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【背景】在全球气候变化的背景下,大气CO2浓度的升高会影响植物病害的发生,进而影响农业生产。β型碳酸酐酶(β- carbonic anhydrase,βCA)是植物CO2感应和浓缩系统中的重要组成元件,参与拟南芥和烟草的植物免疫过程,但在番茄(Solanum lycopersicum)等园艺作物中的研究较少。【目的】通过探究番茄SlβCA3在抵御植物病害中的作用及机制,为番茄生产中的抗性调控提供科学依据。【方法】以拟南芥AtβCA氨基酸系列为参考序列,在番茄Sol genomics network 数据库中鉴定到4个SlβCA。进一步以野生型(wild-type,WT)番茄‘Ailsa Craig’(AC)为材料接种丁香假单胞菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000),利用qRT-PCR技术测定叶片中SlβCA的表达量,筛选出受Pst DC3000诱导表达的基因SlβCA3。在此基础上,以AC为背景,利用农杆菌介导法进行番茄遗传转化,构建SlβCA3稳定过表达植株(OE-SlβCA3)。通过观察OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000后的抗性表型,明确SlβCA3在番茄抵御Pst DC3000过程中的作用。为了研究SlβCA3调控植物抗病性的内在机制,比较WT和OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000与对照条件下转录组的变化,并利用KEGG数据库对差异基因进行功能分析,推测糖代谢与SlβCA3介导的免疫反应有关。最后,通过测定WT和OE-SlβCA3植株糖代谢及其信号途径相关基因表达量以及葡萄糖、果糖和蔗糖含量,对转录组结果进行验证及分析。【结果】OE-SlβCA3植株对Pst DC3000的抗性增强,接种Pst DC3000后,叶片中的细菌生长量、病斑数以及死细胞积累量明显减少。转录组测序结果显示,正常条件下,OE-SlβCA3植株转录谱没有发生明显变化;接种Pst DC3000后,在WT和OE-SlβCA3植株中检测到2 100个Pst DC3000诱导基因,其中有63.3%的基因在OE-SlβCA3植株中表达量更高。KEGG分析结果显示,依赖于SlβCA3过表达的Pst DC3000诱导基因富集在糖代谢相关路径中,包括淀粉和蔗糖代谢,内质网中的蛋白质加工(糖基化),氨基糖和核苷酸糖代谢,真核生物中的核糖体生物合成以及光合作用等路径。糖代谢与糖信号密不可分,qRT-PCR及糖含量测定结果显示,接种Pst DC3000后,OE-SlβCA3植株叶片中糖代谢及其信号传导途径相关基因表达量与葡萄糖、果糖和蔗糖的含量较WT更高。【结论】番茄SlβCA3的过表达增强了植株对Pst DC3000的抗性,该过程可能与糖代谢及其信号通路在植物免疫中的作用有关。 相似文献
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【目的】探究咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester,CAPE)通过AMPK/FOXO3a信号通路缓解氧化应激对猪精液的影响及其分子机制。【方法】选取8头成年(1—2岁)、健康状况良好长白种公猪进行鲜精采集,将质检合格的样品混池待用。试验设计如下:首先,在常温基础稀释液中分别添加0、0.02、0.04、0.06、0.08和0.10 g·L-1浓度的CAPE,将精液样品与各个浓度组依次混合后放置室温平衡,随即转入17 ℃电子恒温冰箱进行常温保存。