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相似文献
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1.
重金属是一类主要的环境污染物,可通过食物链进入人体危害人类健康.DNA甲基化是表观遗传修饰的主要形式之一,参与调控细胞内基因的表达.本文分析了重金属镉(Cd)和铅(Pb)胁迫对植物基因组DNA甲基化的影响,总结了DNA甲基化调控植物响应重金属胁迫的生物学机制,探讨了研究植物基因组DNA甲基化与重金属胁迫之间关系的策略.  相似文献   

2.
丙二烯氧化合酶(allene oxide synthase,AOS)基因是茉莉酸(JA)合成途径中第一个特异性酶,具有调控植物体内JA合成积累的重要作用。本研究通过RACE技术克隆得到了‘西伯利亚’百合Lilium‘Siberia’中的AOS基因,并将其命名为LsAOS。该基因全长1 542 bp,编码513个氨基酸,其蛋白序列与小果野芭蕉的同源性最高,属于不稳定亲水蛋白。通过对‘西伯利亚’百合4个不同花期,9个不同组织器官进行实时荧光定量PCR(q-PCR)后发现,LsAOS在花蕾期中的表达量最高,随着花朵的逐渐开放表达量逐渐下降;LsAOS在叶片中表达水平最高,其次是内瓣、根、茎等。JA参与植物生长发育的全过程,与植物抗逆性和次生代谢反应有着密不可分的联系。AOS基因是JA途径中的关键基因之一,对JA的合成有着重要的调控作用。  相似文献   

3.
全基因组倍增或多倍化, 伴随着基因丢失和二倍化进程, 被认为是植物进化的重要推动力量。DNA甲基化与miRNA的表观遗传调控机制在植物生长发育及进化过程中起着重要的作用。本文采用MSAP (甲基化敏感扩增多态性)技术分析同一双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F1的基因组DNA 5'-CCGG位点胞嘧啶的甲基化及遗传特点。对部分甲基化位点进行切胶、回收、测序及功能注释, 并结合miRNA靶基因预测探讨特定甲基化位点的遗传特点及其与miRNA的相关性。16对选择性扩增引物在双亲及杂交F1中共检测了462个DNA甲基化位点, 杂交F1甲基化水平平均为43.20%, 与双亲相差不大(单倍体为46.75%, 二倍体为41.99%)。以TargetFinder软件分析发现其中的7个甲基化位点基因序列上存在1~4个miRNA的结合位点, 这些基因的功能注释包括逆转录转座子蛋白、ras相关蛋白、H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等。同时, 探讨了逆转录转座子在植物进化中的作用。研究结果为进一步阐明水稻基因组倍增过程中DNA甲基化与miRNA的关系提供了参考。  相似文献   

4.
bHLH转录因子对植物生长发育、形态调控有重要作用, 为了研究BoLH27基因在甘蓝叶片发育及形态建成中的调控功能, 本文以甘蓝品种519为材料, 克隆出转录因子BoLH27基因。序列分析表明, 该基因含有一个795 bp的开放阅读框, 编码264个氨基酸, 具有一个保守的典型bHLH结构域。以农杆菌介导的遗传转化方法将正义BoLH27基因导入甘蓝品种519中以增强表达, 通过PCR筛选出9株T0代转基因单株, 结合T2代单株的qRT-PCR分析表明, 筛选的转基因植株内BoLH27基因的表达积累量明显高于野生型。试验基地隔离网内种植的转基因甘蓝表型明显, 主要表现为莲座期茎叶间距拉长、叶柄伸长以及植株茎和叶柄显示紫色, 植株叶片平展, 无向上向内卷曲趋势, 表明BoLH27基因可能对甘蓝叶片发育有重要的调控作用。  相似文献   

5.
DNA甲基化在植物生长发育和应答非生物胁迫过程中起重要作用。本研究揭示了ABA途径相关基因ACO3应答非生物胁迫的分子机制。定量PCR (quantitative PCR, qPCR)的检测结果表明用野生型拟南芥(Col-0)作对照,被干旱、低温和盐处理的拟南芥植物中ACO3基因表达水平显著增加。重亚硫酸盐测序的数据分析表明非生物胁迫能够诱导ACO3启动子DNA去甲基化并激活该基因的表达。RNA介导的DNA甲基化(RNA directed DNA methylation, RdDM)途径突变体ago4和dcl3中ACO3基因表达水平明显增加,暗示RdDM途径在调控ACO3基因应答非生物胁迫过程中起重要作用。  相似文献   

