【目的】研究赤霉素氧化酶基因JrGA3ox对核桃Juglans regia品种改良、生长发育及抗旱品质具有重要意义。【方法】以核桃野生型植株(WT)、JrGA3ox过表达植株(OE)及干扰植株(RNAi)为试验材料，利用体积分数5%聚乙二醇8000 (PEG 8000)模拟干旱处理，探究干旱胁迫下植株表型、生理生化指标及抗旱基因表达水平，明确JrGA3ox基因抗旱机理。【结果】(1)经实时荧光定量PCR验证，JrGA3ox基因在过表达植株中表达量是野生型植株的120倍，在干扰植株中是野生型植株的0.3倍。(2)对植株生长表型分析，过表达植株的株高、节间长显著高于野生型植株，干扰植株的株高及节间长显著低于野生型植株(P<0.05)。(3)与野生型植株相比，干旱胁迫0～28 d时，干扰植株长势良好，过表达植株长势较弱。(4)气孔开度、叶绿素质量分数随干旱胁迫时间的延长呈逐渐下降趋势，干扰植株的气孔开度显著低于野生型植株，过表达植株显著高于野生型植株(P<0.05)，且干扰植株的叶绿素质量分数始终显著高于过表达植株和野生型植株(P<0.05)。(5)干旱胁迫后，过表达植株活性氧及丙二醛质量摩尔浓度显著高于野生型植株，干扰植株显著低于野生型植株(P<0.05)。(6)抗氧化酶活性及相关抗性基因表达量在胁迫过程中呈先上升后下降趋势，在干旱胁迫14 d时达到最大值，且干扰植株显著高于野生型植株，过表达植株显著低于野生型植株(P<0.05)。【结论】核桃JrGA3ox基因正调控植株的株高及节间长，负调控植株的气孔开度、光合作用、抗氧化酶活性等，从而提高植株抗旱能力。图10表1参28

【目的】探究奇异核桃Juglans hindsii×J. regia JrDHN过表达株系在干旱过程中体内的生理与分子响应及其分子机制，为培育核桃J. regia抗旱品种提供理论依据。【方法】对生长健壮的过表达JrDHN核桃苗（JrDHN1、2、3）进行不同时间的聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫处理，野生型奇异核桃苗（WT）为对照。从核桃苗的表型、抗氧化酶活性、活性氧含量等多方面观察过表达JrDHN株系对干旱胁迫的响应。通过荧光定量PCR（qPCR）对体内的抗旱相关基因MYB、ADH、CAM做了表达量分析。【结果】阳性植株经qPCR验证，证实JrDHN基因在核桃苗中过表达，在JrDHN1、2、3中的表达量分别为WT的2.55、1.72、1.49倍；干旱处理0～28 d下过表达株系的表型均优于WT，干旱处理14 d时，JrDHN过表达株系的气孔开度比均显著低于WT；抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性均呈先升高后降低的趋势，且在14d时达到最大值，其中JrDHN1的过氧化酶活性均高于WT,SOD及POD差异极显著（P<0.01）,CAT活性差异显著（P<0.05）；干旱处理28 d时叶绿素质量分数达到最小值，此时JrDHN过表达株系叶绿素极显著高于WT（P <0.01）；丙二醛（MDA）、过氧化氢（H₂O₂）和超氧阴离子自由基(O₂^·-)含量随着干旱时间的延长呈逐渐上升趋势，在28 d时达到最大值，JrDHN1的MDA、H₂O₂和O₂^·-含量均极显著低于WT；抗旱相关基因MYB、ADH、CAM的表达量均呈先上升后下降的趋势，14 d时，MYB、ADH、CA基因表达量均显著高于WT（P<0.05）。【结论】JrDHN过表达转基因核桃苗在PEG模拟干旱胁迫下的表型、光合能力和抗氧化能力均强于WT,JrDHN在模拟干旱胁迫下可以有效提升抗氧化酶系统活力，清除活性氧，减少细胞受到的损伤，从而提高植株的抗旱性。图8表1参34

