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[期刊] 中国农业科学
[作者]
曹广灿 林一欣 薛梅真 邢芦蔓 吕伟增 杨伟飞 陈军营
【目的】在植物中，内质网胁迫（ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃ ｒｅｔｉｃｕｌｕｍ ｓｔｒｅｓｓ，ｅｒｓ）和未折叠蛋白应答（ｕｎｆｏｌｄｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｕｐｒ）参与环境胁迫响应过程，然而，玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达情况尚未见报道。文章利用基因数字表达谱技术探究玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达规律，以期为揭示种子衰老的分子机制提供理论依据。【方法】以玉米杂交种郑单９５８种子为材料，采用高温（４５℃）高湿（相对湿度１００％）的方法进行人工老化处理。分别提取未老化处理（对照）和老化处理３ ｄ的玉米种胚总ｒｎａ，利用ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｈｉ ｓｅｑ ｔｍ ２０００平台．．．
[期刊] 中国农业科学
[作者]
杨伟飞 张景龙 吕伟增 曹广灿 陈军营
【目的】利用数字基因表达谱技术(digital gene expression tag profiling,DGE)探索人工控制劣变(controlled deterioration treatment,CDT)条件下玉米种胚差异基因的表达变化,为揭示种子劣变的分子机理提供依据。【方法】以玉米杂交种郑单958种子为材料,采用高温(45℃)高湿(相对湿度100%)方法处理72 h,以未处理材料为对照,利用DGE分别进行高通量测序,测序结果与参考基因组和参考基因数据库比对获得表达基因,利用RPKM(Reads Per Kb per Million reads)方法计算基因的表达量,根据FDR(fa...
关键词：
玉米 干种胚 人工控制劣变 差异表达基因
[期刊] 华北农学报
[作者]
陈波 张燕 曹墨菊 荣廷昭
NaCl胁迫是导致玉米盐害的主要因素,研究了NaCl对玉米萌发期根系和离体根缘细胞的影响。结果表明,随着NaCl浓度从0 mmol/L增加到250 mmol/L,胚根长和次生根数量受到显著抑制,同时根缘细胞存活率也显著降低。但在100 mmol/L的NaCl胁迫下,根缘细胞的数量比对照和高浓度胁迫有显著增加,同时100 mmol/L的NaCl胁迫也显著刺激了玉米离体根缘细胞的凋亡速度。由于试验材料对100 mmol/L的NaCl胁迫有一定耐性,因此,认为该胁迫浓度下根缘细胞数量增加可能与其耐盐性有关,为进一步探讨根缘细胞与玉米耐盐机制的关系奠定了基础。
关键词：
玉米 根缘细胞 NaCl胁迫 萌发期
[期刊] 华北农学报
[作者]
李川 乔江方 朱卫红 代书桃 黄璐 张美微 刘京宝
为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异,发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质,明确高温胁迫引起玉米减产的机理,从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先,利用Ampha~(TM)Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA,利用Illumina Hiseq2000~(TM)高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序,序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图(VENN图)重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析,获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示,高温胁迫后和正常生长条件下,昌7-2花粉活性分别为24. 37%,42. 