黑杨雄花芽,2n花粉得率最高,为35.5%。本研究为美洲黑杨通过获取2n花粉途径进行多倍体育种奠定了基础。 相似文献
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在掌握小孢子母细胞减数分裂规律的基础上,就非离体状态下采用切梢吸入式处理方式,分别在细线末期和粗线期施加秋水仙碱溶液处理雄花芽,诱导杜仲花粉染色体加倍进行了研究。结果表明:采用切梢吸入式在细线末期处理后,不论花芽处于枝条的任何部位,得到的2n花粉比率都很高。 相似文献
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《林业科学》2017,(11)
【目的】研究山核桃花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为变化及其染色体核型特征,进而确定山核桃染色体数目及倍性水平,探索山核桃无融合生殖现象与其倍性水平的关系,丰富山核桃生殖生物学等相关研究内容,同时也为山核桃杂交育种及系统分类等研究提供一些细胞学资料。【方法】1)以山核桃雄花序为研究材料,采用DAPI荧光染色技术对山核桃花粉母细胞减数分裂过程进行研究。2)以山核桃根尖为材料,采用核型分析技术分析山核桃染色体核型。【结果】1)山核桃花粉母细胞减数分裂分2次进行。第1次为减数分裂,所形成的子细胞染色体数目减半,分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ4个阶段,其中前期Ⅰ最为复杂,分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期5个时期,所经历时间最长,占整个分裂周期的70%;第2次为有丝分裂,形成的子细胞染色体数目不再减半,同样分为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ4个阶段,历时较短。2)在减数分裂同步性方面,同一小花的不同花药间及同一花序轴的不同小花间表现较为一致。3)山核桃大多数花粉母细胞减数分裂中染色体行为正常,配成16个二价体,有一定比例的异常花粉母细胞出现,主要表现为中期Ⅰ出现落后染色体,异常率为8.86%,中期Ⅱ表现为不对称分裂,异常率为15.79%。4)山核桃核型公式为2n=32=20m+12sm,染色体相对长度变化范围为4.006(±0.449)~9.559(±1.175),臂比大于2的染色体比例为25.000%,最长染色体与最短染色体之比为2.417±0.456,核型不对称系数为62.875,核型分类属于2B。【结论】1)山核桃虽然存在无融合生殖现象,但是其花粉母细胞减数分裂仍遵循大多数被子植物减数分裂规律,在整个减数分裂进程中,前期Ⅰ所需时间最长。2)山核桃花粉母细胞减数分裂同步性程度较高,不利于山核桃散粉期的延长。3)山核桃花粉母细胞减数分裂异常情况主要出现在中期Ⅰ及中期Ⅱ2个阶段。4)山核桃核型属于比较对称的类型,其染色体数目为2n=32,减数分裂配对成16个二价体,在倍性水平上属于二倍体。 相似文献
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杨树花粉染色体加倍有效处理时期的研究 总被引：17，自引：0，他引：17
以毛新杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａ×Ｐ．ｂｏｌｅａｎａ）为材料,在掌握小孢子母细胞减数分裂过程的基础上,对花粉染色体加倍中减数分裂的有效处理时期以及作用持续时间进行了研究,结果表明：（１）经秋水仙溶液处理所获得的花粉中均有一定比例的形态较大的花粉,最高可达８８％。这种大花粉经花粉染色体检查为２ｎ＝３８,且均能正常萌发。（２）一般只要是在水培４０ｈ左右,花药由淡绿色转为绿黄色以后且未变红前,也就是由细线末期到终变期之前处理,均能取得较好的加倍效果。（３）在有效处理时期内,处理次数与花粉得率也有一定的相关性,考虑２ｎ花粉比率及花粉量得率,处理次数以３～５次,每次间隔５～７ｈ为宜。 相似文献
