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相似文献
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1.
干旱是限制植物生长分布和影响作物产量形成的重要非生物因素之一,在响应干旱胁迫过程中植物细胞壁发挥着重要的调节作用,肌醇加氧酶是植物细胞壁合成的前体物质UDP-葡萄糖醛酸合成中的关键酶。为研究该基因在红麻(Hibiscus cannabinus L.)抗旱和耐盐过程中的作用,通过红麻转录组数据库筛选到肌醇加氧酶(myo-inositol oxygenase)基因的核心片段,利用染色体步移技术获得肌醇加氧酶基因的c DNA全长,命名为Hc MIOX;生物信息学分析表明,Hc MIOX基因编码序列长948 bp,编码315个氨基酸,相对分子量为31.9 ku,等电点为4.75;RT-PCR分析表明,Hc MIOX基因在红麻根、茎、叶中均有表达,根中表达量最高,该研究结果对分析该基因功能和了解红麻抗旱的分子机制具有重要意义。  相似文献   

2.
为研究在水、旱稻差异表达的抗旱候选基因、解释旱稻抗旱的分子机理,本研究选取已获得的水、旱稻干旱胁迫处理基因表达谱中在旱稻中高表达的候选基因,对其编码区和启动子区进行测序分析,以期比较可能的抗旱相关基因在水、旱稻基因组水平上的异同.根据水、旱稻差异表达结果,筛选出8个旱稻高表达基因.通过测序分析发现7个基因在水、旱稻间没有差异,只有一个候选基因OsMIP在典型水稻(日本晴、越富)和典型旱稻(IRAT109、毫格劳)启动子区之间存在18个SNP和1个Deletion的序列差异,说明在干旱胁迫下,旱稻高表达基因中只有少数存在序列上的差异.为进一步验证OsMIP的启动子区在水、旱稻问的序列差异,利用国内、外86份水、旱稻材料对该基因的启动子区进行测序分析,所得到的所有启动子序列可分为4种单倍型H1、H2、H3和H4,在单倍型H2中获得与抗旱相关的8个SNP和1个Indel,推测该基因的启动子区域的一个或多个序列差异可能是引起水、旱稻OsMIP基因差异表达的原因.  相似文献   

3.
以普通小麦陕225为材料,同源克隆小麦脂肪酸α-双加氧酶基因(TaDOX)cDNA,全面分析其基因结构、染色体定位、进化关系及蛋白结构特征,并利用实时定量RT-PCR分析其在PEG和盐胁迫下的表达模式。克隆的cDNA片段长1 854bp,编码617个氨基酸残基的小麦脂肪酸α-双加氧酶。TaDOX基因组DNA长5 529bp,位于小麦5D染色体长臂,包含10个外显子。小麦、水稻等禾本科植物α-DOX序列高度同源,聚集在同一独立进化枝,而双子叶植物存在2类DOX蛋白,聚集在另外2个分枝中。TaDOX具有脂肪酸α-双加氧酶以α-螺旋为主的空间结构特征,包含血红素结合位点及保守氨基酸His310、Thr315、Tyr378、Arg558组成的活性中心。TaDOX主要在叶和根中表达,花序和种子中也有痕量表达;叶片中TaDOX的表达在PEG和盐胁迫条件均明显下降;根中TaDOX的表达在PEG胁迫条件下无显著变化,但在盐胁迫条件下表达水平急剧升高。  相似文献   

