为了解油用向日葵应对干旱胁迫的脱落酸代谢差异基因挖掘及分子调控机理,对正常供水(CK)和干旱胁迫(T)处理下的油用向日葵进行了高通量转录组测序及生理特性测定。结果表明,脱落酸(ABA)含量在干旱胁迫8 d最高,为23.55 ng/mL,在受到干旱胁迫4,8 d时的脱落酸含量均高于0 d。对差异表达基因进行筛选,在干旱胁迫8,16 d,通过与CK比较,处理组较CK显著上调表达的差异基因数分别为940,1 743个,显著下调表达的基因数分别为1 752,3 037个。由KEGG、GO功能注释可知,在干旱胁迫16 d较8 d的基因种类更丰富,其中参与生物过程的最多,参与细胞组分的次之,参与分子功能的最少,KEGG注释到的主要代谢通路有植物MAPK信号传导途径、植物激素信号转导、甘油磷脂代谢等。对干旱胁迫8 d条件下与激素相关的基因进行分析,共找到差异表达基因39个,并有7个基因与脱落酸代谢相关;参与脱落酸代谢的转录因子为ABF2、SAPK2、PP2C、AHG1、PYL2、SAPK3均呈上调表达,并表现出受到干旱胁迫的表达量高于CK。本研究挖掘到油用向日葵干旱胁迫下的ABA代谢相关上调差异基因7个,脱落酸代谢过程(PYR/PYL→PP2C→SnRK2→ABF)中涉及的转录因子均表现为上调,说明植物在遭受干旱胁迫时,会通过脱落酸等激素的积累以抵御干旱胁迫。

【目的】谷胱甘肽转移酶(GST)是植物应对外界刺激的重要酶类,其表达可有效改善植株抗逆能力。核桃是重要的经济木本油料植物,其产量和品质受不同环境因子影响,其中主要由胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides引起的核桃炭疽病是导致我国核桃严重落果、枯梢的主要病害,近年来呈逐渐严重趋势,已成为限制我国核桃产业可持续发展的一个重要因素。为更好的防治核桃炭疽病,必须掌握核桃响应炭疽病的调控机制。由于植株响应逆境通常涉及不同激素信号通路,特别是在病害响应中脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)具有重要调节作用。因此,本研究鉴定GST家族成员基因JrGSTU8,对其在ABA和GA介导下的炭疽病响应进行分析,为揭示核桃逆境适应机制和科学的田间管理提供依据。【方法】以‘香玲’核桃cDNA为模板克隆获得一个Tau类GST基因,命名为JrGSTU8。通过分析JrGSTU8的基本信息、保守结构域、进化、启动子及其包含的顺式作用元件,预测JrGSTU8与逆境响应的潜力。对核桃进行炭疽病、ABA、GA、炭疽病+ABA、炭疽病+GA等不同处理,提取RNA反转录为cDNA,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对JrGSTU8的表达进行分析,明确JrGSTU8响应ABA、GA和炭疽病的能力。【结果】JrGSTU8基因开放阅读框长612 bp,推导的多肽分子量为23 145.57 Da,包含氨基酸203 aa,理论等电点为6.61,与杨梅Morella rubra GSTU8等蛋白的亲缘关系较近。JrGSTU8上游1 443 bp启动子包含307个顺式作用元件位点,属于80类不同元件,包括赤霉素(GA)(如WRKY71OS、TATCCAOSAMY、PYRIMIDINEBOXOSRAMY1A),脱落酸(ABA)(如MYB2CONSENSUSAT、BOXLCOREDCPAL、CAREOSREP1)等激素响应相关,热(CCAATBOX1)、低温(MYCCONSENSUSAT)等非生物胁迫以及病害(BIHD1OS、WBOXATNPR1、WRKY71OS、WRKY71OS)响应相关元件。qRT-PCR发现,JrGSTU8基因能被ABA、GA和核桃炭疽病不同程度地诱导表达,且ABA和GA均可有效提高JrGSTU8响应炭疽病胁迫的转录活性。【结论】核桃JrGSTU8基因受炭疽病诱导,具有组织表达特异性,涉及ABA和GA信号通路,推测其在核桃病害响应中起到一定作用。