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【目的】建立绣球花发育的形态学指标与减数分裂进程的对应关系,观测小孢子母细胞减数分裂过程中染色体行为及花粉特征,为绣球种质创新奠定工作基础。【方法】采集不同发育阶段的花序,卡宝品红压片后,观察可育花的花粉母细胞减数分裂情况,统计减数分裂异常现象出现的比例,利用液体培养基培养并测定花粉萌发力。【结果】1)绣球‘无尽夏’花序边缘的装饰花开放之前,可育花的花粉母细胞细胞质浓厚、核仁明显。当花序边缘的装饰花微微开放时,可育花的花蕾直径在3～3.5 mm,花药宽约0.5 mm,长约1 mm,此时花粉母细胞减数分裂进入粗线期。随着可育花进一步发育,可以观察到从终变期到花粉粒的各个时期。花序边缘的装饰花完全开放时,可育花的减数分裂已经结束,此时可育花的花蕾直径在4 mm左右,花药宽约1 mm,长约1.5 mm。2)绣球‘无尽夏’在减数分裂过程中染色体行为正常,2个杂种F1的小孢子母细胞减数分裂过程出现大量异常现象。Hydrangea macrophylla ‘Magical Jade’×H. chinensis的杂种F1在小孢子母细胞减数分裂中期I有46.... 相似文献
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秋水仙碱处理白杨雌花芽培育三倍体植株的研究 总被引：14，自引：0，他引：14
采用不同浓度的秋水仙碱溶液以及不同方法处理毛新杨、银腺杨、银毛雌花芽诱导其雌配子染色体加倍，经杂交获得种子后，不年播种育苗，并在苗期进行表型初选，然后对初选的入选群体进行染色体数目镜检，其中从表现生长速度快、叶片大而厚、颜色深绿的入选群体中检测出13株三倍体植株。试验结果表明：（1）水培雌花枝1－5d期间是处理雌花芽诱导雌配子染色体加倍的有效时期；（2）三种秋水仙碱溶液处理方法诱导雌配子染色体加倍培育三倍体均有效，其中以瓶浸法处理效果较好；（3）秋水仙碱处理浓度以0．25％和0．50％有效，其中以0．50％较佳，（4）从入选群体中检测出的三倍体植株在苗期表现出巨大性和速生特性。 相似文献
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【目的】利用FISH技术追踪三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程特定染色体的行为,明确其配对和分离规律,丰富对杨树异源三倍体减数分裂过程染色体行为的细胞遗传学认识。【方法】以三倍体‘银中杨’花药为材料,对不同酶液组合和酶解时间进行筛选,在此基础上均进行减数分裂染色体制片,以45S rDNA序列为探针,利用FISH技术,对‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为进行追踪和分析。【结果】1)筛选出适于‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体制片的酶解条件为3%纤维素酶+1%果胶酶混合液在37℃下酶解3 h,结合压片和冷冻脱盖片,可获得细胞分散度良好,细胞质薄,背景干净,染色体形态清晰的制片,适用于FISH分析。2)45S rDNA探针信号定位于‘银中杨’3条同源染色体上,它们在中期I呈现III、II+I、I+I+I 3种配对形式,其中三价体发生的频率最高,达69.28%,II+I和I+I+I的配对类型分别占28.10%和2.61%,表明信号所定位的染色体亲缘关系可能较近,但也存在联会松弛的现象。3)约80.37%～93.44%的细胞在后期I至中期II发育阶段呈现2/1分离模式,约63.... 相似文献
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毛白杨花粉败育机制的研究 总被引：8，自引：0，他引：8