4.
[目的]克隆甘蔗体内9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因,分析其基本生物学信息及在逆境胁迫下的表达分析,为进一步探讨SoNCED基因在甘蔗脱落酸(ABA)生物合成途径中的作用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种桂糖21号为材料,待蔗苗长至5~6片叶时分别进行干旱、低温、高盐和氧化胁迫处理,利用反转录PCR(RT-PCR)和cDNA未端快速扩增(RACE-PCR)克隆SoNCED基因,应用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,构建原核表达载体并进行目的蛋白的诱导表达,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析SoNCED基因在受到不同逆境胁迫时的表达情况.[结果]克隆获得的SoNCED基因(GenBank登录号JQ314108),cDNA全长为2521 bp,包含1个1827 bp的开放阅读框(ORF),编码608个氨基酸.多重序列比对及系统发育进化树分析结果表明,SoNCED基因编码的氨基酸序列与其他植物有一定的相似性,尤其与禾本科C4植物高粱和玉米的同源性最高,均达96%.成功构建SoNCED基因的原核表达载体pET-SoNCED,且通过IPTG诱导时可得到约66.0 kD的蛋白,确定该蛋白为SoNCE基因的表达蛋白.qRT-PCR结果分析表明,SoNCED基因在干旱、低温、高盐和氧化胁迫下均能诱导表达,其中氧化胁迫下其表达量在6h时达峰值,其他胁迫方式下其表达量在12h时达峰值.[结论]成功克隆获得甘蔗SoNCED基因,并从不同逆境下的表达情况推测该基因在甘蔗体内参与了干旱、低温、高盐和氧化等非生物胁迫的调控过程.  相似文献   

5.
苏云金芽孢杆菌aiiA基因的克隆及植物表达载体构建   总被引:1,自引:0,他引:1  
N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones,AHLs)是革兰氏阴性细菌致病过程中的关键信号分子,芽孢杆菌中广泛存在的aiiA基因编码AHL-Lactonase能够水解信号分子AHLs。利用PCR方法从苏云金芽孢杆菌中克隆了aiiA基因,序列分析表明该基因由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质,核苷酸序列与已报道aiiA的同源性为89%~97%。将该基因连接到植物表达载体pCAMBIA1301中,成功构建了aiiA基因的植物表达载体pCAM-aiiA,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能奠定了基础。  相似文献   

6.
肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)是合成棉子糖系列寡糖(RFOs)的关键酶,在植物抵抗非生物胁迫过程中发挥重要作用。为探究GolS2基因在黄瓜应答非生物胁迫中的作用,本研究采用RT-PCR法从黄瓜中克隆了GolS2基因,其开放阅读框长度为981 bp,编码326个氨基酸,植物GolS2蛋白氨基酸序列一致性很高。进化树中,黄瓜GolS2蛋白与拟南芥GolS2和GolS3蛋白聚在同一分支,亲缘关系最近。盐胁迫和低温胁迫处理显著诱导GolS2基因在黄瓜幼苗中的表达,但低温处理显著抑制GolS2基因在采后黄瓜果实中的表达。对其启动子顺式作用元件的分析结果显示,GolS2基因启动子中含有多个与逆境胁迫响应有关的顺式作用元件。在采后黄瓜果实中沉默HHO2和GRP3基因的表达,显著下调GolS2基因表达,表明这两个基因调控GolS2基因表达。本研究结果明确了GolS2基因在不同类型黄瓜组织中应答非生物胁迫的功能存在差异,这为进一步研究该基因的功能奠定了基础。  相似文献   

7.
[目的]克隆菊花CmAPETALA1基因(CmAP1)并构建植物表达载体,为该基因功能的遗传改良打下研究基础.[方法]采用同源克隆及RT-PCR从菊花叶片中克隆CmAP1基因,运用在线生物信息学分析工具对其核苷酸及氨基酸序列进行分析,利用实时荧光定量PCR对该基因的组织表达差异进行分析,并用双酶切法将目的基因与pCAMBIA1300载体连接,构建植物表达载体.[结果]克隆获得的CmAP1基因(GenBank登录号KU872999)编码区开放阅读框(ORF)长741 bp,编码246个氨基酸;CmAP1蛋白属亲水性蛋白,分子质量约28.3 kD、理论等电点(pI)为8.76,预测该蛋白内含10个磷酸化位点和2个潜在的N-糖基化位点;蛋白氨基酸序列比对和系统发育进化分析结果表明,CmAP1蛋白与CDM111蛋白的同源性达98%,属MADS-box基因家族A类基因的euAP1分支;实时荧光定量PCR分析结果表明,CmAP1基因在花蕾中表达量极高,在舌状花和筒状花中表达量较低,而在营养器官中仅痕量表达.将CmAP1基因连接到pCAMBIA1300载体上,可成功构建植物表达载体pCAMBIA1300-CmAP1.[结论]CmAP1基因在花的发育及形成过程中发挥重要作用,成功构建获得的植物表达载体pCAMBIA1300-CmAP1可为后期利用基因工程手段改变菊花花形态结构、调控花期及遗传改良打下基础.  相似文献   