【目的】谷胱甘肽转移酶（GST）是植物应对外界刺激的重要酶类，其表达可有效改善植株抗逆能力。核桃是重要的经济木本油料植物，其产量和品质受不同环境因子影响，其中主要由胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides引起的核桃炭疽病是导致我国核桃严重落果、枯梢的主要病害，近年来呈逐渐严重趋势，已成为限制我国核桃产业可持续发展的一个重要因素。为更好的防治核桃炭疽病，必须掌握核桃响应炭疽病的调控机制。由于植株响应逆境通常涉及不同激素信号通路，特别是在病害响应中脱落酸（ABA）和赤霉素（GA）具有重要调节作用。因此，本研究鉴定GST家族成员基因JrGSTU8，对其在ABA和GA介导下的炭疽病响应进行分析，为揭示核桃逆境适应机制和科学的田间管理提供依据。【方法】以‘香玲’核桃cDNA为模板克隆获得一个Tau类GST基因，命名为JrGSTU8。通过分析JrGSTU8的基本信息、保守结构域、进化、启动子及其包含的顺式作用元件，预测JrGSTU8与逆境响应的潜力。对核桃进行炭疽病、ABA、GA、炭疽病+ABA、炭疽病+GA等不同处理，提取RNA反转录为cDNA，通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对JrGSTU8的表达进行分析，明确JrGSTU8响应ABA、GA和炭疽病的能力。【结果】JrGSTU8基因开放阅读框长612 bp，推导的多肽分子量为23 145.57 Da，包含氨基酸203 aa，理论等电点为6.61，与杨梅Morella rubra GSTU8等蛋白的亲缘关系较近。JrGSTU8上游1 443 bp启动子包含307个顺式作用元件位点，属于80类不同元件，包括赤霉素（GA）（如WRKY71OS、TATCCAOSAMY、PYRIMIDINEBOXOSRAMY1A），脱落酸（ABA）（如MYB2CONSENSUSAT、BOXLCOREDCPAL、CAREOSREP1）等激素响应相关，热（CCAATBOX1）、低温（MYCCONSENSUSAT）等非生物胁迫以及病害（BIHD1OS、WBOXATNPR1、WRKY71OS、WRKY71OS）响应相关元件。qRT-PCR发现，JrGSTU8基因能被ABA、GA和核桃炭疽病不同程度地诱导表达，且ABA和GA均可有效提高JrGSTU8响应炭疽病胁迫的转录活性。【结论】核桃JrGSTU8基因受炭疽病诱导，具有组织表达特异性，涉及ABA和GA信号通路，推测其在核桃病害响应中起到一定作用。

【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)、醛氧化酶(AAO)和玉米黄质环氧化酶(ZEP)在脱落酸(abscisic acid,ABA)间接途径合成中发挥主要调节作用,它们是ABA合成相关基因。以桑树栽培品种嘉陵40号(Morus atropurpurea Roxb.)果实为材料,测定其发育过程中ABA的含量,分析桑椹成熟过程中ABA合成相关基因的转录表达、ABA及其合成抑制剂对果实发育的影响,为研究ABA在桑椹成熟和衰老过程中的作用机制提供基础数据。【方法】根据从单倍体川桑(Morus notabilis Schneid.)基因组数据库(http://morus.swu.edu.cn...

以培养3～4 d的豌豆幼苗为试验材料,以18S rRNA基因为内参基因,豌豆幼肌动蛋白异型体PEAcII基因为检测基因,在PEG6000模拟水分亏缺条件下,采用半定量逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)体系检测肌动蛋白异型体PEAcII基因在豌豆幼苗中的表达情况。在正常供水条件下,PEAcII在处理的第8 h表达量最高,水分胁迫下,PEA-cII基因在处理的0.5 h表达量下降,在处理的1 h时表达量最高,而后下降。无论是正常供水还是水分胁迫条件下,PEAcII基因的表达都是一个动态变化的过程。试验结果表明,肌动蛋白异型体PEAcII表达量的高低可能与豌豆幼苗适应水分亏缺的生理过程有关,这对于...

【目的】研究土壤水分亏缺对Bt棉杀虫蛋白含量及Bt基因表达、氮代谢酶活性的影响,为Bt棉抗虫性安全表达提供理论参考。【方法】2014—2015年以Bt棉常规品种泗抗1号、杂交种泗抗3号为材料,采用盆栽法,2014年设置5个土壤水分处理:G1、G2、G3、G4和CK,其土壤含水量分别为最大持水量的15%、30%、45%和75%。2015年设置4个处理:G2、G3、G4和CK。观察土壤水分亏缺对盛铃期Bt棉铃壳杀虫蛋白含量影响。所有处理于盛花期前10 d控制浇水,如遇下雨,将处理盆钵移入室内。使用WET土壤三

