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[期刊] 中国农业科学
[作者]
吕士凯 马小龙 张敏 邓平川 陈春环 张宏 刘新伦 吉万全
【目的】以条锈菌和白粉菌胁迫的普通小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,分析由可变剪切(alternative splicing,AS)形成的TaNAC结构变异转录本,同时分析TaNAC基因的microRNA调控位点,为进一步解析TaNAC基因通过转录后调控参与小麦响应真菌胁迫奠定基础。【方法】普通小麦兼抗种质N9134在被白粉菌和条锈菌分别侵染后,各8个时间点取样并混合,然后从混合样本中克隆得到大量TaNAC转录本。参考中国春小麦基因组注释信息(IWGSC RefSeq v1.1)进行比对,选择由可变剪切形成的TaNAC序列结构变异转录本,分析它们的序列结构特征。利用生物信息学软件和在线工具,对这些TaNAC结构变异转录本编码产物的功能结构域、高级结构、理化性质、亚细胞定位等特征和变异情况进行比对分析。同时,利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统验证其中1对TaNAC结构变异转录本的亚细胞定位预测结果,并选取5组TaNAC基因的可变剪切序列结构变异转录本进行酵母转录自激活试验,研究序列结构变异对TaNAC基因转录调控活性的影响。此外,利用miRBase数据库收录的小麦中已报道的miRNAs和TaNAC基因,进行靶基因预测分析,建立小麦TaNAC家族成员与miRNAs的靶向关系。【结果】以条锈菌和白粉菌侵染的普通小麦兼抗种质N9134为材料,克隆得到的TaNAC转录本中的35条序列结构变异转录本由13个TaNAC基因可变剪切形成。通过分析发现,同一TaNAC基因由可变剪切形成的不同结构变异转录本的核酸序列结构存在差异,而且其对应编码产物的功能结构域、高级结构、理化性质和亚细胞定位等方面均会存在差异,同时也会表现出不同的转录调控活性;不同TaNAC基因的可变剪切方式存在差异,而且它们的结构变异转录本及其编码产物在结构特征、理化性质和转录调控活性等方面也均呈现出多样性的特征。通过分析TaNAC基因与其在编码序列区域的靶标tae-miRNAs,发现具有可变剪切转录本的TaNAC基因与tae-miRNA的结合位点均在其非可变剪切区域。【结论】TaNAC基因可以通过可变剪切这种转录后调控方式参与小麦对真菌胁迫的响应;同时发现,调控TaNAC基因的tae-miRNA可以独立于可变剪切这种转录后调控方式行使功能。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
任江萍 刘海伦 王新国 牛洪斌 李永春 王翔 陈新 尹钧
【目的】克隆与逆境胁迫相关的基因,通过对目的基因的表达分析进一步解析植物的抗逆机制,为小麦抗逆育种提供候选基因和理论依据。【方法】基于cDNA芯片数据获得的水分胁迫诱导上调表达基因EST序列,运用RACE技术进行cDNA全长克隆,采用生物信息学软件分析克隆基因的编码蛋白特性,并利用实时荧光定量PCR分析该基因在不同组织及不同胁迫处理条件下的表达模式【。结果】通过RACE扩增获得小麦cDNA全长序列(GenBank登录号:JN650603),命名为Ta14S。该基因序列全长为1 056 bp,其中,5′端非编码区11 bp,3′端非编码区253bp,开放阅读框为792 bp,编码263个氨基酸。...
关键词：
小麦 14-3-3蛋白 逆境胁迫 表达
[期刊] 中国农业科学
[作者]
雷梦林 李昂 昌小平 徐兆师 马有志 刘惠民 景蕊莲
【目的】开发小麦DREB转录因子基因W16的功能标记,进行遗传作图,并结合表型性状关联分析,为利用分子标记进行小麦遗传改良提供依据。【方法】以六倍体普通小麦及其野生近缘种的二倍体和四倍体为材料,克隆W16的DNA序列;根据序列多态性设计分子标记;利用中国春缺四体材料对基因进行染色体定位,用DH群体(旱选10号×鲁麦14)进行精细定位并作图;以154份六倍体普通小麦材料构成的自然群体分析表型性状与基因单倍型的关联特性。【结果】利用中国春缺四体材料先将W16定位在1A染色体上。后利用DH群体将W16定位于染色体1A的CWM517和WMC20标记之间,距左、右标记的遗传距离分别为7.8 cM和19....