8.
【目的】bHLH 转录因子家族是真核生物中重要的转录因子家族,在植物生长发育、次生代谢和逆境应答中发挥重要作用。分析水稻(Oryza sativa L.)bHLH 转录因子基因 OsbHLH109(LOC_Os01g67480)对逆境胁迫和激素的响应模式,为进一步研究 OsbHLH109 在逆境胁迫和激素响应过程中的功能提供理论依据。【方法】对 OsbHLH109 进行生物信息学分析,同时利用定量 PCR(qRT-PCR)技术分析 OsbHLH109 在水稻品种中花 11 不同组织、不同激素和非生物胁迫处理下的表达模式。【结果】OsbHLH109 编码区全长为 1 164 bp,包含 6 个外显子,编码 388 个氨基酸,是一个含有 HLH 保守结构域的 bHLH 转录因子。系统进化分析显示,OsbHLH109 与玉米等单子叶植物中的同源蛋白亲缘关系较近,与双子叶植物中的同源蛋白亲缘关系相对较远。顺式作用元件分析表明,OsbHLH109 的启动子区含有 24 个植物激素响应元件和 25 个环境胁迫响应元件。qRT-PCR 分析表明,OsbHLH109 在水稻根、茎、叶和幼穗等组织中均有表达,但在叶片中的表达量最高;激素和非生物胁迫处理结果表明,叶片中 OsbHLH109 对细胞分裂素(6-Benzylaminopurine, 6-BA)、生长素(Indole acetic acid, IAA)、赤霉素(Gibberellic acid, GA3)、脱落酸(Abscisic acid, ABA)等激素处理的响应表达均达到显著差异水平;且叶片中 OsbHLH109 在低温、干旱、高温、盐胁迫等逆境处理的响应表达均达到显著差异水平,表明 OsbHLH109 的表达受 6-BA、IAA、GA3、ABA、高温、低温、PEG6000 和 NaCl 的诱导,推测其在水稻非生物胁迫响应过程中具有重要作用。【结论】水稻 OsbHLH109 为 bHLH 转录因子家族成员,主要在叶片中高表达,OsbHLH109 基因的表达受高温、低温、盐害等外界因素调控,同时响应 6-BA、IAA、GA3、ABA 等激素信号,推测其可能通过 ABA 等激素信号转导途径参与水稻的非生物胁迫响应。  相似文献   

9.
[目的]克隆玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4,并明确其组织表达特性及在低温胁迫下的表达模式,为深入研究SUT4基因响应低温胁迫的作用机理提供理论依据.[方法]以玉米自交系黄早四幼苗为材料,采用RT-PCR克隆其ZmSUT4基因,分析其生物学信息,构建系统发育进化树,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其组织表达特异性及低温胁迫(4℃)下不同组织中的表达模式.[结果]克隆获得的ZmSUT4基因(GenBank登录号MK541991)全长为1621 bp,开放阅读框(ORF)长度为1506 bp,编码501个氨基酸,编码蛋白的分子量53.36 kD,理论等电点(pI)8.84,具有12个跨膜结构,定位于细胞膜上,既属于易化扩散载体(MFS)家族成员,也属于蔗糖/H+共转运体(GPH)超家族成员,其中第25~447位氨基酸是MFS家族蛋白的保守结构域,第17~484位氨基酸是GPH超家族成员的蔗糖运转子保守结构域GPH-sucrose.ZmSUT4蛋白的氨基酸序列与单子叶植物SUT4蛋白同源性较高,为86%~96%,聚集在同一分支上;与双子叶植物SUT4蛋白同源性较低,为62%~65%,说明该类蛋白在不同物种间高度保守.ZmSUT4基因在玉米的根、茎和叶中均有表达,以根中的表达量最高,其次是叶,茎中的表达量最低.低温胁迫下,ZmSUT4基因在不同组织中表达量模式不同,根和叶中ZmSUT4基因表达量均在胁迫24 h达最大值,分别是低温胁迫前(0 h)表达量的2.21和2.62倍,茎中的ZmSUT4基因表达量在胁迫6 h达最大值,是低温胁迫前表达量的3.01倍.[结论]ZmSUT4基因受低温胁迫诱导表达,推测其是调控玉米响应低温胁迫的关键基因.  相似文献   

