为探究藜麦响应低氮的分子机制，筛选低氮响应基因，揭示藜麦响应低氮的适应性变化，从不同氮素水平处理下藜麦的生长和叶绿素合成入手，采用RNA-Seq技术从转录组水平分析藜麦对于低氮和缺氮分别处理5 d和30 d后的响应情况。结果表明，藜麦在缺氮条件下根系优先生长；低氮和缺氮均可促使老叶优先变黄或脱落而维持幼嫩叶片的叶色，且均提高了幼苗对氮素的利用效率。GO功能富集分析结果显示，低氮和缺氮分别在处理5 d和30 d后差异表达基因均主要涉及膜的重要组成部分、细胞膜、氧化还原过程、代谢过程、ATP结合及金属离子结合等。KEGG富集分析结果表明，低氮和缺氮处理相对于高氮处理5 d后比较显著的差异代谢通路在于苯丙素的生物合成和谷胱甘肽代谢；而处理30 d后比较显著的差异代谢通路在于碳代谢通路。进一步挖掘藜麦响应低氮的关键基因，结果显示，低氮和缺氮处理5 d后过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶、抗坏血酸过氧化物酶基因上调，表达量较高；低氮和缺氮处理30 d后磷酸甘油酸激酶、半胱氨酸合成酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶(NADP)、磷酸烯醇丙酮酸羧化酶基因上调，表达量较高。qRT-PCR验证结果与RNA-Seq测序结果一致。

低温冷害是限制我国东北地区花生产量和品质提升的主要环境因素,鉴定花生耐寒的关键功能基因,并揭示其调控机制是创制耐寒花生种质,提高花生耐冷性的重要途径之一。以耐寒型花生品种农花5号为试验材料,对6℃低温胁迫下的花生叶片进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明:与对照相比,共有3910个基因持续差异表达;GO功能注释将差异表达基因富集到43个功能组,其中生物学过程中的代谢过程富集到的基因数目最多;KEGG代谢通路分析将持续差异表达基因富集到116个代谢通路中,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌互作、植物昼夜节律和α-亚麻酸代谢途径富集到的基因数目最多,且大部分为上调表达,在低温胁迫中具有重要作用。从转录组数据库中随机挑选6个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与高通量测序结果相一致,证明了转录组数据的可靠性。研究结果将为揭示花生响应低温胁迫的分子机制提供理论依据。

[目的]研究不同盐碱胁迫对金丝楸幼苗生长、光合和生理指标的影响，并结合转录组测序分析，探究楸树耐盐碱的生理机制和分子机制。[方法]采用盆栽法对金丝楸幼苗进行不同盐碱胁迫处理，分析其生物量、光合及生理指标对不同盐碱响应的差异，采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序，通过生物信息学分析盐碱胁迫对转录水平的影响。[结果]不同盐碱胁迫下，金丝楸幼苗叶片受伤害程度为Na2CO3>混合盐碱>NaCl；新增株高和地径、地上部和根的干质量和鲜质量、生物量、根冠比均受到明显抑制，并随盐碱浓度增加而抑制加强，但生长胁迫指数均随浓度的增加而降低；丙二醛（MDA）含量和相对电导率都随胁迫浓度增加而不同程度上升，超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖含量、脯氨酸（Pro）含量、叶绿素总量和光合速率都呈现先上升后下降的趋势。转录组测序共产生约60.4 Gb原始数据，组装得到55 793个Unigenes，其中29 534(52.93%)个Unigenes获得了注释；通过差异表达基因（DEGs）分析，3个比较组（CK vs NaCl,CK vs Na_2CO_3和CK vs混合盐碱）分别筛选出1 779、2 835和4 059个DEGs;DEGs GO富集分析表明，膜的整体成分、膜的内在成分、催化活性、类异戊二烯代谢和合成过程、氧化还原酶活性等条目被显著富集；DEGs KEGG分析表明，苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、萜类主干生物合成和精氨酸代谢等通路被显著富集；此外，在DEGs中鉴定的bHLH、ERF、MYB-related、NAC、C2H2、WRKY、MYB和b ZIP转录因子家族成员最多。[结论]金丝楸主要通过积累可溶性糖和Pro，提高SOD酶活和光合作用来抵御盐碱胁迫，但都呈现“低促高抑”的现象，说明其具有一定阈值。金丝楸通过调节膜成分、催化活性、类异戊二烯代谢和生物合成过程、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导等生物过程和代谢途径，并结合有关转录因子共同响应盐碱胁迫。本研究为深入研究楸树耐盐碱生理机制和分子机制提供科学的理论依据。

