【目的】大豆(Glycine max (L.) Merr.)种子从发育成熟期(R6或R7期)开始具有活力,在此时期容易受到高温高湿胁迫,导致种子活力下降。通过对Gm LEA的研究,揭示其高温高湿胁迫下的表达水平以及功能,为一步深入研究Gm LEA在参与大豆种子活力形成及响应非生物胁迫等方面奠定基础。【方法】利用Primer Premier 5.0软件设计引物,以宁镇1号和湘豆3号叶片的cDNA为模板,分离大豆GmLEA的cDNA序列全长。通过NCBI网站BLAST对GmLEA同源性氨基酸序列进行搜索,使用MEGA 6.0和DNAMAN多重比对蛋白质序列,并采用MEGA 6.0的N-J算法构建进化树。通过酵母双杂交试验验证GmLEA与GmCDPKSK5在酵母体内的互作。构建亚细胞定位和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)载体,通过基因枪介导法转化烟草叶片分析GmLEA与GmCDPKSK5在烟草叶片细胞内的互作及其编码蛋白的亚细胞定位。利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)对GmLEA的组织特异性表达及其在高温高湿胁迫下的表达进行分析。构建pBI121融合表达载体,通过农杆菌介导法获得3个纯合的T3代过表达拟南芥株系,对高温高湿胁迫下拟南芥的种子活力进行分析。【结果】获得大豆GmLEA的cDNA序列全长,该基因包含一个长1 377 bp的开放阅读框(ORF);且该基因所编码的蛋白定位在烟草叶片细胞的细胞膜上。酵母双杂交试验与双分子荧光互补(BiFC)试验结果表明,GmLEA与GmCDPKSK5分别在酵母体内与烟草叶片细胞的细胞膜上存在特异性互作。组织特异性分析结果表明,GmLEA主要在宁镇1号和湘豆3号2个品种发育和成熟的种子中表达。在湘豆3号种子发育过程中Gm LEA的表达量呈先上升后下降的趋势,在开花后50 d达最大值,在宁镇1号种子发育过程中该基因的表达量呈上升的趋势,在开花后60 d达到最大值。高温高湿胁迫后,与对照相比,Gm LEA在湘豆3号中96 h时下调表达,其余时间点均上调表达,在宁镇1号中,仅24 h时下调表达。GmLEA过表达拟南芥株系经高温高湿胁迫后的发芽势、发芽率及种子活力均显著(P<0.01)高于野生型植株。【结论】GmLEA参与高温高湿胁迫下种子活力的形成,与GmCDPKSK5存在特异性互作,二者可能共同参与高温高湿胁迫下种子活力的形成。

以10个大豆品种的新种子和相应人工老化种子为材料,进行半粒种子发芽试验,测量胚根长度,并将胚根长度划分为4个范围,即小于1 cm、1~2 cm、2~3 cm和大于3 cm,再将半粒种子发芽率与田间出苗率进行相关分析。结果表明:大豆新种子胚根长度大于3 cm的种子百分数与田间出苗率相关系数最高,二者存在极显著正相关;而胚根长度小于1 cm的种子百分数与田间出苗率呈显著负相关。大豆老化种子胚根长度在1~2 cm内的种子百分数与田间出苗率呈显著正相关。因此初步认为,半粒种子发芽法作为大豆种子活力测定的一种方法,具有可行性。

在长期贮存过程中，贮存温度对大豆种子的活力及细胞膜透性、ＳＯＤ和ＰＯＤ酶活性、可溶蛋白含量、酯酶同工酶等生理生化指标有明显影响。低温贮存种子活力保持较好，各项生理指标测定结果与之相吻合。在４℃条件下贮存，种子活力及生理生化指标变化较明显。常温贮存种子活力几乎全部丧失。大豆种子对贮存温度的敏感性可能与遗传特性有关

【目的】从大豆中克隆得到β-伴球蛋白α亚基基因的启动子序列7αP,并对其进行功能分析。【方法】利用PCR技术从大豆基因组DNA中分离β-伴球蛋白α亚基基因启动子序列7αP,将其与GUS基因融合,构建种子特异性表达载体p7αP-GUS,通过根癌农杆菌介导法转化烟草(Nicotiana tabacum)NC89,对再生植株进行PCR、Southern blot检测和GUS组织化学分析。【结果】序列分析表明,7αP长度为1 382 bp,其中含有多种种子特异性启动子的序列元件,如RY重复序列元件、E-box、SEF1-motif、SEF4-motif(、CA)n、Dc3启动子结合因子和ACGT序列元...