【目的】对闽楠Phoebe bournei bZIP (PbbZIP)转录因子家族成员鉴定，分析其对脱落酸(ABA)信号的响应水平。【方法】基于生物信息学方法，对PbbZIP基因家族进行了全基因组鉴定，分析其蛋白理化特性、基因结构、进化关系、启动子顺式作用元件和ABA处理下的表达分析。【结果】从闽楠12条染色体共鉴定出63个PbbZIPs基因，分为12亚族，不同亚族基因结构和基序差异显著，但同亚族高度保守。PbbZIP基因多数定位在细胞核，其编码蛋白长度为110～835个氨基酸，等电点为4.48～11.95，疏水性为-1.19～-0.19。分布于12条染色体的27对PbbZIPs基因存在共线性关系，是PbbZIP基因家族扩张的主要模式。PbbZIP基因上游启动子区域存在多种与非生物胁迫相关的作用元件，其中ABA、水杨酸、茉莉酸甲酯的响应元件较多。基因表达分析结果表明：2 mmol·L~(-1)ABA处理闽楠1～72 h,17个PbbZIPs基因在叶和根中被ABA信号不同程度地诱导表达，普遍上调，且根基因表达水平普遍低于叶片。【结论】63个PbbZIPs基因序列高度保守，不同亚族间基因结构、染色体定位和保守基序有进化多样性和差异性；叶和根中PbbZIP基因不同程度地响应ABA信号，参与调控其他非生物过程。图9参35

为挖掘油用向日葵中的GDSL脂肪酶基因,本研究以油用向日葵转录组测序得到的Unigenes为对象,筛选GDSL脂酶/脂肪酶基因并对其理化性质和序列结构等特点进行生物信息学分析。结果表明:油用向日葵中筛选到7个GDSL脂酶/脂肪酶基因,编码的蛋白质为稳定存在的亲水性蛋白,由255~396个氨基酸组成,分子量介于28.75~42.61ku,等电点分布在4.91~8.89;除unigene 60916外,编码的蛋白质都含有较多的跨膜区域和较高的磷酸化程度;α-螺旋和无规则卷曲是主要的二级结构;进化树分析表明,这7个基因聚为三类,保守性较高,其中unigene 58624与AT4G01130.1在同一分支上高度保守,unigene 60916与AT1G74460.1相似度最高,含有多个α螺旋和β折叠,推测与种子的油脂代谢有关。

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是花色素苷代谢途径中的关键酶之一.本研究利用PCR技术将观赏向日葵DFR底物结合区敲除,并将该区域中134位保守氨基酸天冬酰胺定点突变为天门冬氨酸和亮氨酸,最后获得已敲除底物结合区的基因KODFR以及定点突变的基因N134D和N134L,并成功构建KODFR、N134D和N134L基因的植物表达载体pCAM-KODFR、pCAM-N134D和pCAM-N134L.

【目的】研究表油菜素内酯（Epibrassinolide）对葡萄成熟的调控作用及其在葡萄成熟过程中与脱落酸（ABA）的关系，为表油菜素内酯在葡萄上的研究与应用提供理论依据。【方法】 以欧亚种酿酒葡萄（Vitis vinifera L.）品种赤霞珠（Cabernet Sauvignon）为供试材料，试验共设4个处理：（1）0.4 mg/L EBR（24Epibrassinolide,24表油菜素内酯）；（2）0.4 mg/L EBR+20 mg/L Flu（氟啶酮）或0.4 mg/L EBR+15 mg/L NDGA（去甲二氢愈创木酸）；（3）20 mg/L Flu或15 mg/L NDGA；（...

通过盆栽试验研究烤烟不同生育期内亏水胁迫对烤烟干物质积累及其烟叶生理代谢酶活性的影响。结果表明：与对照相比，团棵期亏水对中后期干物质积累具有滞后性，其抑制效应无法弥补；旺长期适度亏水仅仅对茎干物质积累产生显著抑制效应，但随着供水恢复，对生育后期干物质积累的抑制效应消失；成熟期适度亏水显著降低根、茎及整株干物质积累，但对叶的干物质积累无显著影响。在生理代谢酶活性方面，与对照相比，团棵期、成熟期适度亏水显著降低叶绿素含量，而旺长期适度亏水则对叶绿素含量无显著影响；叶绿素含量和硝酸还原酶活性以旺长期适度亏水处理时叶片在成熟后期处于较高水平，而淀粉酶活性处于较低水平。总之，伸根期亏水对烟株中后期有不可．．．

为探明不同水分处理青稞和春小麦籽粒中养分、蛋白质和氨基酸含量的变化规律,为青藏高原小麦族作物抗旱和品质育种提供理论依据。以春青春41号(小麦)和昆仑14号(青稞)为参试材料,设水分充足处理(C1)、水分轻度亏缺处理(C2)和水分重度亏缺处理(C3)3个水平,随机区组设计,研究不同水分处理对籽粒中NPK、蛋白质和氨基酸含量的影响。相比于C2,两种小麦族作物在C3处理下的氮磷钾、蛋白质、必需氨基酸、非必需氨基酸和氨基酸总量均呈升高的趋势,但青稞中各指标的增幅较大。水分亏缺对小麦和青稞籽粒中NPK、蛋白质和氨基酸含量均会产生一定影响,但其变化模式存在一定差异。小麦籽粒中氮磷钾、蛋白质、必需氨基酸、非必需氨基酸和氨基酸总量的变化规律均呈先降低后升高的趋势;青稞籽粒中氮钾、蛋白质、必需氨基酸、非必需氨基酸和氨基酸总量的含量呈显著增高趋势且增幅随水分亏缺程度的加剧而变大。水分亏缺会对小麦族作物籽粒中氮磷钾、蛋白质、必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量产生影响,但青稞和小麦的响应机制存在一定差异。相比于水分充足处理,水分亏缺处理下青稞籽粒养分、蛋白质及其组分呈显著升高趋势而小麦籽粒中呈先降低后升高趋势,表明小麦族作物中小麦对水分亏缺的耐受性较低。

