【目的】根据前期基因家族鉴定分析得到OfWRKY120,对该基因盐胁迫响应的功能进行分析,为桂花盐胁迫下的调控机制研究奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对OfWRKY120保守结构域、系统进化进行分析,并采用qRT-PCR技术研究盐胁迫下OfWRKY120在桂花叶片中的相对表达量。构建OfWRKY120超表达载体,使用亚细胞定位、酵母自激活检测等探究其特性,将该基因瞬时转化本氏烟草后,对烟草进行盐处理,利用DAB、NBT染色和相关生理指标的测定,解析瞬时转化OfWRKY120对本氏烟草耐盐性的影响。【结果】OfWRKY120基因全长为1 422 bp,编码474个氨基酸,存在WRKY superfamily保守结构域。盐胁迫能够激活桂花叶片中OfWRKY120的表达,在72 h时相对表达量最高,与对照有显著差异。亚细胞定位结果表明,OfWRKY120定位于细胞核。酵母自激活结果 显示OfWRKY120无自激活活性。盐胁迫后,OfWRKY120瞬时过表达植株的超氧阴离子(O_2~(-·))和脯氨酸含量显著高于空载对照,且DAB和NBT染色表现出更深的颜色。本氏烟草中的qRT-PCR结果显示,OfWRKY120显著降低了NbCAT的表达,而显著提高了NbP5CS1、NbP5CS2和NbP5CR的表达。【结论】OfWRKY120过表达增加了盐胁迫下本氏烟草中活性氧(ROS)的含量,导致植物对盐胁迫的敏感性提高。

以二年龄盆栽桂花为试材,研究其对不同程度水分胁迫的生理响应。结果表明:当胁迫程度加深时,桂花幼苗叶片的组织水、自由水含量及自由水和束缚水含量的比值明显降低,轻度胁迫与对照间束缚水含量无显著差异,但中度胁迫和重度胁迫与对照相比差异显著;细胞膜相对透性、MDA、可溶性糖和脯氨酸的含量随着处理时间的延长而升高,胁迫程度的加重,升高加快;在胁迫过程中,重度胁迫和中度胁迫的POD和CAT活性呈先上升后下降的趋势,但它们达到高峰的时间不同,重度胁迫在第6天达到高峰,中度胁迫在第9天达到高峰;轻度胁迫时2种酶的活性均呈上升的趋势。

【目的】土壤盐碱化是制约中国小麦生产的重要因素之一,耐盐性改良成为重要的育种目标。分析小麦TaSRP的功能,解析TaSRP的耐盐性作用机制。【方法】对小麦盐处理转录组测序结果进行分析,发现一个受盐胁迫诱导表达的小麦凝集素类基因TaSRP。根据TaSRP编码的氨基酸序列,通过在NCBI中比对得到水稻、大豆和拟南芥中与TaSRP相似的蛋白序列,利用DNAMAN和MEGA5.05软件进行多重序列比对和同源性分析。根据TaSRP的保守序列设计特异引物,利用TaSRP的实时荧光定量PCR检测TaSRP在不同胁迫处理条件下的表达模式;构建带有CaMV 35S启动子的16318hGFP-TaSRP绿色荧光表...

