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《南京农业大学学报》2020,(2)
生长素作为一个不可或缺的因子调控着植物器官发育、形态建成和抗逆应答等生理过程。磷脂分子是细胞膜的重要组分。磷脂酶作用于膜脂产生脂类小分子,参与感受、应答细胞外的刺激和胁迫。近些年研究表明,磷脂也是生长素信号通路的重要调控分子。本文综述了磷脂信号介导的生长素极性运输的调控特征、靶蛋白及其分子机制。在此基础上,着重介绍过去十年来磷脂信号在应答外界胁迫和调节生长发育方面的重要进展,旨在为磷脂信号和生长素的深入研究提供参考。 相似文献
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SLB9基因是BES1转录因子家族中的一员,BES1在调控油菜素内酯(BR)基因响应中发挥关键作用。研究证明BES1基因受多种胁迫诱导,介导BR信号,调节植物耐旱等抗逆性。采用基因沉默(VIGS)技术,通过农杆菌介导法构建SLB9基因沉默植株,干旱胁迫处理沉默植株,通过观察沉默植株与对照植株表型差异及生理生化指标变化,研究SLB9基因表达变化对番茄抗旱性的影响。结果表明,SLB9基因沉默植株抗旱性明显低于对照植株,推测SLB9基因下调表达降低番茄抗旱性。 相似文献
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DDB1作为CUL4泛素连接酶的核心组件参与细胞内许多重要的生命活动。前期研究发现番茄CUL4-DDB1复合物（CRL4）调节植物细胞的非生物胁迫应答。为进一步阐明DDB1在植物抗逆中的调控机制和生理功能,通过酵母双杂交筛选,发现普遍应激蛋白USP1与DDB1存在相互作用, USPs家族蛋白参与提高生物体对逆境胁迫的耐受;进一步研究发现USP1定位于细胞质中,且其基因表达受到多种胁迫条件诱导。此外泛素化实验揭示USP1可以被泛素化修饰降解,上调USP1表达导致植株对干旱和高温抗性的增强,表明USP1可能正调控番茄植株对逆境下胁迫的应答,且它的作用受CUL4-DDB1泛素连接酶的靶向降解调控。结果不仅揭示新的植物抗逆机理,而且为植物抗逆分子育种提供新的基因资源和技术途径。 相似文献
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谷子Aux/IAA家族基因干旱胁迫响应表达模式分析 总被引：1，自引：1，他引：0
《山西农业大学学报(自然科学版)》2017,(9)
[目的]Aux/IAA是重要的蛋白质转录因子,广泛参与植物生长素介导的应答作用,同时参与植物的胁迫和防御响应。本文通过分析Aux/IAA家族基因在干旱胁迫中的表达情况,探索谷子抗旱与Aux/IAA家族基因的关系。[方法]本文对谷子Aux/IAA家族基因理化性质、蛋白亲疏水性、启动子功能元件等进行生物信息学分析,并对抗旱(GG)和干旱敏感(JF16)谷子品种在浇水和干旱胁迫下基因的表达谱数据进行分析。[结果]谷子Aux/IAA家族基因均含有多个与胁迫相关的功能元件,且5个基因编码的蛋白均为亲水性蛋白;干旱胁迫处理后,GG和JF16中5个基因的表达变化趋势有所不同,Seita.5G126200、Seita.1G028400、Seita.3G109400表达量均下调,Seita.1G356800基因的表达量明显上调。[结论]谷子Aux/IAA家族基因参与调控谷子干旱胁迫,其调控过程比较复杂,可作为参与谷子抗旱的候选基因。本研究结果为进一步探究谷子中Aux/IAA与抗旱机制提供一定理论依据。 相似文献
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植物在它的生命周期中要经历各种逆境胁迫。植物许多胁迫相关基因的表达主要受特定转录因子在转录水平的调控。ERF转录因子家族参与植物的生物胁迫和非生物胁迫的应答,是同植物抗逆应答密切相关的一类转录因子大家族。它们通过识别不同的顺式元件,调节多种功能基因的表达,调节植物抗性应答。综述简要介绍ERF转录因子及其相关顺式作用元件。阐述植物ERF转录因子家族在植物抗逆应答中的功能。 相似文献
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番茄原产自热带地区，是全世界栽培面积最大的蔬菜之一。农业生产上，干旱胁迫是限制番茄产量和品质的主要制约因素。因此，挖掘抗旱基因用于番茄抗旱育种意义重大。番茄的抗旱性状是由多基因控制的复杂性状，而转录因子能通过转录级联效应同时调控干旱胁迫响应通路上的多个基因来调节植物的抗旱性，是培育抗旱番茄品种的重要遗传资源。本文对近年来有关转录因子调节番茄抗旱性和参与干旱胁迫响应的最新研究成果进行了归纳总结，综述了bHLH、MYB、NAC、bZIP、ERF、WRKY、HD-Zip等家族转录因子调控番茄响应干旱胁迫的研究进展。在干旱胁迫下，这些转录因子参与的调节网络主要涉及脱落酸(ABA)和活性氧等相关通路。对转录因子在培育番茄抗育品种中的应用进行了讨论，提出增强转录因子遗传改良在时空水平的特异性用于抗旱番茄品种选育的方法，旨在为番茄抗旱育种研究提供新思路。 相似文献