6.
DNA甲基化在调控植物基因表达方面起重要作用。干旱、低温和盐胁迫严重地影响了植物的生长发育。然而,DNA甲基化是否在干旱诱导的AtGSTF14基因表达过程中起作用还不清楚。本研究揭示了干旱诱导AtGSTF14基因启动子重复序列的DNA去甲基化,并激活了AtGSTF14基因的表达。本研究采用实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测目的基因的表达,结果表明干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14基因表达水平显著增加,野生型拟南芥(Col-0)被作为对照。亚硫酸盐测序分析表明与野生型拟南芥中AtGSTF14基因DNA甲基化水平相比,干旱处理的拟南芥植物中AtGSTF14启动子区重复序列的DNA甲基化水平显著降低。本研究为进一步探索非生物胁迫诱导植物基因表达的分子机制奠定了基础。  相似文献   

7.
镉胁迫对不同抗性水稻品种幼苗生长和生理特性的影响   总被引:4,自引:2,他引:2  
以耐镉性不同的两个水稻品种(水稻秀水63和秀水09)为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉(0、1、5、10、25、50、100μmol/L-1)对水稻幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:随Cd浓度增加水稻幼苗生长明显受抑,株高、叶绿素含量、叶片干重明显下降,且秀水63的下降幅度大于秀水09。总体上,脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,其中,在较低浓度Cd胁迫下,秀水63叶片中脯氨酸含量、POD活性增加幅度较大,而在较高浓度Cd胁迫下,秀水09的增加幅度较大。过氧化氢酶(CAT)活性表现为先上升后下降。丙二醛(MDA)含量随着Cd胁迫浓度的提高而增加, 且增加幅度秀水63大于秀水09。从实验结果表明,秀水09对Cd胁迫的抗性大于秀水63。  相似文献   

8.
光照对植物的生长发育十分重要,弱光胁迫对水稻生长发育会产生不良的影响。为研究弱光对水稻蔗糖转运蛋白基因(OsSUTs)表达的影响,本研究对水稻品种‘日本晴’进行遮光和不遮光(对照)栽培,检测不同光处理的2组材料OsSUTs基因家族的mRNA相对表达情况、农艺性状和生育期长短。结果显示,弱光胁迫可抑制水稻生长发育进程,导致水稻生育期延长,灌浆受阻;OsSUTs基因家族不同的OsSUTs基因的mRNA表达量对弱光胁迫的应答并不相同。OsSUT1、OsSUT2和Os SUT4对弱光胁迫响应明显,在遮光条件下这3个OsSUTs基因在几个生育期都出现表达量明显上升的情况,这个可能是其上游序列中顺式元件G-box和ACE参与了弱光胁迫响应。本试验结果可为耐荫性水稻品种的分子选育及弱光胁迫下水稻的分子调控机理提供参考。  相似文献   

9.
为明确氧对不同基因型水稻生长和氮素代谢的作用机理,以籼稻、粳稻和旱稻品种为材料,采用营养液培养,考察根际连续增氧水稻分蘖期生长和氮代谢状况。结果表明,连续增氧后,各水稻品种叶绿素含量均有所下降,国稻1号(籼稻)地上部分和根系干物质重分别降低44%和40%,巴西陆稻(旱稻)和秀水09 (粳稻)降低不显著。国稻1号和巴西陆稻的氮积累量分别降低35.8%和36.0%。各基因型水稻叶片NRA (硝酸还原酶活性)显著提高,GSA (谷酰胺合成酶活性)下降。秀水09,叶片NRA增加较少(P>0.05)。连续增氧提高了水稻根比表面积和氧化强度;但降低了叶片叶绿素含量和GSA,不利于水稻氮素吸收和干物质积累。不同基因型水稻对连续增氧的响应存在差异。  相似文献   

10.
RNA介导的DNA甲基化途径(RdDM)在基因表达调控过程中起重要作用。沉默抑制因子(repressor of silencing 1, ROS1)能负调控RdDM途径。定量RT-PCR(quantitative RT-PCR, RT-qPCR)被利用检测拟南芥(Arabidopsis thaliana)中ABA途径相关基因AtACO3表达水平,结果表明非生物胁迫诱导后AtACO3表达水平显著上调。重亚硫酸盐测序结果证明非生物胁迫诱导该基因启动子重复序列的DNA去甲基化,并导致该基因的转录激活。进一步研究证实ROS1在诱导该基因启动子DNA去甲基化的过程中起作用。本研究揭示了非生物胁迫诱导逆境响应基因AtACO3表达的分子机制,为探索植物适应非生物胁迫的表观遗传调控机制提供了科学依据。  相似文献   