【目的】谷子是一种耐旱作物,通过二代测序技术获得大量的谷子萌发期响应干旱胁迫的差异基因,进而挖掘谷子萌发期抵御干旱的关键基因及其相关的分子机制。【方法】以晋谷45为材料,谷子萌发期分别用18%PEG-6000干旱胁迫(处理组)和蒸馏水(对照组)处理种子并测定1、10和18 h种子的SOD、POD和CAT活性。SOD活性用氮蓝四唑(NBT)法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性用比色法测定;对萌发10和18 h种子的对照组和处理组构建c DNA文库并进行差异基因表达谱分析;利用Bowtie将reads比对到参考基因组,采用RSEM对bowtie的比对结果进行表达量估计;使用DESeq进行差异表达基因分析;利用NR、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO在线数据库对差异基因进行功能注释,挖掘调控谷子萌发的关键基因;利用q RT-PCR验证测序结果的可靠性。【结果】处理组的SOD活性整体比对照组高,而POD活性和CAT活性与之相反;随着萌发时间的变化,SOD活性在不断地增加,但CAT和POD活性逐渐减小。基因表达谱序列与所选参考基因组序列高度一致,基因表达呈现出高度不均一性。通过高通量测序最后获得35 470个基因,以RPKM≥0.01为筛选标准,对照样本中分别筛选出24 030和24 486个表达基因,PEG干旱胁迫处理10和18 h的样本分别筛选出24 019和23 877个表达基因;差异表达基因分析表明,谷子萌发10和18 h分别筛选出456和545个差异基因,其中87和267个上调表达基因,369和278个下调表达基因;GO功能显著性富集分析表明,差异基因主要涉及代谢过程,细胞进程和响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因参与到苯丙烷代谢和植物激素信号转导过程;通过q RT-PCR对5个差异基因在干旱胁迫下种子萌发时的表达分析表明,其表达趋势与表达谱分析结果基本一致。【结论】差异表达基因广泛涉及到糖、蛋白质、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和能量代谢等过程;Sn RK2和PAL可能在干旱胁迫下调节种子的萌发。

【目的】研究不同基因型核桃实生幼苗对盐胁迫的生长及生理响应状况，综合评价其耐盐能力，为盐碱地区耐盐品种的筛选提供参考。【方法】以新新2号（JX2）、温185(JW185)、扎343(JZ343)和辽宁1号（JL1）共4种基因型种子的当年生实生苗为材料，以不同浓度NaCl溶液（0、50、100、200和300 mmol·L-1）进行胁迫处理，观测幼苗生长状况，测定处理不同天数（6、12、18和24天）的光合参数、膜透性、渗透调节物质、酶活性和内源激素含量等相关生理指标，对4种基因型的耐盐能力进行综合评价。【结果】1）盐胁迫条件下，4种基因型幼苗的生长受到不同程度的影响，各基因型的叶片均表现出了不同程度的枯黄、卷曲和脱落等盐害症状，苗高增量、地径增量及植株干质量等生长指标随NaCl浓度的增加呈下降趋势，其中，JX2生长状况相对较好，受抑制程度较轻。2）随盐浓度的增加和胁迫时间的延长，各基因型的叶绿素含量和光合参数总体呈下降趋势，JX2较对照的降幅较小，表现较好。3）随盐浓度的增加和胁迫时间的延长，相对电导率（REC）和丙二醛（MDA）含量总体呈上升趋势，其中，JX2的REC值和MDA含量较低，较对照增幅较小，JZ343则相反。4）随盐浓度的增加和胁迫时间的延长，脯氨酸（Pro）含量总体呈上升趋势，可溶性糖（SS）和酶活性总体表现为先增加后减少，其中，JX2积累的Pro和SS较多，并且JX2的酶活性较高。5）在内源激素方面，促进脱落酸（ABA）生成的同时抑制了生长素（IAA）等的合成。【结论】盐胁迫显著影响各基因型幼苗的生长和光合作用，使其叶片细胞光合活性降低，植株生长减缓，幼苗能够通过增加渗透调节物质含量、提高酶活性、调节自身激素平衡等机制来应对盐胁迫。通过综合评价可知，4种基因型耐盐能力的大小顺序为：JX2> JW185> JL1> JZ343。