从细胞遗传学角度较为系统地揭示了毛白杨花粉败育的机制，即主要是毛白杨异质性遗传基础与环境相互作用的结果。（1）在减数分裂中有数目不等的联合程度较差的单价体以及落后染色体出现，这种与异质性相关的染色体行为异常，导致同源染色体向子细胞的不均衡，造成且功能染色体的缺失，从而引起毛白杨一定比率的败育花粉的产生；（2）遗传上的不平衡与温度等环境因子相互作用，进一步引发毛白杨生理乃至结构上的不平衡，花粉母细胞（或孢原细胞）和绒毡层细胞发育异常，从而造成不产粉或产粉较少；环境与基因型互作的差异性导致了花粉败育的年度不稳定性。（3）易位、倒位等染色体结构变异和天然三倍体株系的存在也是造成毛白杨花粉败育的原因。 相似文献
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【目的】水晶蜜柚原产于马来西亚,是海南柚类的主栽品种之一,但有关水晶蜜柚果实无籽的原因未见报道,探究水晶蜜柚果实无籽原因可为蜜柚高效栽培和育种提供理论依据。【方法】从水晶蜜柚的花粉活力与萌芽率、花粉母细胞减数分裂,花粉管伸长荧光显微观察、杂交实验、胚胎胚囊石蜡切片观察等细胞学角度研究水晶蜜柚果实的无籽机理。【结果】水晶蜜柚活力强的花粉76.58%,萌芽率88.48%;花粉母细胞减数分裂正常,但出现异常二分体和三分体现象;水晶蜜柚杂交的花粉管能伸长至子房并到达胚珠,完成受精作用,而自交的花粉管只能伸长到花柱中下部,到达不了子房,不能完成受精作用;水晶蜜柚胚胎胚囊石蜡切片显示不做处理和自交的胚胎发育一致,前期发育正常,能观察到胚胎从幼胚发育到鱼蕾形胚,鱼雷形胚时胚囊出现中空异常状态,珠柄消失;杂交的胚胎能从幼胚正常发育到子叶胚,珠柄未消失,有发育成种子的迹象;水晶蜜柚与三红蜜柚杂交的坐果率为21%,其自交和去雄套袋不授粉的坐果率只有3%和2%;杂交所得的果实的种子为饱满可育的种子,其自交和去雄套袋不授粉的种子为败育和退化的种子。【结论】水晶蜜柚花粉育性正常,花粉母细胞减数分裂正常,胚囊正常... 相似文献
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为了获得美洲黑杨三倍体植株,本试验采用二因素随机区组试验设计,对利用秋水仙碱诱导美洲黑杨2n花粉技术进行研究,结果表明:(1)水培3 d、4 d,5 d时,利用0.3%、0.5%、0.8%的秋水仙碱对美洲黑杨雄花芽进行处理均能得到一定比例的2n花粉;(2)在水培3 d时,利用0.5%的秋水仙碱处理美洲黑杨雄花芽,得到的2n花粉最多,为23.4%。 相似文献
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利用不同浓度的秋水仙碱和不同处理方式来处理毛白杨及其杂种毛新杨的雄花芽，可以获得一定比率的染色体未减数的大花粉粒．用细胞荧光测定技术测定其ＤＮＡ相对含量，鉴定了这种大花粉粒为２ｎ花粉粒．这种２ｎ花粉粒是具有生活力的，可用于授粉杂交来培育三倍体．在温度较低的条件下，当秋水仙碱浓度为０．１％～０．５％时，注射处理花芽３～６次效果最佳．对高温（３８～４０℃）处理花芽诱导２ｎ花粉粒的方法也进行了试验和分析． 相似文献
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《林业科学》2016,(8)