10.
脂氧合酶(lipoxygenase, EC 1.13.11.12;简称LOX),是一类由非血红素铁组成的脂肪酸双加氧酶,在植物的生长发育和环境胁迫响应中发挥着重要作用,本研究以4片真叶期芜菁幼苗为材料,利用同源克隆技术从芜菁中克隆BrrLOX7基因。利用生物信息学方法分析BrrLOX7基因序列。使用荧光定量PCR技术分析非生物胁迫下BrrLOX7基因表达模式。结果显示,克隆的BrrLOX7基因CDS长度为2 715 bp,编码904个氨基酸,编码的蛋白质分子量为103.10 ku,无跨膜结构和信号肽。亚细胞定位预测显示,该基因编码的蛋白位于叶绿体中,该蛋白与白菜和萝卜的序列同源性和遗传距离最近。不同胁迫下的表达模式显示,BrrLOX7基因参与对4种胁迫(盐胁迫、冷胁迫、热胁迫、干旱胁迫)的响应。研究结果将为BrrLOX7基因的功能研究奠定基础。  相似文献   

11.
利用水、旱稻DH系定位产量性状的QTL及其环境互作分析   总被引:15,自引:1,他引:15  
 为研究水、旱栽培条件对水稻产量及其构成因素QTL表达的影响,以粳型陆稻IRAT109和粳型水稻越富杂交的116个株系的DH群体为材料,利用已构建的水稻分子连锁图(其中94个RFLP标记和71个SSR标记),在水田、旱田栽培条件下,定位了千粒重、结实率、有效穗数、穗粒数及单株产量等性状的QTL。结果表明,水田条件共检测到11个加性QTL和13对上位性QTL,旱田条件下检测到18个加性QTL和17对上位性QTL,其中控制千粒重的2个加性QTL和1对上位性QTL及控制有效穗数的1个加性QTL在水田、旱田条件下都检测到。 检测到11个控制产量性状QTL区域存在一因多效或紧密连锁,其中3个区域也是控制根系性状QTL的热点区。 发现8个加性QTL和8对上位性QTL对表型变异贡献率(以下简称贡献率)大于10%(其中4个加性QTL和5对上位性QTL为旱田条件下检测到),这些高贡献率QTL特别是旱田条件下的高贡献率QTL对旱稻产量性状分子育种具有一定的指导作用。  相似文献   

12.
水陆稻在水田和旱地栽培的性状比较   总被引:3,自引:1,他引:3  
以有代表性的陆稻(TANGARA,IAPAR9)为试材,水稻新香优80为杂交组合,R80为常规稻,采用裂区设计,通过水田和旱地栽培比较试验,探明在不同栽培条件下主要是干旱对水、陆稻农艺性状、产量构成因素和稻米品质的影响.结果表明:两种栽培条件下各品种产量之间存在显著差异,旱地栽培时,产量明显降低;从产量构成因素来看,旱栽产量低的原因陆稻主要是有效穗数不足、结实率下降,水稻表现为有效穗数增多,每穗总粒数和结实率下降,且下降幅度大于陆稻;有效穗数对产量的贡献最大,直接通径系数为1.4530.干旱对生育期、株高、茎蘖数、叶面积和米质有一定影响.旱种时生育期较短,株高中等,叶面积较小的品种有利于抗旱,各品种米质水田栽培优于旱地的,但旱地栽培能明显提高水、陆稻品种的粗蛋白含量.  相似文献   