【目的】探明低温胁迫下水稻生理及基因动态变化规律，解析水稻响应低温胁迫的生理基础与分子机制，为筛选适宜的耐冷性水稻品种及水稻耐冷性遗传改良研究奠定基础。【方法】以P427（强耐冷型）、日本晴（耐冷型）和9311（冷敏感型）3个耐冷性不同的水稻品种为试验材料，采用表型和生理指标相结合的方法，研究3～4℃低温胁迫对其表型、叶绿素含量及电导率变化的影响，并利用RNA-Seq技术分析低温胁迫响应基因的动态变化及主要富集通路。【结果】强耐冷性水稻品种P427对低温表现较强的适应能力，低温胁迫下能保持较高的叶绿素含量，低温处理前、低温处理3 d和恢复生长3 d时叶绿素含量分别为29.64 μg/g、29.30 μg/g和27.96 μg/g；在低温处理1 d、3 d、5 d时且电导率最低，依次为10.39%、13.08%和17.04%，膜系统损伤最小；不论耐冷品种还是冷敏感品种，在低温诱导下大量低温响应基因发生表达变化，随着低温处理时间延长差异表达基因（DEGs）数量持续增加，但P427特有的DEGs数量则呈下降趋势，从2408个降至1717个。P427低温处理1～3 d时只有576个特有基因一直在差异表达。GO和KEGG富集分析发现，低温处理后P427特有的DEGs主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成等代谢通路。【结论】不同耐冷性品种其耐冷响应基因及调控机制可能存在差异，P427存在一套有别于日本晴和9311的低温胁迫响应基因。苗期水稻低温胁迫对植物激素信号转导和苯丙氨酸代谢影响较大，P427可能通过次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等代谢通路及苯丙烷类生物合成通路上的基因响应苗期的低温胁迫。

[目的]探究不同氮效率马铃薯品种氮代谢对低氮胁迫的响应及分子机制,为马铃薯氮高效育种及高产栽培提供理论依据。[方法]以氮高效马铃薯品种冀张薯12号和氮低效马铃薯品种尤佳70为材料,采用盆栽试验方式,设置低氮(3 mmol/L纯氮)和正常施氮(15 mmol/L纯氮)处理,在出苗后30 d测定植株的干质量、氮积累量及氮代谢相关酶(硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT))活性,并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用DESeq进行差异基因分析,通过GO富集和KEGG Pathway数据库注释参与马铃薯氮胁迫响应的差异表达基因。[结果]2种施氮量下冀张薯12号茎叶和根系的干质量、氮积累量以及NR、NiR、GS、GOGAT活性均高于尤佳70。与正常施氮相比,低氮胁迫下2个马铃薯品种茎叶和根系的干质量、氮积累量及叶片的NR和NiR活性均显著降低,根系的GS活性显著提高;尤佳70叶片的GS活性、GOGAT活性和根系的GOGAT活性均显著降低,冀张薯12号根系的NiR活性显著降低。转录组分析结果表明,在2个施氮量对比组中,尤佳70叶片和根系中的差异表达基因分别有6 173个和249个,冀张薯12号叶片和根系中的差异表达基因分别有3 455个和1 990个。GO和KEGG结果显示,冀张薯12号的差异基因主要涉及氮代谢、氨基酸代谢等生物过程,尤佳70的差异基因主要涉及光合作用等生物过程。尤佳70和冀张薯12号根系中富集到氮代谢通路的差异基因分别有1个和8个,叶片中分别有11个和8个。尤佳70和冀张薯12号叶片的氨基酸相关代谢途径中涉及上调差异表达基因最多的均是苯丙氨酸代谢,其中编码苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酸-CoA连接酶的基因表达显著上调。[结论]在低氮条件下,氮高效品种冀张薯12号氮代谢相关酶活性较高,能减缓低氮胁迫对氮代谢的影响,进而保证较高的氮效率。