【目的】对辽宁杨雄花序及花粉萌发过程进行观测与分析,为更好地利用辽宁杨进行良种选育提供依据。【方法】以辽宁杨雄花序为对象,通过花枝水培、花粉体外萌发和花粉贮藏等手段,借助模式图绘制、图表解析等方法,系统研究辽宁杨雄花序发育及散粉规律、花粉体外萌发规律,并探讨不同贮藏条件对花粉萌发及花粉管生长的影响。【结果】1)辽宁杨雄花序从花芽膨大到散粉可分为花蕾期、伸展期、盛花期和开花末期4个阶段,历时12天,花药大多数于第4阶段成熟,此时轻微触动即可导致花粉从花药散落。2)花粉体外萌发的适宜条件为210 g·L-1蔗糖+30 mg·L-1H3BO3+10 mg·L-1Ca Cl2,21℃,其萌发率最高,达到58.57%;150 g·L-1蔗糖+40 mg·L-1H3BO3+10 mg·L-1Ca Cl2,23℃组合中的花粉管最长,达到753.20μm。蔗糖、H3BO3、Ca Cl2、温度对辽宁杨花粉萌发及花粉管生长影响均达到显著水平(P0.05)。3)暗培养7 h时,花粉管不再伸长。4)-20℃下贮藏的花粉,其萌发率高于另外2个温度条件下的萌发率,且贮藏温度越低花粉管越长;同一贮藏温度下,花粉萌发率随贮藏时间的延长而降低,花粉管随贮藏时间的延长而变短。【结论】为避免花粉损失,花粉的采集应考虑在雄花序发育的第3阶段进行;对花粉管长度和花粉萌发率的统计分析表明二者不存在相关关系;贮藏温度越低,花粉生活力降低的速度越慢,花粉管萌发到相同长度所需的时间越短;与新鲜花粉相比,若是利用贮藏的花粉进行杂交试验,为保证授粉效果,此时的授粉次数应增加而授粉的时间间隔应延长。 相似文献
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《林业科学》2017,(2)
【目的】研究6份杨树种质(36号杨、南杨、110杨、森海2号杨、小叶杨和钻天杨)成熟花粉的萌发特性以及致敏蛋白差异,为低致敏杨树品种选育及植物过敏性疾病控制等研究提供理论依据。【方法】2015年3月,在北京、河北和河南采集6份不同杨树种质的花枝,经水培后收集花粉,采用液体培养法进行杨树花粉萌发试验,并通过双向电泳、实时荧光定量PCR等研究不同杨树种质的花粉致敏蛋白差异。【结果】1)在6份杨树种质花粉中,36号杨、南杨和钻天杨花粉活力较高,其次为110杨和小叶杨,森海2号杨活力最差;24 h时花粉萌发率最大的种质是36号杨,高达74.42%(±2.36%),而三倍体森海2号杨花粉萌发率为0;钻天杨花粉管平均长度为456.00μm(±2.05μm),小叶杨花粉管最短,为276.44μm(±11.08μm),且不同种质的花粉萌发率和花粉管萌发长度差异极显著(P0.01),表明不同种质的花粉活力存在很大差异。2)利用Imagemaster 2D platinum 6.0软件分析南杨、110杨、森海2号杨、小叶杨和钻天杨的2-DE图谱,共发现有408个蛋白点相匹配,以36号杨鉴定的28个潜在致敏蛋白为参照,在5份种质花粉中有6个致敏蛋白均缺失表达,南杨和森海2号杨花粉有21个致敏蛋白,110杨次之,有19个,而小叶杨和钻天杨的致敏蛋白数量最少,为18个。对其余22个致敏蛋白进行差异表达量分析发现,其中有12个致敏蛋白在5份杨树种质中均低于36号杨,其相对表达量范围为-3.99~-0.02,尤其是森海2号杨和小叶杨分别有10个和8个致敏蛋白表达量显著(P0.05)或极显著(P0.01)低于36号杨;南杨和钻天杨降低趋势最小。有3个致敏蛋白在5份种质中表达均高于36号杨,其中南杨最高,达到极显著水平(P0.01),其次为钻天杨、森海2号杨和110杨、小叶杨。组间差异方差分析发现南杨和钻天杨的17个致敏蛋白表达量显著或极显著大于小叶杨和森海2号杨。3)qRT-PCR分析结果表明,9个致敏蛋白编码基因中有5个在南杨和钻天杨中表达量都较高,包括spots 12、51、200、216和161,其次是小叶杨,而森海2号杨和110杨均只有2个致敏基因表达高。【结论】杨树不同种质间花粉活力、致敏蛋白数量以及表达量存在明显差异,可为今后杨树低致敏新品种选育提供重要的参考,但是成熟花粉致敏蛋白表达量的高低与其致敏性强弱的相关性还有待进一步深入研究。 相似文献
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《林业科学》2017,(6)