【目的】研究干旱胁迫对光核桃幼苗光合生理特性的影响,为其栽植地点选择和水分管理提供理论依据。【方法】以野生种子培育的3年生盆栽光核桃实生苗为供试材料,采用自然干燥法研究土壤含水量分别为26.2%~32.3%(T1阶段),18.2%~20.6%(T2阶段),10.1%~12.7%(T3阶段)和5.1%~7.7%(T4阶段)时,光核桃幼苗光合特性及保护酶活性的变化。【结果】随着干旱胁迫的加剧,光核桃幼苗的净光合速率逐渐下降,在T3和T4阶段下降幅度较大,主要限制因子为气孔导度;在干旱胁迫的T3和T4阶段,水分利用效率(WUE)均值显著高于T1和T2阶段;在水分胁迫的T3阶段,光核桃幼苗的SOD、P...

【目的】通过对巨桉中冷响应基因ＥｇｒＣｒ（ＥｕＣｇｒ．Ｂ０２８５７）的蛋白序列特征、亚细胞定位、低温等非生物逆境条件下的表达以及拟南芥中该基因超表达株系的表型分析，探讨ＥｇｒＣｒ基因在巨桉响应低温等非生物逆境中的作用。【方法】利用ＰｒｏｔＰａｒａｍ，ＰＳＩＰｒＥＤ，ｔｍＨｍｍ，ｍａｔ ＩｎＳＰＥＣｔｏｒ和ｍＥｇａ等生物信息学软件，预测ＥｇｒＣｒ编码蛋白结构特征、启动子上的重要顺式作用元件，并构建其同源蛋白序列进化树；同时，采用基因枪轰击洋葱表皮方法进行基因编码蛋白亚细胞定位分析；组织特异性表达及低温等非生物逆境及昼夜节律下的表达分析，分别采用半定量和定量ｒｔ－ＰＣｒ方法。通过构建３５Ｓ：：Ｅｇ．．．

为阐释鼠尾藻对干露胁迫的适应机制,本研究应用RNA-Seq技术从基因表达水平上研究了鼠尾藻对干露胁迫的分子响应过程。对照组CO1获得17 532 085条clean reads,3 h干露胁迫的处理组DR2获得14 479 820条clean reads。CO1中检测到的表达基因数为20 966个,DR2中检测到的表达基因数为20 588个。CO1和DR2组间差异表达的基因总数为476个;相对于CO1,DR2中表达上调的基因数为135个(28.36%),表达下调的基因数为341个(71.64%)。GO分析共富集得到915个GO term,其中143个GO term涉及的基因表达上调,860个G...

应用生物信息学分析,筛选获得了玉米中的3个CIPK基因同源序列(登录号分别为AY104819,EU974290和EU968441),它们编码的氨基酸序列都具有CIPK家族典型的功能结构域,推测属于CIPK家族成员。根据同源性,分别将它们暂命名为ZmCIPK1、ZmCIPK17和ZmCIPK18。RT-PCR分析结果表明,在干旱和低温胁迫下,这3个基因的表达模式都发生改变。在干旱胁迫条件下,ZmCIPK1在根中表达量明显改变,而低温胁迫下变化不大。ZmCIPK17和ZmCIPK18在2种胁迫下都被强烈诱导,但在不同胁迫下表达模式存在差异,而且在叶与根中的表达模式也不尽相同,暗示了这2个基因在干旱...