采用2种能量5种剂量的7Li离子束处理2个不同类型的春大豆品系,研究各处理对大豆种子发芽势、发芽率、种子下胚轴伸长、田间出苗率和成苗率的影响.结果表明:各处理对种子活力产生了一定的抑制或促进作用;不同能量与剂量的7Li离子束辐照对大豆种子活力影响不尽相同,不同的种质材料对各处理的反应亦有较大差异;各处理发芽率在83.33%～100%,多数处理的田间成苗率在70%左右;4.24 MeV 60 Gy 7Li离子束辐照处理大豆种子,可显著提高其发芽势和发芽率.

通过对大豆种子进行高压静电处理,研究了高压静电场对大豆种子发芽率及发芽后的鲜重、干重、芽长和发芽势等指标的影响。结果表明:对辽豆11大豆种子在500kV.m-1的场强下处理0.5~1m in可以获得较好的效果,其中,芽鲜重可提升3.3%,芽干重可提升14.2%,发芽势可提升17.2%,发芽指数可提升16.2%。说明适宜的电场强度和处理时间对种子的各项活力指标均有不同程度的提高。

为探究大豆GmPP2C89基因在植物非生物胁迫响应和适应过程中的功能，利用转录组数据和荧光定量PCR方法检测GmPP2C89基因在NaCl、PEG和甘露醇处理下的表达模式；接着分析GmPP2C89基因启动子上响应非生物胁迫的顺式作用元件，并根据元件的分布克隆不同长度的启动子构建融合GUS载体，获得对应的转基因拟南芥，通过GUS染色分析启动子对NaCl、PEG和甘露醇处理的响应。构建GmPP2C89基因过表达的转基因拟南芥，在正常条件和NaCl处理条件下测定根长、叶片MDA含量和电解质渗透率以及盐胁迫相关基因(SOD、POD、CAT、RD26、RD29A和RD29B)的表达水平。结果显示，NaCl、PEG和甘露醇处理均导致大豆GmPP2C89基因表达水平显著上调；在其启动子区含有较多ABRE、DRE、G-box、MBS、MYB、MYC和TC-rich repeats等参与非生物胁迫响应的顺式作用元件，并且该启动子对NaCl处理具有更强的响应。此外，在盐处理条件下，转基因拟南芥GmPP2C89-OX根长显著大于WT,而MDA含量和电解质渗透率显著低于WT,耐盐性明显增强；抗氧化酶基因(SOD和POD)和ABA途径关键基因RD29B在GmPP2C89-OX中的表达水平显著高于WT。结果表明，大豆GmPP2C89基因受NaCl、PEG和甘露醇诱导表达上调，GmPP2C89过表达可通过激活抗氧化途径和ABA途径增强转基因拟南芥的耐盐性。