13.
PEG胁迫下水、陆稻幼苗生长势比较研究   总被引:24,自引:2,他引:24  
选用2个陆稻品种作为抗旱类型,2个水稻品种作为敏旱类型,以PEG作为水分胁迫剂,通过对幼芽,幼根和幼苗等不同时期或状态的PEG胁迫比较水,陆稻的生长势,。研究结果表明:水,陆稻幼芽粗度,幼根粗度差异相对较小;/陆稻幼芽长度,幼根长度,发芽率及3周后苗高等明显比水稻表现有较强的生长势,因此可用这些性状与抗旱品种的相对生长势鉴定水,陆稻的抗旱性,未浸种处理的种子可用15%的PEG溶液胁迫,浸种处理过的种子可用20%的PEG溶液胁迫,低浓度的PEG溶液(<15%)胁迫抗旱类型与敏旱类型差异不明显,高浓度的PEG溶液(>20%)胁迫对所有试验材料损伤严重,达不到鉴定抗旱类型与敏旱类型的目的,因此,可以在15%(未浸种)或20%(浸种)浓度的PEG处理下,以抗旱的陆稻品种作对照比较幼芽长度,幼根长度,发芽率及幼苗高度等性状的相对值Xu/Xp,%,称胁迫系数)来判别供试品种的抗旱性,以达到简单,快速鉴定抗旱品种的目的。  相似文献   

14.
运用重组自交系对水稻苗期聚乙二醇(PEG)胁迫处理、复水第1天、复水第10天和水、旱田条件下抗旱系数进行比较发现:这4个性状遗传力较低,受环境条件影响较大QTL定位,共检测到59个QTL位点,其中有29个为加性效应位点,30个为上位性效应位点,加性效应贡献率较上位性效应大,以加性效应为主。苗期PEG胁迫、复水第1天、复水第10天和抗旱系数在基因表达调控方面是不同的,分别受不同基因位点控制。  相似文献   

15.
【目的】分析棉花中钠尿肽GhPNP1的结构特征、表达模式以及耐旱功能,并分析其耐旱机制,为将该基因应用于作物改良奠定基础。【方法】通过对从植物中水平转移到大丽轮枝菌中的钠尿肽基因AVE1进行同源性搜索,得到与AVE1蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列;使用MEGA5软件对AVE1蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树;利用MEGA和expasy在线工具进行蛋白序列分析;并根据编码该蛋白的核酸序列设计引物在陆地棉品种奥3503中克隆到其同源基因GhPNP1。使用多种生物信息学软件分析GhPNP1的分子特性,包括GhPNP1编码蛋白的等电点、分子量、信号肽、进化关系等进行预测分析。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析GhPNP1在不同器官部位的组织表达模式以及受到PEG模拟干旱胁迫处理后的表达模式。将GhPNP1的cDNA序列连入CLCrV沉默载体中,构建GhPNP1的病毒诱导基因沉默载体CLCrV:GhPNP1,转入农杆菌,并通过和辅助载体CLCrVB共侵润2叶期幼苗进行叶片注射,获得GhPNP1的沉默植株。利用PEG模拟干旱处理沉默植株检测其耐旱性,并测定沉默植株的失水率、相对含水量、丙二醛(MDA)含量、总抗氧化活性(T-AOC水平)、离子渗漏率等与植物抗逆相关的生理指标。【结果】从陆地棉奥3503中克隆到的GhPNP1的开放阅读框长度为396 bp,编码131个氨基酸,信号肽长度为15个氨基酸,通过系统进化树分析GhPNP1编码的蛋白含有保守的钠尿肽结构域,与可可树的PNP蛋白进化关系最近。GhPNP1在棉花植株的根、茎、叶中均表达且在茎中表达量较高,PEG模拟干旱处理后根、茎、叶中的GhPNP1均上调表达。GhPNP1沉默后棉花植株耐旱性显著降低。在干旱条件下,GhPNP1沉默植株的MDA含量、离子渗漏率、叶片失水率均高于对照的未沉默植株;而沉默植株的总抗氧化能力(T-AOC水平)、相对含水量显著低于对照的未沉默植株。【结论】从棉花中克隆得到一个植物钠尿肽基因,受干旱胁迫诱导上调表达,沉默后耐旱性降低。推测GhPNP1可能通过cGMP信号途径参与棉花的干旱胁迫,在干旱胁迫下对棉花耐旱性起正调控作用。  相似文献   

