干旱胁迫下谷子的转录组分析

谷子作为我国的传统优势作物,具有抗旱、耐瘠薄、基因组小等突出优势,已逐渐发展为研究禾本科作物新的模式作物。利用高通量RNA-seq技术,我们对干旱胁迫6 h和6 d的谷子进行转录组测定,筛选表达差异基因。结果显示,干旱胁迫后的差异基因主要富集在生物学通路及代谢通路中,其中编码蛋白激酶、磷酸酶、信号转导组分、转录因子、功能蛋白等基因的表达变化较明显。尤其在干旱胁迫6 d后,谷子中E3泛素连接酶介导的泛素蛋白酶体途径被明显激活。该研究对于筛选谷子抗旱基因进而揭示谷子的抗旱机制提供了重要依据。     

谷子扩展蛋白与品种抗旱性关系的研究

[目的]扩展蛋白是植物细胞壁的重要组成部分,普遍存在于植物中,除了具有增加细胞壁柔韧性的作用外,在植物的生长发育及抵御生物和非生物胁迫等方面都起着重要的作用。为发掘谷子抗旱基因。[方法]本文采用生物信息学手段结合表达验证,分析了谷子扩展蛋白基因家族中的16个成员。[结果]发现它们分属于EXPA、EXPB、EXPLA和EXPLB 4个亚家族;对谷子扩展蛋白基因进行启动子分析,发现了与干旱胁迫相关的响应元件,包括干旱响应MYB结合位点MBS、脱落酸响应元件ABRE等;通过对两个谷子品种勾勾母鸡咀(GG,耐干旱品种)和晋汾16(JF16,干旱敏感品种)扩展蛋白基因表达的分析比较,发现干旱胁迫下不同谷子品种中同一基因的表达水平存在显著差异。[结论]结合亲缘关系图及启动子顺式调控元件的预测结果,并未发现基因亲缘关系与扩展蛋白基因表达间的规律;也未发现胁迫相关的调控元件与扩展蛋白表达之间的关联,初步了解了扩展蛋白基因与谷子抗旱的关系,为发掘谷子抗旱基因提供基础。     

谷子淀粉结合域蛋白基因家族序列特征及干旱胁迫响应表达分析

[目的]谷子属于耐旱杂粮作物,但谷子响应干旱胁迫的相关基因分子机制仍不清楚。为了明确谷子干旱胁迫是否与淀粉代谢关键酶基因相关,探索谷子抗旱的分子机制。[方法]运用生物信息学初步分析了谷子该家族基因的基本序列特征、启动子元件预测。构建该基因家族直系同源系统进化树,分析与其他物种同源蛋白的亲缘关系。基于数字基因表达谱数据分析了PEG模拟干旱条件下,该基因家族在谷子抗旱品种‘勾勾母鸡咀’和敏感性品种‘晋汾16’的表达特征。[结果]谷子全基因组调查表明该基因家族有五个成员,暂且命名为SiSBD1、SiSBD2、SiSBD3、SiSBD4和SiSBD5。序列分析表明,该基因家族成员编码的蛋白序列长度范围为360~949个氨基酸残基;蛋白分子量范围为39~108kD,蛋白质等电点为4.18~6.72。启动子元件分析鉴定出与抗旱相关的顺式作用元件,主要包含:与MYB抗旱基因调控相关,与MeJA、ETH、SA、ABA等在抗旱中起重要作用的植物激素相关,与植物防御和非生物胁迫响应相关。系统进化树表明,谷子SiSBD1基因与高粱和玉米同源蛋白SBD聚为一类,谷子SiSBD2基因与玉米SBD2、SBD3基因的聚为一类,其他3个基因归为一类。进一步分析PEG胁迫下谷子淀粉结合域蛋白基因家族表达,结果表明:SiSBD1在抗旱品种‘勾勾母鸡咀’中表达增加,在敏感性品种‘晋汾16’中表达降低,而其他4个基因的表达在这两个品种中均降低。[结论]该研究结果暗示了淀粉代谢关键酶SDB基因家族与干旱胁迫相关,可为谷子抗旱育种提供一定的理论基础。     