【目的】AtNEK6是在拟南芥中发现的一种NIMA相关激酶,在拟南芥中过表达AtNEK6能够促进植物的生长发育,提高植物的耐盐耐旱性。通过将AtNEK6转化棉花,研究其在抗逆中的分子机理,为培育耐旱耐盐碱棉花新品种提供理论基础和种质资源。【方法】采用农杆菌转化法,将来源于拟南芥的AtNEK6导入棉花,通过实时荧光定量PCR分析转基因株系中AtNEK6的表达量;通过观察转基因植株表型和扫描电镜观察细胞表皮细胞,分析转基因棉花的生长发育情况;利用甘露醇和NaCl模拟干旱处理和盐处理分析转基因棉花的耐盐耐旱能力,通过测定相关生理指标,鉴定AtNEK6对转基因棉花耐逆的贡献。【结果】利用卡那霉素筛选获得转基因幼苗,通过PCR鉴定获得10个不同的转基因株系;利用qRT-PCR分析筛选出表达量较高的L7、L17、L25株系。正常条件下,与野生型相比,转基因棉花的株高增高、叶面积增大,生长发育得到了促进,通过扫描电镜观察发现转基因棉花叶片的细胞表面积与野生型并无明显差异,细胞周期相关基因CYCB1;1和CYCA3;1及生长发育相关基因GhGRF5、GhEOD、GhAN3和GhEBP1的表达量均上调。通过耐盐耐旱性分析,正常条件下,与野生型相比,转基因株系的根长、鲜重和干重均无明显差异,仅侧根数增多;在250 mmol·L~(-1)甘露醇处理条件下,转基因株系的根长、侧根数、鲜重和干重均显著高于野生型,表现出更好的生长状态;在200 mmol·L~(-1)NaCl处理条件下,转基因株系的侧根数、鲜重和干重均显著高于野生型,相比于野生型生长状态更好。温室中正常生长1月龄的转基因棉花,在300 mmol·L~(-1)甘露醇处理条件下,转基因植株的SOD活性比野生型提高了0.65倍、0.42倍和1.45倍,CAT活性提高了0.65倍、0.64倍和0.42倍,MDA含量降低了0.51倍、0.41倍和0.22倍;250 mmol·L~(-1)NaCl处理结果与甘露醇类似,转基因棉花的耐盐生理指标均优于野生型。另外,相关胁迫响应基因GhAREB、GhDREB、GhNCED和GhLEA5在转基因棉花中的表达量均显著高于野生型棉花。【结论】AtNEK6通过参与细胞周期和生长发育的调控过程促进棉花的生长发育,同时提高棉花在逆境中的耐盐耐旱性。

【目的】为进一步研究WRKY基因家族在调控栀子盐胁迫中的功能作用、培育栀子抗盐新品种。【方法】利用生物信息学方法对栀子WRKY基因家族成员（GjWRKY）进行全基因组鉴定和相关分析。【结果】共鉴定出47个WRKY基因，非均匀地分布在10条染色体上，通过系统发育树将其分为3大组：Group Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。GjWRKY基因以串联重复为主要扩增方式，且多数基因成员含有3个外显子。GjWRKY基因家族启动子2000 bp区域含有大量激素类和胁迫类响应顺式作用元件。46个GjWRKY基因在中度（MS）和重度盐胁迫（SS）下具有不同程度的高表达，部分GjWRKY基因产生特异性表达，17个GjWRKY基因表现为上调表达，推测这部分GjWRKY基因可能起正调控作用。【结论】GjWRKY基因在栀子抗盐胁迫中发挥了重要作用。

【目的】进一步探讨GATA转录因子Ac-nsdD在茯砖茶的冠突曲霉中的调控作用。【方法】根据基因组注释结果及构建系统进化对冠突曲霉Ac-NsdD蛋白序列分析。运用同源重组和根癌农杆菌介导的方法构建Ac-nsdD基因敲除的突变体，对突变体进行表型分析。【结果】根据基因组注释结果分析冠突曲霉Ac-nsdD编码一个假定的具有保守DNA结合结构域ZnF GATA的转录因子。系统进化分析表明，Ac-nsdD与其它真菌同源的NsdD有较为紧密的亲缘关系。进一步运用同源重组的方法，获得一个该基因敲除的突变体。与野生型菌株比较，突变体在M3Y培养基培养，表现为产闭囊壳量明显减少；然而在5%NaCl M3Y培养基培养，突变体表现产闭囊壳量变少，产分生孢子量显著变多，中间培养物黑色色素形成显著增加，生长速度变小；在17%NaCl M3Y培养基培养，突变体表现闭囊壳数目几乎为零，分生孢子量变少，生长速度变小。【结论】Ac-nsdD基因在无盐环境下可能激活有性发育。该基因在应答低渗透压盐胁迫条件下，可能激活有性发育和抑制无性发育，平衡有性和无性发育，且参与色素的生物合成；在应答高渗透压盐胁迫条件下，可能激活有性发育、无性发育和营养生长。本试验为进一步研究与Ac-nsdD基因相偶联的一些信号通路及其下游基因，为丝状真菌的有性及无性发育的一些共有的和独特的信号转导途径提供实验室数据。

【目的】分析水稻OsRCI2-9的功能,进而解析其耐低磷胁迫的作用机制,以利于磷高效作物的改良与选育。【方法】通过对比分析水稻磷信号中心调控因子OsPHR2超表达(OsPHR2(O))与干涉(OsPHR2(Ri))转基因植株和野生型植株基因芯片数据,发现一个在OsPHR2(O)背景下诱导表达的RCI2家族基因——OsRCI2-9,首先利用实时荧光定量PCR对芯片数据进行验证。然后根据TIGR上的基因序列设计引物,扩增其全长cDNA;进而利用DNAStar来寻找其开放阅读框,并利用TMHMM2.0对蛋白序列的跨膜结构进行预测;在Phytozome中利用BLAST搜索拟南芥和玉米中的同源基因,并将...

