水杨酸对NR基因的表达和乙烯信号转导的影响

通过水杨酸与乙烯介导下番茄NR基因的表达、植株生理的变化、幼苗三重反应和幼苗生长表现,探讨了水杨酸对乙烯信号转导的影响.结果表明:水杨酸对野生型番茄植株的影响有双重作用.低浓度对植株有促进生长的作用,使黄化苗下胚轴伸长和维持正常的实生苗叶片细胞膜透性,促进根系的生长;较高浓度(≥100 μ mol*L-1)则促进幼苗表现三重反应,即诱导乙烯的合成,从而诱导NR基因的表达,使植株细胞膜透性增加、植株蒸腾作用和呼吸作用显著降低、气孔关闭(水杨酸处理后24 h),最终番茄植株表现出叶片黄化等症状.乙烯不敏感型NR突变体番茄植株在高浓度处理时无外部受害症状,细胞中NR基因的表达被显著地抑制.可见抑制番茄NR基因的表达,增强了植株的抗性.     

水杨酸对NR基因的表达和乙烯信号转导的影响

通过水杨酸与乙烯介导下番茄NR基因的表达、植株生理的变化、幼苗三重反应和幼苗生长表现,探讨了水杨酸对乙烯信号转导的影响。结果表明:水杨酸对野生型番茄植株的影响有双重作用。低浓度对植株有促进生长的作用,使黄化苗下胚轴伸长和维持正常的实生苗叶片细胞膜透性,促进根系的生长;较高浓度(≥100μmol·L~(-1))则促进幼苗表现三重反应,即诱导乙烯的合成,从而诱导NR基因的表达,使植株细胞膜透性增加、植株蒸腾作用和呼吸作用显著降低、气孔关闭(水杨酸处理后24h),最终番茄植株表现出叶片黄化等症状。乙烯不敏感型NR突变体番茄植株在高浓度处理时无外部受害症状,细胞中NR基因的表达被显著地抑制。可见抑制番茄NR基因的表达,增强了植株的抗性。     

IAA和乙烯与NR基因的表达及相关的生长生理反应

试验以番茄为材料,通过IAA和乙烯对番茄黄化幼苗“三重反应”、植物细胞膜透性、呼吸作用、气孔导度、蒸腾作用和细胞间CO2浓度和NR基因表达的影响,探讨了激素对乙烯信号转导的影响。结果表明：当没有外源乙烯处理时,IAA抑制了乙烯的产生,使NR等受体蛋白基因处于不活跃状态;因而表现出叶片维持稳定的细胞膜透性;植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度都降低(IAA处理2h后)。在有外源乙烯处理时,乙烯与IAA诱导植株产生的内源乙烯足以诱导乙烯受体蛋白基因NR基因的大量表达,并反过来抑制了乙烯的合成;因而植株代谢表现出与乙烯相拮抗的作用,如高浓度的IAA处理(≥4mg／L)、使番茄黄化幼苗下胚轴迅速伸长,抵消乙烯对幼苗下胚轴生长的抑制作用;IAA押制乙烯引起的植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度的增高和促进叶片细胞膜透性的增加。因此,NR基因是负调节子。     

逆境、激素与乙烯介导下幼苗三重反应的研究

以番茄为材料研究了不同逆境和激素处理下番茄黄化幼苗三重反应的变化。结果表明,LiCl、ABA和干旱促进番茄幼苗表现三重反应,诱导了内源胁迫乙烯的产生,并与外源乙烯协同作用。IAA和较低浓度的水杨酸使番茄黄化苗下胚轴伸长,表现出对生长的促进作用,与乙烯作用相拮抗。     

IAA和乙烯与NR基因的表达及相关的生长生理反应

试验以番茄为材料,通过IAA和乙烯对番茄黄化幼苗"三重反应"、植物细胞膜透性、呼吸作用、气孔导度、蒸腾作用和细胞间CO2浓度和NR基因表达的影响,探讨了激素对乙烯信号转导的影响.结果表明:当没有外源乙烯处理时,IAA抑制了乙烯的产生,使NR等受体蛋白基因处于不活跃状态;因而表现出叶片维持稳定的细胞膜透性;植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度都降低(IAA处理2 h后).在有外源乙烯处理时,乙烯与IAA诱导植株产生的内源乙烯足以诱导乙烯受体蛋白基因NR基因的大量表达,并反过来抑制了乙烯的合成;因而植株代谢表现出与乙烯相拮抗的作用,如高浓度的IAA处理(≥4 mg/L)、使番茄黄化幼苗下胚轴迅速伸长,抵消乙烯对幼苗下胚轴生长的抑制作用;IAA抑制乙烯引起的植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度的增高和促进叶片细胞膜透性的增加.因此,NR基因是负调节子.     

低温、乙烯逆境下的番茄NR基因表达及相关反应

通过低温和乙烯逆境下番茄植株的生长表现和抗性生理指标的变化及乙烯受体蛋白基因NR的表达，研究了NR基因与低温和乙烯的关系。结果显示：低温(5℃)抑制了NR基因的表达，维持了细胞膜的完整性，并减轻和延缓番茄实生苗因乙烯胁迫所产生的黄化、衰老等症状；外源乙烯增加植株细胞膜透性，处理的时间越长、细胞膜透性增加得越多，但低温可以推迟这一进程；低温和乙烯都可显著增加植株叶片蒸腾作用、呼吸作用和气孔导度；在有和无外源乙烯时，低温和乙烯抑制剂Ag^ 均抑制番茄NR基因的表达。因此认为低温抑制了NR基因的表达，降低了植物对乙烯的敏感性，减轻和延缓了因胁迫乙烯的产生而造成的伤害；而抑制NR基因的表达，能提高植物的抗逆性；NR基因是乙烯和低温胁迫症状的正调节因子。     