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《延边大学农学学报》2016,(4)
生长素极性运输在植物器官形态建成、发育等过程中发挥重要的调控作用,生长素极性运输主要依赖生长素运输载体来调控。本文对生长素极性运输载体AUX/LAX蛋白、PIN蛋白家族和ABCB/MDR/PGP蛋白家族的近期研究结果进行了综述,为生长素极性运输的研究提供理论依据。 相似文献
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为研究番茄生长素运输载体SlPIN1对花器官脱落以及花器官中生长素分布的影响,利用病毒诱导基因沉默技术(VIGS)获得了pTRV-SlPIN1植株。20株pTRV-SlPIN1植株中,17株SlPIN1基因表达量下降,其中pTRV-SlPIN1-2和pTRV-SlPIN1-5植株表达量分别为对照pTRV植株的40%和35%。进一步研究pTRV-SlPIN1-2和pTRV-SlPIN1-5植株开花当日的番茄花器官发现,花柄离区至远轴端出现黄化,同时,田间花柄脱落率及离体花柄脱落率显著高于对照pTRV植株。通过对pTRV-SlPIN1及pTRV植株花器官进行GUS染色和生长素浓度检测发现,与对照相比,番茄SlPIN1基因沉默植株(pTRV-SlPIN1-2和pTRVSlPIN1-5)的花柄离区处生长素浓度显著下降,而子房基部、雄蕊和萼片等部位生长素浓度则明显上升,这不仅表明SlPIN1是番茄花器官中生长素运输的主要调控因子之一,其在生长素由花器官(源)向基部器官(库)方向运输过程中起重要作用,同时表明SlPIN1以此维持离区生长素的正常积累,来抑制番茄脱落的发生。本研究为番茄花器官中生长素极性运输的调控机理研究提供了参考,同时为SlPIN1及生长素极性运输调控脱落过程提供了依据。 相似文献
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蔬菜作物应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究进展 总被引：5，自引：1，他引：4
蔬菜作为重要的经济作物,近年来的种植面积、产量及需求都在不断增加。蔬菜作物在生长和发育过程中经常受到非生物逆境（包括干旱、盐、极端温度及重金属胁迫等）的侵害,影响其产量及品质。近十年来,国内外关于蔬菜应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究领域取得了一定的进展。在应答干旱胁胁迫方面,DREB、WRKY、NAC、bHLH及bZIP等转录因子受干旱信号诱导,调节下游抗旱基因的表达,从而提高蔬菜作物抗旱能力。同时,水分运输相关功能基因（PIP、TIP）、E3连接酶SIZ1及脱水蛋白DHN也被报道受干旱诱导,并通过调节水势、渗透势及ROS积累抵御干旱胁迫。在抵御盐胁迫方面,SOS途径至关重要。SlSOS2能够通过调节SlSOS1和Na+/H+逆向转运蛋白LeNHX2/4的表达维持离子平衡和调节植物器官中Na+的分配。蔬菜抗盐研究中NAC、ERF、MYB等转录因子响应盐胁迫并激活抗逆相关基因表达,从而提高蔬菜作物抗盐能力。此外蔬菜植物大量合成渗透调节物质是其抵御盐胁迫的常见方式。吡咯啉-5-羧酸合成酶PvP5CS和tomPRO2、脯氨酸脱氢酶BoiProDH等在盐胁迫下能提高脯氨酸的含量;过表达甜菜碱醛脱氢酶SlBADH能提高番茄中甜菜碱含量。在高温胁迫响应过程中,HSFs位于调控网络的核心位置,可调控包括HSPs在内的一系列抗逆基因的表达,番茄中热激转录因子SlHSFs相互之间形成复合体调控下游SlHSPs的表达而应答高温逆境。在低温胁迫中,CBFs/EREBs位于调控网络的核心位置,并受ICE1调控;LEA及HSPs蛋白在低温下能够防止细胞中蛋白质变性并维持细胞膜流动性。蔬菜应答重金属胁迫主要依靠体内隔离和体内外螯合机制。在蔬菜应答非生物逆境的过程中,ABA作为信号受体起到至关重要的作用。蔬菜中NAC、MYB、HSF等转录因子则受ABA信号诱导,应答非生物逆境,进而提高活性氧清除能力,合成更多抗逆物质,从而抵御非生物逆境的侵害。 相似文献