[目的]快速碱化因子(rapid alkalinization factor， RALF)是植物特有的肽类激素，在植物的生长发育过程中发挥重要作用，但其是否参与调控植物对镉胁迫反应过程，还未见报道。本文旨在研究豌豆PsRALF33基因对镉胁迫的响应及功能。[方法]采用RT-PCR方法克隆PsRALF33基因，通过生物信息学分析、转录组测序技术、荧光定量PCR分析(quantitative real-time PCR， RT-qPCR)、烟草瞬时转化和酵母功能互补试验等方法研究其功能。[结果]PsRALF33蛋白分子量为16.1 kDa，与蒺藜苜蓿MtRALF33蛋白具有较高的同源性，达到72.48 %；PsRALF33蛋白定位在细胞膜上，主要在豌豆主根中表达，并受茉莉酸(jasmonic acid， JA)和水杨酸(salicylic acid， SA)诱导表达；PsRALF33蛋白的YISY基序中I位点在诱导细胞提高其对镉的耐受性方面发挥功能，表现在该位点在减轻烟草对镉胁迫敏感性、提高酵母镉敏感突变株对镉胁迫的耐受性方面发挥作用。[结论]本研究成功鉴定了豌豆PsRALF33基因，并初步表明其参与调控植物对镉胁迫反应过程，为今后利用转基因技术遗传改良豌豆提供基础数据。

【目的】水稻(Oryza sativa L.)是中国最重要的粮食作物,也是盐胁迫敏感作物。研究水稻盐胁迫响应基因表达,发掘水稻耐盐基因对水稻抵御盐胁迫的分子机制及解析其调控网络,为培育耐盐水稻品种奠定基础。【方法】以水稻品种日本晴种子为试验材料,在1/2MS培养基培养条件下对其进行盐处理(150 mmol·L-1 NaCl),对盐处理和非盐处理21 d的根系进行小分子量RNA组学测序。通过生物信息学分析,以log2 Fold Change(log2FC)>1或<-1为筛选条件,寻找在盐胁迫和非盐胁迫条件下差异表达的miRNA和tRF(tRNA-derived RNA fragments),分析其靶基因,并通过实时荧光定量PCR对测序结果及靶基因进行验证。【结果】以至少一组数据RPM(Reads Per Million reads)>500和log2FC>1或<-1为筛选条件,共得到31个差异表达miRNA,其中8个为盐胁迫诱导miRNA,23个为盐胁迫抑制miRNA,这些差异表达miRNA属于12个miRNA家族,其中8个miRNA家族在拟南芥、玉米和小麦等物种中也被报道为盐胁迫信号响应miRNA,包括盐胁迫抑制的osa-miR397、osa-miR396、osa-miR156、osa-miR167、osa-miR1432和盐胁迫诱导的osa-miR159、osa-miR168、osa-miR164。其余4个miRNA家族osa-miR1882、osa-miR1876、osa-miR1423和osa-miR5077尚未见与盐胁迫相关的报道。通过靶基因预测,得到这31个差异表达miRNA的靶基因共162个。此外,盐处理后,水稻根系产生的34—38nt tRF数量显著多于非盐处理材料,说明tRF的产生并非随机,而是通过某种特定机制响应高盐信号,诱发tRNA特异性加工而产生。以RPM>50和log2FC>1或<-1为筛选条件,检测到盐胁迫诱导的5’端tRF 3个,3’端tRF 3个,这些tRF由6个tRNA加工产生。推测这些差异tRF是潜在的水稻盐胁迫响应tRF。【结论】共检测到12种水稻根系中盐胁迫响应miRNA,其靶基因多为转录因子编码基因,推测其通过对其靶基因转录因子的转录后调控参与了盐胁迫响应的表达调控。其中8个水稻盐胁迫响应miRNA家族是不同物种间保守的通用盐胁迫响应miRNA。另外,从转录组水平挖掘出水稻盐胁迫响应tRF,并鉴定了6个盐胁迫诱导表达的tRF。

