分析干旱胁迫下枇杷叶片的转录组,挖掘功能基因并对其差异表达基因进行筛选和分析,为枇杷抗旱提供理论依据。利用新一代高通量测序技术测序,对测序结果进行de novo拼接、功能注释和ORF预测,将差异表达基因在COG、GO和KEGG数据库中进行比对注释。测序结果表明,获得转录本共88 530个,平均长度为740.64 bp,ORF41 748条。COG、GO和KEGG数据库将转录本分别划分为24,54个功能类别及291条代谢通路中。25 197个差异表达的基因在30条代谢通路中显著富集,与酶活性、激素合成代谢和

为了挖掘小麦响应草铵膦胁迫下的关键基因，解析关键基因及其家族成员染色体分布、表达模式等，以冬小麦津农6号为研究对象，喷施不同浓度的草铵膦，观察其药后表型；提取胁迫处理0,3,9 h的小麦叶片总RNA,进行转录组测序，筛选关键基因并对其表达量、结构及表达模式进行分析。结果表明：转录组分析发现草铵膦胁迫诱导TraesCS4A02G044000基因上调表达，序列分析表明，该基因位于小麦第4同源基因A基因组。蛋白结构域分析可知，该基因编码蛋白存在1个信号肽、1个DUF568结构域和1个b561结构域。此外，在该基因家族成员中挖掘出12个同时含有DUF568和b561结构域的基因，位于第4,5,7同源群，其中位于第4同源群A、B、D染色体的TraesCS4D02G265000、TraesCS4B02G265100和TraesCS4A02G044000基因在草铵膦胁迫诱导下显著上调表达，该3个基因均编码细胞色素b561。编码细胞色素b561的TraesCS4A02G044000及其同源基因在草铵膦胁迫下显著上调，表明b561在小麦受到草铵膦胁迫后产生了积极的响应，参与了草铵膦在小麦体内的代谢。

为探究雾冰藜(Bassia dasyphylla)对干旱胁迫的结构、生理和分子响应机制，对不同干旱胁迫梯度处理的叶片进行解剖结构、生理指标及转录组学测定。结果表明：干旱胁迫导致贮水组织厚度显著降低(P <0.05)，叶厚和表皮厚在干旱胁迫7 d时显著增大(P <0.05)，分别增加24.32%和84.58%；脯氨酸含量在干旱胁迫21 d最高(P <0.05),H_2O_2含量在胁迫14和21 d显著增多(P <0.05)，超氧化物歧化酶(SOD)活性先降后升，在胁迫21和28 d显著升高，过氧化物酶(POD)活性在胁迫14 d最大(P <0.05)，为38.08 U·g~(-1)。与0 d相比，干旱胁迫7、14、21和28 d的差异表达基因(DEGs)分别有1 860、2 781、1 550和819个；DEGs显著富集在有机氮复合代谢过程、氧化磷酸化、防御反应、ATP代谢过程等GO条目中；DEGs显著富集在氧化磷酸化、蛋白酶体、核糖体和剪接体等KEGG通路中。非生物胁迫相关通路DEGs分析表明，胁迫感知受体激酶(热激蛋白、干旱/盐胁迫蛋白等)，抗氧化酶(CCS、POD等)、信号通路(Ca~(2+)、MAPK等)、转录因子(ERF、b ZIP、MYB等)、激素信号通路、细胞壁合成、蛋白质降解和次级代谢物等通路基因参与干旱胁迫响应调节。研究结果可为今后雾冰藜抗旱基因资源挖掘和利用提供参考。

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期(五叶期)设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)或其大亚基(所有植物进行光合碳同化的关键酶)、1个Rubisco活化酶(广泛存在于植物中调节Rubisc...