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利用生长素极性运输转运蛋白PIN1与增强绿色荧光蛋白EGFP的融合，对PIN1进行了荧光标记，并以烟草表皮毛为模式，开展了PIN1对生长素极性运输及对细胞伸长生长影响的研究。采用DNA重组技术，将融合标记基因EGFP–PIN1置于拟南芥表皮毛特异表达基因GL2的启动子调控下，构建成含GL2pro::EGFP–PIN1的Ti质粒，以根癌农杆菌叶盘共培转化法将重组标记基因转化至烟草WS38中，筛选鉴定出多株转基因烟草。通过对这些转基因烟草表皮毛进行显微荧光观察，结果发现，标记的绿色荧光信号集中分布在表皮毛细胞的间隔区，表现为明显的极性分布现象。用生长素极性运输抑制剂三碘苯甲酸(TIBA)处理后，表皮毛的伸长生长受到抑制，细胞中荧光的分布极性减弱。说明生长素在烟草表皮毛中的极性分布对烟草表皮毛伸长起关键作用，抑制生长素的极性运输不只抑制表皮毛的细胞伸长，同时还影响到生长素极性运输蛋白PIN的极性分布。 相似文献
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【目的】对西瓜OSCA基因家族进行成员鉴定、系统发育分析以及胁迫响应分析,为揭示西瓜OSCA基因生物学功能和抗逆分子机制提供参考依据。【方法】运用生物信息学的方法从西瓜全基因组数据库中鉴定出西瓜OSCA基因家族成员,根据染色体定位信息进行命名。对基因家族成员染色体位置、基因结构、共线性、启动子、蛋白结构和系统发育等进行全面分析。利用转录组数据和qRT-PCR分析西瓜OSCA基因在胁迫条件下的表达情况。【结果】西瓜OSCA基因家族有10个成员,不均等地分布在6条染色体上。西瓜OSCA蛋白分子量变化范围为24.59~91.97kD,氨基酸数量为214~809aa,多数定位于质膜上。共线性分析结果表明,西瓜OSCA基因在进化过程中发生了片段复制事件。西瓜OSCA基因家族分为三大类群,同一类群成员的外显子一内含子的组成模式、蛋白保守基序排列、蛋白二级结构数量比例和蛋白三级结构模型均相似。西瓜、水稻、番茄和拟南芥的OSCA基因被分为6个亚族,每个亚族均有西瓜OSCA基因分布。西瓜OSCA基因启动子区域含有厌氧诱导、冷胁迫应答、光反应和干旱胁迫应答等多种非生物胁迫响应元件。在干旱、低温和盐胁迫下,西瓜OSCA基因家族各成员表达量均有不同程度变化,其中ClaOSCA3和ClaOSCA5在3种不同胁迫条件下表达量均有显著差异（P<0.05）。【结论】西瓜OSCA基因在进化过程中具有一定保守性,与拟南芥、水稻和番茄OSCA基因存在较近亲缘关系。西瓜OSCA基因家族内部存在功能分化,ClaOSCA3和ClaOSCA5可能是胁迫响应机制中的重要抗逆基因。 相似文献
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Wisniewska J Xu J Seifertová D Brewer PB Ruzicka K Blilou I Rouquié D Benková E Scheres B Friml J 《Science (New York, N.Y.)》2006,312(5775):883
Polar flow of the phytohormone auxin requires plasma membrane-associated PIN proteins and underlies multiple developmental processes in plants. Here we address the importance of the polarity of subcellular PIN localization for the directionality of auxin transport in Arabidopsis thaliana. Expression of different PINs in the root epidermis revealed the importance of PIN polar positions for directional auxin flow and root gravitropic growth. Interfering with sequence-embedded polarity signals directly demonstrates that PIN polarity is a primary factor in determining the direction of auxin flow in meristematic tissues. This finding provides a crucial piece in the puzzle of how auxin flow can be redirected via rapid changes in PIN polarity. 相似文献