11.
不同水稻品种对褐飞虱的耐虫特性研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
褐飞虱是中国水稻生产上最主要的害虫之一,以褐飞虱的耐虫性指数和抗生性指数以及F1代种群繁殖率评价10个水稻品种耐虫特性。结果显示,在水稻三叶期接入8头褐飞虱低龄(1~2龄)若虫为害时,品种间的耐虫性差异明显,汕优63、秀水11、培矮64S/32E、Triveni、Utri Rajapan、嘉育948、ASD7等品种的耐虫指数大于抗生性指数,尤其是汕优63品种;而IR64、Rathu Heenati品种的耐虫指数明显小于抗生性指数。若用高龄(3~4龄)若虫为害,多数品种的耐虫指数上升。同一品种,成株期的耐虫指数高于苗期。试验进一步表明,当TN1、秀水11稻株枯死时,汕优63、培矮64S/E32、嘉育948、Triveni、Utri Rajapan中等受害,ASD7和IR64轻度受害,Rathu Heenati无受害症状。从褐飞虱F1代数量来看,汕优63、培矮64S/E32与秀水11、TN1无显著差异,且均高于其他品种;嘉育948、Triveni、Utri Rajapan显著高于ASD7,后者又极显著高于IR64和Rathu Heenati。这些结果表明,汕优63、秀水11、TN1属感虫品种,无耐虫性和抗生性,培矮64S/E32、Triveni、Utri Rajapan属强耐虫性品种,IR64、Rathu Heenati属强抗生性品种,ASD7、嘉育948属耐虫性较强、抗生性较弱的品种。说明利用本文的评价方法基本上可以确定水稻品种的耐虫特性,这对耐虫品种的选育以及对褐飞虱可持续治理和保持品种抗性的稳定有着重要的现实意义。  相似文献   

12.
Heavy metal pollution being a potential threat to agriculture raising rice cultivars with heavy metal tolerance is a promising strategy for remediation of heavy metal polluted agricultural lands. We present here a comprehensive study describing the differences in physiological and biochemical responses of 12 prominent high-yielding rice cultivars to increasing ZnSO4 concentrations (0, 2, 6, and 10 mM) and CdCl2 concentrations (0, 1, 2, and 3 mM). Even though Zinc (Zn) is an essential element required for the normal growth and development process of plants, a higher concentration of Zn has an antagonistic effect. Cadmium (Cd) is detrimental to plants and is found in soils contaminated with heavy metals. The effects of Zn and Cd on rice seedlings were a reduction in shoot length, greater chlorophyll and carotenoid loss, higher malondialdehyde content, proline accumulation, and an increased level of sugar and amino acids when treated with CdCl2 and ZnSO4. The CdCl2 and ZnSO4 stress-induced biochemical changes displayed major differences in the 12 rice cultivars in terms of tolerance to Zn and Cd toxicity. Our data provides evidence that the cultivar Varsha showed the highest tolerance and cultivar JY showed the least tolerance towards Cd and Zn toxicity.  相似文献   

13.
有机酸、EDTA对镉污染土壤上稻米品质的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了寻求有效抑制污染土壤上水稻对重金属Cd的吸收、保持稻米卫生品质的技术方法,通过采用污染土壤盆栽实验,研究了有机酸、EDTA对镉污染土壤上不同基因型水稻稻米品质的影响,结果表明:随着镉污染浓度的增加,糙米中镉含量显著增加,直链淀粉、蛋白质、粗脂肪的含量降低。开花期施加外源有机酸、EDTA,镉污染水稻糙米中镉含量均不同程度下降。以EDTA降低籽粒镉的含量幅度最大,其次是有机酸+1/2EDTA,有机酸作用较弱。外源有机酸、EDTA同时提高了镉污染水稻籽粒蛋白质的含量,EDTA > 有机酸、有机酸+1/2EDTA,但不同程度降低了水稻籽粒中直链淀粉、粗脂肪的含量,以EDTA降低幅度较大。就稻米品质而言,在镉污染土壤上,以有机酸+1/2EDTA对于水稻品质效果优于EDTA、有机酸。在镉污染土壤上种植常规水稻品种‘Ⅱ优527’较高镉积累型品种‘秀水63’更易获得高产优质稻米。  相似文献   

14.
Novel hybrid-specific/heterotic gene expression patterns observed from expression studies suggest the need to characterize the underlying regulatory mechanism(s) to reveal the biological basis of heterosis in crop plants. To gain an insight into the molecular basis of heterosis in rice, we investigated the inheritance pattern and level of cytosine methylation, a major epigenetic regulatory mechanism, in the leaf tissue of an elite Indian rice hybrid KRH2 and its parents at three stages (15 day-old, 35 day-old seedling and flag leaf) and their correlation with heterosis using methylation-sensitive amplification polymorphism (MSAP) technique. In contrast to parents, the level of methylation was high during initial growth stages and reduced as the hybrid grew. Even though, a majority of cytosine methylation profiles were transmitted to hybrid at all stages, a considerable level (25.4%) of cytosine methylation pattern was observed to be novel in hybrid and some of these altered loci were identified to code for known/hypothetical proteins. It was also observed that demethylation events occurred more predominantly during early stages than hypermethylation while the frequency of demethylation events decreased in flag leaf with a remarkable increase in hypermethylation in the hybrid. These bi-directional events in methylation in KRH2 were validated in six hybrids with different levels of grain yield heterosis and the level of cytosine methylation in the hybrid was observed to be significantly correlated with heterosis.  相似文献   