以黄瓜感枯萎病品系1900和抗枯萎病转基因品系1905为试材,采用灌根法接种枯萎病菌分生孢子悬浮液,48h后提取叶片蛋白质,采用差异蛋白质双向电泳技术研究枯萎病胁迫下黄瓜叶片蛋白质组的变化。结果表明:黄瓜幼苗在枯萎病菌胁迫下,感病和抗病品系的双向电泳图谱存在一定差异。通过质谱分析,共鉴定出3-磷酸甘油醛脱氢酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶、木葡聚糖内转糖苷酶、聚光复合体叶绿素a/b结合蛋白、假拟蛋白和5类表达差异的蛋白点。这些植物代谢中产生的能量和一些小分子可能激发了黄瓜抗枯萎病基因的表达。

为明确大麦抗旱生理性状的发育遗传，在大麦抗旱育种中加以利用。采用ＡＤＭＰ（加性－显性－母本－父本）遗传模型及条件方差分析方法，分析了模拟干旱胁迫下的大麦叶片４种保护性酶（超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、谷胱甘肽还原酶（ＧＳＨＲ））的发育遗传效应。结果表明，在不同发育阶段４种保护性酶的遗传效应不尽相同，在遗传效应类别、遗传表达量上存在差异；随着生育进程推进，４种保护性酶的条件遗传主效应表现出一定依时空波动和间歇性。在出苗－拔节阶段，以ＳＯＤ的显性效应强，ＧＳＨＲ的母本效应最强；在拔节－开花阶段，ＳＯＤ、ＰＯＤ存在较大的加性遗传效应，ＧＳＨＲ存在最大值的父本效．．．

为探索坛紫菜叶状体响应低盐胁迫的分子生理学机制，本研究采用第二代高通量测序技术，分析比较在正常盐度（２６，对照组）和低盐度（３，胁迫组）下培养不同时间（３、６和９ ｈ）的坛紫菜叶状体转录组数据。结果显示，测序数据经ｄｅ ｎｏｖｏ组装，获得了３３ ８７２条ｕｎｉｇｅｎｅｓ，平均长度为６１２ ｂｐ；与对照组相比，３个胁迫组分别产生了１１０８、１６３８和１８８１条差异性表达基因。ｇｏ功能富集分析显示，一些可能与低盐胁迫相关的重要生物过程得到了显著富集，如单分子有机物代谢过程，单糖的合成代谢和分解过程，糖质新生，有机物分解代谢过程等。Ｋｅｇｇ代谢通路富集分析发现，低盐胁迫不同时间富集到的代谢通路存在很．．．

【目的】通过研究干旱胁迫下多花黄精生理生化指标的变化，综合评价腐殖质对其抵御干旱胁迫的影响，为多花黄精节水栽培提供理论依据。【方法】采用盆栽实验，分别以腐殖质土和黄土（对照基质）为培养基质，设置正常供水（土壤含水量80%～85%）、轻度干旱（土壤含水量60%～65%）、中度干旱（土壤含水量40%～45%）、重度干旱（土壤含水量20%～25%）4个控水梯度，测定多花黄精叶片相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性等生理生化指标的变化。【结果】轻度干旱胁迫不会导致多花黄精叶片生理生化抗旱指标发生明显变化；中度干旱胁迫对多花黄精叶片生理生化产生较明显影响，腐殖质土基质中多花黄精叶片相对含水量、叶绿素含量、SOD活性、POD活性比对照基质分别少下降0.34%、4.99%、18.37%、2.90%，相对电导率、MDA含量分别少增加10.30%、9.12%，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量分别多增加3.60%、1.79%；重度干旱胁迫对多花黄精叶片生理生化产生明显影响，腐殖质土基质下多花黄精叶片的相对含水量、叶绿素含量、SOD活性、POD活性比对照基质分别少降低2.16%、5.14%、19.92%、8.56%，相对电导率、MDA含量分别少增加14.16%、16.86%，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量分别多增加4.06%、2.35%。隶属函数法综合评判得出腐殖质土基质栽培下多花黄精抗旱隶属函数值比对照基质提高了151%。【结论】腐殖质作为多花黄精促生长的栽培基质，在干旱胁迫下可提高多花黄精生理生化抗旱指标的稳定性，并通过增加渗透调节物质含量的方式在一定程度上抵御干旱胁迫。