[期刊] 华北农学报
[作者]
丁长欢 孙昭华 李小娟 肖凯
在富集低磷胁迫特异表达基因的小麦根系cDNA差减杂交文库中,鉴定了1个小麦WRKY型转录因子基因(TaWRKY46)。依据该基因的cDNA序列,在石新828中克隆了该基因。TaWRKY46的cDNA长度为872 bp,开放阅读框为669 bp,编码222个氨基酸残基,氨基酸组成上含有保守的WRKY基序和C2H2基序。系统进化分析表明,TaWRKY46与大麦WRKY34可能来自相同的祖先。与对照供磷水平(2 mmol/L Pi)相比,低磷处理(20μmol/L Pi)使根系中TaWRKY46的转录本数量明显增多,表明TaWRK46对低磷胁迫逆境产生了明显应答。此外,TaWRKY46对氮、钾、锌和...
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
王雨烟 王颜波
CBF(C-repeat-binding factor)是植物响应低温胁迫的主要转录因子.本研究对小麦、野生二粒小麦、大麦CBF基因家族进行了全基因组鉴定和比较分析,并采用生物信息学技术对CBF基因的结构、系统发育、染色体定位、顺式作用元件以及共线性进行了分析,然后利用转录数据分析了该基因在不同胁迫条件下以及不同组织中的表达模式.经鉴定,小麦、野生二粒小麦、大麦CBF基因分别为75、31、19个.CBF基因具有很强的保守性,编码蛋白为亲水蛋白,绝大多数具有单一外显子结构,在第5染色体上集中分布;CBF基因家族存在片段串联重复和染色体倍加现象;不同CBF基因具有不同顺式作用元件.在不同胁迫条件下CBF基因表达水平不同,不同组织中的CBF基因表达水平也不同.由此推测CBF基因结构和功能出现分化可能是植物对不同环境的自适应结果,片段串联重复和染色体倍加是CBF基因家族扩张的驱动力.
[期刊] 华北农学报
[作者]
王晓桠 卜瑞方 胡海燕 龙强 孙连轩 齐璐 刘峥 李逍瑶 李成伟
为探究茉莉酸(JA)对小麦光合作用效率、小麦生长、成熟和产量的调控作用。试验采用同源克隆的方法,从小麦百农207中扩增到了一个小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP2,对TaJIP2进行组织差异表达分析,并构建TaJIP2基因RNA干扰(RNAi)载体后对小麦进行遗传转化及功能分析。结果表明,TaJIP2基因在各个部位均有表达,其中在颖壳中表达量最高;沉默TaJIP2基因显著提高JA生物合成关键酶丙二烯氧化物环化酶(AOC)和12-氧-植物二烯酸还原酶(OPR)活性和JA含量,其中根系中JA含量差异最大。沉默TaJIP2基因显著促进小麦根系和地上部分生长,其中根系生长状况差异更显著;根尖细胞超微结构观察结果显示,沉默TaJIP2基因小麦植株根尖细胞结构完整,细胞内各细胞器种类和数量丰富,细胞活性强,从而促进了根系生长。此外,沉默TaJIP2基因显著提高了小麦叶片光合作用效率,且抽穗时间提前,显著增加了小麦籽粒的粒长和粒宽及单株的穗数、穗粒数、千粒质量和单株产量。以上结果表明,RNAi诱导的TaJIP2基因沉默显著促进小麦植株生长、提前成熟和高产,表明TaJIP2是一个小麦生长、成熟和产量的关键负调控基因。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
于永昂 睢晓湉 张蕾 张夏冰