89%,郑58花粉活性分别为35. 57%,64. 83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因,郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示,高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上,昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明,共获得55个转录因子家族,其中,有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明,通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息,昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异,热激蛋白(Hsps)、热激转录因子(Hsfs)、生长素(IAA)基因和磷脂酰基醇-4,5-二磷酸基因家族(PIP2)在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
朱永宁 张玉书 纪瑞鹏 车宇胜 高西宁
研究了不同土壤水分条件下玉米的光合作用,对光响应曲线进行拟合,比较3种不同拟合方法的优劣,优选出干旱胁迫下最优的光合作用光响应模型。利用玉米穗位叶光合数据,用直角双曲线模型、非直角双曲线模型以及直角双曲线修正模型对适宜土壤水分条件及中度干旱胁迫下玉米光响应进行拟合。从拟合的相关参数看,对照(CK)的拟合结果中,直角双曲线模型整体高于非直角双曲线模型,其中表观量子效率与最大净光合速率均提高33%,光补偿点提高10%,暗呼吸速率提高40%,直角双曲线修正模型得到的最大净光合速率低于非直角双曲线模型,其余参数差别很小。在对水分胁迫(MS)的拟合中,3种曲线所得参数的差异与CK一致。直角双曲线修正模型...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
成广雷 张海娇 赵久然 刘春阁 王元东 王晓光 王荣焕 陈传永 徐田军
【目的】了解不同基因型玉米种子在临界胁迫贮藏条件下的生活力及生理变化规律,对不同基因型玉米种子的耐贮性做出客观评价,为玉米种子耐贮性生理生化机制提供理论依据。【方法】选用目前主栽玉米杂交种郑单958、农大108、先玉335、正大619、京科968种子为试验材料,分别测定供试材料的初始含水量、活力水平及相关生理指标。将供试材料的种子含水量回湿至14%,在种子含水量14%和贮藏温度35℃(14%&35℃)的临界胁迫贮藏条件下,贮藏一年时间,每月测定种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、电导率、MDA浓度、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量及脱氢酶活性。采用砂培法进行发芽试验,用DDS-ⅡA型电导率仪测...
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
郭宗凯 林中冠 孙艳云 郭飞 宗英飞
[目的]以辽宁中西地区主栽玉米品种为研究对象,研究温度对玉米种子萌发至出苗的影响,为防寒减灾粮食生产安全提供科学依据。[方法]通过恒温土培法和分期播种试验,研究播种至出苗的生物学下限温度、有效积温指标和玉米适宜播种期及温度指标。[结果]玉米发芽率、发芽势随着温度升高呈非线性变化,规律性显著。16℃以下发芽率随温度变化迅速,而发芽势变化缓慢;16℃以上则相反。随着温度升高和播期推迟,播种至出苗生育进程加快,出苗天数随温度呈指数函数变化。供试验的玉米种子恒温6℃不萌发、8℃不出苗,恒温12℃与恒温26℃相比出苗延长24d;分期播种温度12.5℃与22.3℃相比出苗延长12d。低温播种影响出苗率,恒温土培8℃以下出苗率为0%, 12℃出苗率为36%,分期播种Ⅰ期出苗率78%。[结论]玉米种子萌发下限温度为8℃,播种至出苗需要≥8℃的有效积温在120.0℃·d以上,玉米播种初始气温在12.0℃以上,辽宁中西部适宜播种期在4月下旬至5月上旬。研究结果可为玉米单粒播种苗全苗壮防寒减灾粮食生产安全提供技术支撑。
关键词：
玉米 种子 萌发 出苗 温度胁迫