【目的】以自然突变的楸树雄性不育花芽为研究材料,分析与楸树雄性不育相关基因的表达模式,从基因的表达水平上揭示楸树雄性不育的分子机制,为楸树及木本植物的雄性不育研究提供有价值的参考。【方法】采用高通量测序技术对自然状态下楸树的雄性不育的花芽以及可育的花芽进行转录组测序,通过生物信息学对可育花芽与不育花芽的转录本进行比较分析,预测和筛选出与楸树雄性不育有关的基因。【结果】转录组测序共产生27.18 Gb数据,组装并去冗余后得到86 076个Unigene,然后将Unigene比对到7大功能数据库(NR,NT,GO,COG,KEGG,Swissprot,Interpro)进行功能注释,最终被7大数据库中任意一个数据库注释上的Unigene总数为64 600(75.05%)。将试验组(雄性不育花芽,SL)与对照组(可育花芽,FL)所测得的Unigene进行表达量的分析后,筛选出表达量有差异且可信度高的差异表达基因。在噪音分布中(差异表达倍数在2以上,可信度在0.8以上)共筛选出试验组中有6 915个基因上调表达,3 504个基因下调表达。在泊松分布中(差异表达倍数在2以上,错误发生率在0.001以下),SL-1 vs FL-1、SL-2 vs FL-2、SL-3 vs FL-3三个生物学重复中得出差异上调表达基因分别有13 979,13 513,13 055个,差异下调表达基因分别有12 170,13 807,10 411个。差异基因的GO功能分析表明,在生物过程中显著性富集的条目集群频率较高的是生殖过程、生殖发育过程、生殖系统发育、生殖结构发育,在分子功能中只有生长素流出跨膜转运蛋白活性显著性富集。差异基因KEGG通路分析中,差异基因映射到127个不同的生物途径,显著富集代谢通路中差异基因的生物途径主要为:代谢途径、次生代谢产物的生物合成、剪接体、RNA转运以及甘油磷脂及淀粉和蔗糖的代谢。在用差异基因与同源基因比对分析中,共比对出246个同源性高的Unigene,其COG功能分类多聚集在RNA加工和修饰,细胞周期控制、细胞分裂、染色体分区,转录等,同时将这些同源性高的差异表达基因映射到了丙酮酸代谢、植物激素信号转导途径中。【结论】楸树雄性不育的形成与生殖发育的多个过程、丙酮酸代谢途径、生长素流出跨膜转运蛋白活性以及油菜素内酯介导的信号转导通路密切相关。根据分析的结果和已经完成的相关细胞学观察,推测楸树雄性不育的形成可能是楸树体内丙酮酸代谢过程异常,抑制油菜素内酯的合成,使绒毡层发育异常并进一步影响到小孢子减数分裂,最终导致不育花粉的形成。 相似文献
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【目的】了解墨西哥落羽杉×落羽杉杂交的生殖与发育解剖学特征,为新品种、良种选育及种子发育的分子调控机制研究提供参考。【方法】通过形态观测和石蜡切片法,对杂交母本墨西哥落羽杉大孢子叶球从花芽分化至种子成熟的过程进行了系统的形态学和解剖学观察。【结果】1—5月为大孢子发生和雌配子体发育期。大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子,其中合点端1个发育为功能大孢子,其余3个退化。墨西哥落羽杉的复合颈卵器由13～19个颈卵器组成,顶生,无腹沟细胞,复合颈卵器外侧具1层双核套层细胞。6月中旬为受精期,随着花粉管的生长,精原细胞体积不断增大,并在受精前分裂为2个同型精子,其中1个与卵细胞受精形成合子,精卵融合主要发生在颈卵器中上部。6月下旬—7月上旬为原胚发育期,7月中旬—8月上旬为早期胚发育期,8月中旬—9月中旬为后期胚发育期。墨西哥落羽杉原胚发育属于松杉类标准型,简单多胚和裂生多胚现象并存,胚发育不同步,成熟胚为直线型,具4～9枚子叶,胚轴中无髓。【结论】本研究首次从细胞学水平上观察了墨西哥落羽杉大孢子发生和雌配子体发育过程,探究了墨西哥落羽杉×落羽杉生殖融合和胚胎发育类型,为墨西哥落羽杉×落羽杉的种... 相似文献