为了挖掘茎瘤芥响应盐胁迫和根肿菌胁迫过程中发挥功能的生长素响应因子基因(ARF),对进一步研究其在茎瘤芥抗逆过程中的基因功能提供依据。通过生物信息学方法对ARF家族基因启动子顺式作用元件进行分析,采用qPCR的方法对茎瘤芥ARF家族基因在不同器官以及盐胁迫和根肿菌胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,在ARF家族基因启动子上发现了多个响应生长素、盐胁迫和病原菌胁迫的顺式作用元件。BjARF1A和BjARF4B在叶中表达水平高,BjARF7C在根中表达水平高。在盐胁迫处理3 h后,BjARF1B和BjARF2B在根中受到强烈诱导表达;处理6 h后,BjARF9A和BjARF13E也受到显著诱导表达。在根肿菌处理条件下,相比于0 h对照,BjARF3A和BjARF3D分别在病原菌处理12,24 h后受到强烈的诱导表达;BjARF13B则在处理后持续下调表达且下调程度逐渐加强。综上所述,筛选到4个显著响应盐胁迫和3个显著响应根肿菌胁迫的ARF家族基因,为进一步研究其基因功能奠定了研究基础。

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,研究无机磷酸盐(inorganic phosphate,Pi)胁迫下羊草的响应,筛选不同浓度Pi胁迫下的内参基因,并分析Pi响应相关基因的表达,为羊草Pi胁迫响应的分子机制研究提供基础数据。【方法】以羊草幼苗为材料,进行不同浓度Pi处理培养,对羊草的株高和根长进行检测,利用钒钼黄比色法检测羊草植株中Pi的含量。根据羊草转录组数据选取7个候选内参基因,从NCBI核酸序列数据库选取1个候选内参基因,对羊草不同处理材料进行总RNA提取和cDNA合成,利用qRT-PCR对候选内参基因的表达进行检测,并通过geNorm、NormFinder和Bestkeeper软件对其稳定性进行评估。根据筛选获得的较稳定内参基因,对Pi响应基因的qRT-PCR检测数据进行相对定量分析。【结果】表型观测结果显示,无论是低Pi还是高Pi胁迫都使得羊草的生长减缓;株高对低Pi或缺Pi胁迫较为敏感,根长对高Pi胁迫较为敏感;并随着处理浓度的增加羊草中Pi的含量也增加。qRT-PCR溶解曲线分析显示8个候选内参基因均具有单一的溶解峰,基因表达谱分析表明8个候选内参基因的CT值范围是17.16—26.61,其中,LcGAPDH的表达丰度最高为17.16—20.22,Lc18SrRNA的表达丰度最低为23.28—26.61,CT值变异系数最小的为LcARPT(2.09%),最大的为LcTUA(6.8%)。综合geNorm、NormFinder和Bestkeeper稳定性排名,通过计算几何平均数,获得8个候选内参基因综合稳定性排名,其中排名靠前的3个基因分别为Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α,排名最后的2个基因为LcTUA和LcTUB。分别以Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α作为内参基因,qRT-PCR相对定量表达分析结果显示,与对照相比,LcPHO1-2的表达受低Pi或者缺Pi诱导;LcPAP2的表达受高Pi诱导;而LcPAP27的表达同时受低Pi和高Pi下调。【结论】低Pi和高Pi胁迫均使羊草生长受阻,羊草地上组织与地下组织对Pi胁迫响应的模式不同。筛选出3个表达较为稳定的内参基因Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α。LcPHO1-2和LcPAP2分别参与了羊草对低Pi和高Pi的应答响应,LcPAP27同时参与了羊草对低Pi和高Pi的响应进程。

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。

通过不同浓度的PEG处理,模拟不同强度的干旱胁迫,研究水稻幼苗根系中5个基因的表达情况,结果表明:不同强度干旱胁迫下,根系中各基因表达也各不相同,但是在轻度干旱和中等干旱胁迫下,主要以下调为主,少数表达上调,严重干旱胁迫下情况比较复杂,有基因以上调为主的(抗坏血酸过氧化物酶4基因、核内小RNAZ274基因、甲酸四氢叶酸连接酶基因),也有基因以下调为主的(木聚糖酶抑制子蛋白1前体基因),还有基因以上调为主,但是上调倍数不大,下调倍数很大(酸性内切几丁质酶基因);5个基因表达的日变化表现出6种类型,每种类型的日表达都是上下波动的;抗旱品种的水稻根系对不同强度的干旱可能采取不同的应对策略,对轻度干旱...

