LTR类逆转座子是水稻基因组中数量最多、分布最广的转座元件,其中Ty3–gypsy类所占比例较大。根据Ty3–gypsy类逆转座子逆转录酶的保守区域,采用简并引物,通过RT–PCR,对5种胁迫处理(稻瘟菌、水杨酸、2,4–D、高盐及组织培养)后的云南地方水稻品种月亮谷的cDNA进行扩增,并测序获得了一批转录片段,分析不同胁迫条件诱导激活的Ty3–gypsy类逆转座子的特点。结果表明:5种胁迫处理都能诱导月亮谷中Ty3 gypsy类逆转座子的表达;对不同胁迫响应的逆转座子序列大部分同源性较高,且呈交叉分布,仅有少部分具有胁迫响应的特异性,说明很多Ty3–gypsy类逆转座子能对不同胁迫进行响应。

【目的】转座子(TE)是真核细胞基因组的重要组成部分，其在毛竹Phyllostachys edulis基因组超过63%时，易受胁迫诱导激活。分析非生物胁迫下，来源于转座子的不确定编码潜力转录本(TUCP)的表达模式，为转座子参与毛竹抗逆分子机制提供参考。【方法】采用生物信息学技术和手段，在低温、高温、高盐、紫外照射等4种胁迫处理下，研究毛竹TE-TUCPs及转座子邻近基因的转录特性和转录模式。通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)验证转录组来源的TETUCPs差异表达数据的可靠性。【结果】在毛竹4个胁迫处理转录本中，共鉴定出57 627个TE-TUCPs。TE-TUCPs应对不同非生物胁迫表现出特异性表达模式。高温、高盐、紫外照射处理可以促进具有转录活性的TE-TUCPs附近基因差异表达，但是低温会抑制具有转录活性的TE-TUCPs附近基因差异表达。【结论】TE-TUCPs主要来源于Ty1/Copia和Ty3/Gypsy超家族。基因的表达潜能与近距离的TE-TUCPs表达潜能互相抑制。TE-TUCPs转录情况会受到非生物胁迫作用来调控附近基因的表达以适应胁迫影响。图7表2参44

为比较不同氮素形态下水稻与早稻对水分胁迫的响应状况,采用营养液培养,通过供应不同形态氮素及PEG(6000)模拟水分胁迫的方法,对水稻、旱稻生长状况及相关指标进行了分析和评价。结果表明:(1)水分胁迫条件下,铵态氮营养水稻(或旱稻)叶片和地上部干重与正常水分条件下的相应处理相比无明显差异,而其余两种氮形态营养水稻与早稻的叶片和地上部干重明显低于正常水分条件下的相应处理;(2)铵态氮营养水稻(或旱稻) 在受到水分胁迫后,其吸水量的降低幅度明显小于硝态氮营养水稻(或旱稻);(3)水分胁迫条件下,硝态氮营养水稻和旱稻伤流液pH值低于正常水分条件下的相应处理,铵态氮和铵硝混合营养水稻和旱稻的伤流液pH...

采用植物Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的保守区设计简并引物,经PCR扩增从矮牵牛(Petunia hybrida Vilm.)中扩增出260 bp左右的目标条带,扩增产物经测序及序列分析,总共获得了24条逆转录酶序列。结果表明,24条逆转录酶序列长度变化范围为260~272 bp,同源性范围为49.8%~97%,经核苷酸聚类分析分为7个家族。Ty1-copia类逆转录酶在序列长度、碱基组成上具有高度异质性,翻译成氨基酸后,有18条序列是完整的,另外6条序列出现终止密码子突变或移框突变,终止密码子突变和移框突变是矮牵牛Ty1-copia类逆转座子高度异质性的重要表现。与已登陆的不同植物物种...

采用营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫的方法,比较了3种供氮形态(NO3--N、NH4+-N和NO3--N与NH4+-N等体积混合)、3种水分条件(非水分胁迫、50 mg.L-1和100 mg.L-1PEG胁迫)和3种种子萌发方式(正常萌发、50 mg.L-1和100 mg.L-1PEG萌发)对水稻由苗期至分蘖期生长的响应。结果表明:在2种强度的水分胁迫条件下,3种供氮形态处理中始终以NH4+-N营养条件下水稻的生物量最高;在水分胁迫条件下,除NH4+-N外,其余2种供氮形态中水稻(包括正常萌发和胁迫萌发)光合同化物均被相对优先分配至根系;此外,胁迫萌发较正常萌发相比,不仅提高...