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【目的】植物多倍体品种在表型、营养物质含量及抗逆性等方面都具有十分优良的表现,本研究借鉴多倍体育种这一成功的育种方法,旨在突破毛竹新品种缺乏的瓶颈,获得毛竹新品种多倍体的种质资源。【方法】以经浸泡后的毛竹吸胀种子为材料,用不同浓度的秋水仙素进行不同时间的诱变处理。以种子下胚轴膨大为变异植株的早期鉴定标准,并通过流式细胞仪测定细胞核DNA含量鉴定四倍体毛竹,比较分析二倍体与同源四倍体形态学和生理生化方面的特征。【结果】0.5 g·L~(-1)的秋水仙素就可以诱导吸胀后的毛竹种子的染色体加倍,其中以0.5 g·L~(-1)的秋水仙素浸泡72 h以及1 g·L~(-1)的秋水仙素浸泡24 h效果最佳,二者诱导率都可达5%左右;流式细胞仪测定表明,四倍体毛竹叶片细胞DNA相对含量比二倍体增加1倍;与二倍体相比,四倍体植株叶片下表皮的气孔密度显著降低而气孔大小明显增大(P0.05);四倍体毛竹株高、叶片长度和宽度显著增加,其光合作用优于二倍体植株。【结论】利用秋水仙素处理毛竹吸胀种子,可以成功诱导出四倍体植株,并且四倍体毛竹与二倍体植株的生理生化特点存在显著差异。 相似文献
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《林业科学》2021,57(5)
【目的】NUCLEAR FACTOR Y(NF-Y)转录因子在真核生物中广泛存在,通常由NF-YA、NF-YB和NFYC 3个亚基形成异源三聚体,来结合下游靶基因启动子中的CCAAT顺式作用元件,进而调控植物的生长发育进程,并参与植物非生物逆境胁迫过程。本研究对青杄中PwNF-YB8基因的表达特性及功能进行分析,揭示其参与的生理过程及对非生物逆境胁迫的响应。【方法】根据实验室前期EST测序及RNA-seq转录组数据分析结果获得青杄NF-Ys家族基因序列,克隆得到PwNF-YB8的cDNA序列,并对其编码蛋白进行序列特征和进化树分析。采用qRT-PCR分析PwNF-YB8在不同组织和花粉萌发过程中的表达特性,以及高温、盐胁迫、甘露醇、ABA处理后的表达变化。亚细胞定位揭示PwNF-YB8在细胞中发挥功能的场所。通过酵母双杂交试验、双分子荧光互补试验分别检测PwNF-YB8的转录激活活性以及与PwHAP5的互作情况。农杆菌介导花序侵染法转化野生型拟南芥(WT),获得纯合的PwNF-YB8过表达株系。利用CRISPR/Cas 9技术获得其同源基因AtNF-YB8的突变体。甘露醇和盐处理后测定野生型(WT)、空载体(VC)、突变体株系(nfyb8-cas9#1/12)和过表达株系(L4、L5)的萌发率、幼苗根长,分析比较不同株系对于渗透胁迫和盐胁迫的耐受能力。【结果】PwNF-YB8基因的开放阅读框为489 bp,编码162个氨基酸,具有典型的NF-YB保守结构域,并且与白云杉同源基因具有较近的亲缘关系。SqRT-PCR和qRT-PCR结果表明在青杄的根、茎、针叶和花粉中均能检测到PwNF-YB8的表达,其在花粉中的表达量最高。亚细胞定位试验结果显示,PwNF-YB8定位于细胞核、细胞质中。酵母自激活试验显示PwNF-YB8自身无转录激活活性。进一步对青杄幼苗进行高温(42℃)、盐胁迫、甘露醇和脱落酸处理后发现,PwNF-YB8对干旱和盐2种非生物逆境处理明显响应。PwNF-YB8参与了花粉萌发过程,在花粉萌发36 h时表达量最高。酵母双杂交和双分子荧光互补试验证明PwNF-YB8能够与NF-YC亚基中的PwHAP5互作,可能共同参与花粉管发育调控。甘露醇或盐处理下,异源过表达PwNF-YB8基因的拟南芥种子萌发率与野生型差异不显著,但其根长表现出一定的生长优势。【结论】青杄PwNF-YB8能够与PwHAP5互作,参与花粉萌发和花粉管生长过程,并在干旱、盐胁迫响应中发挥作用。 相似文献