为研究干旱胁迫和复水对不同品种藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗叶片叶绿素荧光参数和活性氧代谢的影响,本研究以‘陇藜1号’(L-1)、‘陇藜2号’(L-2)、‘陇藜3号’(L-3)和‘陇藜4号’(L-4)为供试品种,干旱处理10 d后进行复水处理24 h,测定叶片叶绿素荧光参数、丙二醛(MDA)、O2·-产生速率及抗氧化酶活性,采用主成分分析法筛选耐旱性评价指标,并采用隶属函数法对不同品种藜麦耐旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫处理下,藜麦品种L-1、 L-3和L-4幼苗叶片叶绿素荧光参数Fo和Fm较对照(CK)分别下降了18.03%、 18.22%、 7.72%和16.25%、18.96%、 10.64%,供试4个藜麦品种幼苗叶片Fv/Fm和Fv/Fo分别较CK下降了5.00%、 10.43%、 8.06%、 4.78%和16.84%、30.71%、25.44%、15.76%,非光化学淬灭系数(NPQ)得到显著提高,MDA含量和O2·-产生速率均较CK显著升高了105.88%、62.86%、58.13%、156.20%和112.51%、66.45%、130.45%和88.20%,同时叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著增强。复水后,不同品种藜麦幼苗叶片Fo、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo及NPQ均恢复至干旱胁迫处理前水平,MDA含量和O2·-产生速率较干旱胁迫处理虽有下降,但未恢复至干旱胁迫处理前水平,抗氧化酶SOD活性弱于CK,POD、CAT和APX活性仍高于处理前水平。说明复水处理后植株通过调节体内抗氧化酶水平,清除活性氧的积累,从而增强叶片光合作用,缓解干旱对藜麦幼苗生长造成的有害影响。隶属函数法分析显示4个供试品种中陇藜1号耐旱性最优。本研究从生理学角度明确了干旱复水对藜麦幼苗生长的影响,为旱区种植藜麦提供了理论依据。

为探究盐碱胁迫下藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗对外源NO的生理响应,以‘陇藜4号’为试验材料,用NO释放剂硝普纳(SNP,150μmol·L~(-1))和5种不同p H (7.00、7.62、8.98、9.18、9.75、10.53)的混合盐碱溶液(200 mmol·L~(-1))对八叶一心期的藜麦幼苗进行处理,从藜麦幼苗生长、氮代谢相关酶活性及含氮化合物3个方面研究外源NO对盐碱胁迫下藜麦幼苗生长及氮代谢的影响。结果表明:藜麦幼苗在盐碱胁迫下株高、生物量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均呈下降趋势,且随着盐碱胁迫的加剧,下降幅度增大;但根长、根冠比及可溶性蛋白含量和游离氨基酸总含量均呈升高趋势,其含量随盐碱胁迫的加剧而增加;外施NO后,可促进藜麦的地上及地下部分生长,提高氮代谢相关酶活性及含氮化合物含量(除可溶性糖含量呈下降趋势外)。其中,碱性盐处理中p H 9.75的处理效果最明显,其根长、生物量、NR和GS活性分别增加了110%、340%、51.52%和83.08%。综上所述,NO对盐碱胁迫下藜麦幼苗的生长与氮代谢有明显的缓解作用,且对多组分的碱性盐的缓解效果优于中性盐。

