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[期刊] 草业科学
[作者]
韩硕 韩晓文 胡义锋 杨静美 陈中义 朱永兴 尹军良
喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）是我国入侵范围广、入侵程度重的外来入侵杂草，给生态平衡造成严重危害。WRKY是一类植物特有转录因子，在响应除草剂胁迫中发挥重要功能。为系统鉴定并分析喜旱莲子草WRKY家族成员特征，探究其响应除草剂胁迫的诱导表达模式，本研究从该杂草中鉴定到66个WRKY基因，根据系统发育关系将其分为a、b、c 3个亚族，同一亚族成员具有相似的基因结构、保守基序以及蛋白质三级结构。蛋白质特征分析发现，所有ApWRKYs均为亲水性蛋白。表达模式分析发现ApWRKYs表现时空表达特异性。防效测试表明，5种除草剂均能抑制植物的鲜重和叶绿素含量，其中氯氟比氧乙酸对鲜重抑制率最高，乙羧氟草醚对叶绿素含量抑制率最高；定量分析8个ApWRKYs的除草剂响应模式，发现2个ApWRKYs受草甘膦诱导后表达水平先上升后下降，ApWRKY38.c在施药后7 d内表达量相对稳定；异丙隆和乙羧氟草醚处理0.5至3 d时，3个ApWRKYs表达量呈下降趋势；ApWRKY49.c和ApWRKY53.c分别在氯氟吡氧乙酸和噁草酮处理7 d和3 d时被显著诱导上调表达。这说明ApWRKYs参与喜旱莲子草对除草剂胁迫的响应过程，针对不同的除草剂表现不同的时空诱导表达特征。本研究为进一步探究ApWRKYs响应除草剂胁迫中的生物学功能奠定了基础。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
南倩茹 张晴 张劲 陈红兵 李兆华 赵丽娅
喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是一种外来多年生杂草，其入侵给我国生态系统和社会经济造成巨大损失。为有效观测与评估撂荒地喜旱莲子草入侵的危害程度，以江汉平原湖区不同撂荒年限的喜旱莲子草入侵群落为研究对象，在江汉平原湖区设置60个1 m×1 m样方(撂荒1年、撂荒3年、撂荒5年各20个),采用χ~2检验、联结系数、匹配系数、Spearman秩相关系数与Gordon M稳定性测度法分别对其种间联结性与群落稳定性进行研究，结果表明：(1)撂荒1年群落物种数共32科57属62种，撂荒3年群落物种数共26科54属61种，撂荒5年群落物种数共23科45属49种，三类群落均以禾本科(Gramineae)和菊科(Asteraceae)植物为主，喜旱莲子草与稗(Echinochloa crusgalli)的优势度占据主体地位，且与撂荒1年相比，撂荒3年和撂荒5年群落中入侵植物喜旱莲子草的优势度分别增长3.031%和8.408%。(2)从VR值来看，撂荒1年喜旱莲子草入侵群落呈不显著负关联，撂荒3年和5年群落均呈显著正关联。χ~2检验和AC值显示，喜旱莲子草、稗和狗牙根(Cynodon dactylon)对环境条件有相似的适应性，其余物种对喜旱莲子草入侵的抵抗力较弱。(3)χ~2检验与Spearman秩相关分析表明，三类喜旱莲子草入侵群落的种对间联结松散，种间相对独立。群落稳定性结果显示，撂荒1年、撂荒3年和撂荒5年群落的交点坐标分别为(32.52,67.48)、(32.93,67.07)和(32.09,67.91),三者均离理想稳定点坐标(20,80)有一定距离，表明种群间存在较为激烈的竞争。综上，建议在撂荒地修复治理过程中采用替代控制法，以稗、狗牙根等禾本科植物作为替代物种，对撂荒地喜旱莲子草进行综合治理。
[期刊] 草业科学
[作者]
韩晓文 韩硕 胡义锋 王梦如 陈中义 朱永兴 尹军良
过氧化氢酶(CAT)是可清除生物体内多余的过氧化氢(H_2O_2)并将其还原成水和氧气的氧化还原酶，在植物响应胁迫的过程中发挥多种功能，保护植物细胞免受活性氧毒害。目前，尚缺乏对空心莲子草(Alternanthera philoxeroides) CAT基因家族成员的系统研究。本研究通过生物信息学分析，从空心莲子草中鉴定到20个ApCAT基因，根据系统发育关系将其依次命名为ApCAT1至ApCAT20。特征分析表明，所有ApCATs均为亲水性蛋白。亚细胞定位预测发现，所有ApCATs均预测定位于过氧化物酶体，个别ApCATs也预测有定位线粒体、叶绿体和细胞核的可能。表达模式分析表明，ApCAT成员受纬度、海拔、温度、光照、水分条件等的影响较小，表达水平相对稳定。除草剂药效测试发现，20%氯氟吡氧乙酸和13%噁草酮的防治效果最好；结合定量PCR分析发现，ApCAT家族成员在空心莲子草响应除草剂处理过程中显著差异表达，参与对除草剂胁迫的应答过程。本研究系统分析了ApCATs家族成员的基本特征和表达模式，揭示了其除草剂诱导表达特征，为进一步研究ApCATs在空心莲子草响应除草剂胁迫中的生物学功能奠定了基础。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王颖 李为花 李丹 张震
喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides是全球性恶性入侵杂草,近年来在中国已呈蔓延之势,对经济及生态环境造成严重破坏。整理了近年来对喜旱莲子草的相关研究,从其生物学特性和对环境的利用能力等方面对喜旱莲子草的入侵机制进行阐述,表明该植物的形态、繁殖以及表型可塑性和适应性等特征,有助于其成功入侵,并在入侵地形成单优势种群。还从物理、化学、生物、生态防治等4个方面对其防治策略进行分析,针对其入侵机制与防治研究中存在的问题提出了相应建议:加强采用土壤动物和土壤微生物的方法开展该入侵植物的生物防治研究,同时开展替代控制的生态控制策略探索实践。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
陈啸 陈淑颖 朱渊铭 倪林 邹双全
【目的】为进一步研究WRKY基因家族在调控栀子盐胁迫中的功能作用、培育栀子抗盐新品种。【方法】利用生物信息学方法对栀子WRKY基因家族成员（GjWRKY）进行全基因组鉴定和相关分析。【结果】共鉴定出47个WRKY基因，非均匀地分布在10条染色体上，通过系统发育树将其分为3大组：Group Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。GjWRKY基因以串联重复为主要扩增方式，且多数基因成员含有3个外显子。GjWRKY基因家族启动子2000 bp区域含有大量激素类和胁迫类响应顺式作用元件。46个GjWRKY基因在中度（MS）和重度盐胁迫（SS）下具有不同程度的高表达，部分GjWRKY基因产生特异性表达，17个GjWRKY基因表现为上调表达，推测这部分GjWRKY基因可能起正调控作用。【结论】GjWRKY基因在栀子抗盐胁迫中发挥了重要作用。
[期刊] 华北农学报
[作者]
赵爽 葛朝红 石鹤飞 闵卓 王广鹏 李伟明
WRKY转录因子在植物生长和防御反应的调控中发挥着重要作用。为了探究WRKY基因家族在板栗抗旱中的功能，对板栗WRKY基因家族成员进行了鉴定，对其编码蛋白的理化性质、系统发育、结构等进行分析，并通过转录组测序和qRT-PCR技术分析其在干旱胁迫下的表达特征。通过生物信息学技术在板栗中共鉴定到65个WRKY基因家族成员，将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3组，其中Ⅱ组根据其结构和系统发育关系分为5个亚组。WRKY基因的结构和保守基序分析表明，外显子数目为1～7个，同一亚组的外显子数目和基序分布类似。WRKY基因保守结构域发生了一定的变异，包括WRKY七肽结构域的缺失，锌指结构的缺失，七肽结构域变异为WRKYGKK、WRKYGRK和WRKYGRK等。转录组测序数据表明，有4个WRKY基因家族成员在样品中没有表达，干旱胁迫诱导表达的WRKY基因家族成员表达量上调的有49个，而表达量下调的WRKY家族成员有11个。以上结果表明，板栗WRKY基因在对干旱胁迫的响应中发挥了重要作用。
关键词：
板栗 基因家族 WRKY 干旱胁迫
[期刊] 华北农学报
[作者]
李辉 康泽培 邱财生 戴志刚 邱化蛟