[目的]克隆小麦Ta WRKY28基因,通过农杆菌浸染法将其转化至拟南芥,研究转基因拟南芥植株生理生化指标变化,探究其在抵御非生物胁迫中的作用。[方法]采用RT-PCR方法,从小麦百农207 cDNA中克隆得到TaWRKY28基因,利用ProtParam等软件对其氨基酸序列进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR方法,分析TaWRKY28基因的组织表达特异性及在NaCl、ABA、H_2O_2、干旱和低温逆境胁迫下的表达情况;构建基因超表达载体,通过花序浸染法转化拟南芥,选取TaWRKY28基因相对表达量较高的转基因T_3拟南芥株系,测定拟南芥超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性以及丙二醛(MDA)、H_2O_2和脯氨酸含量,研究TaWRKY28对拟南芥抗旱性的影响。[结果]成功克隆获得小麦TaWRKY28基因,该基因ORF全长为978 bp,编码325个氨基酸,相对分子质量为34.87 ku,理论等电点为9.27,含有1个WRKY保守结构域和1个C_2H_2锌指结构域,属于WRKY基因家族的第Ⅱ类成员。序列系统进化分析结果显示,小麦TaWRKY28与大麦HvWRKY2亲缘关系最近。亚细胞定位显示该基因位于细胞核中。qRT-PCR结果表明,TaWRKY28在小麦根、茎、叶、雌蕊和雄蕊组织中均有表达,但具有组织特异表达性,在叶中表达量最高,雄蕊中次之,雌蕊中表达量最低,且受NaCl、ABA、H_2O_2、干旱和低温胁迫后TaWRKY28表达会增强。对TaWRKY28转基因拟南芥植株的抗旱性分析表明,在干旱条件下,转基因植株的表型优于野生型,SOD、POD活性和脯氨酸含量显著增加,而H_2O_2和MDA含量显著降低,转基因植株抗旱性显著提高。[结论]克隆了小麦TaWRKY28基因,该基因可以增强转基因拟南芥植株的抗旱能力。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘自成 苗丽丽 王景一 杨德龙 毛新国 景蕊莲
【目的】非生物逆境是制约小麦生产的主要因素。ＷＲＫＹ转录因子是植物特有的转录因子家族，参与对多种非生物逆境胁迫的应答。普通小麦基因组中至少含有２００个ＷＲＫＹ，目前仅对少数成员的功能进行了鉴定。通过克隆小麦ＷＲＫＹ转录因子ＴａＷＲＫＹ３５并揭示其功能，为改良小麦的抗逆性提供基因资源。【方法】利用小麦全长ｃＤＮａ数据信息，从强抗旱小麦品种旱选１０号中克隆逆境胁迫应答转录因子基因ＴａＷＲＫＹ３５；采用实时定量ＰｃＲ技术，分析目标基因在不同发育时期、不同组织器官中的表达水平，以及在ＰＥＧ－６０００、Ｎａｃｌ、ａＢａ和低温等逆境胁迫下的表达模式；构建目标基因与ＧＦＰ融合的表达载体，转化小麦原生质体，以．．．
[期刊] 西南农业学报
[作者]
舒晓霞 王耀东
本文根据已报道的α-醇溶蛋白基因5'上游调控区和编码区的保守序列,设计特异性引物,以5份密穗小麦DNA为模板,用PCR克隆的方法获得了51条α-醇溶蛋白基因5'上游调控区序列。对长度大于380 bp的19条序列进行了分析,发现19条序列均含有与基因表达相关的重要调控元件,包括胚乳基序元件TGTAAAG、GCN4类似元件ATGAGTCAT、CAAT框、AAA G基序、TA-TA框、GCN4类似基序ATGAC(T)GATCAT以及CAC-box,同时在序列中出现了AACA元件。序列比对表明,密穗小麦与普通小麦和乌拉尔图小麦α-醇溶蛋白5'上游调控区存在较为丰富的变异,遗传差异较大。对各序列的5'上...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张旭 韩金妤 李晨晨 张丹丹 吴启蒙 刘胜杰 焦韩轩 黄硕 李春莲 王长发 曾庆东 康振生 韩德俊 吴建辉