为探究雾冰藜(Bassia dasyphylla)对干旱胁迫的结构、生理和分子响应机制，对不同干旱胁迫梯度处理的叶片进行解剖结构、生理指标及转录组学测定。结果表明：干旱胁迫导致贮水组织厚度显著降低(P <0.05)，叶厚和表皮厚在干旱胁迫7 d时显著增大(P <0.05)，分别增加24.32%和84.58%；脯氨酸含量在干旱胁迫21 d最高(P <0.05),H_2O_2含量在胁迫14和21 d显著增多(P <0.05)，超氧化物歧化酶(SOD)活性先降后升，在胁迫21和28 d显著升高，过氧化物酶(POD)活性在胁迫14 d最大(P <0.05)，为38.08 U·g~(-1)。与0 d相比，干旱胁迫7、14、21和28 d的差异表达基因(DEGs)分别有1 860、2 781、1 550和819个；DEGs显著富集在有机氮复合代谢过程、氧化磷酸化、防御反应、ATP代谢过程等GO条目中；DEGs显著富集在氧化磷酸化、蛋白酶体、核糖体和剪接体等KEGG通路中。非生物胁迫相关通路DEGs分析表明，胁迫感知受体激酶(热激蛋白、干旱/盐胁迫蛋白等)，抗氧化酶(CCS、POD等)、信号通路(Ca~(2+)、MAPK等)、转录因子(ERF、b ZIP、MYB等)、激素信号通路、细胞壁合成、蛋白质降解和次级代谢物等通路基因参与干旱胁迫响应调节。研究结果可为今后雾冰藜抗旱基因资源挖掘和利用提供参考。

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3)，以28℃培养的巴西蕉为对照（CK），基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据，利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化，同时与蛋白质组学数据进行关联分析，共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示，Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因，对这些基因的KEGG富集分析发现，差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析，其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升，所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符，证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白质组关联分析结果显示，共鉴定到6 211个与转录本相对应的蛋白，转录组与蛋白质呈现正相关关系，共有105个转录本及其对应的蛋白表达量共同上调，有218个转录本及其对应的蛋白表达量共同下调。GO富集分析显示，差异表达基因和蛋白在光响应、叶绿体、氧化还原酶活性等功能大量富集。此外，对差异表达基因和蛋白KEGG通路的关联分析发现，低温处理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信号途径相关基因及蛋白的表达，促进了α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽途径的表达。【结论】运用转录组结合蛋白质组学技术绘制了基因和蛋白质水平上的香蕉抗寒调控网络，并发现香蕉响应低温的信号通路主要涉及光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等途径。

分别以2,3,5 d叶龄的栽培小麦京411、偏硬001和杂交F1幼苗为材料,利用动态蛋白质组技术,对F1及双亲的蛋白质变化做了比较分析,结果表明,在双亲及F1中蛋白质差异表达现象被观察到,其中在5 d的叶子中最为明显。如在发育2 d和3 d的F1叶子中,各有15个蛋白质斑点的含量产生变化,而在5 d叶龄的叶子中,这种有变化的蛋白质斑点达27个,在这些变化的蛋白质中,偏双亲和低于双亲的为多数,如5 d的叶子中分别占41%和44%,同时,在F1叶片中观察到有蛋白质消失和新的蛋白质诱导现象产生。这些结果表明,杂种中存在蛋白质的差异表达现象,展开这方面的研究有助于对杂种优势形成机理的理解。

以灰白滨藜变种１、灰白滨藜变种２和四翅滨藜的１年生实生幼苗为试验材料，采用沙土盆栽试验，对不同质量浓度（０、０．１％、０．３％、０．５％、０．７％和１．０％）Ｎａ Ｃｌ单盐胁迫条件下３种滨藜属植物幼苗叶片盐害指数、耐盐阈值及生理特性等指标进行了测定。结果表明：盐胁迫提高了３种滨藜属植物幼苗各器官Ｎａ＋浓度，降低了Ｋ＋浓度，灰白滨藜变种２较其他２种植物各器官保持了相对较低的Ｎａ＋和较高Ｋ＋浓度，有利于维持较高的Ｋ＋／Ｎａ＋平衡；随着土壤盐浓度的增加，灰白滨藜变种２叶片受盐害起始浓度、耐盐阈值及耐盐极限浓度均高于灰白滨藜变种１和四翅滨藜，最终确定出灰白滨藜变种１、灰白滨藜变种２和四翅滨藜的耐盐阈值．．．