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脯氨酸是植物中的渗透调节物质,Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是其合成过程中重要的调控因子。为探究P5CS基因功能,克隆了碱蓬SgP5CS基因并导入拟南芥,使其在拟南芥中过表达,然后进行相关指标测定和耐旱性鉴定。结果显示,干旱胁迫诱导2周后,SgP5CS过表达的拟南芥植株具有较长的根系,同时游离脯氨酸的含量显著增加,丙二醛含量显著降低,表明SgP5CS基因在拟南芥中过表达能够增强拟南芥耐旱性。研究结果为深入了解碱蓬中SgP5CS基因的功能及其在植物中的抗旱机制奠定了基础。 相似文献
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为了探究镉胁迫对烟草生长发育的影响及其调控机制,以DR5∷GUS云烟87转基因纯合株系作为供试材料,采用营养液水培法,设置0、5、10、20、40 μmol·L-1共5种镉浓度,研究不同浓度镉处理下烟草幼苗生物量、叶绿素含量、抗氧化能力、镉含量、生长素分布及水平变化,并检测生长素合成（NtYUCCA4、NtYUCCA6、NtYUCCA8、NtYUCCA9）和生长素极性运输（NtPIN1a、NtPIN1c、NtPIN4、NtPIN9）相关基因的表达差异。结果显示,随着供镉水平的提高,烟苗中镉含量显著增加,镉胁迫对烟草幼苗的毒害作用逐渐加大。与对照相比,在40 μmol·L-1的镉胁迫下,烟苗的生物量显著下降73.1%,叶绿素含量显著降低75.5%,地上部和地下部生长素含量分别显著下降59.6%和84.5%,生长素相关基因NtYUCCA4、NtYUCCA6、NtYUCCA8、NtYUCCA9和NtPIN1a、NtPIN1c、NtPIN4、NtPIN9相对表达量均显著降低,丙二醛（MDA）含量显著升高。镉胁迫下,参与合成生长素的NtYUCCA基因家族与生长素极性运输蛋白基因NtPINs家族的表达水平下降,可能是烟苗生长受到抑制的重要原因。 相似文献
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同型半胱氨酸S-甲基转移酶（homocysteine S-methyltransferase,HMT）普遍存在于被子植物中,在植物合成甲硫氨酸过程中起着重要作用,其在拟南芥中的功能已有所研究,但该家族在其他植物中的功能尚不清楚。本文通过同源比对,获取番茄、拟南芥和葡萄中共8个HMT家族基因的信息,通过系统进化树分析,发现8个HMT蛋白形成2个分支;利用蛋白motif分析、蛋白结构域分析、基因外显子内含子结构分析,发现HMT蛋白在进化上较为保守。通过对拟南芥在非生物胁迫条件下HMT家族基因的表达水平进行分析,发现多个AtHMT基因对非生物胁迫尤其是冷胁迫、盐胁迫、干旱胁迫产生应答,表明HMT家族基因在非生物胁迫应答中的调控作用。另外,通过对番茄各组织在发育的各个阶段中HMT基因进行表达量分析,发现HMT基因可能在番茄种子发育、开花、果实成熟方面发挥作用。综上,本文对番茄、拟南芥和葡萄中HMT基因家族的生物信息学分析及基因表达数据进行了挖掘,对深入研究HMT基因在番茄、拟南芥和葡萄中的作用具有重要意义。 相似文献
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十字花科植物PIN3基因调控元件及表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为探明十字花科不同物种PIN3基因的表达调控差异,从拟南芥(Arabidopsis thaliala)、红花荠菜(Capsella rubella)、白菜(Brassica rapa)、油菜(Brassica napus)和甘蓝(Brassica oleracea)等17个已完成基因组测序的十字花科物种基因组数据库中鉴定出18个PIN3同源基因。对这18个同源基因编码序列上游1 500bp启动子区域顺式作用元件进行预测及比对分析,结果发现,光响应、多种激素响应及胁迫响应等相关元件呈现出较大差异,其中生长素以及向地性响应相关元件具有较高的保守性。克隆普通荠菜PIN3同源基因(CbPIN3)并构建普通荠菜PIN3基因启动子的GUS报告系统CbPIN3pro::GUS转化拟南芥。与拟南芥基因表达数据库比较,荠菜启动子表达与拟南芥PIN3具有基本一致的组织表达模式,但也存在一定的组织差异,说明植株形态建成中生长素极性转运调控的差异。拟南芥和荠菜PIN3的表达差异是十字花科物种适应性进化模式的缩影。 相似文献