为阐释鼠尾藻对干露胁迫的适应机制,本研究应用RNA-Seq技术从基因表达水平上研究了鼠尾藻对干露胁迫的分子响应过程。对照组CO1获得17 532 085条clean reads,3 h干露胁迫的处理组DR2获得14 479 820条clean reads。CO1中检测到的表达基因数为20 966个,DR2中检测到的表达基因数为20 588个。CO1和DR2组间差异表达的基因总数为476个;相对于CO1,DR2中表达上调的基因数为135个(28.36%),表达下调的基因数为341个(71.64%)。GO分析共富集得到915个GO term,其中143个GO term涉及的基因表达上调,860个G...

为探索外源赤霉素(GA3)介导的无核葡萄果实膨大过程中的信号途径的调控基因,寻找验证主要调控元件,本研究以欧亚种无核葡萄品种‘无核白鸡心’(Vitis vinifera L.cv.Centennial Seedless)为材料,通过半定量RT-PCR技术分析属于GRAS基因家族的SCARECROW Like 14-Like(VvSCL14-Like)基因在葡萄不同组织器官和果实发育期的表达。通过启动子克隆、生物信息学分析、promoter∷GUS融合基因和GUS组织染色法对该基因的表达特征进行了研究。半定量RT-PCR结果表明,VvSCL14-Like基因主要在休眠芽中表达,在果实发育过程中无...

【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】通过对巨桉中冷响应基因ＥｇｒＣｒ（ＥｕＣｇｒ．Ｂ０２８５７）的蛋白序列特征、亚细胞定位、低温等非生物逆境条件下的表达以及拟南芥中该基因超表达株系的表型分析，探讨ＥｇｒＣｒ基因在巨桉响应低温等非生物逆境中的作用。【方法】利用ＰｒｏｔＰａｒａｍ，ＰＳＩＰｒＥＤ，ｔｍＨｍｍ，ｍａｔ ＩｎＳＰＥＣｔｏｒ和ｍＥｇａ等生物信息学软件，预测ＥｇｒＣｒ编码蛋白结构特征、启动子上的重要顺式作用元件，并构建其同源蛋白序列进化树；同时，采用基因枪轰击洋葱表皮方法进行基因编码蛋白亚细胞定位分析；组织特异性表达及低温等非生物逆境及昼夜节律下的表达分析，分别采用半定量和定量ｒｔ－ＰＣｒ方法。通过构建３５Ｓ：：Ｅｇ．．．

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,研究无机磷酸盐(inorganic phosphate,Pi)胁迫下羊草的响应,筛选不同浓度Pi胁迫下的内参基因,并分析Pi响应相关基因的表达,为羊草Pi胁迫响应的分子机制研究提供基础数据。【方法】以羊草幼苗为材料,进行不同浓度Pi处理培养,对羊草的株高和根长进行检测,利用钒钼黄比色法检测羊草植株中Pi的含量。根据羊草转录组数据选取7个候选内参基因,从NCBI核酸序列数据库选取1个候选内参基因,对羊草不同处理材料进行总RNA提取和cDNA合成,利用qRT-PCR对候选内参基因的表达进行检测,并通过geNorm、NormFinder和Bestkeeper软件对其稳定性进行评估。根据筛选获得的较稳定内参基因,对Pi响应基因的qRT-PCR检测数据进行相对定量分析。【结果】表型观测结果显示,无论是低Pi还是高Pi胁迫都使得羊草的生长减缓;株高对低Pi或缺Pi胁迫较为敏感,根长对高Pi胁迫较为敏感;并随着处理浓度的增加羊草中Pi的含量也增加。qRT-PCR溶解曲线分析显示8个候选内参基因均具有单一的溶解峰,基因表达谱分析表明8个候选内参基因的CT值范围是17.16—26.61,其中,LcGAPDH的表达丰度最高为17.16—20.22,Lc18SrRNA的表达丰度最低为23.28—26.61,CT值变异系数最小的为LcARPT(2.09%),最大的为LcTUA(6.8%)。综合geNorm、NormFinder和Bestkeeper稳定性排名,通过计算几何平均数,获得8个候选内参基因综合稳定性排名,其中排名靠前的3个基因分别为Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α,排名最后的2个基因为LcTUA和LcTUB。分别以Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α作为内参基因,qRT-PCR相对定量表达分析结果显示,与对照相比,LcPHO1-2的表达受低Pi或者缺Pi诱导;LcPAP2的表达受高Pi诱导;而LcPAP27的表达同时受低Pi和高Pi下调。【结论】低Pi和高Pi胁迫均使羊草生长受阻,羊草地上组织与地下组织对Pi胁迫响应的模式不同。筛选出3个表达较为稳定的内参基因Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α。LcPHO1-2和LcPAP2分别参与了羊草对低Pi和高Pi的应答响应,LcPAP27同时参与了羊草对低Pi和高Pi的响应进程。