【目的】高温高湿、重金属等非生物胁迫是制约大豆生产,影响种子发育和品质的重要因素。通过对大豆GmHMADP的研究,揭示其在重金属镉、铜和高温高湿胁迫下的表达水平以及功能,以期为培育高活力的逆境耐受性大豆新品种提供理论依据和实践基础。【方法】利用Primer Premier 5.0软件设计引物,以宁镇1号和湘豆3号2个品种叶片的cDNA为模板,分离大豆GmHMADP全长cDNA序列。通过NCBI网站BLAST对GmHMADP同源性氨基酸序列进行搜索,并用DNAMAN软件进行氨基酸序列比对。同时,以XhoⅠ和SalⅠ为酶切位点构建35S::GmHMADP-GFP融合表达载体,分析其在烟草叶肉细胞的瞬时表达,进行亚细胞定位。利用实时荧光定量PCR技术对GmHMADP的组织特异性表达及其在高温高湿和CuSO_4、CdCl_2处理下的表达进行分析。以XbaⅠ和Bam HⅠ为酶切位点,利用p BI121载体,构建融合表达载体,将GmHMADP在野生型拟南芥中过表达,获得3个纯合的T3转基因株系,对高温高湿胁迫下拟南芥的种子活力以及过表达拟南芥植株对铜、镉胁迫的耐受性进行分析。【结果】获得大豆GmHMADP全长cDNA序列,该基因包含1个996 bp的完整开放阅读框,具有4个外显子和3个内含子。多序列比对结果表明,GmHMADP氨基酸序列含有2个金属离子结合位点特征序列CXXC。亚细胞定位结果表明GmHMADP蛋白定位于细胞膜与细胞核上。组织特异性分析结果表明,GmHMADP在宁镇1号和湘豆3号2个品种的发育和成熟中的种子中表达量较高。与相应的对照组相比,在宁镇1号种子中,高温高湿胁迫48、96和168 h后,GmHMADP的表达量显著(P<0.01)升高;湘豆3号中,GmHMADP的表达量在不同浓度Cu~(2+)、Cd~(2+)的诱导下均显著(P<0.01)升高。GmHMADP过表达拟南芥株系经高温高湿胁迫后的发芽势、发芽率及种子活力均显著(P<0.01)高于野生型植株;经Cu、Cd胁迫后,转基因拟南芥株系的根长和干重均显著(P<0.05)高于野生型植株。【结论】GmHMADP参与高温高湿胁迫下种子活力的形成并响应Cu、Cd胁迫,在拟南芥中过表达GmHMADP可提高拟南芥的种子活力以及对Cu、Cd胁迫的耐受性。

【目的】探究大豆核因子Gm NF-YA13基因在大豆应对非生物胁迫中的生物学功能,为Gm NF-YA13基因在抗逆育种中的应用奠定基础。【方法】以大豆北豆9号和烟草NC89的种子为供试材料,将大豆培养至第一片三出复叶展开后,分别进行干旱、高盐、低温和脱落酸(ABA)处理,通过实时荧光定量RT-PCR(q RT-PCR)对Gm NFYA13在以上4种非生物胁迫下的相对表达量进行检测,并对Gm NF-YA13进行克隆及生物信息学分析,将Gm NFYA13转化烟草,并对转基因烟草中抗逆相关基因(Nt ABA2、Nt Osmotin、Nt APX2、Nt SOD、Nt CAT1和Nt Ca MK3)的表达量进行q RT-PCR检测。【结果】干旱、高盐、低温和ABA处理均能不同程度诱导Gm NF-YA13的表达,其中干旱胁迫和ABA处理对Gm NF-YA13的诱导效果尤为显著。Gm NF-YA13位于大豆基因组13号染色体,开放阅读框915 bp,编码含有304个氨基酸的蛋白质,该蛋白质分子量75.14 ku,等电点5.10。Gm NF-YA13蛋白序列包含一个保守的DNA结合结构域。蛋白系统进化分析结果表明,Gm NF-YA13与Gm NF-YA7和拟南芥At NF-YA1亲缘关系较近。启动子顺式作用元件预测分析结果表明,Gm NF-YA13启动子区含有3个ABA响应元件ABRE、1个厌氧诱导元件ARE、1个防御和胁迫反应元件TC-rich repeats及1个干旱诱导的MYB转录因子结合位点MBS。Gm NFYA13在大豆叶片中的相对表达量最高。同时构建Gm NF-YA13植物表达载体,并将Gm NF-YA13转化烟草,获得3株转基因烟草植株。转基因烟草中抗逆相关基因表达量检测结果显示,转基因烟草中的Nt ABA2、Nt Osmotin和NtAPX2相对表达量均显著高于野生型烟草,转基因烟草中Nt SOD、Nt CAT1和Nt Ca MK3的相对表达量与野生型烟草差异不显著。【结论】Gm NF-YA13与大豆干旱、高盐、低温等非生物胁迫之间关系密切,Gm NF-YA13可能通过促进抗逆相关基因表达量的升高以提高转基因烟草的抗逆性。