【目的】探索作为树干水分变化状况指标的树木水分亏缺（TWD）变化特征及其与饱和水汽压差（VPD）的关系，揭示径向变化对环境水分胁迫的响应特征，为合理指导红锥人工林经营提供科学依据和数据支持。【方法】利用径向变化记录仪记录不同分化等级红锥树干径向变化过程，同步监测环境因子，分析TWD对VPD的响应特征。【结果】不同分化等级红锥的TWD波动趋势相似，TWD随着VPD的变化而变化，但并不同步。小时尺度上，TWD和VPD显著正相关（r=0.488,r=0.489,r=0.512,P≤0.01），划分失水期和复水期后，两个时期的TWD和VPD也显著正相关，且失水期的相关性增强（r=0.623,r=0.667,r=0.593,P≤0.01）。日尺度上，无论是否划分失水期和复水期，二者均显著正相关，但相关性减弱。前后1天内的时滞响应分析结果显示，无论分化等级，TWD与VPD显著正相关（P≤0.01）；划分失水期和复水期后，在任何时间段考虑时滞响应时也均达到显著正相关，失水期的相关性强于复水期的相关性。未划分失水期和复水期时，不同分化等级红锥TWD对VPD响应滞后时间均为3 h。划分失水期和复水期后，失水期TWD对VPD响应滞后时间缩短，复水期TWD对VPD响应滞后时间延长。优势木、中等木和被压木复水期的滞后时间比失水期分别长3、4和5 h。VPD大幅度波动条件（VPDL）下，随着VPD的反复升降，TWD表现为失水-复水交替出现，变化的总体趋势是上升的；VPD小幅度波动条件(VPDs)下，TWD变化趋势较平缓，两种条件下TWD对VPD的响应均存在时滞。无论分化等级，VPDL条件下TWD与VPD之间的相关性（r=0.550,r=0.553,r=0.584,P≤0.01）均强于VPDs下的相关性（r=0.256,r=0.260,r=0.281,P≤0.01）。VPDL条件下，考虑滞后时间后，无论是否划分失水期和复水期，不同分化等级红锥TWD与VPD之间的相关性均增强。VPDs条件下，复水期的相关性低于忽略时滞效应时的相关性。【结论】TWD对VPD的响应存在时滞效应，在失水期和复水期，TWD对VPD的响应特征不同，且在不同分化等级间存在差异；失水期和复水期的划分有助于研究TWD与VPD的相关性。

【目的】揭示土壤水分亏缺条件下节水抗旱稻根系的形态和生理指标的变化规律,阐明其节水抗旱的特异性生理基础。【方法】2015和2016年利用盆栽试验,以节水抗旱稻旱优113号(HY113)和高产水稻扬两优6号(YLY6)为试验材料,通过设置淹灌(对照)和干旱(土壤水势-38 k Pa左右)处理,研究干旱对节水抗旱稻与高产水稻根系形态结构和生理指标的影响及其与地上部生物量积累的关系。【结果】与淹灌相比,干旱处理显著降低了两个水稻品种的地上、地下干物质积累量,同时显著降低了节水抗旱稻HY113的根冠比(由0.18

选取华北平原20世纪50年代以来的代表品种碧蚂1号、济南2号、泰山1号、冀麦26、冀麦38和济麦22,通过田间试验的方法研究了灌溉和雨养条件下不同年代小麦品种籽粒千粒重和灌浆特性的差异。结果表明:1)在灌溉和雨养条件下,小麦籽粒千粒重随品种的更替均呈逐渐增加的趋势,灌浆期天数和平均灌浆速率逐渐增加,其中速增期天数和灌浆速率的增加是当前小麦品种济麦22籽粒千粒重较高的主要原因;2)与灌溉条件相比,在雨养条件下不同年代小麦品种的籽粒千粒重、灌浆期天数和平均灌浆速率、速增期天数和灌浆速率均有所下降,但下降幅度存在差异,当前品种济麦22的下降幅度高于以前品种,对水分亏缺的敏感性较强。因此,在未来的小麦...