16.
PEG胁迫下水稻根外皮层厚壁细胞的解剖学研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过PEG模拟干旱胁迫,采用Spurr树脂半薄切片结合显微观察的方法,比较水稻和旱稻根外皮层边缘厚壁细胞的形态差异,研究根外皮层边缘厚壁细胞加厚的规律.结果表明: 随PEG浓度的升高,水稻(扬稻6号)根外皮层边缘厚壁细胞的胞壁宽度明显增加;旱稻(中旱3号)对低浓度PEG胁迫不太敏感,当PEG浓度达50 g·L-1以上时,根外层厚壁细胞表现出明显加厚的趋势,且随PEG胁迫时间延长,厚壁细胞栓质化程度变高.推测水稻根系在干旱胁迫条件下具有一定的缓冲能力,外皮层边缘厚壁细胞在根外层导水率方面发挥显著的质外体屏障作用,可有效地防止水分丧失,保护根组织免受干旱的伤害.  相似文献   

17.
【目的】农作物对逆境胁迫的耐受能力与产量息息相关,是作物育种要考虑的重要因素。文中对水稻顺式还原酮加双氧酶基因OsARD1进行研究,分析其表达模式,明确其在水稻应对非生物胁迫中的功能,为水稻耐旱品种的分子设计及育种提供参考依据。【方法】提取不同组织器官的总RNA,利用RT-PCR方法分析OsARD1表达的组织特异性。利用不同的非生物胁迫处理14 d大小的野生型(中花11)植株,在不同时间点提取总RNA,利用RT-PCR方法分析OsARD1表达的受诱导情况。通过农杆菌遗传转化法转化水稻愈伤组织,经过一系列分子检测后获得稳定遗传的T1代OsARD1的过量表达转基因植株,以转入空载体的野生型植株作为对照。将在营养液中正常培养的12 d大小的野生型和过表达幼苗移出营养液进行缺水处理并进行恢复试验。将催芽后的野生型和过表达转基因植株种子种在含有5% PEG6000的agar培养基中进行渗透胁迫处理,以不含PEG6000的agar培养基作为对照,观察二者的表型。【结果】组织特异性表达分析表明OsARD1主要在根及成熟的组织中表达,尤其在衰老的组织中有较高表达。非生物胁迫处理表明OsARD1的表达明显受机械损伤、高盐和渗透胁迫的诱导。获得6个独立株系的可稳定遗传的OsARD1过量表达转基因植株。对过量表达转基因植株及空载体野生型对照进行干旱胁迫处理,缺水处理5 h后,野生型植株叶片卷曲皱缩成针状表现出严重的缺水症状,但此时过表达转基因植株叶片仍处于舒展状态;缺水处理8 h后开始复水培养3 d,野生型植株的存活率仅为10%,而过表达植株存活率为80%,远远高于野生型,说明过量表达OsARD1提高了水稻对缺水的耐受能力。用PEG渗透胁迫模拟干旱胁迫处理6 d后发现,不含PEG6000对照组中野生型和过表达植株的幼苗生长情况没有明显的差别;在PEG处理组中,野生型幼苗根的生长受到严重抑制,而过表达植株幼苗根的生长受到抑制较小,根长明显长于野生型对照植株,说明过量表达OsARD1增强了水稻耐受干旱胁迫的能力。【结论】OsARD1主要在水稻根及成熟的组织中表达,并且受机械损伤、高盐和渗透胁迫的诱导。过量表达OsARD1提高了水稻抗旱性能。  相似文献   

18.
19.
一个逆境诱导表达的水稻锌指蛋白基因的分离和鉴定   总被引:5,自引:0,他引:5  
为鉴定逆境应答相关转录因子,以1个水稻EST为基础,通过RT-PCR分离到了1个编码锌指蛋白的转录因子新基因的全长cDNA,命名为OsZF19。该基因编码171个氨基酸,包含zf-AN1和zf-A20两个锌指结构域,预测的该基因启动子区含有逆境应答顺式元件。Northern杂交分析表明,OsZF19的确受到高盐和植物激素ABA胁迫的诱导,而在干旱胁迫早期显著地诱导表达,胁迫后期OsZF19的表达量轻微下降。试验结果表明,OsZF19可能在水稻对干旱和高盐逆境的应答反应中发挥作用。  相似文献   

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