【目的】小麦条锈病是小麦的主要病害之一，每年都会对小麦产量安全造成严重危害，挖掘小麦抗条锈病基因，为小麦抗条锈病种质创新和揭示小麦抗条锈病遗传机制奠定基础。【方法】利用多组学手段结合全基因关联分析（GWAS）开展对小麦成株期抗条锈病性状的解析。首先对411份来自CIMMYT和ICARDA的春小麦进行全基因组关联分析，在小麦2BL染色体上定位到一个主效的成株期抗条锈病位点，并利用含有该位点的抗病材料Z501及感病亲本晋麦79的双亲群体进行连锁作图，成功验证了该位点抗性的稳定性，暂命名为YrZ501-2BL。在此基础上，通过基因注释、比较基因组分析、转录组分析和候选基因的关联分析对目标区间筛选候选基因。【结果】综合GWAS和连锁作图结果，将YrZ501-2BL锁定在小麦2B染色体0.26 Mb(575.706—576.587 Mb)范围内，根据中国春参考基因组注释信息分析，该区间含有12个基因，其中，高可信基因6个；利用在线网站，将目标区间所在的中国春参考基因组与其他已公布的不同倍性小麦基因组进行比较，发现该区间的6个高可信小麦基因基本都能在其他小麦材料中找到同源基因，且基因排列顺序相同，说明该区间可能不存在较大片段的插入、缺失、倒位等现象，可以利用参考基因组信息进行候选基因预测；结合抗病亲本Z501和感病亲本晋麦79的成株期接种条锈菌后的转录组数据，发现只有TraesCS2B02G406400、TraesCS2B02G406500和TraesCS2B02G406600受诱导表达，且抗感病亲本存在表达差异。根据中国春基因组注释，三者分别编码GATA转录因子、SH3P2蛋白和锌指蛋白。通过进一步的候选基因关联分析，发现只有SH3P2蛋白中存在与条锈病表型显著性差异的SNP位点（G/A），虽然该位点（G1369A）在2个可变剪切的转录本中均未引起氨基酸编码变化（TCG和TCA均编码丝氨酸），但可能与可变剪切有关，同时该位点（G1369A）的不同单倍型表型之间也存在极显著差异，进一步分析发现，在G1369A位点下游还有2个引起氨基酸改变的变异位点G1377A和G1431A，分别引起缬氨酸（GTT）到异亮氨酸（ATT）和缬氨酸（GTG）到甲硫氨酸（ATG）的改变，但这两个位点在455份重测序材料中所占比例只有0.87%，属于稀有变异，因此，未进行显著性检验。综上，推测TraesCS2B02G406500为YrZ501的重要抗病候选基因；此外，针对YrZ501候选区间的差异SNP开发了相应的AQP标记，可用于辅助选择，为下一步小麦抗锈病分子育种应用提供了标记资源。【结论】利用多组学整合关联分析的方法，成功在小麦2B染色体上挖掘到1个抗条锈病候选基因TraesCS2B02G406500。
[期刊] 华北农学报
[作者]
张卫华 杨军 韩成贵 李大伟 于嘉林
许多真菌介体传播的病毒在机械接种过程中易于发生自然缺失。利用在小麦上连续机械接种WYMV的方法,自第27代起,利用RT-PCR和Northern blot方法在感病小麦中检测到一个WYMV RNA2的缺失突变株,序列分析发现缺失区域位于RNA2的214~2 808 nt,共计2 595 nt,并在缺失区域的两端存在7个碱基的反向互补序列。缺失区域上游紧邻这7个碱基双链区存在一富含AU的短序列,并据此对此D-RNA2的缺失机制进行了讨论。
关键词：
WYMV 机械接种 RNA2缺失突变株
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李北 徐琪 杨宇衡 王琪琳 曾庆东 吴建辉 穆京妹 黄丽丽 康振生 韩德俊
