【目的】锌指蛋白(ZFP，Zinc Finger Proteins)是植物中的一类重要的转录调控因子，在植物生长发育、逆境胁迫应答等方面具有重要的作用。通过分析刚毛柽柳Tamarix hispida锌指蛋白基因ThZFP3的耐盐、抗旱功能，为林木抗逆遗传改良提供了理论基础。【方法】在通过蘸花法获得过表达ThZFP3转基因拟南芥；在NaCl和Mannitol(甘露醇)胁迫下，观察转基因和对照拟南芥的萌芽成活率、根长、鲜质量和表型变化；在利用农杆菌瞬时转化体系获得瞬时过表达(OE)、抑制表达(RNAi)和对照(Control)转基因刚毛柽柳，胁迫下分别对三种转基因柽柳进行组织化学染色和抗逆相关生理指标测定，鉴定ThZFP3基因的抗旱、耐盐能力。【结果】在胁迫条件下，转基因拟南芥的萌芽成活率、根长、鲜质量和长势均优于野生型，表明ThZFP3基因可提高转基因拟南芥的抗旱耐盐能力；过表达ThZFP3基因显著增强了刚毛柽柳中POD和SOD的活性，从而减少活性氧(ROS)的积累；过表达ThZFP3基因可以减少刚毛柽柳中MDA的积累、降低电解质渗透率，保护细胞膜的完整。【结论】过表达ThZFP3基因可以提高刚毛柽柳体内ROS清除能力，降低细胞损伤程度，从而提高刚毛柽柳的抗旱耐盐能力。

【目的】NAC类转录因子是植物特有的最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的生长发育过程,并在植物响应盐、干旱等多种非生物胁迫的过程中发挥至关重要的调控作用。本研究拟从盐生木本植物刚毛柽柳中克隆获得一个NAC转录因子基因,研究该基因的耐盐、抗旱功能,以期为研究木本植物NAC转录因子的抗逆分子机制奠定理论基础。【方法】在刚毛柽柳NaHCO_3胁迫转录组数据库中筛选获得一个NAC转录因子基因,将其命名为ThNAC24(GenBank登陆号:KF031949)。利用生物信息学工具将其与其他9个物种的NAC蛋白进行多序列比对,与拟南芥105个NAC蛋白进行进化树分析。分别用300 mmol·L~(-1) NaCl和400 mmol·L~(-1)甘露醇对刚毛柽柳进行胁迫,在胁迫6、12、24和48 h后分别取刚毛柽柳根及叶组织。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析盐、干旱胁迫下ThNAC24基因在不同胁迫时间点及不同组织的表达情况,初步鉴定其是否响应盐、干旱胁迫。为进一步研究ThNAC24基因的抗逆功能,分别构建植物过表达(pROKⅡ-ThNAC24)及抑制表达(pFGC5941-ThNAC24)载体。利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系获得ThNAC24基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE)及对照(Control)刚毛柽柳植株。在盐、干旱胁迫下分析比较了ThNAC24基因瞬时过表达、抑制表达及对照刚毛柽柳植株的二氨基联苯胺(DAB)和氯化硝基四氮唑蓝(NBT)染色情况,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,及电解质渗透率、失水率及丙二醛(MDA)含量,鉴定ThNAC24基因的耐盐、抗旱功能。【结果】ThNAC24基因的开放阅读框为1 023 bp,编码340个氨基酸。多序列比对结果显示ThNAC24在N端的氨基酸序列相似度比较高,具有NAC家族的序列特征;系统进化树分析结果显示ThNAC24与ANAC103和ANAC082的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示:盐胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫12 h表达量最高,而叶组织中胁迫24 h的表达量最高;干旱胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫6 h表达量最高,在叶组织中胁迫12 h的表达量最高。ThNAC24基因在刚毛柽柳根和叶组织中均有表达且响应盐和干旱胁迫。过表达ThNAC24基因显著降低了刚毛柽柳H_2O_2和超氧阴离子含量,增强了POD和SOD酶的活性,从而减少活性氧(ROS)的积累。过表达ThNAC24基因能够降低刚毛柽柳在逆境胁迫下的电解质渗透率、失水率及MDA的积累,从而保护细胞膜结构的完整性。【结论】刚毛柽柳ThNAC24基因能够响应盐、干旱胁迫,过表达ThNAC24基因植株通过增强POD和SOD活性,进而提高ROS清除能力,减少细胞受损或死亡,从而提高刚毛柽柳的耐盐及抗旱能力。

【目的】脯氨酸在植物对盐和干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗逆性。吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶,本研究拟从抗旱耐盐植物刚毛柽柳中克隆获得1个ThP5CR基因,研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】以"Pyrroline 5 Carboxylate Reductase"作为关键词,对实验室前期构建的刚毛柽柳转录组序列进行比对查找获得ThP5CR基因c DNA序列,并通过RT-PCR和测序验证克隆获得的ThP

