辣椒HD-Zip基因家族鉴定、系统进化及表达分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

邵晨冰  黄志楠  白雪滢  王云鹏  段伟科 《中国农业科学》2020,53(5):1004-1017

【目的】鉴定辣椒HD-Zip基因家族,并利用生物信息学方法系统分析其在基因组中的分布、基因结构、进化分化特征及在不同组织中的时空表达特异性,解析该家族的进化特征及生物学功能。【方法】根据已报道及PlantTFDB数据库中的拟南芥HD-Zip序列,利用本地BLAST工具在我国辣椒测序品种‘遵辣1号’基因组中比对,并利用Pfam、SMART工具进一步验证。采用EMBOSS Programs、MEGA、GSDS、MEME、MCScanX、OrthoMCL、Circos等软件预测辣椒HD-Zip基因家族成员蛋白理化性质,构建系统进化树,定位染色体,分析基因结构、基因复制类型及直系、旁系同源基因。基于GEO数据库,运用R软件、本地perl语言及Cytoscape分析辣椒HD-Zip组织表达差异并绘制共表达网络。【结果】本研究在‘遵辣1号’基因组中鉴定获得42条辣椒HD-Zip,命名为CaHDZ01—CaHDZ42。CaHDZs长度跨度较大,70% CaHDZ蛋白的pI小于7.0。除CaHDZ42,其余基因不均匀地分布在12条染色体上,部分基因为片段复制。该基因家族可分为4个亚族,分别含有18、9、5、10个HD-Zip,基因结构及蛋白结构域差别显著。辣椒、番茄和拟南芥3个物种中的直系同源基因对数目大体相同,但同为茄科的辣椒和番茄之间的稍多;辣椒中的旁系同源基因少于番茄和拟南芥,说明辣椒基因组的倍增事件并没有使CaHDZs明显扩增。对无油樟、水稻、玉米、番茄、马铃薯、辣椒‘CM334’、辣椒‘Zunla-1’、毛果杨、葡萄以及拟南芥9个代表物种的HD-Zip进化特征分析结果表明,从被子植物开始,HD-Zip基因家族就稳定存在4个亚族。推测在形成4个亚族前,HD-Zip分为两组,其中一组分化成I和II亚族,而另一组则分化成为III和IV亚族。CaHDZs在根、茎、叶、花芽、花和果实不同发育时期的表达模式分析结果显示,4个亚族具有不同程度的表达趋势。其中I亚族基因在辣椒不同组织中的表达量均较高,且不同成员间表达模式不同,CaHDZ22在茎中的表达最高,表明该基因可能对辣椒茎的生长有重要作用。II、III和IV亚族基因在不同组织中的表达量相对较低,但部分基因在特定组织中具有较大的表达量。如CaHDZ34在辣椒果实成熟后期具有较大高的表达量,CaHDZ02和CaHDZ28在果实膨大时表达较高,CaHDZ04在果实成熟前期具有较高的表达量。CaHDZs表达网络中有33对基因表达趋势的相关系数（PCC）大于0.8,6对大于0.9,表明CaHDZs协同调控了辣椒的生长发育,不同亚族之间也具有协同性。【结论】在‘遵辣1号’基因组中鉴定获得42条CaHDZs,可分为4个亚族,不同亚族的基因结构、蛋白保守结构域及表达模式不同。在进化过程中,辣椒HD-Zip保守性高,数目没有明显扩增,I和II亚族、III和IV亚族关系更近。CaHDZs具有组织表达差异性,协同调控了辣椒的生长发育。  相似文献   