为了探讨海藻糖在大型藻类抗逆中的作用及其机制，实验利用生理生化分析、高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析了外源海藻糖对高温胁迫下大型海藻龙须菜生长、抗逆相关物质和酶活性、植物激素及相关基因表达的影响。结果发现，外源添加10 mmol/L海藻糖使龙须菜的相对生长速率和脯氨酸含量分别升高0.34倍(3 d)和0.30倍(24 h)，叶绿素荧光参数、超氧化物歧化酶和海藻糖-6-磷酸合成酶活性升高，但丙二醛含量和脂氧合酶(LOX)活性降低。同时，海藻糖激活了龙须菜中水杨酸代谢关键酶—异分支酸合成酶的活性及其基因表达，促进了水杨酸的积累(2.05倍)。此外，海藻糖可以使热激蛋白70基因表达稳定升高、lox2基因表达下调(12 h)。可见，外源海藻糖可以通过清除活性氧自由基，降低膜脂过氧化，促进渗透保护物质和抗逆植物激素水杨酸的积累等来促进高温下龙须菜的生长。该研究证明了海藻糖在龙须菜抗高温胁迫中具有重要作用，为龙须菜的抗逆育种工作提供了参考。

瘦素(leptin)是一种重要的激素，参与调节动物的摄食、繁殖和能量消耗，其可以通过抑制食欲和促进能量代谢的方式维持机体能量稳态。大多数鱼类具有双重瘦素基因。在本研究中，利用PCR技术克隆了大口黑鲈leptin A基因的编码区，其开放阅读框(ORF)为486 bp，编码161个氨基酸蛋白。通过与其他物种进行同源性比对，发现鲈形目的leptin基因的保守型较高，一致性高达91.46%，在大口黑鲈leptin A中几乎不存在基因特异性突变位点，而且大口黑鲈 leptin A氨基酸序列与鳜同源性最高(92.59%)，与花鲈(89.51%)、布氏鲳鲹(87.04%)、斜带石斑鱼(83.87%)的同源性次之。组织分布结果显示，leptin A基因在肝脏中的表达量最高，在心、头肾、脑、中肾、肠、脾、鳃、肌肉和性腺中的表达量均较低。此外，对大口黑鲈进行不同程度急性低氧胁迫[重度低氧(1.2±0.2)mg/L和中度低氧(3.5±0.2)mg/L]，发现低氧初期时严重低氧组中度低氧组的leptin A的表达量都升高，显著高于对照组 Leptin A 的表达。这表明急性低氧能够诱导大口黑鲈leptin A在肝脏中的表达。综上所述，大口黑鲈leptin A基因与鳜leptin A基因的同源性最高，leptin A主要在大口黑鲈肝脏中显著表达，急性低氧胁迫能显著诱导leptin A的表达。