通过鉴定红麻全基因组中WRKY基因家族所有成员，并分析其在盐胁迫下的表达特征，从而为研究WRKY基因家族成员在红麻响应盐胁迫过程中的生物学功能奠定坚实基础。利用生物信息学的方法对红麻全基因组中的WRKY基因家族成员进行鉴定，并对WRKY基因家族各成员的理化性质、系统发育和保守功能域进行分析，同时利用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫下WRKY基因家族各成员的表达特征。结果表明，共鉴定出33个WRKY基因家族成员，且该基因家族成员不均匀地分布在12条染色体上，每个基因家族成员的理化性质如氨基酸数目、分子质量、理论等电点都存在一定的差异，且每个基因家族成员的氨基酸保守序列WRKYGQK没有发生变异。红麻和拟南芥的WRKY基因家族系统进化树分析表明，33个WRKY家族成员分成了3个类群，GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ,其中GroupⅢ包含了5个亚组。实时荧光定量PCR技术分析结果表明，盐胁迫诱导表达的WRKY家族成员有26个，其中23个具有正向调控作用，3个具有负向调控作用。共鉴定出红麻WRKY家族成员33个，其中26个WRKY家族成员参与了红麻盐胁迫响应过程。
关键词：
红麻 WRKY 生物信息学 盐胁迫
[期刊] 西南农业学报
[作者]
康玉妹 薛珠政 李永平 马慧斐 黄昊
【目的】WRKY转录因子在植物响应低温胁迫中发挥重要的调控作用，但丝瓜[Luffa cylindrica（L.) Roem.]WRKY基因家族的全基因组鉴定及其响应低温胁迫分子机制的报道较少。【方法】本研究采用生信数据处理等方法全基因组鉴定丝瓜WRKY基因家族，分析丝瓜WRKY基因家族特点、功能及表达情况，并利用LC-MC技术检测丝瓜响应低温胁迫分子机制。【结果】丝瓜全基因组中共鉴定出62个LcWRKYs，非均匀地分布在13条染色体上；系统进化树分析发现，丝瓜WRKY成员被分成3大类群(Ⅰ-Ⅲ)，第Ⅲ类群又被分成5个亚群(Ⅲa-e)；共线性分析发现，丝瓜和拟南芥(Arabidopsis thaliana) WRKY基因家族之间具有共线基因对56个，LcWRKYs基因之间具有片段复制基因对17个；分析启动子发现，LcWRKYs启动子具有顺式调控元件，多种与激素和逆境响应等相关；低温胁迫表达分析发现，4个LcWRKYs受低温胁迫显著上调表达；基于LC-MC检测获得激素JA、MEJA、SA、ABA含量，分析丝瓜响应低温胁迫分子机制，LcWRKYs含有茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸响应元件，可能参与调节丝瓜的生物学过程及逆境胁迫响应。【结论】该研究结果为解析WRKY基因在丝瓜低温胁迫响应中的作用以及WRKY基因家族的进一步功能分析提供新信息，并为后续耐低温LcWRKY功能、编辑等研究提供基础，为创制耐寒材料及培育丝瓜耐寒品种提供技术支持。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
陈丽飞 刘云怡慧 李嘉峻 白云 孟缘 周蕴薇
【目的】为探究大苞萱草bHLH基因家族成员特性，基于对干旱胁迫下大苞萱草叶和根转录组测序结果，鉴定并分析大苞萱草bHLH基因家族成员。【方法】利用生物信息学方法对大苞萱草bHLH转录因子家族基因进行系统发育、理化性质、二级结构、保守结构域及基因表达等分析。【结果】共鉴定出55个大苞萱草bHLH家族基因并分为11个亚族；bHLH蛋白理化性质差异较大，总平均亲水性为负值，均为亲水性蛋白；亚细胞定位预测大苞萱草bHLH蛋白主要分布在细胞核中；基因表达分析表明，叶中有26个上调基因，26个下调基因，根中有32个上调基因，22个下调基因，差异基因HmbHLH50的表达量变化显著，可能与大苞萱草的抗旱能力相关。【结论】本研究为挖掘bHLH转录因子家族基因的功能奠定了基础，也为深入解析大苞萱草的抗旱机制提供了理论依据。
关键词：
大苞萱草 干旱胁迫 bHLH基因家族
[期刊] 草业科学
[作者]
王蕤蕊 张桥英 张运春 雷诗意 唐天文 邓鑫欣 张林
随着经济社会的发展，各种污染物如重金属、微塑料等随着人类活动在环境中被检出。生长在异质性的环境中的克隆植物可以凭借强大的克隆能力利用异质的环境，进而有效地适应异质环境，并通过自身独特的生长特征进一步提高生长性能。本文以典型入侵植物空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）为研究对象，采用盆栽实验，研究了镉胁迫下克隆整合和整合距离对植株地上及地下部分生长性状和生物量的影响。研究结果表明：1）克隆整合显著提升处于镉胁迫下的母株的茎长、分茎数、根长、根体积、地上生物量及地下生物量，说明整合特性有利于空心莲子草通过风险分摊缓解重金属胁迫的负效应，进而促进空心莲子草生长；2）高、低浓度镉胁迫下，茎结数为2、4的子株均会受到风险分摊的影响，而茎结数为6的子株仅当高浓度胁迫下才会有所影响，诸如高浓度镉胁迫下茎结数为6的子株茎分枝数比低浓度镉胁迫下茎结数为6的子株茎分枝数少42.42%，说明空心莲子草的风险分摊的实现受到整合距离与胁迫梯度的影响；3）不同影响下地上性状及地上生物量所变化更为显著，主要表现为植株增加分茎数、增加茎长伸长提高存活率，说明在处于异质性生境时，空心莲子草主要通过调节地上性状来适应环境的异质性。