【目的】质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)广泛存在于植物细胞的膜系统上,在植物体内水分运输和水分平衡的过程中至关重要。对ZmPIP2;6在植物水分胁迫耐性中的功能进行探究,为玉米培育抗旱耐盐新品种提供优秀基因资源。【方法】分析并比对ZmPIP2;6与其他物种中报道参与水分胁迫的PIPs的氨基酸序列,构建ZmPIP2;6-GFP载体并通过PEG介导转化玉米原生质体,对ZmPIP2;6进行亚细胞定位。采集玉米的不同组织样品,包括根、茎、叶、未成熟雄穗、未成熟雌穗、胚和胚乳;对玉米进行PEG或NaCl处理,在处理的不同时间点采集玉米的根和叶样品。提取总RNA并通过qRT-PCR调查ZmPIP2;6在玉米不同组织以及在水分胁迫下的表达模式。构建ZmPIP2;6超表达载体,发展并鉴定ZmPIP2;6超表达拟南芥材料,观察转基因植株对渗透、盐及干旱胁迫的耐性生理表型,并测量其根长、叶片水分散失率等性状。检测在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达。【结果】氨基酸序列分析比对结果显示ZmPIP2;6具有PIP蛋白的典型结构与并且其他物种的PIP蛋白具有很高的同源性。转化玉米原生质体试验结果显示ZmPIP2;6蛋白定位在细胞质膜。qRT-PCR结果显示ZmPIP2;6在玉米未成熟雄穗中表达量最高,并且在玉米受到渗透和盐胁迫后根和叶中的ZmPIP2;6表达受到显著诱导。在MS固体培养基上进行渗透胁迫处理和盐胁迫处理以及进一步的土培试验中进行干旱胁迫处理,ZmPIP2;6超表达拟南芥植株相对野生型都显示出更强的胁迫耐性。在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达受到不同程度的影响。【结论】玉米内在质膜蛋白基因ZmPIP2;6在渗透或盐胁迫下表达上调,在拟南芥中超表达ZmPIP2;6会增强植株对渗透、盐和干旱胁迫的耐性,并且在盐或干旱胁迫条件下会影响拟南芥中胁迫相关基因的表达。ZmPIP2;6可能参与植物水分胁迫响应过程。

为了分析花生中蛋白磷酸酶2C基因(PP2C)的情况,对耐盐花生突变体(S2)和对照(S4)在胁迫处理前后的叶片进行RNA-Seq分析。通过生物信息学分析筛选出了79个具有完整开放阅读框的PP2C基因,它们位于花生A组野生种的10条染色体上,不同染色体上的PP2C基因数目差异很大,分布为1~15个。根据拟南芥中的PP2C基因的聚类分析结果,79个花生PP2C基因能聚到已报道的12个亚族15个亚类。为了分析这些PP2C基因对盐胁迫响应情况,利用突变体S2和对照S4构建了盐胁迫处理前后的表达谱,筛选出35个受盐胁迫诱导表达的PP2 C基因,涉及12个亚族14个亚类,其中A亚族b亚类、G亚族b亚类、I亚族、L亚族所有成员均受盐胁迫诱导表达;而G亚族a亚类的所有成员均不受盐胁迫诱导表达。对这35个PP2C基因的启动子研究发现,绝大多数PP2C基因的启动子存在多种胁迫响应元件:如与高温胁迫相关的调控元件HSE、与干旱诱导相关的MYB转录因子结合位点MBS、逆境胁迫应答元件TC-rich repeats、与抗氧化反应相关的ARE元件等。为花生PP2C基因的功能研究和利用奠定了基础。

[目的]Shaker基因家族在植物应对低钾环境胁迫和盐胁迫过程中发挥重要作用。杜梨是我国梨生产中应用较广的砧木,鉴定梨Shaker基因家族并研究其在杜梨低钾和盐胁迫下的响应,为提高杜梨耐低钾和盐胁迫提供理论依据。[方法]结合已公布的梨全基因组及拟南芥基因组相关数据,鉴定梨Shaker基因家族成员并分析其进化特征,通过RT-qPCR技术分析在低钾和盐胁迫下基因在杜梨幼苗根部表达特征。[结果]在全基因组中鉴定出9个梨Shaker家族的候选基因,这些基因分布在梨7条染色体上,根据进化分析将其分为5个亚族(Ⅰ—Ⅴ)。家族成员氨基酸序列大小、相对分子质量和等电点分别为587～1 481、(67.91～168.80)×10~3和6.23～8.80,亚细胞定位预测显示该家族成员主要定位于细胞质膜。基因结构分析发现,各亚族具有相似的外显子/内含子结构,但外显子和内含子数量不同。启动子顺式作用元件分析结果表明,PbShaker的启动子含有与抗氧化剂、低温、激素、干旱胁迫等相关的顺式作用元件。杜梨幼苗根中PbAKT1.1、PbAKT2/3和PbKC1.2在低钾胁迫15 d的表达量均明显上调,而盐胁迫下所有基因表达量均明显上调。PbAKT1.1/1.2和PbKC1.1在轻度盐胁迫下表达量高于重度盐胁迫的表达量,表明重度盐胁迫抑制其转录丰度;PbKC1.2随盐胁迫程度增加其表达量增加。[结论]梨Shaker基因家族成员在低钾和盐胁迫下有不同程度的响应,表明其在耐低钾和耐盐方面可能有不同的作用机制。