为筛选水稻参与氰化物胁迫响应的关键基因，采用Agilent4×44 K水稻全基因组芯片，分析了氰化钾和铁氰化钾胁迫下水稻幼苗叶片和根系的基因表达特征。结果表明：氰化钾和铁氰化钾处理下，从水稻根系中分别筛选到1841和3037个差异表达基因，从水稻叶片中分别筛选到734和1805个差异表达基因；氰化钾处理下，细胞壁代谢和抗逆相关的基因在根中显著上调表达；铁氰化钾处理下，水稻叶中解毒相关基因显著上调表达，说明氰化物能诱导水稻基因差异表达；与细胞解毒作用和抗逆相关的基因、与细胞壁和次生代谢途径以及转录因子类基因的表达均显著上调，表明2种氰化物处理下水稻根系和叶片均可能通过调节其体内的一些代谢途径和一些酶的催化活性来应对氰化物的胁迫，积极诱导与防御相关的基因，并通过主动吸收和转运等代谢过程将氰化物代谢解毒，以降低对植物的伤害。

【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】谷子是一种耐旱作物,通过二代测序技术获得大量的谷子萌发期响应干旱胁迫的差异基因,进而挖掘谷子萌发期抵御干旱的关键基因及其相关的分子机制。【方法】以晋谷45为材料,谷子萌发期分别用18%PEG-6000干旱胁迫(处理组)和蒸馏水(对照组)处理种子并测定1、10和18 h种子的SOD、POD和CAT活性。SOD活性用氮蓝四唑(NBT)法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性用比色法测定;对萌发10和18 h种子的对照组和处理组构建c DNA文库并进行差异基因表达谱分析;利用Bowtie将reads比对到参考基因组,采用RSEM对bowtie的比对结果进行表达量估计;使用DESeq进行差异表达基因分析;利用NR、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO在线数据库对差异基因进行功能注释,挖掘调控谷子萌发的关键基因;利用q RT-PCR验证测序结果的可靠性。【结果】处理组的SOD活性整体比对照组高,而POD活性和CAT活性与之相反;随着萌发时间的变化,SOD活性在不断地增加,但CAT和POD活性逐渐减小。基因表达谱序列与所选参考基因组序列高度一致,基因表达呈现出高度不均一性。通过高通量测序最后获得35 470个基因,以RPKM≥0.01为筛选标准,对照样本中分别筛选出24 030和24 486个表达基因,PEG干旱胁迫处理10和18 h的样本分别筛选出24 019和23 877个表达基因;差异表达基因分析表明,谷子萌发10和18 h分别筛选出456和545个差异基因,其中87和267个上调表达基因,369和278个下调表达基因;GO功能显著性富集分析表明,差异基因主要涉及代谢过程,细胞进程和响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因参与到苯丙烷代谢和植物激素信号转导过程;通过q RT-PCR对5个差异基因在干旱胁迫下种子萌发时的表达分析表明,其表达趋势与表达谱分析结果基本一致。【结论】差异表达基因广泛涉及到糖、蛋白质、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和能量代谢等过程;Sn RK2和PAL可能在干旱胁迫下调节种子的萌发。

【目的】研究赤霉素氧化酶基因JrGA3ox对核桃Juglans regia品种改良、生长发育及抗旱品质具有重要意义。【方法】以核桃野生型植株(WT)、JrGA3ox过表达植株(OE)及干扰植株(RNAi)为试验材料，利用体积分数5%聚乙二醇8000 (PEG 8000)模拟干旱处理，探究干旱胁迫下植株表型、生理生化指标及抗旱基因表达水平，明确JrGA3ox基因抗旱机理。【结果】(1)经实时荧光定量PCR验证，JrGA3ox基因在过表达植株中表达量是野生型植株的120倍，在干扰植株中是野生型植株的0.3倍。(2)对植株生长表型分析，过表达植株的株高、节间长显著高于野生型植株，干扰植株的株高及节间长显著低于野生型植株(P<0.05)。(3)与野生型植株相比，干旱胁迫0～28 d时，干扰植株长势良好，过表达植株长势较弱。(4)气孔开度、叶绿素质量分数随干旱胁迫时间的延长呈逐渐下降趋势，干扰植株的气孔开度显著低于野生型植株，过表达植株显著高于野生型植株(P<0.05)，且干扰植株的叶绿素质量分数始终显著高于过表达植株和野生型植株(P<0.05)。(5)干旱胁迫后，过表达植株活性氧及丙二醛质量摩尔浓度显著高于野生型植株，干扰植株显著低于野生型植株(P<0.05)。(6)抗氧化酶活性及相关抗性基因表达量在胁迫过程中呈先上升后下降趋势，在干旱胁迫14 d时达到最大值，且干扰植株显著高于野生型植株，过表达植株显著低于野生型植株(P<0.05)。【结论】核桃JrGA3ox基因正调控植株的株高及节间长，负调控植株的气孔开度、光合作用、抗氧化酶活性等，从而提高植株抗旱能力。图10表1参28