豆-禾混播草地中紫花苜蓿比例对其固氮效率的影响及潜在生理机制     

李强  黄迎新  钟荣珍  孙海霞  周道玮 《中国农业科学》2020,53(13):2647-2656

【目的】 通过研究豆草比例对紫花苜蓿-羊草混播草地豆科植物生物固氮的影响及其生理生态机制,深化对混播群落结构和生物固氮功能关系的理解,辅助豆-禾混播草地的科学建植和管理,提高混播草地生物固氮和土壤肥力,提升草地资源生产和生态保障能力。【方法】 2017年5月,利用紫花苜蓿和羊草为试验材料,采取随机区组设计,于中国科学院长岭草地农牧生态研究站内建植不同豆草比例（紫花苜蓿占比为25%、50%、75%、100%）的紫花苜蓿-羊草混播草地,4次重复。建植一年后,通过样方取样法调查混播草地群落结构变化,测定紫花苜蓿叶片、枝条和根系生长发育、光合和水分等生理代谢特征,在测定根系结瘤特征基础上,采取¹⁵N同位素自然丰度法评估紫花苜蓿固氮效率,结合土壤水分动态监测,分析豆草比例对紫花苜蓿生物固氮的影响及其生理生态机制。【结果】 （1）混播草地建植一年后,对应25%、50%、75% 和100%设计的豆草混播比例,混播草地实际紫花苜蓿占比分别为11%、27%、53%和100%。（2）对比25%、75%和100%的初始豆草种植比例,50%的初始豆草比例下,生长季平均土壤水分含量分别增加了21.4%、36.4%和51.7%。（3）50%豆草种植比例下,紫花苜蓿植株有更大的枝条和根系生物量、叶片数量、叶片面积、叶片厚度和叶片生物量,上述指标最小值出现在100%的豆草播种比例。（4）50%豆草种植比例下,紫花苜蓿具有最大的光合速率,枝条和根系中淀粉含量最高,但枝条和根系中可溶性糖含量最低。（5）50%的初始豆草混播比例下,紫花苜蓿根瘤发育更完善,其生物固氮率较25%、75%和100%的豆草混播比例分别提高了13.5%、44.6%和79.2%。回归分析表明,随豆草比例变化,紫花苜蓿生物固氮效率与土壤含水量呈正相关。【结论】 紫花苜蓿-羊草混播草地中,紫花苜蓿生物固氮能力与豆草比例间存在非直线型变化关系。当初始豆草种植比例为50%时,紫花苜蓿生物固氮率最大。豆草比例驱动土壤水分变化,进而通过调控叶片发育和光合等途径改变了紫花苜蓿植株和根瘤发育,是其影响生物固氮的潜在机制。  相似文献   

茶树CsWRKYIIcs转录因子的克隆及功能分析     

肖罗丹  唐磊  王伟东  高岳芳  黄伊凡  孟阳  杨亚军  肖斌 《中国农业科学》2020,53(12):2460-2476

【目的】以‘陕茶1号’为材料,克隆CsWRKYIIcs转录因子并分析序列特征,了解其在不同组织和非生物胁迫下的表达模式以及转录活性,为深入研究茶树在逆境胁迫中的功能提供理论依据。【方法】根据茶树基因组数据库注释的WRKY序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘陕茶1号’中扩增CsWRKYIIcs的cDNA序列,用生物信息工具分析序列的特点,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）研究基因的表达模式,用酵母试验验证其转录活性。【结果】获得9条CsWRKYIIcs的cDNA序列,开放阅读框长度分别为561、960、936、978、897、912、720、1 008和969 bp,分别编码186、319、311、325、298、303、239、335、322个氨基酸。除了CsWRKYIIc7缺少锌指序列外,其他CsWRKYIIcs均含有1个WRKY保守结构域和典型的C₂H₂型锌指结构。不同物种中的WRKYIIcs具有相似的保守基序,而茶树CsWRKYIIcs和拟南芥、葡萄等双子叶植物的WRKYIIcs氨基酸序列相似性更高。另外,CsWRKYIIcs启动子区域均预测到多个与非生物胁迫相关的顺式作用元件,意味着其可能参与非生物胁迫响应。qRT-PCR结果表明,9个CsWRKYIIcs在根和花中的表达量高于茎和叶,具有一定的特异性。同时,在干旱、ABA、高温和高盐胁迫下被不同程度的诱导表达,其中CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7的表达量变化显著,与推定的顺式作用元件结果相符。酵母试验表明9个茶树CsWRKYIIcs均具有转录激活活性。【结论】克隆获得9个茶树CsWRKYIIcs转录因子,它们参与了茶树对ABA、干旱、高温和高盐胁迫的响应,也可能发挥转录激活因子的调控作用。CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7可作为候选基因深入研究茶树的抗逆功能。  相似文献   