为了从分子水平评估莫桑比克罗非鱼、荷那龙罗非鱼及其正交子代(莫桑比克罗非鱼♀×荷那龙罗非鱼)和反交♂子代(荷那龙罗非鱼♀×莫桑比克罗非鱼)的耐盐性能,利♂用RT-PCR方法研究了盐胁迫下这4种罗非鱼不同组织中(鳃、肾、垂体和肌肉)热休克蛋白70(HSP70)基因的表达规律。结果表明:在盐度为22条件胁迫下4种罗非鱼各组织中HSP70表达水平总体呈现先增加后降低的规律,24 h时达最大值,48 h时下降至初始水平;盐度提高至35后HSP70的表达无显著变化。但不同种罗非鱼及不同组织之间也存在差异,反交子代鳃中HSP70在整个盐胁迫过程中都未上调表达;在盐度为22条件胁迫下,正反交子代肾中HSP7...

【目的】研究黄瓜花叶病毒病(CMV)侵染胁迫下黄瓜重要功能基因表达和代谢途径响应。【方法】在结合气体交换和叶绿素荧光参数及抗性相关酶活性测定的基础上,应用农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室自主开发的黄瓜cDNA芯片研究黄瓜在CMV侵染胁迫下的基因表达谱变化,并对其中5个具有代表性的基因通过实时荧光定量PCR(QRT—PCR)进行检测,以验证cDNA芯片杂交结果的可靠性。【结果】共获得67个差异表达显著的基因,其中42个基因下调表达,25个基因上调表达。这些差异表达的基因涉及了许多重要代谢途径。许多与光合作用、氮同化相关的基因受到明显的抑制;而一些防御相关基因和信号传导相关基因则诱导...

[目的]本文利用生物信息学手段从绿豆基因组中筛选谷胱甘肽过氧物酶（glutathioneperoxidase，GPX）基因家族成员，旨在探究其组织表达模式及其对若干胁迫的响应。[方法]利用生物信息学的手段对绿豆GPX家族的等电点、相对分子质量、共线性、上游顺式作用元件等方面进行分析，通过转录组测序和RT-qPCR进一步分析绿豆GPX基因家族的组织表达模式以及在不同逆境胁迫和激素下的表达水平。[结果]从绿豆基因组中筛选出8个GPX基因，它们不均匀地分布于1/2/3/5/10号染色体上。根据基因结构及基序分析发现，8个GPX的基因结构类似，均含有6个内含子区域，并且大部分GPX成员都具有UTR区。转录组以及RT-qPCR分析结果表明，多个GPX家族成员均能响应多种逆境胁迫。组织表达的分析结果显示，不同GPX家族成员在不同组织中呈特异性表达；GPX家族整体在绿豆中表达丰度较低，但表达量能被各种胁迫强烈诱导。[结论]在绿豆中共鉴定到8个GPX基因并根据其基因登录号将其命名为GPX1-8，GPX基因家族较为保守，GPX1-8上都含有3个保守motif。GPX2/3启动子都含有多个茉莉酸甲酯（Methyl Jasmonate，MeJA）响应元件，GPX4启动子含有6个连续的脱落酸（Abscisic Acid，ABA）响应元件。定量PCR的结果显示：GPX2/4/6在渗透胁迫下的表达受到强烈抑制，其表达量下降了50%-75%，而GPX8在渗透胁迫下的表达略微受到诱导，表达上调1.3倍，并且GPX8在ABA处理下的表达显著提高，表达上调约2倍，这与转录组测序的趋势相吻合。