为探究转座子(Transposable elements, TEs)在谷子、水稻驯化过程中的变异，选取谷子(Setaria italica)、狗尾草(Setaria viridis)、栽培稻(Oryza sativa japonica,Oryza sativa indica)、野生稻(Oryza rufipogon,Oryza nivara)的基因组进行转座子注释，统计分析各类转座子在基因组中的插入数及位置，对调控落粒、分蘖、抽穗期和株高等驯化相关基因进行相似性比对。结果表明：在‘晋谷21’突变体(xiaomi)基因组中插入的转座子数目比狗尾草中多4 865个，‘豫谷1号’基因组中插入的转座子数目比狗尾草中少6 286个，而水稻栽培种基因组中转座子数目及所占比例仅为野生种的1/2。在落粒、米色等驯化相关基因中转座子插入在数目及位置上都存在差异，在谷子落粒基因中，谷子基因存在转座子插入，而狗尾草基因中不存在；在谷子米色相关基因中，狗尾草基因中存在转座子插入，谷子基因中不存在。转座子介导驯化相关基因功能变异，历经较长时间的农业生产将适合栽培的农艺性状稳定了下来。

应用改良的Pearce方法分离苹果Ty1-copia类逆转座子RNaseH-LTRs,分离到的RNaseH-LTR_(10)序列已在GenBank注册(登录号DQ534515),该序列长度为299 bp。分析结果表明其5′端为含有终止密码子的RNaseH基因,PPT(polypurinetract)之后是3′-LTR,PPT起始于终止密码子内10 bp处,3′-LTR的起始标志末端倒转重复序列(inverted repeat,IR)TG紧随其后。LTR_(10)的正链和反链均含有多个启动子的特征结构TATA box和CAAT box,α-淀粉酶启动子的保守序列及受不同胁迫条件作用的调控元件,如...

本试验利用两种不同氮效率杂交稻品种(氮高效品种德香4103和氮低效品种宜香3724),采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,比较分析不同氮素浓度(N0、N1、N2分别为0、2.5、5 mmol/L)和不同水分胁迫(P0、P1、P2分别为0、5%、10%)条件下,不同氮效率杂交稻苗期在生理指标和农艺性状上表现的差异。结果表明,在不施氮水平,各品种的生理指标、农艺性状明显低于施氮水平,且两品种的光合色素、可溶性糖、脯氨酸含量、氮积累量、苗高和茎粗随水分胁迫程度的增加呈递减趋势;在施氮水平,随水分胁迫程度的增加,德香4103的光合色素、可溶性糖含量(除N2水平下降低)增加,脯氨酸含量先减后增...

【目的】系统研究高温胁迫对水稻苗期叶片生理特性的影响及其与水稻品种耐热性的关系,为制定耐热水稻品种的育种策略提供科学依据。【方法】以8个籼稻品种和8个粳稻品种为材料,在苗期设置对照(白天(07:00-19:00)28℃,夜晚(19:00-07:00)22℃,CK)和高温胁迫(白天(07:00-19:00)42℃,夜晚(19:00-07:00)35℃,HS)2种处理方式,根据幼苗存活率将供试品种分为高抗、中抗、敏感和高度敏感4个耐热性等级,研究高温胁迫对不同耐热性水稻品种苗期叶片的相对含水量、叶绿素含量、活性氧(ROS)积累、质膜损伤、抗氧化酶活性、渗透调节物质和内源激素含量的影响。【结果】高温胁迫下,东稻4号、湘两优2号、黄华占和长白9号的幼苗存活率较高,是苗期耐热性高抗品种;湘两优900、泰优390、郑旱6号、武运粳21、粤王丝苗和吉粳515是苗期耐热性高度敏感品种。与CK相比,HS处理导致苗期水稻叶片的相对含水量、叶绿素含量及内源IAA、Z+ZR和GA_3含量下降,ROS积累、质膜损伤(MDA含量和相对电导率)、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)含量和内源ABA含量升高。高温胁迫下,耐热性水稻品种苗期叶片的相对含水量,叶绿素含量,SOD、POD和CAT活性及内源ABA含量均显著高于热敏感品种,ROS含量、相对电导率和MDA含量显著低于热敏感品种,APX活性、渗透调节物质含量及内源IAA、Z+ZR和GA_3含量无显著差异。高温胁迫下,水稻苗期叶片ROS积累量、抗氧化酶活性、质膜损伤程度和内源ABA含量与水稻苗期的存活率极显著相关,可作为耐热水稻品种筛选的参考评价指标。【结论】高温胁迫诱导水稻叶片ROS过量积累,引发氧化胁迫是导致叶片枯萎的重要原因,提高抗氧化防御能力和内源ABA信号通路是水稻抵抗高温胁迫的重要途径,可作为耐高温水稻种质资源的重要育种策略。