这些结果表明，克隆整合有利于入侵植物空心莲子草借助连接根茎实现风险分摊从而增强对异质镉污染胁迫的适应性，但这种增强受到异质传输距离与胁迫梯度的限制。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨敏 周陈平 杨护 邝瑞彬 黄炳雄 魏岳荣
[目的]在全基因组水平鉴定番木瓜(Carica papaya L.) WRKY(CpWRKY)转录因子家族基因,并对其在短孢炭疽菌侵染下的表达量进行分析,为CpWRKYs家族的功能研究和利用奠定基础。[方法]采用生物信息学方法,鉴定和筛选CpWRKYs转录因子家族基因成员,并对其进行系统进化分析、基因结构分析、蛋白保守基序预测和启动子顺式作用元件分析;同时以番木瓜炭疽病耐性品种和敏感性品种为材料,利用短孢炭疽菌侵染采后果实,于0,24,48 h取样,对其转录组学数据进行分析,筛选2个品种中差异表达的CpWRKY基因,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)试验对筛选结果进行验证。[结果]经系统分析从番木瓜中共鉴定出48个CpWRKYs成员,分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3类;其中第Ⅱ类成员最多,可分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe5个亚类。CpWRKYs家族成员的氨基酸残基数目为97～747个,等电点为4.83～9.71,为亲水性蛋白,大部分CpWRKYs的结构域高度保守,但有个别蛋白保守域缺失。在CpWRKYs家族中共预测到10个保守基序,其中包括含有WRKY七肽结构域的基序1、含锌指结构的基序2和同时含有七肽序列和锌指结构的基序3,其中基序3为大多数I类CpWRKY转录因子N端WRKY结构域所特有。Cp WRKYs含有1～6个外显子,同一家族或亚家族成员在基因结构上表现出一定的相似性,同时在Cp WRKYs启动子中检测到大量与生物胁迫和非生物胁迫相关的元件。对短孢炭疽菌侵染番木瓜的转录组数据进行分析,在番木瓜耐性品种中筛选出了特异表达的CpWRKY22、CpWRKY11、Cp WRKY2、CpWRKY33和CpWRKY25,RT-qPCR检测结果显示,这些基因在耐性品种中特异上调表达,在敏感性品种中的表达量无明显变化。[结论]番木瓜WRKY家族共包括48个成员,该家族基因结构和蛋白基序具有组间差异性和组内保守性。CpWRKYs家族成员强烈响应炭疽菌侵染,其中CpWRKY22、CpWRKY11、CpWRKY2、CpWRKY33和CpWRKY25是有潜力的抗炭疽病候选基因。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
苏文娟 曹瑞兰 周增亮 赵娜红 张运煜 胡冬南 刘娟
【目的】WRKY转录因子在植物应对生物和非生物胁迫中起重要调控作用。油茶是我国南方丘陵地区重要的经济树种，常受各种逆境胁迫影响。深入挖掘油茶WRKY基因家族成员并探讨其应对逆境胁迫的表达调控模式具有重要意义。【方法】以油茶全基因组数据为参考，利用生物信息学方法，鉴定分析了CoWRKYs基因家族成员，并基于油茶逆境胁迫的相关转录组数据，明确CoWRKYs在低磷、干旱和低温等非生物胁迫下的表达模式，最后基于qRT-PCR方法解析CoWRKYs在不同逆境胁迫下的瞬时表达特征。【结果】CoWRKYs基因家族包含89个成员（CoWRKY1～CoWRKY89）。根据系统发育特征可将其分为3大类，I类、II类和III类的数量分别为20、55和14。保守基序分析表明，进化关系密切的CoWRKYs蛋白具有相同或相似的基序组成。CoWRKYs在低磷、干旱、低温等非生物胁迫下表达谱分析的结果显示，65个CoWRKYs呈现显著表达差异，其中17个CoWRKYs同时受三种非生物胁迫的调控，且大部分基因在逆境胁迫下表现为上调表达，推测这些CoWRKYs在油茶的非生物逆境胁迫中可能起正调控作用。