【目的】研究脱水素对小麦抗旱的作用,阐明脱水素表达与水分的关系。【方法】以2个耐旱性不同的同核异质小麦品系(高抗和低抗)为材料,在盆栽自然干旱胁迫和复水条件下处理小麦幼苗,采用SDS-PAGE和Westernblot方法,分析小麦在干旱和复水条件下叶片的相对含水量、细胞膜相对透性和脱水素表达量的变化。【结果】随土壤干旱胁迫程度的加剧,小麦叶片相对含水量下降,细胞膜相对透性增大,有1条28 ku脱水素特异表达;耐旱性弱的小麦品系叶片中脱水素的表达早于耐旱性强的小麦品系,说明其对干旱胁迫更敏感;而耐旱性强的小麦品系叶片中脱水素蛋白含量高于耐旱性弱的小麦品系;复水后,小麦叶片相对含水量上升,细胞膜相...

以燕麦(Avena sativa)叶片为材料，结合广靶代谢组和靶向代谢组检测方法，分析了盐胁迫和碱胁迫条件下的主要差异代谢物及其代谢途径。结果发现：盐胁迫和碱胁迫条件下，燕麦叶片的主要差异代谢物均以脂类代谢物为主，有机酸是盐胁迫与碱胁迫之间的主要差异代谢物；富集分析表明，碱胁迫下的三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)代谢途径与盐胁迫条件下存在差别。通过检测TCA循环相关的有机酸，发现碱胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸、草酰乙酸含量高于盐胁迫，其中乌头酸含量明显高于其他有机酸。总之，TCA循环是盐胁迫和碱胁迫之间的主要差异代谢通路，燕麦叶片通过积累有机酸响应碱胁迫。本研究通过代谢组学方法首次证实了燕麦叶片响应盐、碱胁迫的主要差异代谢途径是TCA途径，推测乌头酸在燕麦叶片响应碱胁迫的有机酸调节过程中发挥主要作用，为解析燕麦响应盐、碱胁迫的差异机制奠定基础。

【目的】分析镉胁迫下中辽1号杨的转录水平,筛选差异表达基因,挖掘与镉胁迫相关的功能基因,为深入探索中辽1号杨对镉胁迫响应的分子机制提供理论依据。【方法】以中辽1号杨为试验材料,采用盆栽试验的方法将其扦插于土壤Cd含量为20 mg/kg(M20)的花盆中,以不加Cd为对照(CK),80 d后采集不同处理中辽1号杨叶片进行转录组测序,使用DESeq2软件筛选CK与M20处理中辽1号杨的差异表达基因,将得到的差异基因在基因本体数据库(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白相邻类聚簇数据库(clusters of orthologous groups of proteins,COG)中进行注释,分析差异表达基因在不同数据库中的注释信息。随机挑选6个差异表达基因(超氧化物歧化酶(SOD)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STK)、脱落酸(ABA)、T复合蛋白1(TCP1)、MYB基因(MYB)、丝裂原活蛋白激酶12(MAPK12)),利用Primer 5软件设计特异性引物进行实时荧光定量PCR(RT-q PCR)试验,检测这6个基因表达水平的变化,验证转录组结果的准确性。【结果】在CK和M20处理的中辽1号杨中,共发现3 812个差异表达基因,其中上调表达的有2 209个,下调表达的有1 603个。GO分析发现,差异表达基因注释到3大类49个功能组中,其中与代谢过程有关基因最多。转录组KEGG代谢通路分析发现,差异表达基因主要在信号转导途径、代谢途径和生物合成途径富集。COG分析发现,1 455个差异基因被注释到22种分类中,其中一般功能预测基因注释最多,其次是信号转导机制基因。结合各数据库分析结果发现,Cd胁迫下中辽1号杨转录组的注释结果中代谢过程和信号转导过程相关基因较多。镉胁迫下差异表达基因最多的家族是ABC、MYB、WRKY、b HLH和NAC基因家族,挖掘出与镉胁迫相关基因WRKY家族基因47(WRKY47)、硝酸盐转运蛋白基因(NRT)、ABC家族转运蛋白基因2(ABC2)、苹果酸脱氢酶(MDH)、谷胱甘肽S-转移酶基因(GSTs)、NAC家族基因2(NAC2)的表达量显著上调,MYB家族基因44(MYB44)、重金属相关异戊二烯化植物蛋白基因39(HIPP39)的表达量显著下调。RT-q PCR结果显示,随机挑选6个差异表达基因表达量的变化趋势与转录组测序结果一致。【结论】镉胁迫后中辽1号杨转录组的差异表达基因主要富集在代谢过程和信号转导过程,挖掘出与镉胁迫相关基因,分别是WRKY47、NRT、ABC2、MDH、GSTs、NAC2、MYB44、HIPP39,为深入探索杨树对镉胁迫响应的分子机制提供了理论依据。