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【目的】杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义。【方法】以拟南芥7个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov)获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片(http://bar.utoronto.ca)数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境(旱和热胁迫)表达模式。【结果】毛果杨包含14个BAG基因,按照国际命名法(以染色体位置进行排序),将其命名为PtrBAG1—PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca2+信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理(热胁迫和干旱胁迫)条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7和BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4和BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2和BAG12在木质部中大量表达。【结论】杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4和BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2和BAG12可能参与木材形成。 相似文献
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【目的】AP2/ERF是植物的转录因子家族之一,广泛参与生物胁迫和非生物胁迫过程。从青杄中克隆ERF类转录因子PwERF8及其启动子序列,研究PwERF8基因的表达特性、启动子序列功能,并进一步分析其对非生物胁迫的响应模式,为深入了解青杄的耐逆调控机制提供理论基础。【方法】通过RACE-PCR技术获得青杄PwERF8编码区全长序列。通过染色体步移技术克隆PwERF8启动子序列。通过PlantCARE在线软件和BDGP在线软件预测启动子序列上的顺式作用元件、基础启动子和转录起始位点,构建pBI121-PwERF8 promoter∷GUS启动子表达载体,采用农杆菌注射法瞬时转化烟草叶片来验证启动子的功能。构建PGBKT7-PwERF8载体,转化AH109酵母菌株验证其转录激活活性。构建35S∷PwERF8-GFP融合表达载体,通过PEG介导瞬时转化拟南芥原生质体进行基因表达的亚细胞定位分析,应用RT-qPCR技术分析该基因的组织特异性和在非生物胁迫下的时空表达特征。【结果】PwERF8基因的编码区全长序列共1 191 bp,开放阅读框共765 bp,开放阅读框翻译成255个氨基酸。在肽链的N端具有1个保守的由58个氨基酸组成的AP2结构域,在C端含有1个EAR转录抑制基序(DLNLPP)。组织特异性表达分析表明,PwERF8在茎、根、针叶、花粉、种子中均有表达,但在花粉中,PwERF8的表达量最高,其次为种子,在茎中的表达量最少。酵母单杂交试验表明,PwERF8蛋白不具有转录激活活性。亚细胞定位分析发现PwERF8蛋白主要定位于细胞核。将启动子序列进行在线分析显示PwERF8含有GA、ABA、JA和SA等激素的顺式作用元件。进一步在烟草中瞬时过表达PwERF8启动子并用GUS染色显示,PwERF8启动子能响应GA、ABA、MeJA和SA等外源激素的处理。GA、ABA、MeJA和SA分别处理青杄幼苗3、6、12 h后,PwERF8的表达量均显著高于对照,干旱、4℃和42℃处理均能诱导PwERF8表达,但盐胁迫不能诱导其表达。【结论】青杄转录因子PwERF8参与了GA、ABA、JA和SA激素的信号通路,广泛响应干旱、温度逆境等非生物胁迫,且可能作为一个转录抑制子在细胞核中发挥功能。 相似文献