MYB转录因子广泛参与植物的生长、发育、生理代谢的调控及胁迫应答,它们均具有保守的MYB结构域。GmMYBJ7是从大豆中分离获得的一个新的MYB基因(GenBank登录号:DQ902864)。亚细胞定位检测结果表明,Gm-MYBJ7蛋白定位于细胞核中;半定量RT-PCR检测结果显示,在紫外辐射、高盐及干旱(PEG)等非生物胁迫处理下,GmMYBJ7在大豆品种吉林3号中的表达量明显降低;构建植物表达载体pCAMBIA2301-GmMYBJ7,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,在GmMYBJ7的阳性转化受体中,总黄酮的含量则明显减少。推测GmMYBJ7可能通过对类黄酮生物合成的调控参与植物的基础生...

【目的】克隆大豆ＭＹＢ转录因子基因，进行序列分析和表达模式分析，并对其功能进行鉴定。【方法】通过对盐胁迫相关的数字表达谱（ＤＧＥＰ）数据分析，获得一个ＭＹＢ转录因子ＧＭ ＭＹＢ１１１；以盐胁迫处理的ｃ ＤＮＡ为模板，利用ＲＴ－ＰｃＲ法分离克隆ＭＹＢ基因ｃ ＤＮＡ编码序列；根据ＧＭ ＭＹＢ１１１蛋白序列进行同源性搜索，得到与ＧＭ ＭＹＢ１１１蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列；使用ＭＥＧＡ５．０５对ＧＭ ＭＹＢ１１１蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树；利用实时荧光定量ＰｃＲ方法检测目的基因在大豆中受非生物胁迫诱导表达情况及组织特异性表达情况；利用拟南芥原生质体转．．．

【目的】克隆大豆MYB转录因子基因,进行序列分析和表达模式分析,并对其功能进行鉴定。【方法】通过对盐胁迫相关的数字表达谱(DGEP)数据分析,获得一个MYB转录因子Gm MYB111;以盐胁迫处理的c DNA为模板,利用RT-PCR法分离克隆MYB基因c DNA编码序列;根据Gm MYB111蛋白序列进行同源性搜索,得到与Gm MYB111蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列;使用MEGA5.05对Gm MYB111蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在大豆中受非生物胁迫诱导表达情况及组织特异性表达情况;利用拟南芥原生质体转...

【目的】WRKY转录因子与植物的生物和非生物胁迫应答密切相关。通过对大豆WRKY转录因子基因GmWRKY148的克隆及在大豆发状根中过表达后对疫霉根腐病抗性的分析,探究大豆与大豆疫霉菌互作的作用机理。【方法】以拟南芥的AtWRKY44序列为探针,利用同源克隆的方法在大豆Williams 82的根部组织中得到其同源基因Glyma.14G199800,命名为GmWRKY148。对GmWRKY148蛋白进行系统进化树分析;利用qRT-PCR方法分析该基因在大豆的根、茎、叶、子叶和接种大豆疫霉菌不同时间点的转录水平;利用双酶切的方法将GmWRKY148完整的CDS序列连接到植物过表达载体p Bin GFP2中,利用基因枪法将重组质粒转化到洋葱表皮细胞中,进行亚细胞定位分析。利用发根农杆菌K599介导的遗传转化体系,经过GFP荧光筛选和qRT-PCR检测,获得大豆过表达GmWRKY148的阳性发状根(OE-GmWRKY148)和转入p Bin GFP2空载体(EV)的阴性对照发状根。对过表达GmWRKY148发状根和阴性对照发状根接种大豆疫霉菌,统计病斑长度、疫霉积累量和卵孢子萌发情况。【结果】GmWRKY148的CDS序列全长为999 bp,编码332个氨基酸,等电点为7.61。系统进化分析发现,GmWRKY148与菜豆(Phaseolus vulgaris)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的WRKY转录因子亲缘关系十分相近,且与菜豆的亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,GmWRKY148定位在细胞核中。组织表达分析显示,GmWRKY148在根中的表达量最高,在茎和叶中次之,在子叶中最低。荧光定量PCR结果表明,接种大豆疫霉菌P6497后,在感病品种Williams和抗病品种Williams 82(含有Rps1k)中,GmWRKY148受诱导逐渐上调表达,在侵染24 h后表达水平均达到最高,但在Williams 82中的上调倍数更高。对过表达GmWRKY148和转空载体的大豆阳性发状根分别接种大豆疫霉菌P6497的菌丝块,比较接种24 h后的病斑长度和疫霉积累量,结果显示,与对照EV相比,过表达GmWRKY148大豆阳性发状根的病斑长度显著变短,疫霉积累量显著降低。对过表达GmWRKY148和EV的大豆阳性发状根分别接种疫霉菌P6497的游动孢子,并在接种后24、36和48 h用显微镜观察菌丝的侵染及卵孢子萌发数量,统计结果显示,过表达GmWRKY148的大豆阳性发状根与对照EV相比,菌丝的侵染率及卵孢子萌发率均显著降低。【结论】GmWRKY148参与调控大豆与大豆疫霉的互作,能够增强大豆对大豆疫霉菌的抗性。