通过对刚毛柽柳盆栽苗不同浓度盐(NaC l)处理,分析盐胁迫对生长的影响。结果表明:随着盐浓度升高,刚毛柽柳盐胁迫症状明显,成活率下降,高增长受到抑制;耐盐能力为2.5%;根系活力随着盐浓度增大有一个先升高再降低的过程。

不良的环境因子如干旱、盐碱等严重影响着农作物的正常生长发育和产量,培育高抗性和高产优质的粮食作物,成为缓解世界粮食安全的有效途径。文章就目前国内外在抗旱、抗盐碱等抗逆基因的类型、作用机理以及相关转基因作物存在的问题进行了综述。

以美洲黑杨杂种优良无性系南林895杨为转基因受体材料,利用农杆菌介导法转化与逆境胁迫相关的DREB1C基因。经潮霉素筛选,共获得80株抗性植株,经PCR及RT-PCR检测有30株抗性植株呈阳性,初步证明DREB1C基因已整合到南林895杨基因组中。抗性试验结果初步表明,转基因植株的抗旱、耐盐性均有所提高。

【目的】为了研究刚毛柽柳响应盐胁迫的作用机制,本研究以刚毛柽柳叶片为材料,对叶片总蛋白质的提取方法进行优化,探究出适用于双向电泳的刚毛柽柳叶片总蛋白质的提取方法,并建立NaHCO_3胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱。【方法】本研究比较了改良Tris-三氯乙酸,改良Tris-三氯乙酸+PVP40,改良Tris-三氯乙酸+丙酮和植物蛋白提取试剂盒法4种提取植物蛋白质的方法提取刚毛柽柳叶片总蛋白质的差异,并利用蛋白质双向电泳用技术研究NaHCO_3胁迫后刚毛柽柳叶片蛋白质表达变化,建立了盐胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白表达谱。【结果】采用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质,利用该方法可获得高质量的蛋白质样品,所得到的双向电泳凝胶图谱中蛋白质分离效果好、图谱分辨率高,通过Image Master 2D Platinum 7.0凝胶分析软件对NaHCO_3处理0和12 h的双向电泳凝胶图谱进行分析,获得了25个响应盐胁迫的差异表达蛋白质,并分析了差异表达蛋白量的变化。【结论】研究结果表明,利用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质适用于双向电泳体系,该方法可以用于对刚毛柽柳叶片蛋白质组学的研究。本研究建立了NaHCO_3胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱,为进一步分析刚毛柽柳耐盐分子机制奠定了基础。

在有机体的生长和发育过程中,基因表达在转录、转录后和翻译水平都受到严格地调控。转录调控是基因表达调控的第一步,曾被认为是基因表达的主要调控机制,但是随着对转录后调控机制越来

翻译起始因子是一类翻译起始所必需的特异蛋白因子,前期研究表明柽柳翻译起始因子(The IF1A)基因能对外界盐和干旱等非生物胁迫做出响应,且过表达The IF1A基因能提高酵母和烟草的抗旱耐盐能力。为进一步研究The IF1A基因的抗逆机制,本研究通过酵母双杂交对柽柳翻译起始因子(The IF1A)基因的互作蛋白进行了筛选,共获得5个互作蛋白,分别为RNA聚合酶βII亚基(RNA polymerase beta II subunit)、ATP合成酶CF1α亚基蛋白(ATP synthase CF1 alpha subunit protein)、细胞色素b6/f复合物亚基IV(cytochrom...

沧 60 0 1小麦品种是用临汾 6154作母本 ,冀麦 32作父本通过有性杂交 ,经两圃平行交替选择法培育而成。该品种突出的特点是抗旱、耐盐、抗寒、优质、丰产稳产。这些优良特性的结合 ,丰富的遗传背景 ,逆境和非逆境选种环境以及杂种后代交替选择育种技术起了决定性作用。

以含有P5CS的重组质粒pBIP5CS-F129A为模板,通过PCR的方法获得了目的基因P5CS(1905 bp)并将其克隆到pBS-T载体上。利用限制性核酸内切酶BamHⅠ和SalⅠ将P5CS基因从克隆载体上消化下来,定向插入到无GUS基因植物表达载体pCHF3的CaMV35S启动子和NOS终止子之间。通过冻融法将此表达载体导入农杆菌LBA4404中,经PCR鉴定表明,P5CS基因植物表达双元载体构建成功。

研究旨在利用同源序列法分离蒙古冰草抗旱基因同源片段。根据已知禾本科植物抗旱基因Lea第3组的保守区段设计一对简并引物,采用PCR方法对蒙古冰草幼苗的基因组DNA进行扩增。获得了1个蒙古冰草的抗旱基因Lea3基因片段,长度为497 bp,包含124 bp的非翻译区,共编码124个氨基酸。核苷酸序列分析表明,该序列与小麦抗旱基因LEA第3组的Wrab19同源性为93%,与小麦受ABA诱导的WRAB1基因同源性为93%;与一个来源于玉米mRNA的逆境胁迫基因克隆9124同源性为96%;与大麦受ABA诱导的pHVA1基因同源性为94%;与大麦HVA1基因同源性为91%。Southern杂交表明该基因在...