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。

为研究大菱鲆过氧化物酶体增殖物激活受体家族(PPARs)的组织分布和高温胁迫下PPARs在肾脏中的表达情况。实验采用荧光定量PCR(qPCR)技术检测PPARs基因3种亚型在大菱鲆不同组织中的表达情况以及高温胁迫下大菱鲆肾脏中PPARs的表达情况。qPCR结果显示,大菱鲆PPARs 3种亚型的组织分布存在显著差异。PPARα1和PPARα2在心脏中的表达量显著高于其他组织;PPARβ在大菱鲆的各个组织中普遍表达;PPARγ在大菱鲆的鳃中出现了显著性的高表达。大菱鲆肾脏中PPARs的mRNA水平随着温度升高呈现出不同的响应模式。PPARα随温度升高表达水平先显著降低,后有所升高;PPARβ的表达量在14、20、23和25℃时差异不显著,当温度升高至大菱鲆的致死温度28℃时,表达量出现了显著性的升高;PPARγ在14℃时表达水平很低,但随着温度的升高不断增加。研究表明,大菱鲆中存在PPARα、PPARβ和PPARγ3种亚型,而且三者可能以组织特异性的方式参与脂质代谢的调节,首次指出PPARs 3种亚型在温度胁迫中的表达变化,对PPARs的研究将推动鱼类脂代谢研究,揭示鱼类PPARs在脂质代谢调控以及响应逆境胁迫中的重要作用。

为筛选水稻参与氰化物胁迫响应的关键基因，采用Agilent4×44 K水稻全基因组芯片，分析了氰化钾和铁氰化钾胁迫下水稻幼苗叶片和根系的基因表达特征。结果表明：氰化钾和铁氰化钾处理下，从水稻根系中分别筛选到1841和3037个差异表达基因，从水稻叶片中分别筛选到734和1805个差异表达基因；氰化钾处理下，细胞壁代谢和抗逆相关的基因在根中显著上调表达；铁氰化钾处理下，水稻叶中解毒相关基因显著上调表达，说明氰化物能诱导水稻基因差异表达；与细胞解毒作用和抗逆相关的基因、与细胞壁和次生代谢途径以及转录因子类基因的表达均显著上调，表明2种氰化物处理下水稻根系和叶片均可能通过调节其体内的一些代谢途径和一些酶的催化活性来应对氰化物的胁迫，积极诱导与防御相关的基因，并通过主动吸收和转运等代谢过程将氰化物代谢解毒，以降低对植物的伤害。

【目的】研究紫外线UV-B对蚜虫种下分化的影响,筛选、鉴别UV-B诱导条件下差异表达的基因,阐明蚜虫对UV的耐受和反应机理以及分子变异机制,为蚜虫UV-B胁迫条件下的分子生态遗传与进化研究提供理论依据。【方法】以UV-B胁迫桃蚜种群cDNA为试验方(Tester),以正常条件下桃蚜种群cDNA为驱动方(Driver),应用抑制差减杂交(SSH)技术,研究了UV-B胁迫下桃蚜特异基因的表达,并随机选取100个EST克隆测序,分析差异基因的功能。【结果】蚜虫体内参与紫外胁迫的相关基因有6类,其中胁迫诱导相关基因占总基因的10.64%,核酸、脂肪酸代谢相关基因占14.89%,转录相关基因占9.57%...