[期刊] 华北农学报
[作者]
汤彬 耿存娟 曾强 郭欢乐 李涵 曹钟洋 邓力超 彭明 周虹 陈志辉
玉米籽粒发育时期对高温胁迫十分敏感，严重影响玉米的产量和品质。为研究不同耐高温玉米自交系籽粒响应高温胁迫的基因表达差异，在基因水平解析不同玉米种质响应高温胁迫的分子机制，以前期筛选的耐高温自交系XN202和敏感自交系CT110为材料，利用RNA-Seq技术挖掘正常和高温胁迫下授粉后15 d玉米籽粒的差异表达基因(DEG)。与对照相比，XN202和CT110分别检测到1 517,1 012个DEGs,共同的DEGs有142个，包含7个转录因子。不同耐高温玉米自交系的籽粒对高温胁迫的响应存在明显差异，通过基因本体(GO)功能注释和全基因组及代谢途径数据库(KEGG)信号通路富集分析筛选出DNA复制、核小体、微小染色体维持复合物、DNA引物酶-多聚酶α复合体、营养库活性、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等共同参与响应高温胁迫的应答过程。通过生物信息学分析，共有374个DEGs位于已报道的玉米耐高温相关性状QTL区间，其中42个DEGs为已报道的耐高温相关基因。综上所述，高温胁迫下玉米籽粒会形成复杂的细胞保护和防御系统，AP2/ERF、MYB、bHLH、NAC、HSF、HSP等耐高温相关的DEGs可能在分子调控网络中发挥重要作用。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
樊金娟 刘宇 曹樱迪 张微 田静
近年来,土壤重金属污染已成为严重的环境问题,对作物生产、粮食安全和人类健康构成巨大威胁。镉(Cd)由于在环境中具有潜在的毒性和高流动性,使其成为重金属中毒性最大、分布最广泛的污染物之一。玉米作为我国和世界上主要的农作物,具有生物量大,叶片、茎秆Cd富集能力高,其向籽粒转运能力较低的特点,是比较理想的Cd污染土壤修复植物。玉米生长会受到Cd胁迫浓度、胁迫时期及环境条件的影响,且品种间存在差异,不同品种对Cd毒害的耐受性不同。本文在介绍玉米对Cd吸收、转运方式及其在不同器官分布的基础上,着重阐述了Cd对玉米生长发育和对水分代谢、矿质养分代谢、光合作用和呼吸作用等主要代谢过程的影响;并从耐逆性和避逆性两方面探讨了玉米对Cd的耐受机制。结合已有研究发现,现阶段主要以不同玉米品种对Cd胁迫的生理生化响应及其耐Cd差异比较研究为主,对其存在差异的生理、尤其分子机制还缺乏深入研究;同时,对玉米Cd耐受性评价标准不一致,是以生长受到影响的程度还是以器官中镉含量作为品种对镉耐受性的判断标准还有待于商榷。未来这些问题的解决将为利用生物技术手段培育适合不同Cd污染区域的玉米品种,实现玉米产业的可持续发展奠定基础。
关键词：
玉米 镉胁迫 响应 耐镉机制
[期刊] 华北农学报
[作者]
赵思琪 曲比伍合 罗婷 余学杰 柯永培 苟齐贤 石海春
为了探讨玉米对灰斑病胁迫的生理生化响应，采用田间自然接种法，以2个自交系K365(抗)和K169(感)以及2个杂交种正红431(抗)和正红532(感)为试验材料，研究灰斑病对不同抗性玉米自交系及杂交种叶片光合作用、活性氧含量、抗氧化酶活性以及内源激素含量的影响。灰斑病胁迫导致玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均下降，其中除Ci以外，抗病材料的3项光合指标下降程度未达显著水平，具体为K365的Pn、Gs和Tr分别下降24.41%,25.00%,4.20%,正红431的Pn、Gs和Tr分别下降11.53%,21.43%,0.06%,而感病材料的3项光合指标下降程度达显著水平，具体为K169的Pn、Gs和Tr分别下降59.32%,95.28%,80.18%,正红532的Pn、Gs和Tr分别下降85.39%,69.60%,56.77%;同时灰斑病胁迫可使玉米叶片的过氧化氢(H_2O_2)含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、水杨酸(SA)含量、茉莉酸(JA)含量均上升，其中抗病材料能激发更高的POD、SOD和CAT活性，维持相对稳定的H_2O_2含量，更合理的调节SA和JA含量，能够保持内源激素的平衡。抗病材料可能通过合理积累SA、JA等信号分子来调控抗氧化系统，使其在感病后期体内仍维持较高水平的防御酶活性来更有效清除多余的H_2O_2,同时调节叶片的内源激素平衡使其适应灰斑病带来的影响，从而增强玉米的抗病性。