以3个水稻品种为材料,在萌发期和幼苗期进行不同pH下NaHCO3 与NaCl胁迫处理,测定了水稻幼苗鲜重、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量及根系活力变化。结果表明, 发芽期胁迫3 d后,NaHCO3 处理开始抑制根系生长, NaCl处理到第6天才抑制幼苗地上部生长。幼苗期胁迫处理时,鲜重减少,根系活力显著降低,MDA累积,脯氨酸大量积累。这些变化与胁迫时的pH明显相关。在相同胁迫处理下,品种213 较其它2个品种耐逆性相对较强。

【目的】从早酥梨及其红色芽变基因组中克隆Ty1-copia反转录转座子逆转录酶序列,分析其特点和差异。【方法】根据Ty1-copia反转录转座子逆转录酶保守区域设计简并引物,建立并优化PCR扩增体系,回收、克隆、测序得到的目的基因序列。【结果】成功从早酥梨基因组和红色芽变材料中分别获得29,30条逆转录酶序列,序列大小均为260bp左右。生物信息学分析表明,与早酥梨相比,红色芽变的逆转录酶序列多发生终止子突变、缺失突变、替换突变。聚类分析可将所得序列分为7个家族,基于逆转录酶序列进行的不同物种进化树分析显示,第7家族序列与苹果和李具有很高的同源性,可能是反转录转座子横向传递的结果。【结论】早酥...

为探究在非生物逆境胁迫条件下免疫亲和素（immunophilins）基因家族在水稻（Oryza sativa L. japonica Nipponbare）中的功能，利用生物信息学技术鉴定水稻中免疫亲和素基因家族成员，并进行克隆及组织特异性、非生物逆境胁迫下的表达分析。结果表明，水稻基因组中存在30个OsFKBPs及29个OsCYPs免疫亲和素家族基因。30个OsFKBPs主要聚类为3个大的亚群，29个OsCYPs主要聚类为4个大的亚群。通过PCR扩增得到完整的OsFKBPs与OsCYPs基因编码序列，且序列信息与预测一致。OsFKBPs与OsCYPs基因在水稻的各个组织、各个发育时期均有不同程度的表达。OsFKBP19在各组织各发育时间表达量较为一致；OsCYP29在叶鞘中表达量最高而OsCYP57在根中表达量最高。定量PCR结果显示，在高光强胁迫处理4 h后水稻叶片中OsCYP37基因被诱导持续上升表达，而在渗透胁迫及盐胁迫处理中无显著变化；高光强及渗透胁迫处理4 h后水稻叶片中OsFKBP19持续上升表达，而在盐胁迫处理中波动上升表达。综上，OsFKBPs及OsCYPs参与水稻的高光强、渗透胁迫及盐胁迫应答过程。

【目的】了解水稻CBL蛋白质在逆境胁迫下的表达模式进而探讨水稻耐逆的分子机理。【方法】采用基于抗体的蛋白质组学策略,以超级杂交稻父本9311为材料,采用免疫印迹(western blotting,WB)技术调查了CBL家族主要成员在冷、热、旱、淹和盐胁迫等5种逆境中的表达特征。【结果】发现CBL1、CBL5和CBL6在冷胁迫中表达下调,CBL1和CBL2在热胁迫中表达下调,CBL1和CBL5在旱胁迫中表现下调,而CBL6、CBL8和CBL10在旱胁迫中表现上调,CBL1、CBL5、CBL6、CBL8和CBL10在淹涝胁迫中表达上调,而CBL2表现下调。【结论】鉴定了水稻在重要逆境胁迫下发生丰度...

湖北平原地区夏季强降水频发,稻田易受洪涝灾害。为探明淹水胁迫对杂交中稻生长发育的影响,并在此基础上提出相应的排涝指标,在杂交中稻(丰两优香1号)分蘖期、孕穗期分别设计了淹水深度和淹水时间交互试验。结果表明:淹水处理后,水稻株高、第3、4节间均表现出伸长生长,且与淹水深度和持续时间的累积值(SD)呈显著线性正相关关系,但收获时遭受淹水的各处理其株高均矮于对照,且淹水程度越重,收获时株高越矮。淹水造成水稻减产,且淹水时间越长,淹水深度越深,减产越严重,若以产量受害指标为评价标准,孕穗期对淹水胁迫较分蘖期更敏感。就产量构成要素来看,分蘖期淹水胁迫导致水稻减产主要是有效穗下降、其次是结实率降低;孕穗期...

【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。