【目的】长链非编码RNA(lncRNAs)在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种(0119盐碱高抗,0226盐碱敏感)幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序(设置3个生物学重复),共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个(1303个上调和1815个下调)mRNAs和798个(346个上调和452个下调)lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。

为了解腐植酸(HA)对重度干旱胁迫燕麦叶片糖组分和内源激素的影响,以白燕2号为试验材料,利用盆栽设置不同水分和喷施腐植酸4个处理(正常供水,正常供水喷施腐植酸,重度干旱胁迫和重度干旱胁迫喷施腐植酸),利用高效气相色谱和质谱联用技术测定燕麦叶片可溶性糖和内源激素含量。结果表明:1)在燕麦叶片中检测到单糖和衍生物11种,低聚糖5种。通过主成分分析发现,不同处理之间差异主要体现在木糖、核糖、松三糖、葡萄糖、蔗糖和岩藻糖的含量。重度干旱胁迫喷施HA主要影响的是核糖和蔗糖,与CK相比,重度干旱胁迫核糖含量增加5.78%,蔗糖含量增加83.08%,差异显著(P<0.05,下同),重度干旱胁迫下喷施HA后,核糖和蔗糖含量均显著下降。2)与对照相比,重度干旱胁迫下,内源酸性激素脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量显著升高,生长素(IAA)含量显著降低,重度干旱胁迫下喷施HA后ABA、JA和SA含量显著降低。3)蔗糖含量与ABA、IAA含量显著相关,JA含量与细胞结构物质木糖、岩藻糖和核糖等戊糖含量均显著正相关,SA、ABA含量与糖信号物质果糖、葡萄糖含量显著负相关。可见,HA可以通过调控糖组分和内源激素缓解重度干旱胁迫伤害。

【目的】研究不同程度干旱胁迫对2个菊花品种光合生理特性的影响,为菊花抗旱栽培提供理论依据。【方法】以秋菊早花品种"唐宇金秋"和晚花品种"祥云"为供试材料,利用盆栽试验,以正常浇水为对照(CK,土壤含水率为(40±2)%),研究不同干旱胁迫强度(中度干旱(T1,土壤含水率为(23±2)%)、重度干旱(T2,土壤含水率为(16±2)%))下2个菊花品种叶片生理指标的变化。【结果】随着干旱胁迫程度的加剧,"祥云"和"唐宇金秋"叶片的相对电导率、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量均呈上升趋势,在T2处理下,"祥云"叶片的相对电导率、MDA和脯氨酸含量分别较对照升高23.5%,84.8%和120.4%,而"唐...

【目的】研究干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响,及蜡质含量与蜡质合成相关基因β-酮脂酰-辅酶A合成酶(SLCER6)表达的关系,为植物表皮蜡质抗旱研究提供理论依据。【方法】以番茄品种Micro-Tom为材料,在其花蕾期进行干旱胁迫后,当植株表现出明显缺水症状时分别采集第1叶位至第7叶位的叶片,以同期正常浇水番茄植株作为对照,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID),对7个叶位叶片的蜡质成分和含量进行检测,并通过扫描电镜观察叶片的表皮超微结构,同时用实时荧光定量PCR