qRT-PCR结果表明，5个基因（CoWRKY11、CoWRKY14、CoWRKY20、CoWRKY29和CoWRKY56）在低磷、干旱和高盐胁迫下均被诱导表达，但不同基因在各逆境胁迫下的表达模式存在差异。其中，CoWRKY14在低磷胁迫24 h表达量是对照组的44倍（P <0.05），呈现高表达模式，推测其在油茶干旱胁迫响应中具有重要作用。【结论】大部分CoWRKYs基因参与油茶抗逆胁迫响应，且表现为正向调控。其中CoWRKY11、CoWRKY14、CoWRKY20、CoWRKY29和CoWRKY56在低磷、干旱和盐胁迫下可以被快速诱导激活，参与油茶逆境胁迫响应。本研究为油茶WRKY转录因子的进一步功能分析奠定了理论基础，为油茶抗逆品质的遗传改良提供参考依据。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
王东姣 张畅 阙蓓蓓 尤垂淮 罗俊 苏亚春
从甘蔗栽培种R570基因组数据库中挖掘到60个ShWRKY(ShWRKY1～ShWRKY600)基因,分布于10条染色体上,每条染色体上有3～13个ShWRKY基因.系统进化树分析表明60个ShWRKY蛋白中,属于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类的分别有10、32和18个.所有ShWRKY家族成员皆为亲水性核定位蛋白,且除ShWRKY13为稳定蛋白外,其余家族成员都不稳定.ShWRKY基因家族的外显子数目为1～5个,保守基序数目为3～7个.启动子区域序列预测显示,ShWRKY基因包含多个与胁迫、生长发育和激素响应相关的顺式作用元件.表达谱分析显示,ShWRKY基因在甘蔗不同组织中差异表达,且参与对黑穗病菌胁迫的响应过程.RT-qPCR检测结果显示,接种黑穗病菌7 d后,ShWRKY37基因在2个甘蔗抗病品种和1个感病品种中上调表达,而在另外1个感病品种中下调表达;ShWRKY51基因则在抗病品种中下调表达,而在感病品种应答早期(1 d)上调表达.
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
吴昊
纬度和季节是影响生物入侵的重要环境因子。以往对入侵植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides的研究多集中于秋季入侵旺盛期,较少关注其春季的入侵表现(入侵态势、生物入侵-物种多样性关系等)。在中国22°30°N范围内(广东、广西、湖南、湖北),共设置15个入侵样地与15个对照样地,探讨了春季陆生空心莲子草入侵群落沿纬度的变化特征及入侵对群落多样性(α物种多样性指数)、稳定性(Godron坐标值)的影响。结果表明:(1)春季空心莲子草入侵态势随纬度上升而加剧;入侵群落的Simpson
[期刊] 草业科学
[作者]
王希武 桂晴 胡伟 杨玉洁
喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）为苋科多年生草本植物，是重金属镉（Cd）的超富集植物，具有药用价值高、抗逆性强等特点，是一种镉污染土壤修复的重要候选植物。为探究添加外源脯氨酸条件下，重金属镉（Cd）对喜旱莲子草的形态、生理指标、抗氧化系统等的影响，以同一水域的喜旱莲子草为实验材料进行一系列生理生化的试验，旨在揭示Cd的毒害下，外施脯氨酸对喜旱莲子草的作用机理。结果表明，从形态指标上看，喜旱莲子草在受到Cd的毒害作用下，其根、茎、叶的生长明显受到抑制。但在外施脯氨酸的条件下，能够缓解Cd对喜旱莲子草所造成的伤害，降低Cd对喜旱莲子草的毒害作用。从生理指标上看，喜旱莲子草在Cd的毒害作用下，其丙二醛（MDA）、过氧化氢（H_(2)O_(2)）、游离脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）显著提高，可溶性蛋白（SP）处理之间差异并不显著。从抗氧化系统指标上看，喜旱莲子草在Cd的毒害作用下，其谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）含量显著提高，但在茎部SOD含量处理之间差异不显著。总体来看，对喜旱莲子草添加外源脯氨酸，能够缓解Cd对喜旱莲子草的毒害作用。以此，为今后喜旱莲子草在修复Cd污染土壤方面的开发利用提供科学理论基础和参考依据。
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