【目的】重庆是中国小麦条锈病流行体系中重要冬繁区,准确评价该地区小麦品种(系)对当前小麦条锈病流行小种的抗性和了解抗条锈基因在该区的分布状况,为小麦安全生产、品种合理布局及小麦抗条锈育种工作提供依据。【方法】从该区征集了18份当地主栽品种和89份高代品系材料,应用中国小麦条锈菌流行生理小种条中32(CYR32)、条中33(CYR33)、V26/G22-9和V26/CM42,在杨凌进行苗期分小种(CYR32、CYR33、V26/G22-9和V26/CM42)温室抗病性鉴定、并于2015年和2016年连续两年
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王春平 赵惠燕 朱启迪 罗坤
【目的】筛选小麦抗麦长管蚜基因,以揭示小麦抗蚜虫的分子机制。【方法】利用mRNA差异显示反转录PCR(Differential display reverse transcription PCR,DDRT-PCR)技术,以小麦抗蚜种质98-10-35、感蚜种质1376及其F3代和BC1F1代(98-10-35/1376//1376)为材料,分析了在抗蚜材料与感蚜材料之间差异表达基因的序列及功能。【结果】从24对引物组合中,共筛选到8对引物可以在98-10-35/1376的F3代抗性群体中扩增出74条差异条带,平均每对引物扩增条带数为9.3,并对其中差异明显的20条条带进行了回收、克隆、测序和序...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
姜朋 张鹏 姚金保 吴磊 何漪 李畅 马鸿翔 张旭
【目的】通过分析宁麦系列已育成品种的性状表现,明确宁麦系列品种的主要性状特点及存在问题,同时对宁麦系列品种及新选育高代品系进行基因型分析,明确宁麦系列品种(系)的遗传多样性及重要性状控制位点的分布,为宁麦系列品种的遗传改良、育种和生产利用提供依据。【方法】以宁麦系列23个已审定品种及51份高代品系为材料,对产量、品质、抗病性等主要性状表型进行分析,利用Affymetrix 50K基因芯片筛选品种基因型,并补充检测部分功能基因。【结果】宁麦系列品种具有丰产性突出、中弱筋品质及赤霉病抗性优良,白粉病、锈病抗性水平相对较差等特点。经过筛选获得28 253个高质量SNP位点,已审定的23个品种间的遗传相似系数为0.407—0.964,平均为0.600;51个高代品系间的遗传相似系数为0.456—0.985,平均为0.684。宁麦系列品种(系)的春性主要由Vrn-D1的位点变异造成,Ppd-D1位点变异使所有材料均为光周期迟钝型;Rht-B1b变异使株高降低,宁麦系列品种还含有较多的提高千粒重与抗穗发芽基因的优势等位变异。宁麦系列品种(系)中含有赤霉病主效抗病基因Fhb1的材料占比达到48.6%,约30%的高代品系携带白粉病主效抗病基因Pm21。【结论】宁麦系列品种(系)的遗传多样性呈降低趋势,有必要加强种质创新,拓宽育种群体遗传背景;宁麦系列品种(系)携带较多的抗赤霉病及提高千粒重、抗穗发芽的基因或QTL位点,可作为亲本应用于小麦品种诸多性状的遗传改良。宁麦系列品种以中弱筋小麦为主,需加强中强筋、强筋品质类型的品种选育,同时注重白粉病、锈病的抗性改良。
关键词：
宁麦 系谱 遗传多样性 分子育种
[期刊] 华北农学报
[作者]
雷振生 徐立新 吴政卿 林作楫 宋玉立 郑飞 杨会民 马君
研究了施肥和浇水以及化学调控等栽培措施对改善强筋小麦品质的作用。结果表明,孕穗期追肥有利于植株体内氮素的代谢与转化,与拔节期追肥相比可明显改善品质;灌浆期喷施氮素,可促进氮素代谢与转化,使一些品质的主要指标有所提高;浇灌浆水影响子粒内氮素的转化与积累;生长调节剂麦健对增加面团稳定时间有一定正效应,但一些常用的杀菌剂则对品质有一定副作用。
关键词：
小麦 品质 水肥运筹 化学调控
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