全自动精子分析仪(CASA)测定1—5 d精子运动学参数(总活率与渐进性活力),筛选出最佳适宜浓度为0.06 g·L-1。其次,将0.06 g·L-1 CAPE与400 μmol·L-1的H2O2建立氧化胁迫模型,在第1、3、5天分别采用CASA测定精子总活率与渐进性活力,荧光探针技术评估质膜完整性与顶体完整性,抗氧化试剂盒检测过氧化氢酶(catalase,CAT)与超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,在第5 天利用实时荧光定量 PCR技术测定AMPK/FOXO3a信号通路下游靶向基因(AMPK、FOXO3a、SOD1、SOD2、CAT)及凋亡基因BAX的mRNA表达水平,蛋白免疫印记技术测定AMPK、p-AMPK蛋白表达。【结果】(1)浓度筛选试验中,0.06 g·L-1的CAPE在保存第3 天显著提高精子的总活率并维持至第5天(P<0.05),不仅如此,精子的渐进性活力在第1 天显著高于其他处理组(P<0.05)。(2)氧化胁迫试验中,H2O2处理组的精子质膜完整性、顶体完整性、总活率、渐进性活力、SOD与CAT活性在保存的第5天均极限显著低于空白组与CAPE+H2O2混合组(P<0.001),而空白组与CAPE+H2O2混合组的总活率、顶体完整性、CAT与SOD活性不存在显著差异(P>0.05)。与CAPE+H2O2混合组相比,H2O2处理组AMPK、FOXO3a、SOD1、SOD2、CAT的mRNA表达水平显著降低(P<0.05),BAX的表达水平显著升高(P<0.05),而空白组与CAPE+H2O2混合组的AMPK、SOD1、CAT与BAX不存在显著差异(P>0.05)。在蛋白表达水平中,CAPE+H2O2混合组与H2O2组相比,AMPK、p-AMPK 与p-AMPK/AMPK比率显著提升(P <0.05)。【结论】在常温基础稀释液中添加0.06 g·L-1CAPE可通过促进磷酸化AMPK的表达,诱导AMPK/FOXO3a信号下游抗氧化分子的转录,继而缓解H2O2介导的氧化危害对精液品质产生的影响,延长精液的保存时间,但CAPE保护精子氧化损伤更为深入的分子机制仍需作进一步探究。 相似文献
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为了探究六出花瓶插过程中乙烯代谢特征及其调控效应,为六出花切花保鲜剂的研发提供理论依据,以花苞期的六出花切花为供试材料,在基础瓶插液( 1 %蔗糖 + 200 mg·L-1 8-羟基喹啉)中分别加入20 mg·L-1乙烯利(ETH)、4 mg·L-1纳米银(NS)、75 mg·L-1水杨酸(SA)和10 mg·L-1精胺(SP)配制瓶插液处理六出花切花,分析瓶插过程中切花形态、生理和基因表达3个层面的指标变化。结果表明:(1)含有乙烯利的瓶插液处理显著缩短了六出花切花瓶插寿命,含有纳米银、水杨酸、精胺的瓶插液处理均能延长六出花切花瓶插寿命,其中以含有4 mg·L-1纳米银的瓶插液处理效果最佳,延长了瓶插期 2 d。(2)含有乙烯利的瓶插液处理显著加速了花枝鲜样质量和花瓣可溶性糖、可溶性蛋白含量的降低,增加了花瓣丙二醛含量和相对电导率,显著提高了花瓣乙烯代谢水平。含有纳米银、水杨酸、精胺的瓶插液处理六出花切花均不同程度地延缓了花枝鲜样质量和花瓣可溶性糖、可溶性蛋白含量的降低,抑制了丙二醛含量和相对电导率的升高,降低了乙烯代谢水平。(3)含有乙烯利的瓶插液处理增加了开花各时期乙烯合成及信号转导关键基因(AlACO、AlACS、AlCTR1、AlERS1和AlEIN3)的表达量;纳米银、水杨酸和精胺均能不同程度地抑制乙烯合成及信号转导关键基因的表达。研究结果显示六出花为乙烯末期上升型花卉,外源施加乙烯抑制剂可以延缓六出花切花衰老,提高瓶插品质,其中以4 mg·L-1的纳米银效果最佳。 相似文献
65.