不同品种谷子幼苗对干旱胁迫的生理响应及SiZFP252基因的表达分析

[目的]谷子是我国北方重要杂粮和抗旱作物,锌指蛋白是一类具有"指状"结构域的转录因子,主要有C2H2、C4和C6等类型。其中,C2H2型锌指蛋白与逆境胁迫密切相关。为探究C2H2型锌指蛋白转录因子与谷子抗旱的关系,对2个谷子品种幼苗在自然干旱胁迫下的生理响应及SiZFP252基因的表达特性进行研究。[方法]以晋谷45和晋谷42为试验材料,在田间自然干旱条件下,对苗期谷子材料进行生理水平MDA、O-2含量以及POD、SOD抗氧化酶活性等生理指标的测定,并进一步分析了谷子抗旱相关基因SiZFP252的表达特性。[结果]研究表明:晋谷45的MDA和O-2含量显著低于晋谷42,且抗氧化酶POD和SOD酶活性显著高于晋谷42;干旱胁迫条件下锌指蛋白基因SiZFP252在晋谷45中的表达水平高于晋谷42。[结论]晋谷45的抗旱性强于晋谷42,且两者抗旱性差异可能与干旱胁迫下处于幼苗期的两个谷子品种的SiZFP252表达差异有关。     

谷子高产高效绿色环保种植技术

正谷子抗旱耐瘠薄,水分利用率高,被称为"旱地农业的绿洲",是干旱、半干旱地区的优势作物,也是应对北方日益严重水资源短缺的战略储备作物。因此,北方旱作农业可持续发展必须调整种植结构,减少耗水作物种植面积,增加节水作物既谷子种植面积。合理的肥料施用和水分管理措施,是保证谷子稳产和优质的重要途径,可以确保旱地农业可持续发展。     

谷子抗旱机制研究进展

谷子是起源于我国的重要杂粮作物,尽管其抗旱性强,但干旱仍是制约其产量和品质的主要因素之一。为了更好的了解谷子抗旱机制,本文对谷子的抗旱生理、分子机制的研究进展进行了概述。文中总结了谷子不同时期不同生理指标对干旱胁迫的响应;概述了从单基因和转录组水平对抗旱分子机制的探索结果;鉴于在其他植物上已有证据表明根际微生物与抗旱有关,还介绍了谷子根际微生物的最新进展。最后展望了谷子抗旱研究前景。     

谷子主要虫害发生与防治

<正>辽西地区常年干旱少雨,气候干燥,不利于作物生长.多年种植经验告诉我们选择谷子种植是我地区抗旱救灾主要作物.因为谷子具有抗干旱、耐贫瘠、适合种植任何土壤特点。近年来,由于谷子大面积种植,谷子品种的不断更新,栽培技术的不断改进,谷子的单位面积产量也在迅速提高。种植面积之多,各种虫害相继发生.为了保障谷子的高产稳产,在整个生长发育期内要做好虫害的防治工作。一、蛀茎害虫谷子蛀茎害虫主要是钻心虫,是谷子主要害虫,     

优质谷子新品种龙谷31的选育

谷子是我省主要粮草兼用作物之一,它具有抗旱、耐瘠和适应性强等特点,被誉为扶贫保产作物.     

谷子ABC转运蛋白基因与抗旱关系的研究

[目的]ABC转运蛋白是一类广泛存在于生物体中最古老的蛋白家族,在植物的生长发育及抗逆胁迫中发挥着重要作用。本文旨在探究ABC转运蛋白基因与谷子抗旱性的关系,挖掘谷子抗旱基因,并为谷子抗旱分子机制的研究提供理论依据。[方法]以谷子抗旱品种勾勾母鸡咀(GG)和干旱敏感品种晋汾16(JF16)为研究材料,在苗期对二者用20%PEG胁迫处理,并取其叶片进行转录组测序,筛选出4个与ABC转运蛋白相关的差异表达基因。用生物信息学方法分析基因的基本信息、启动子顺式元件,并构建ABC抗逆相关基因的系统进化树以及对ABC转运蛋白基因进行表达模式分析。[结果]发现谷子ABC转运蛋白基因等电点范围在6.81~8.97之间,分子量范围在51 195.75~161 579.13Da;启动子中包含有许多响应胁迫的功能元件(ABA、Ethylene、GA、MeJA、Light、MYB、SA、热和低温响应元件等);在进化树分析中发现,Seita.1G039400.1和Seita.7G176000.1亲缘关系最近,其次与AtABCC5亲缘关系较近;经过干旱处理,只有Seita.7G176000.1基因在抗旱品种中表达增加,其余3个基因在抗旱品种中表达均降低。[结论]Seita.7G176000.1基因可能通过调节气孔开闭参与植物抗逆,进而调控谷子响应干旱胁迫,初步推测其为谷子ABC基因家族抗旱候选基因,为进一步研究ABC转运蛋白基因与植物抗逆性关系提供理论依据。     