[期刊] 华北农学报
[作者]
朱凡 徐芷琪 段雨洁 李阳阳 宋有洪
为探究花丝对干旱胁迫的分子响应，以安农591和先玉335为材料，设置土壤含水量为80%田间持水量(CK)和60%田间持水量(DS)的2个处理，在玉米花丝伸长速增期取样，进行转录组测序。通过对比2个品种干旱组和对照组的基因表达差异，明确玉米花丝响应干旱的关键通路和相关候选基因。结果表明：苯丙烷类生物合成途径(ko00940)和淀粉和蔗糖代谢途径(ko00500)为玉米花丝响应干旱的关键通路。在苯丙烷类生物合成途径通路中编码4-香豆酸-辅酶A连接酶(4CL)、肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和过氧化物酶(POD)的基因在干旱的玉米花丝中低表达。相关分析表明，编码4CL、CCR、CAD和POD的基因下调与木质素含量降低有关。在淀粉和蔗糖代谢途径中转化酶和蔗糖合酶基因在干旱的玉米花丝中低表达；相关分析表明，转化酶和蔗糖合酶基因下调与蔗糖代谢有关。综上所述，本研究确定了参与蔗糖和木质素代谢的关键基因和代谢物，木质素合成可能与玉米花丝耐旱相关，4CL、CCR、CAD和POD是木质素合成通路中玉米花丝耐旱的候选基因；此外，淀粉和蔗糖代谢途径可能与花丝伸长和花丝耐旱有关，转化酶和蔗糖合酶可能是调控花丝耐旱的关键酶。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
宣宁 柳絮 张华 陈高 刘国霞 边斐 姚方印
【目的】ZmAN14是玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族成员,该家族在水稻中广泛参与非生物胁迫应答。通过分析玉米旱21(H21)及转ZmAN14烟草在非生物胁迫下的表达情况,为玉米ZmAN14及其家族的功能和分子机制的全面解析提供新信息。【方法】通过对ZmAN14进行序列分析,发现其属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。以玉米自交系H21为研究材料,在三叶期时对其进行非生物胁迫和ABA诱导处理,0、1、3、6、12和24 h时取整株样品,同时在玉米不同生长期取根、茎、叶、胚芽鞘、雌蕊、雄蕊、花丝、苞叶等不同组织样品,利用实时荧光定量PCR方法对ZmAN14的组织表达谱和非生物胁迫及ABA...
[期刊] 华北农学报
[作者]
赵同科 曹云者 马丽敏 孙祖琰 王运华
选择 4 9个全国主产区玉米基因型 ,在水培条件下进行缺锌胁迫适应性研究 ,计算其缺锌和正常供锌水平下生物产量的比值 ,即为玉米锌效率系数。提出该系数≤ 0 5为锌低效 ,即对缺锌敏感基因型 ;0 5～ 0 9之间为锌效率中等 ,即对缺锌中度敏感基因型 ;≥ 0 9为锌高效 ,即对缺锌不敏感基因型。这一概念可以较好地反映生产实际。研究发现 ,缺锌时玉米的根生长几乎不受影响 ,表现为根 /冠值高于锌供应正常时根 /冠值。同时 ,锌敏感基因型缺锌时根 /冠值高于锌不敏感基因型
关键词：
玉米 基因型 锌胁迫 适应性
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李德华 贺立源 李建生 刘武定
采用营养液培养方法 ,研究了对酸性土壤反应不同的玉米基因型根系对铝毒胁迫反应的差异。耐铝基因型具有苏木精着色程度较低、种子根相对伸长率和TTC相对还原强度以及根系相对生物量较高的共同特点。种子根相对伸长率、苏木精染色指数及根系TTC相对还原强度与植株的耐铝性具有显著的相关性。
关键词：
玉米 铝胁迫 根系反应 基因型差异
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
赵同科 曹云者 王运华 孙祖琰
在水培缺锌与供锌条件下,用不同玉米基因型研究根分泌物之间的变化。结果表明,在玉米苗期的不同生长期,不同基因型在缺锌胁迫下根分泌物中K~+、氨基酸、糖类、酚类化合物出现不同的变化。这些变化一方面说明缺锌破坏了细胞原生质膜的稳定性,另一方面说明,分泌物增加可能是锌营养缺乏的一种适应性反应。
关键词：
锌胁迫 玉米基因型 根分泌物
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