细胞色素P450酶(cytochrome P450)广泛参与植物次生代谢,是当前的研究热点。基于苦蘵转录组数据,分析并鉴定了部分苦蘵P450家族基因。共鉴定得到795个可能为P450家族基因的序列片段,并将它们聚类到25个不同的聚类(cluster)中,其中,有12个聚类具有组织特异性表达。最终拼接得到30个苦蘵P450家族基因的全长序列,它们与其他物种P450基因高度同源。进化分析表明,这30个苦蘵P450基因可归为9个P450亚家族。通过定量PCR技术,分析了多个P450基因在果实不同成熟阶段的表达变化。结果表明,9个P450基因随着果实成熟表达量上升,另外9个P450基因表达量则逐渐降低。以果实为材料,分析了P450家族基因在乙烯(ACC)与乙烯抑制剂(1-甲基环丙烯,1-MCP)处理下的表达变化。研究表明,部分P450家族基因在ACC和1-MCP处理下表现出相反的表达模式,这说明P450可能参与乙烯介导的果实成熟过程。克隆了3个果实特异表达的P450家族基因(comp164210、comp131532、comp152181),它们主要定位于细胞质和细胞膜中。本研究为苦蘵药用性状遗传改良提供了有价值的遗传信息。 相似文献
66.
Jacky Cosson 《Aquaculture International》2004,12(1):69-85
This review presents actual knowledge about energetic, ionic, osmotic and gaseous control of fish sperm motility and its duration. Right after they are activated, fish spermatozoa of most species swim for a short period of time, in the range of one to several minutes. What determines the activation process? Is it due to the new ionic, gaseous and/or osmotic environment? Why is the duration of motility so short? Is it resulting from a fast exhaustion of energy stores (ATP, ADP, AMP, PCr) combined with the above-mentioned ionic/osmotic stress leading to morphological alterations? The motility criteria (flagellar beat frequency, head displacement velocity, flagellar waves morphology, etc.) used to characterize fish sperm movement and sperm flagella will be described. Most parameters change very rapidly during the brief motility period of fish sperm. Then will be considered the main environmental factors, ionic and/or osmotic signals, responsible of the activation of fish sperm motility. Then the metabolic compounds involved in cell energetics will be considered as their concentrations also rapidly change during the motility phase. An additional feature will then be discussed concerning the mechanisms by which fish sperm cell can be revived for a second motility round at the end of the first motility period. A model is proposed to explain how external osmolarity can control internal ionic composition, the latter being the key factor controlling flagellar activity. 相似文献
67.
高等植物ACC氧化酶基因启动子研究进展 总被引:2,自引:0,他引:2
启动子是控制植物基因表达的重要DNA序列结构,本文从高等植物ACO基因启动子克隆、顺式作用元件分析及GUS基因表达等方面着眼,综述该领域的研究进展。 相似文献
68.
69.
Khattiya Akarasanon Praneet Damrongphol & Wandee Poolsanguan 《Aquaculture Research》2004,35(15):1415-1420
Long‐term cryopreservation of the giant freshwater prawn, Macrobrachium rosenbergii, spermatophores using glycerol (Gly) and ethylene glycol (EG) as cryoprotective agents (CPAs) was studied. The tolerance of sperm to cryopreservation was evaluated on the basis of sperm survival and fertilizing ability. The survival of the sperm was determined by trypan blue staining, while the fertilizing ability was assessed from artificial insemination of the cryopreserved spermatophores. The rates of embryo survival on day 5 after spawning and of spermatophores capable of producing embryos survived to hatching were determined. Storage of spermatophores at ?20°C without CPA for a short period of up of 1–5 days decreased the sperm survival significantly and did not preserve fertilizing ability. Preservation at ?20°C in the presence of 10% or 20% Gly or of 10% or 20% EG offered a simple and efficient short‐term storage up to 10 days. For a long‐term storage, cryopreservation in the presence of 20% EG at ?196°C was more efficient than at ?20°C. High sperm survival rates and high fertilizing ability were recorded from those cryopreserved at ?196°C for up to 150 days. High sperm survival rates with moderate levels of fertilizing ability were obtained from those cryopreserved at ?20°C for not more than 30 days. The results indicate that preservation at ?196°C with 20% EG is a suitable procedure for long‐term storage of the giant freshwater prawn spermatophores. 相似文献
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