谷子Aux/IAA家族基因干旱胁迫响应表达模式分析

[目的]Aux/IAA是重要的蛋白质转录因子,广泛参与植物生长素介导的应答作用,同时参与植物的胁迫和防御响应。本文通过分析Aux/IAA家族基因在干旱胁迫中的表达情况,探索谷子抗旱与Aux/IAA家族基因的关系。[方法]本文对谷子Aux/IAA家族基因理化性质、蛋白亲疏水性、启动子功能元件等进行生物信息学分析,并对抗旱(GG)和干旱敏感(JF16)谷子品种在浇水和干旱胁迫下基因的表达谱数据进行分析。[结果]谷子Aux/IAA家族基因均含有多个与胁迫相关的功能元件,且5个基因编码的蛋白均为亲水性蛋白;干旱胁迫处理后,GG和JF16中5个基因的表达变化趋势有所不同,Seita.5G126200、Seita.1G028400、Seita.3G109400表达量均下调,Seita.1G356800基因的表达量明显上调。[结论]谷子Aux/IAA家族基因参与调控谷子干旱胁迫,其调控过程比较复杂,可作为参与谷子抗旱的候选基因。本研究结果为进一步探究谷子中Aux/IAA与抗旱机制提供一定理论依据。     

谷子高产优质栽培技术简析

谷子具有抗旱、耐瘠、耐盐碱等特性,是低耗水、低耗肥的环境友好型作物。山西省栽培谷子历史悠久,分布广泛,是我国春谷栽培面积最大的省份,作者根据多年从事谷子研究的试验与经验,总结出以下适宜晋北地区的谷子高产栽培技术以供参考。     

杂交谷子高产栽培技术

谷子是我国最古老的栽培作物之一,在国民经济发展及人们的生产生活中占有重要地位。谷子具有抗旱、耐瘠薄、适应性强、粮草兼用等特点。     

硝酸盐诱导蛋白与谷子抗旱性的关系研究

[目的]硝酸盐诱导蛋白(NOI)是一类重要的抗逆蛋白,在多种植物中发挥作用。谷子作为重要的旱作植物,在农作物生产中占有重要地位,探究谷子中NOI与抗旱性的关系,对发掘谷子抗旱相关基因具有重要意义。[方法]运用生物信息学方法,对谷子中编码NOI的基因进行分析,并在PEG干旱胁迫下,探究抗旱品种勾勾母鸡咀(GG)和干旱敏感品种晋汾16(JF16)中编码硝酸盐诱导蛋白(NOI)的基因的相对表达情况。[结果]编码NOI的基因的启动子中存在与干旱相关的响应元件。在PEG干旱胁迫处理与非胁迫处理条件下,勾勾母鸡咀(GG)和晋汾16(JF16)中编码NOI的基因的表达模式差异显著。[结论]基于上述分析,推测硝酸盐诱导蛋白(NOI)可能参与谷子的抗旱调节,为深入研究谷子抗旱机理提供了理论基础和依据。     

谷子硒结合蛋白基因及其与抗旱性的关系

[目的]土壤与肥料中的硒元素进入植物体后,与植物中的蛋白质和活性有机成分结合成为植物有机硒,即植物硒结合蛋白。本研究以硒结合蛋白结构和功能为基础,探索其与谷子抗旱的关系。[方法]以谷子耐旱品种勾勾母鸡咀(GG)和干旱敏感品种晋汾16(JF16)为试材,以转录组中硒结合蛋白基因家族中10个基因为对象,利用生物信息学分析其基因组基本信息、基因间亲缘关系及启动子顺式元件,并对Seita.4G100300基因进行表达水平分析。[结果]发现谷子硒结合蛋白基因家族中基因启动子上游1 500bp的调控元件具有响应胁迫的多种功能(ABA、Ethylene、GA、MeJA、Light、MYB、SA、热和低温等);经过干旱处理,Seita.4G100300基因在GG和JF16中表达水平均增加,且其在耐干旱品种GG中表达水平的增幅显著大于干旱敏感品种JF16。[结论]谷子硒结合蛋白基因家族在氨基酸序列和表达模式方面具有较为丰富的多样性。本研究有助于我们理解硒结合蛋白的结构和功能,为进一步研究硒结合蛋白与植物抗逆性关系提供理论依据。     

郑州市谷子主要病虫害及其防治技术

谷子具有抗旱、耐瘠和适应性强等特点,是郑州市重点发展的一种旱作作物。详细介绍了郑州市谷子生产中的主要病虫害种类、危害症状及防治技术,以期为郑州市谷子病虫的田间识别和防治提供参考。     

