采用RACE-PCR技术,从青杄c DNA文库中克隆得到1个青杄Pw EXP1基因,其c DNA全长为1 186 bp,含777 bp的完整开放阅读框,编码259个氨基酸。生物信息学分析发现其理论分子量为27.90 k Da,等电点(p I)为8.07,N端有8个半胱氨酸残基,C端4个色氨酸残基,中部1个HFD结构域,具有扩展蛋白的典型结构。RT-q PCR试验显示Pw EXP1在青杄针叶中相对表达量较高。在种子萌发过程中,未开始萌发的种子表达量较低,萌发第2天和第4天表达量开始升高,萌发6天后达到较高水平。在逆境胁迫下,Pw EXP1在青杄根和叶中的表达模式不同。Na Cl和低温、高温胁迫均...

为揭示萌发期不同水稻的抗旱性机理，以水稻旱敏感材料(Calrose、京宁10号、山形86)和抗旱性材料(Farry、松粳3号、宁粳36)为研究对象，开展了模拟干旱胁迫(15%PEG-6000)对不同水稻萌发种子生长指标、生理指标及相应基因表达量的影响研究。结果表明：正常条件下，旱敏感和抗旱性材料萌发种子各生长指标、抗逆相关基因表达量之间无显著差异；但生理指标有明显变化，表现为不同材料间超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖(SS)和过氧化氢(H_2O_2)含量无显著差异，旱敏感性材料山形86的丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O_2~(-·))含量显著高于其他材料；抗旱性材料宁粳36的过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)含量显著高于其他材料。干旱胁迫下，相比于旱敏感性材料，抗旱性材料萌发种子的相对发芽势(RGP)、相对芽长(RSL)、萌发期抗旱指数(GDRI)和活力指数(VI)分别增加了0.03～0.07百分点，0.32～0.39百分点，0.12～0.18百分点和92.41%～108.39%;抗旱性材料萌发种子中MDA和活性氧(O_2~(-·)、H_2O_2)含量分别降低了2.54%～61.64%,19.60%～46.30%和35.61%～62.02%;渗透调节物质(Pro、SS、SP)含量分别增加了5.93%～18.29%,1.08%～7.97%和3.47%～6.03%;抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性分别提高17.29%～33.12%,15.24%～76.06%和14.68%～18.61%;脯氨酸合成关键基因OsP5CS、抗氧化酶合成基因(OsALM1、OsPOX1、OsCATC)的相对表达量分别上调了2.66%～182.31%,57.14%～513.27%,0.38%～109.06%和63.39%～184.25%。综合分析表明，干旱胁迫抑制了水稻种子的萌发，影响了萌发期种子中的生理特性及其相应基因的表达。干旱胁迫下，无论是抗旱性材料还是旱敏感性材料，活力指数(VI)、过氧化物酶(POD)以及过氧化物酶合成基因(OsPOX1)是影响水稻种子萌发的关键指标。除以上指标外，可溶性蛋白(SP)、脯氨酸合成基因(OsP5CS)、过氧化氢酶基因(OsCATC)是影响抗旱性材料的其他关键指标，相对芽长(RSL)、过氧化氢(H_2O_2)、超氧化物歧化酶基因(OsALM1)是影响旱敏感性材料的其他关键指标。

[目的]本文旨在明确华东地区隶属苏南、苏北、皖南3个不同遗传类群抗五氟磺草胺稗[Echinochloa crusgalli(L.)P. Beauv]在不同条件下的萌发差异性,确定各遗传类群抗五氟磺草胺稗对不同逆境适应性的差异,为延缓抗性稗的扩散和治理提供理论依据。[方法]采用培养皿法和盆钵法进行种子萌发和出苗试验,测定萌发率并计算发芽势和发芽指数。[结果]当昼/夜温度为10℃/5℃时,敏感种群JLGY-3的萌发率(29.38%)和发芽指数(0.47)显著高于同一遗传背景的抗性种群JHHZ-1,两者的发芽势无显著性差异;当昼/夜温度为40℃/35℃时,两者的各指标均无显著性差异;当Na Cl浓度为400 mmol·L-1时,JLGY-3少数萌发,JHHZ-1无萌发,两者差异显著;当水势为-0.6 MPa时,JLGY-3的各指标均显著高于JHHZ-1;在各pH值下或埋土深度为8 cm时,两种群的各指标均无显著性差异。不同遗传背景的抗性种群在昼/夜温度为40℃/35℃时,AXXZ-8的各指标均最低,JHHZ-1的发芽指数(11.58)最高,JHHZ-1与SSXB-1萌发率和发芽势无显著差异,并显著高于AXXZ-8,昼/夜温度为10℃/5℃下的JHHZ-1发芽指数(0.39)显著高于SSXB-1和AXXZ-8,3种群的萌发率和发芽势无显著差异; 350 mmol·L-1的Na Cl溶液中3种群的各指标均差异显著,并表现为JHHZ-1、SSXB-1、AXXZ-8依次降低;-0.6 MPa水势下AXXZ-8的各指标均最低,JHHZ-1发芽势(17.50)最高,JHHZ-1与SSXB-1的萌发率和发芽指数无显著差异,并显著高于AXXZ-8;当pH值为3或12时,AXXZ-8的发芽指数均最低,JHHZ-1最高,3种群的萌发率和发芽势均表现为JHHZ-1与SSXB-1无显著差异,并显著高于AXXZ-8;埋土深度8 cm的AXXZ-8各指标均最低,JHHZ-1的各指标与SSXB-1无显著差异,并显著高于AXXZ-8。[结论]在种子萌发阶段,抗性稗种群对环境的适应性跟抗性水平呈负相关性,表现出一定程度上的适合度代价。