15.
重金属污染土壤中Cd、Cr、Pb元素向水稻的迁移累积研究   总被引:11,自引:0,他引:11  
为了探明水稻各组织器官的重金属含量对土壤重金属浓度的依赖性,评价重金属中重度污染土壤植株水稻的安全风险,通过对不同浓度的Cd、Cr、Pb 3种重金属水稻盆栽试验,研究中、重度污染土壤培养条件下重金属在水稻植株中分布以及籽粒中迁移累积特性。研究结果显示,随着土壤重金属含量增加,水稻植株富集重金属呈上升趋势,但是土壤重金属浓度增加,水稻对重金属的富集系数下降。在中、重度污染的Cd、Cr、Pb 3种重金属土壤种植的水稻植物高度和生物学产量并没有显著差异,从植株生长上看重金属污染危害有一定的隐蔽性。3种重金属在水稻植株中迁移能力的大小依次为:Cd>Cr>Pb,在水稻植株不同器官重金属富集能力依次为根系>茎秆>叶>籽粒。水稻糙米的糊粉层重金属含量显著高于胚乳中的重金属含量,水稻糙米在加工成精米后Cd含量平均降低19%,Cr含量平均降低56.8%,Pb含量平均下降29.8%,这表明稻米通过加工后重金属污染风险降低,可规避一定的食用风险。  相似文献   

16.
选择籽粒Cd、Cr、As、Ni和Pb等重金属含量差异较大的12个晚粳稻基因型,种植于浙江省晚粳稻主产区嘉兴、湖州、杭州、宁波、绍兴等市的6个试点,研究籽粒中5种重金属含量的基因型与环境变异及其稳定性、籽粒和土壤有效态(DTPA提取态)Cd、Cr、As、Ni和Pb等重金属含量之间及与Fe、Zn含量之间的关系,以及土壤pH对籽粒重金属积累的影响。结果表明,环境、基因型及其互作效应对籽粒重金属含量的效应均达极显著水平,表明筛选和选育籽粒重金属含量低的品种以及通过农艺措施减少籽粒重金属含量是可能的。同时,籽粒中这5种重金属含量的稳定性因环境、基因型而有较大差异,且亦因重金属种类而异。因此,为降低籽粒重金属含量,应针对特定重金属污染的环境进行基因型选择,并同时考虑基因型籽粒重金属含量的稳定性。土壤pH不仅影响土壤重金属有效性及水稻籽粒中重金属积累量,还影响籽粒重金属积累的基因型与环境互作效应(即积累稳定性)。此外,土壤中一些重金属常发生复合污染,如Cd和Cr、As或Ni,Cr和As,Pb和As间表现为协同消长,Cd含量较高的稻米往往As和Pb含量也高,Cr和Ni含量以及As和Pb含量之间也呈正相关。  相似文献   

17.
植物多倍化过程中小分子RNA调控基因表达机制研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵旭博  李爱丽  毛龙 《作物学报》2013,39(8):1331-1338
多倍体在植物界中广泛存在,因其往往具有显著超出双亲的生长优势和适应性而成为植物学研究的热点之一。越来越多的研究表明小分子RNA介导的基因激活或沉默及染色质修饰在植物多倍化过程中的基因表达调控方面发挥重要作用。本文结合本实验室在小麦多倍化研究中的观察,着重综述近几年来小分子RNA层面的植物多倍化过程中基因表达调控的机制,以期对多倍体作物的研究和利用提供有益的借鉴。  相似文献   

18.
垄畦栽培水稻的植株形态与生理特性研究   总被引:9,自引:2,他引:9  
以杂交稻协优9308和常规粳稻秀水110为材料,从水稻植株形态和生理特性方面研究了垄畦栽培高产、优质的农学基础。结果表明,(1)在植株形态上,与常规栽培相比,垄畦栽培后株高变矮、茎基部节间的直径和密度增加,单茎鞘重增加,植株抗倒性增强;生长前期叶面积扩展迅速,生长早期叶片薄,中、后期叶片厚而挺,群体光合生态  相似文献   

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