【目的】了解干旱胁迫下大豆幼苗根系的抗旱机制。【方法】利用基因芯片技术,分析在不同干旱胁迫时间下强抗旱品种晋豆23幼苗根部基因的表达情况。【结果】获得了61171个大豆根系基因的差异表达动态图谱。在不同干旱胁迫时间下根部基因的表达发生变化,3个时间点下,下调表达的基因数量均多于上调表达的基因数量。同时对杂交数据进行多种聚类分析。利用实时荧光定量PCR验证4个基因在干旱胁迫条件下的差异表达,其结果和芯片杂交分析的结果基本一致。【结论】初步建立了大豆幼苗根系干旱胁迫应答基因的动态表达谱,并通过其动态表达了解植物与逆境的互作机制,比较全面地获得了干旱胁迫应答基因,从而更完整地揭示了大豆干旱胁迫应答基...

以枳为试验材料,进行干旱胁迫处理(对照组的基质相对持水量维持在55%~65%),分别在处理后第7、17、27、37天采样,研究干旱胁迫对枳侧根、主根、茎、叶片中全氮含量的影响以及氮代谢途径中NRT、NR、NiR、GS、GOGAT、GDH等16个相关基因在侧根和叶片中的表达。结果表明:随着干旱时间的延长,枳的侧根、主根、茎、叶中全氮含量与对照相比均显著下降,其中侧根全氮含量下降最为显著;枳叶片中与氮代谢相关的16个基因均能被干旱胁迫诱导而上调表达,且多数基因在干旱第27天上调至最高水平,而后随着叶片的萎蔫而下调;枳侧根中有8个基因(NRT1.2、NRT1.7、GS2、NADH–GOGAT2、NADP–GDH、GDH1、GDH2、GDH3)在干旱处理后27天呈现不同程度的上调表达,有4个基因(NRT1.1、NRT1.5、GS1、NADH–GOGAT3)的表达基本不受干旱胁迫的影响,还有4个基因(NR、NiR、Fd–GOGAT、NADH–GOGAT1)的表达显著下调。

蒙古栎（Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）是中国东北次生落叶阔叶林的主要建群树种之一，耐干旱耐贫瘠。植物MYC转录因子可以响应干旱胁迫。基于蒙古栎全基因组数据，利用生物信息学手段对QmMYC基因家族进行结构和功能预测，结果显示，QmMYCs有11个成员，命名为QmMYC1～11，分为4个组，其CDS长度和编码氨基酸长度分别介于1293～2139bp和430～712aa之间，分子量为48～79KDa，二级结构由α-螺旋、延伸链和无规则卷曲组成，均为不稳定亲水蛋白并被定位到细胞核上，且每个组内基因和蛋白结构较为相似。11个QmMYCs分别定位到蒙古栎的6条染色体上。QmMYCs启动子区域存在多个与蒙古栎激素调节和逆境等相关的顺式作用元件。qRT-PCR分析显示，除QmMYC11外，其余QmMYCs均受到10%PEG6000模拟干旱胁迫的显著影响：QmMYC5/8/9和QmMYC1/3/4/6/7分别是胁迫6h和12h的主要响应因子，其中QmMYC4响应最显著，12h后多数基因表达下调，而QmMYC2/10表达有一定滞后性，于24h表达最高。研究结果对于进一步认识QmMYC基因家族，阐明QmMYCs在蒙古栎抵御干旱胁迫时的生物学功能提供参考依据。