【目的】盐碱地的形成,不仅造成了资源浪费,也严重制约着农业生产。藜麦具有耐盐的特性,能够缓解部分盐胁迫。中国是稀土含量最多的国家,有研究表明,稀土元素镧可能对盐分胁迫有缓解作用。本试验通过硝酸镧浸种后对藜麦幼苗进行盐胁迫处理,探讨该浸种方法对藜麦种子萌发以及盐胁迫下幼苗生长的影响,为缓解盐害、提高藜麦抗盐性研究提理论依据。【方法】本研究以藜麦为研究材料,采用温室盆栽法,研究不同硝酸镧浓度浸种(25、50和100 mg·L~(-1))对藜麦种子萌发及不同浓度盐胁迫下(100、200和300 mmol·L~(-1) NaCl溶液)对幼苗生长的影响。【结果】(1)50 mg·L~(-1) La(NO_3)_3浸种时,藜麦种子的萌发效果最好,发芽率、发芽势和发芽指数均达到最高,并与其他浓度处理具有显著差异;(2)相同La(NO_3)_3浓度浸种时,300 mmol·L~(-1)NaCl以内藜麦幼苗的株高、根长随着盐胁迫浓度的增加逐渐降低,POD、SOD、MDA、可溶性糖、脯氨酸都随着盐胁迫浓度的增加而升高;(3)在相同浓度盐胁迫下,藜麦幼苗的株高、根长,POD、SOD、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸均随硝酸镧浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势,MDA随浸种浓度的增加呈先降后升的变化趋势;(4)藜麦在300mmol·L~(-1)NaCl范围下均能生长,在300 mmol·L~(-1) NaCl时,幼苗各项指标基本最好,其中50 mg·L~(-1)硝酸镧浸种处理下各项生长指标均达到最佳。【结论】低浓度50 mg·L~(-1)硝酸镧能够促进藜麦种子的萌发以及盐胁迫下藜麦幼苗地上部分生长,加强藜麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,对盐胁迫起到缓解作用;高浓度则抑制生长。本文结果表明硝酸镧浸种可提高藜麦对盐分胁迫的抗性。

以小麦DH群体(旱选10号×鲁麦14)为材料,在水分胁迫及非胁迫两种条件下考察水培幼苗的单株根数、最大根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比等根系性状。应用基于混合线性模型的复合区间作图法分析幼苗根系性状的QTL,以及基因与环境的互作。共检测到11个加性效应QTL和15对上位性互作QTL,分布在除5A、4B、2D、6D和7D以外的所有染色体上。其中3个加性效应QTL和2对上位性效应QTL控制根数;3个加性效应QTL和3对上位性效应QTL控制最大根长;2个加性效应QTL和2对上位性效应QTL控制根鲜重;2个加性效应QTL和3对上位性效应QTL影响根干重;2对上位性效应QTL控制根茎鲜重比;...

［目的］通过对西瓜幼苗根系不同发育时期的蛋白质组变化的研究，从蛋白质表达水平上来揭示西瓜幼苗根系发育的分子机制。［方法］采用双向电泳技术对西瓜根系不同时期的蛋白质组进行比较，对差异蛋白质点进行图谱分析和ＭＡＬＤＩＴＯＦ／ＴＯＦ质谱鉴定，采用荧光定量ＰＣＲ技术（ＲＴ－ｑ ＰＣＲ）对候选蛋白基因进行表达验证。［结果］共得到１２个差异表达蛋白质点，１２个差异蛋白表现不同的表达趋势，其中上调表达４个，下调表达２个，不规则表达６个。经质谱分析，１１个蛋白得到鉴定，对鉴定出的蛋白进行功能分析，其中１０个蛋白分别涉及蛋白质生物合成（２０％）、代谢相关（４０％）、防御应答（３０％）和ＧＡ信号途径（１０％），１．．．