[目的 ]：对银腺杨（Populus alba×P. glandulosa‘84k’）组氨酸激酶PagHK3a基因敲除株系的抗旱性进行评价，同时探究PagHK3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法 ]：利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨（WT）及其PagHK3a基因敲除株系（C1和C2）组培苗，处理3h后采用实时定量PCR(Quantitative real-time PCR)方法测定各株系叶片PagHK3a基因、PagHK3a下游基因、干旱胁迫响应基因及抗氧化基因的表达水平；利用称重控水法对各株系盆栽苗进行3个梯度的温室干旱胁迫处理，包括正常浇水（土壤相对含水量：70%～75%）、中度干旱（40%～45%）以及重度干旱（25%～30%），干旱胁迫4周后测定WT及C1、C2株系的瞬时光合参数、过氧化氢（H2O2）及丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）酶活性、株高和地径等生理生化及生长指标。[结果 ]：在温室中度干旱条件下，C1和C2株系株高生长量均显著高于WT，而在重度干旱条件下，这两个株系的株高生长量与WT相比均无显著差异。分析光合参数发现，在中度干旱条件下，基因敲除株系C1和C2气孔导度及胞间CO2浓度均显著高于WT，但在重度干旱胁迫条件下只有C2株系胞间CO2浓度显著高于WT；在中度干旱胁迫条件下C1株系瞬时净光合速率显著高于WT，在重度干旱胁迫条件下，C2株系瞬时净光合速率显著高于WT。同时生化指标测定结果显示，在中度干旱条件下基因敲除株系C1和C2中MDA及H2O2含量显著低于WT，而在重度干旱胁迫时，仅C2株系显著低于WT；对比分析各株系抗氧化酶活性发现，正常供水条件下，C1株系叶片POD酶活性以及C2株系SOD酶活性显著高于WT，在中度干旱胁迫条件下，C1株系这两种保护酶活性均显著高于WT，而C2株系仅在重度干旱胁迫下显著高于WT。另外，在PEG模拟干旱胁迫处理下，基因敲除株系C1和C2叶片组氨酸激酶基因PagHK3a及其下游响应调节蛋白PagRR2、PagRR15基因表达量与WT相比均显著下调；而干旱胁迫响应基因PagNAC3以及过氧化物酶合成基因POD1的表达则显著上调，超氧化物歧化酶合成基因SOD4的表达与WT相比无显著差异。[结论 ]：在PagHK3a基因敲除株系中，PagHK3a基因及细胞分裂素信号传导途径中响应调节因子基因PagRR2、PagRR15表达均较WT显著降低，而胁迫响应基因PagNAC3及POD合成基因POD1表达显著升高；同时，在中度干旱条件下PagHK3a基因敲除株系的气体交换能力更强，MDA以及H2O2含量更低，株高生长量更大，从而具有更强的抗旱能力。

【目的】综合运用不同抗旱评价指标，筛选大豆优异抗旱种质，发掘重要抗旱基因，为大豆抗旱分子育种提供理论基础。【方法】利用188份大豆种质资源，于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株产量，利用抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数等参数鉴定大豆种质的抗旱性，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）检测与大豆抗旱参数显著相关的SNP(single nucleotide polymorphisms)标记，并结合干旱胁迫下大豆幼苗叶片基因表达谱分析，筛选抗旱候选基因。【结果】188份大豆种质资源的抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数存在广泛变异，分别利用逐级分类法将供试材料划分为5个等级。其中，辽豆15、辽豆69、辽豆14、金杖子黄豆、中黄606、科新3号、Koreane 4等7份种质在不同评价方法中均被鉴定为一级抗旱。对抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数进行GWAS分析，共定位到15个显著关联的SNP位点能够在多环境下稳定表达，这些位点对表型变异的贡献率为12.46%—25.60%。在显著SNP位点上、下游各200 kb区间内共有注释基因226个。通过对抗旱品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21在干旱胁迫下进行转录组测序和实时荧光定量PCR分析，鉴定出32个注释基因受干旱胁迫诱导显著差异表达。其中，Glyma.02G182900、Glyma.04G012400、Glyma.06G258900、Glyma.15G100900、Glyma.01G172600、Glyma.04G012300、Glyma.01G172200和Glyma.04G010300等8个候选基因分别编码钙依赖性蛋白激酶、通用应激蛋白A、G型凝集素S受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、蛋白磷酸酶2C、异黄酮还原酶、异黄酮还原酶同源物、生长素蛋白和b ZIP转录因子。【结论】综合运用不同抗旱参数，在188份大豆种质资源中筛选出7份抗旱种质资源，鉴定了15个与抗旱参数显著关联的SNP位点，并鉴定出抗旱候选基因8个。