基于BP神经网络模型的桂西资源富集区土地生态安全评价     

姚燕怡  谢小英  姚兰怡  邹润彦  黄天能  黄毓 《广东农业科学》2020,47(4):139-146

【目的】科学客观地进行土地生态安全评价,提出可行有效的土地生态系统优化对策,为桂西资源富集区土地生态安全的维护及未来发展提供参考。【方法】基于BP神经网络方法构建土地生态安全评价模型,通过分析影响土地生态系统的自然、经济、社会3个主导因素,建立桂西资源富集区土地生态安全评价指标系统,对2008—2017年桂西资源富集区土地生态安全程度进行评价。【结果】桂西资源富集区2008—2017年土地生态安全程度均属于一般安全状态,且由一般安全状态逐步接近较安全状态;其中百色市、河池市、崇左市分别在不同因素下的土地生态安全程度存在较大差异,且差异在逐年增大。【结论】为了避免桂西资源富集区土地生态安全系统存在发展失衡的倾向,建议桂西资源富集区政府优化营商环境,坚持"绿水青山就是金山银山";制定合理的耕地保护政策,缓解人地矛盾关系。  相似文献   

广东柑橘品种改良研究进展     

朱从一  马静  吴文  张瑞敏  黄永敬  曾继吾 《广东农业科学》2020,47(11):42-49

我国是重要的柑橘原产地之一,现有栽培面积和产量居世界首位。广东的气候和地理条件非常适宜柑橘生产,栽培历史悠久,主栽品种多为地方品种,产业特色明显,产业规模居全国前列。然而,目前柑橘生产上存在主栽品种品质退化、成熟期集中、品种结构不甚合理、品种改良滞后等问题,制约着广东柑橘产业健康发展。广东柑橘种质资源丰富,开展种质资源多样性分析评价,综合运用常规育种方法与生物技术手段,培育高产、抗逆、不同成熟期的优质新品种,是新时期广东柑橘产业持续稳定发展的基础。据不完全统计,广东共选育出金葵蜜橘、无籽砂糖橘、少核贡柑等33个柑橘新品种,品种不断更新换代,为全省柑橘产业发展和品种结构调整提供了有力支撑。回顾了广东柑橘产区分布情况和品种结构调整概况,介绍了广东柑橘种质资源多样性以及柑橘品种改良的主要方法,总结了广东柑橘新品种选育成绩,提出了广东柑橘品种改良中的存在问题,并进一步探讨了今后广东柑橘品种改良的方向。  相似文献   

花期前后高温对玉米花粉发育及结实率的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

侯昕芳  王媛媛  黄收兵  董昕  陶洪斌  王璞 《中国农业大学学报》2020,25(3):10-16

为明确花期不同梯度高温对玉米开花特性和花粉活力的影响,以热敏感基因型玉米品种‘驻玉309’为试验材料,于花期(吐丝前8d～吐丝后8d)进行不同程度高温(31、34和37℃)处理,测定受精结实率、雄穗性状、开花时间、花粉活力及花粉超显微结构,分析生育期前后的高温对受精结实、开花特性及花粉活力的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低玉米受精结实率,对抽雄吐丝间隔期无显著影响,但盛花期提前;极端高温则导致玉米抽雄期显著提前、开花期和盛花期延后,抽雄吐丝间隔期延长;花期高温使花粉粒形态皱缩、萌发孔内陷,显著降低花粉活力,且温度越高,花粉活力降低幅度越大。因此,花期前后高温通过影响玉米影响雄穗开花特性、延长抽雄吐丝间隔期、影响花粉粒形态、降低花粉活力,从而降低玉米的小花受精率和籽粒结实率。  相似文献   

不同保水剂对土壤特性及烤烟生长的影响   总被引：3，自引：1，他引：2  

白岗栓  何登峰  耿伟  杜社妮  黄仲江 《中国农业大学学报》2020,25(10):31-43

为提高秦巴山区黄棕壤烟田的土壤性能,减少季节性干旱对烤烟生长的影响,以不施保水剂为对照,在烟田整地起垄前分别施入聚丙烯酸钾(K-PAM)、聚丙烯酰胺(PAM)和腐殖酸钾(KHm)3种保水剂,测定施用不同保水剂后的土壤容重、土壤水分和烤烟生长状况、常规化学成分及经济性状。结果表明,聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺保水剂均降低0～40cm土层土壤容重,在烤烟旺长期提高0～40cm土层土壤水分。不同保水剂均可提高烤烟常规化学成分含量,其中腐殖酸钾保水剂显著降低烤烟的糖碱比和氮碱比。聚丙烯酸钾保水剂提高烤烟的产量、产值、上等烟比例及净增产值,而聚丙烯酰胺和腐殖酸钾保水剂处理组则降低烤烟的净增产值。因此,建议秦巴山区黄棕壤烟田选用聚丙烯酸钾类保水剂。  相似文献   