【目的】NAC(NAM,ATAF和CUC2蛋白)是植物中一类特异转录因子,广泛参与植物生长、发育、激素信号转导和逆境响应过程。本文通过对巨桉EgrNAC1(Eucgr.I00058)编码蛋白结构、蛋白亚细胞定位特点,以及低温、干旱和高盐等非生物逆境条件下的基因表达分析,研究EgrNAC1基因与非生物逆境响应的关系,为其功能的深入研究提供基础。【方法】首先从巨桉基因组数据库下载EgrNAC1基因、启动子和编码蛋白序列,利用SMART、MatInspector和MEGA等软件对EgrNAC1蛋白结构特征、进化

【目的】探究浙江省杂草稻Oryza sativa f. spontanea种子对不同胁迫环境的耐受性，为稻种遗传改良和杂草稻防控提供依据。【方法】以浙江省杂草稻和同一田块采集的栽培稻‘南粳46’O. sativa‘Nangeng 46’种子为材料，分别在室内标准发芽条件、盐胁迫(0.15 mol·L-1 NaCl)、干旱胁迫(质量分数为15%的聚乙二醇溶液模拟)、淹水胁迫(5cm水深模拟)和低温胁迫(15℃低温)下研究种子的发芽情况和幼苗品质，并测定了干旱和盐胁迫下幼苗的抗氧化物酶活性和丙二醛质量摩尔浓度。【结果】室内标准发芽条件下，杂草稻种子的各项发芽指标均显著优于栽培稻(P<0.05)。不同环境胁迫均抑制了种子萌发，影响了幼苗品质。盐胁迫下，杂草稻种子的发芽率和发芽指数显著高于栽培稻，幼苗长度低于栽培稻(P<0.05)。干旱胁迫下，杂草稻种子的发芽势、发芽率和发芽指数均显著高于栽培稻(P<0.05)。干旱和盐胁迫后，杂草稻幼苗的过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著高于栽培稻，丙二醛质量摩尔浓度显著低于栽培稻(P<0.05)。淹水胁迫下，杂草稻的发芽势、发芽指数均显著低于栽培稻(P<0.05)。低温胁迫后，杂草稻和栽培稻种子的发芽指标无显著差异，杂草稻幼苗质量较栽培稻更好。【结论】浙江省杂草稻在适宜环境下的萌发能力显著强于栽培稻，但对淹水胁迫敏感。与栽培稻相比，杂草稻更耐干旱和盐胁迫，这种能力可能与其具备更强的抗氧化活性有关。表6参32

NF-YB型转录因子在介导植物抵御非生物逆境中发挥着重要作用。为揭示小麦该家族成员Ta NF-YB2;1在干旱和盐分逆境下的表达特征及超表达Ta NF-YB2;1对植株抵御上述逆境能力的影响。利用半定量RT-PCR技术,研究Ta NF-YB2;1的表达特征,采用农杆菌介导的遗传转化技术,建立了超表达Ta NF-YB2;1的转基因烟草植株。结果表明,Ta NF-YB2;1 c DNA全长序列为958 bp,编码163个氨基酸残基。在24 h PEG模拟干旱和盐分处理条件下,Ta NF-YB2;1的转录本数量明显上调。正常培养下,与野生型植株相比,转基因植株的生长和干物质积累量未发生改变;但在干旱...

将不同萌发状态的小麦种子（吸胀、萌动、发芽）分别置于干燥壤土（含水量８％以下）中，经２０，４０，６０ｄ处理后，再恢复供水，发现发芽处理先从枯芽基部向上逐渐转绿，继而长出叶片，并长出新生根，各处理恢复生长的能力以发芽处理为最强。生理指标检测表明发芽种子经干旱处理，在恢复供水后具有较强的恢复能力，这可能与种子内积累有较多的麦芽糖有关，干旱胁迫虽对不同萌发状态的种子有伤害，但各处理种子均能正常出苗。

为发掘水稻新的耐逆基因,研究植物在应答逆境胁迫时的分子机制,我们采用Affymetrix水稻表达芯片分析了超级稻两优培九母本培矮64S全基因组在多种逆境胁迫下的表达水平,筛选出一批表达水平显著改变的基因。其中基因OsMsr9(Oryza sativa L.Multiple Stresses Responsive Gene9,GenBank登录号为EU276058)的表达量在高温、低温、干旱处理后在多个组织器官、发育时期均有显著提高。实时定量PCR分析其特定时空表达量的结果与基因芯片的结果基本吻合。通过RT-PCR法,得到包含OsMsr9完整ORF(open reading frame)的cDN...