[目的] 本研究旨在解析大豆DREB（Dehydration responsive element-binding protein）转录因子基因GmDREB8与干旱胁迫的关系，为DREB转录因子参与大豆干旱胁迫的分子机制研究奠定基础，也为大豆耐旱转基因育种提供新的基因资源。[方法] 针对大豆品种‘天隆一号’，通过荧光定量PCR（qRT-PCR）分析10个DREB基因在干旱胁迫诱导下的表达模式及GmDREB8在大豆不同组织和植物激素处理下的表达情况。采用生物信息学方法分析GmDREB8保守基序和亚细胞定位情况。通过农杆菌介导的烟草瞬时表达体系进行GmDREB8蛋白的亚细胞定位。分别在拟南芥中异源表达GmDREB8和利用VIGS（virus-induced gene silencing）技术在大豆中沉默GmDREB8，分析该基因在拟南芥和大豆干旱胁迫中的功能。[结果] 10个DREB基因在干旱胁迫下都被诱导表达，但这10个基因间表达谱存在差异。筛选并克隆得到GmDREB8，其位于大豆17号染色体上，含有1个AP2结构域，蛋白相对分子质量为19.79×10~(3)，pI为9.76。GmDREB8基因受到植物激素赤霉素（ABA）和水杨酸（SA）的诱导表达。GmDREB8蛋白位于细胞核内。异源表达GmDREB8转基因拟南芥在不同浓度的甘露醇处理下表现出比野生型更短的根长，对干旱胁迫更敏感。与空载对照相比，大豆GmDREB8沉默株系的叶片在干旱处理后具有更低的相对电导率、相对失水率、丙二醛含量（MDA），更高的游离脯氨酸含量（Pro），表现出更强的耐旱性。[结论] GmDREB8可负向调控植物的耐旱能力。

以２０１３—２０１５年１１６份春小麦种子样品为材料，应用Ｓｅｅｄ ＩｄｅｎｔＩｆＩｃａｔＩｏｎ软件并结合仪器和手工测定获得１７个物理指标值（千粒重、宽度、长度、投影面积、厚度、比重、硬度、灰度值、ＲＧＢ颜色模型中红色Ｒ、绿色Ｇ和蓝色Ｂ、ＬａＢ颜色模型中的亮度Ｌ、色彩通道ａ和色彩通道Ｂ、ＨＳＢ颜色模型中的色相Ｈ、饱和度Ｓ和亮度Ｂ。利用主成分分析法和聚类分析法，在标准环境及３种逆境（盐胁迫、干旱胁迫和人工加速老化胁迫）下，探讨了春小麦种子物理指标与种子活力的关系。研究发现各培养环境下，种子活力与种子的千粒重、宽度、长度、投影面积、Ｓ和ａ有明显相关性。千粒重、宽度、长度、投影面积、Ｓ和ａ值较小的小粒．．．