谷子生产中的常见问题及应对措施

<正>谷子又称"粟",为禾本科的一种植物,秆粗壮,分蘖少,是传统的优势作物和抗旱耐贫瘠作物。谷子起源于中国,已有8000多年栽培史,种植面积占世界的80%,黄河中上游为主要栽培区,且广泛栽培于欧亚大陆的温带和热带,是世界上最古老的农作物。谷子具有营养丰富,耐旱耐瘠,粮草兼用等特点,在杂粮日益升温、水资源短缺日趋严重以及畜牧业不断发展的形势下,谷子在农业种植结构调整中占有重要地位,但因谷子间苗除草费工,难以规模化生产等原因,近几年谷子种植面积逐渐萎缩。     

北京市谷子主要病虫害及其防治技术

谷子具有抗旱、耐瘠和适应性强等特点,是北京市重点发展的一种旱作作物。基于此,详细介绍了北京市谷子生产中的主要病虫害种类、危害症状及防治技术,以期为北京市谷子病虫害的田间识别与防治提供参考。     

黑龙江省谷子育种工作的回顾及展望

谷子是一种粮草兼用作物,在旱地农业生产中占有重要地位,它具有三大优势：一是具有抗旱、耐瘠的特性。二是小米营养丰富,保健价值高。三是谷草的粗蛋白和粗脂肪的含量较高,是发展畜牧业不可缺少的优质饲草。多年来,本省在谷子育种工作中,采用系统选育、杂交育种、辐射诱变等方法,     

0.5%噻苯隆可溶性液剂对谷子生长发育及产量的影响

正谷子是山西省农业供给侧结构改革、调整种植产业结构、大力发展优势杂粮的重点作物之一~([1]),也是我国原产的粮饲兼用作物和营养保健作物,在保持作物多样性、稳定粮食生产和膳食结构改善等方面有着不可或缺的作用。谷子具有抗旱、耐瘠、生育期短的特点,非常适合在丘陵山区和干旱贫瘠地区种植~([2])。近年来,山西省委省政府出台了一系列政策,努力振兴小杂粮产业,极大地调动了农户种植小杂粮的积极性。目前,山西省谷子种植面积稳定在300万亩以上,有效带动了贫困山区小杂粮产业的发展和农民增收致富。但经过多年的种植,谷子单位面积产量相对稳定,寻找可以进一步提高产品质量和产量的技术方法成为当前的研究方向。噻苯隆是一种新型高效植物生长调节剂,具有很强的生物活性,它可以诱导植物细胞分裂、愈伤组织,能延缓植物衰老,增强其抗逆性,促进植物的光合作用,还能提高作物产量,改善产品品质~([3])。通过田间试验,验证0.5%噻苯隆可溶性液剂对谷子生长发育和产量的影响,以及对谷子的安全性,为大面积推广提供科学依据。     

谷子抗旱相关蛋白激酶基因家族鉴定及表达分析

[目的]蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶,普遍存在于植物体中,参与调控植物生长发育和抗逆等多种生理反应。本文旨在探究谷子响应干旱胁迫与蛋白激酶之间的关系,为谷子抗旱品种的培育提供参考。[方法]运用生物信息学方法,分析了谷子蛋白激酶基因家族的35个抗旱相关蛋白激酶基因的系统进化关系、基因结构、保守基序、保守结构域、启动子顺式元件以及在干旱处理下和不同组织中基因表达水平。[结果]这35个谷子抗旱相关蛋白激酶基因分布于8条染色体上,被分为4个亚家族;多数亲缘关系较近的基因,其外显子-内含子结构、保守基序、保守结构域也较为相似,它们可能具有功能上的相似性;启动子元件分析发现,多数基因启动子区含有ABA响应元件(ABRE)和干旱诱导响应元件(MBS);组织特异性表达发现,SiPK20和SiPK25基因表现出显著的组织特异性表达模式,SiPK20在叶中表达量较高,SiPK25在根中表达量较高;干旱诱导基因表达分析显示,在抗旱品种勾勾母鸡咀中,干旱处理后SiPK1和SiPK4基因表达量显著上升,并且SiPK1、SiPK4启动子区域都含有较多的MBS元件,说明SiPK1和SiPK4极有可能参与谷子干旱胁迫响应,并且SiPK4在根中表达量较高。[结论]SiPK4可能通过调控谷子根部发育参与根部对干旱胁迫的应答反应,可作为抗旱相关的候选基因。