【目的】克隆巨桉(Eucalyptus grandis)抗逆相关基因EgrCBF3(GenBank登录号:JQ068829)的全长cDNA序列,分析EgrCBF3在低温、干旱、脱落酸(ABA)处理和高盐条件下的表达。【方法】利用RT-PCR结合RACE技术,克隆巨桉抗逆相关基因EgrCBF3全长cDNA序列;分析正常条件下,巨桉根、茎和叶中EgrCBF3的表达情况;同时采用qRT-PCR,分析不同低温(0,2,4,6,8℃)和4℃处理不同时间(2,4,8,24和48h),以及干旱、ABA和高盐等逆境条件下EgrCBF3的响应表达情况。【结果】EgrCBF3cDNA全长1 161bp,含有1个6...

逆境胁迫严重影响植物的生长发育,对农业生产造成相当大的影响。为了了解植物逆境反应机理和发现新的水稻耐逆基因,采用Affymetrix水稻表达芯片分析了籼稻培矮64S在多种逆境胁迫下的表达水平,筛选出一个受多种逆境诱导、在各生长发育时期与组织器官均有响应的基因OsGAD3(Oryza sativa L.,Glutamate decarboxylase 3,GenBank登录号为:AY187941.1)。PCR扩增得到了该基因的cDNA,其包含的ORF长1476 bp,编码一个含有492个氨基酸残基的蛋白,分子量约为56 kD,等电点约为5.64。OsGAD3基因编码的蛋白质有多个保守结构域,经序...

水稻种子中有3种脂氧合酶(LOX)同工酶,分别为LOX-1、LOX-2、LOX-3。以本实验室筛选到的LOX-3缺失突变体北陆PL2和正常的水稻品种Koshihikari为材料,研究种子成熟及萌发过程中LOX活性的变化规律。结果显示,2个水稻品种在种子成熟中LOX活性变化规律不一致,Koshihikari开花后10~25 d活性升高,以后趋于下降,而北陆PL2花后种子LOX活性基本没有变化;在种子萌发过程中两品种LOX活性变化规律基本一致,萌发初期活性迅速升高,浸水萌发后2 d达到峰值,以后开始下降。同工酶分析、半定量RT-PCR结果都显示,在水稻成熟过程中,种子中LOX-3活性和表达水平都显...

【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。

极端温度、干旱和高盐等逆境胁迫影响作物的正常生长,会导致作物大幅度减产。分子遗传和基因组学研究表明,大量基因受到逆境胁迫的诱导,包含转录因子在内的许多信号因子参与了逆境响应。基因芯片能够进行整个基因组范围的基因表达分析,利用基因表达谱分析,结合代谢组学和蛋白组学研究,已在阐明植物抗逆机制和发掘植物逆境胁迫响应相关基因方面取得重要进展。综述利用基因芯片对植物在极端温度、干旱和高盐等非生物逆境胁迫下基因表达的研究进展。

【目的】miRNA作为一种非编码基因在植物生长发育以及抗逆等过程中起着重要的调控作用。通过分析毛竹miR397和miR1432前体序列的结构特点,研究其组织表达特异性,分析其经光照、温度、干旱、Na Cl等非生物胁迫以及激素处理后的表达变化,以期为进一步揭示其功能以及未来竹子抗逆育种的分子设计提供参考。【方法】通过茎环引物法和RT-PCR技术,以毛竹为材料分离miR397和miR1432的前体序列,利用在线平台Web LOGO分析miRNA成熟序列的碱基保守性,用MEGA 6.0软件构建基于miRNA前体的系统进化树。借助在线平台RNAfold Web Server预测二者前体二级结构。直接从...

为了挖掘茎瘤芥响应盐胁迫和根肿菌胁迫过程中发挥功能的生长素响应因子基因(ARF),对进一步研究其在茎瘤芥抗逆过程中的基因功能提供依据。通过生物信息学方法对ARF家族基因启动子顺式作用元件进行分析,采用qPCR的方法对茎瘤芥ARF家族基因在不同器官以及盐胁迫和根肿菌胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,在ARF家族基因启动子上发现了多个响应生长素、盐胁迫和病原菌胁迫的顺式作用元件。BjARF1A和BjARF4B在叶中表达水平高,BjARF7C在根中表达水平高。在盐胁迫处理3 h后,BjARF1B和BjARF2B在根中受到强烈诱导表达;处理6 h后,BjARF9A和BjARF13E也受到显著诱导表达。在根肿菌处理条件下,相比于0 h对照,BjARF3A和BjARF3D分别在病原菌处理12,24 h后受到强烈的诱导表达;BjARF13B则在处理后持续下调表达且下调程度逐渐加强。综上所述,筛选到4个显著响应盐胁迫和3个显著响应根肿菌胁迫的ARF家族基因,为进一步研究其基因功能奠定了研究基础。