茶传记拟人化艺术和茶语模因的变异表征     

姜欣  黄荷 《农业考古》2020,(2):162-166

茶传记的发展历经了唐、宋、元、明四个朝代,是中国茶典籍的重要组成部分,蕴含着大量独特的茶语模因。在拟人化艺术的加持下,语言模因与其他强势因子相结合,构建出新的模因复合体,在变异的同时既保留了元模因的重要特质,又发展了深层蕴义,使模因产生了更强的生命力。本文以四篇最著名的茶传记:《叶嘉传》《清苦先生传》《味苦居士传》《六安州茶居士传》为评议对象,从名号中的茶称化用表征、形象中的茶质移就表征、叙事中的茶性借代表征三个方面,分析拟人化艺术如何增强语言模因的感染力和表征力。  相似文献   

化控处理时期对玉米植株-根系形态及产量的影响     

张帅  宁芳芳  黄收兵  王璞  廖树华 《中国农业大学学报》2020,25(2):1-11

为进一步明确化控处理时期对玉米冠层、根系形态及产量的影响,2017和2018年在吉林省西部开展2年大田试验,供试品种为‘富民985’,2年均喷施乙烯利类型的化控试剂;其中2017年种植密度为7万和9万株/hm~2,在8和10叶期(T(8+10))、8和16叶期(T(8+16))分别进行化控处理;2018年在8叶期(T(8))、8和16叶期(T(8+16))、16叶期(T(16))分别进行化控处理,种植密度为6和9万株/hm~2。结果表明:1)玉米增密后,倒伏率增加;化控处理可缩短植株节间长,降低株高和穗位高,降低倒伏率,其中T(8+16)处理最为显著;2)化控处理后穗位以上叶片叶面积呈现下降趋势,其中T(8+16)处理能够降低15%以上,从而提高透光率,利于下层叶片进行光合作用;3)化控处理增加玉米根系投影面积和最大扩展宽度,降低顶部夹角,使根系更加平展,增强抗倒伏能力,其中T(8+16)处理效果较为理想;4)T(8+16)处理能增加玉米产量,其中2017年T(8+16)处理与CK相比增加6.5%的产量。所以在玉米群体结构建成的8～9和15～16叶期,运用乙烯利类型化控试剂2次,能够改善穗上群体结构,增强茎秆和根系的抗倒伏能力,维持后期群体结构物质生产能力,提高玉米产量。  相似文献   

垄作稻鱼鸡共生对水稻群体生长特性及产量形成的影响     

梁玉刚  李静怡  王丹  余政军  黄璜  陈灿 《中国农业科技导报》2020,22(11):165-175

为了探究水稻垄作栽培和稻鱼鸡共生模式的结合对水稻群体生长特性及产量形成的影响,在总结前人垄作栽培、稻鱼和稻鸡共生模式的研究基础上,提出了水稻垄作栽培养鸡养鱼的种养结合技术,通过设计常规水稻垄作栽培(CK)、水稻垄作养鱼(RF)、水稻垄作养鸡(RC)和水稻垄作养鸡养鱼(RFC)的田间对比试验,研究了不同垄作稻鱼鸡共生模式下的水稻群体生长特性和产量形成。结果表明：与CK处理相比,2年中RFC和RC处理的水稻平均产量能够维持稳定,平均有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重虽有差异,但均未达到显著性差异;RF处理水稻产量、有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重平均降幅分别为29.98%、19.70%、484%、3.99%和5.74%,且均达到显著性水平。2年中RFC、RC处理的茎、叶和穗的干物质平均积累量与CK处理整体不存在显著差异,但较RF处理均显著增加。RFC、RC和CK处理水稻茎和叶在齐穗前干物质积累量显著高于RF处理,平均增幅分别为56.23%、50.66%和54.15%,齐穗后干物质积累量的降幅慢于RF处理,并且维持叶面积指数在较高水平,平均增幅为41.38%、38.35%和38.23%。2年中RFC、RC和CK处理较RF处理均具有较高的群体生长速率、净同化率和光合势,其中群体生长速率增幅分别为77.94%、70.29%和7669%,净同化率为40.07%、39.47%和38.87%,光合势为38.39%、35.49%和35.94%,进而为稻穗积累更多的干物质量和产量的形成奠定基础。综上可知,垄作稻鱼鸡共生和垄作稻鸡共生利于水稻的干物质积累及叶面积指数、群体生长速率、净同化率和光合势的提高,进而保证水稻产量稳定。  相似文献