耐贮藏转基因番茄F2代植株乙烯代谢与细胞膜透性的研究

研究乙烯对番茄野生型幼苗及转反义NR、F1'、F2、F3乙烯基因型番茄突变体叶片电解质外渗率以及对番茄生理代谢的影响.结果表明:随着乙烯浓度的增加,野生型番茄丽春、中疏4号、中疏6号幼苗叶片黄化、衰老和脱落,甚至死亡,细胞膜透性也增大,乙烯对中疏4号番茄的膜透性影响最大,丽春次之,对中疏6号影响最小.转反义F1'、F2、F3乙烯基因型番茄突变体叶片的膜透性极显著地小于野生型,而转反义NR突变体番茄叶片的膜透性与野生型差异不明显.说明转反义F1'、F2、F3基因在叶片上的表达被抑制后,膜代谢发生了明显的改变,膜透性降低,植物对乙烯的反应降低,从而延迟了果实的成熟,植株衰老减缓.     

转录因子ABP9基因过表达对植物生长发育的影响分析

【研究目的】为分析玉米ABA/逆境响应转录因子ABP9基因过量表达对植物生长发育的影响以利用该基因开展抗逆分子育种。【方法】本研究构建了35S启动子驱动ABP9组成型表达的植物表达载体,获得了过表达ABP9基因的拟南芥转基因株系,并在正常生长条件下,比较了转基因植株和野生型在种子萌发、营养生长和生殖生长阶段的形态和生理变化,分析了可能的分子机制。【结果】结果表明,正常生长条件下,转基因植株与野生型相比表现出萌发,幼苗生长以及开花阶段的生长抑制;气孔开度减小,叶片内源ABA含量降低;ABA信号传导基因表达增强,而ABA合成基因表达降低;而且这些效应在ABP9基因表达相对较强的转基因株系中表现更明显。【结论】说明ABP9基因过量在正常生长条件下即诱导转基因植株产生耐逆反应,抑制植株的生长发育。因此,在利用ABP9基因进行转基因抗逆育种时须考虑控制ABP9基因适时适量表达。     

反义NR转基因株的分子检测和生理特性的研究

为了研究NR基因的作用,通过番茄反义NR转基因株的southern,northern杂交,从入地成活的139个卡那霉素筛选出的转化株中,鉴定出了2株突变体,并对其相关的生长发育、生理指标进行了测定.研究结果显示:NR基因的表达被抑制后,突变体细胞膜透性、蒸腾作用和气孔导度比野生型植株的高,但呼吸作用低于野生型;果实成熟推迟.各突变体植株的分枝数减少,节间明显伸长,茎增粗;特别是NR 2突变体节间最长、且生长健壮、茎粗、叶大、开花多,但不易结实、花粉粒数量减少、花粉萌发率仅2%～3%.总之,乙烯受体蛋白NR基因被抑制后,突变体植株表现出促进生长,推迟发育和成熟,即乙烯的作用被抑制的现象.说明NR基因是乙烯生物合成和信号转导的正调节因子.     

反义NR转基因株的分子检测和生理特性的研究

为了研究NR基因的作用,通过番茄反义NR转基因株的southem,northem杂交,从入地成活的139个卡那霉素筛选出的转化株中,鉴定出了2株突变体,并对其相关的生长发育、生理指标进行了测定。研究结果显示：NR基因的表达被抑制后,突变体细胞膜透性、蒸腾作用和气孔导度比野生型植株的高,但呼吸作用低于野生型;果实成熬推迟。各突变体植株的分枝数减少,节间明显伸长,茎增粗;特别是NR2突变体节间最长、且生长健壮、茎粗、叶大、开花多,但不易结实、花粉粒数量减少、花粉萌发率仅2％—3％。总之,乙烯受体蛋白NR基因被抑制后,突变体植株表现出促进生长,推迟发育和成熟,即乙烯的作用被抑制的现象。说明NR基因是乙烯生物合成和信号转导的正调节因子。     

脱落酸通过提高抗氧化酶活性与基因表达参与富氢水增强番茄幼苗抗旱性

以15%聚乙二醇6000(PEG-6000)处理模拟干旱胁迫,研究了氢气(H₂)和脱落酸(ABA)在番茄(Solanum lycopersicum L.)幼苗抵抗干旱胁迫中的作用及其相互关系。结果表明,外源H₂和ABA均可促进番茄在干旱胁迫下的生长,其中富氢水(HRW,H₂供体)和ABA最适浓度分别为75%和150 μmol·L^-1。干旱胁迫下,HRW处理能显著增加番茄幼苗叶片内源ABA含量及其关键基因表达。同时,HRW和ABA单独及其共同处理的番茄幼苗叶片丙二醛(MDA)含量较PEG处理分别降低了34.8%、32.6%和37.0%;而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及其基因表达显著高于PEG处理。另外,ABA抑制剂氟啶酮(FLU)抑制了HRW对干旱胁迫下番茄幼苗生长的促进作用,说明H₂促进干旱胁迫下番茄幼苗的生长可能需要ABA的参与。FLU抑制了HRW对干旱胁迫下叶片MDA含量的降低作用。此外,FLU抑制了HRW对干旱胁迫下叶片SOD、CAT和APX的活性及其基因表达的增加作用,说明H₂增强番茄幼苗抗氧化酶活性及其基因表达需要ABA的参与。可见,ABA参与了H₂增强番茄幼苗的抗旱性,这一过程是通过抑制MDA积累和提高抗氧化酶活性及其基因表达来实现的。     

番茄OSCA基因家族鉴定及不同胁迫条件下表达分析

为阐明高渗性钙离子通道OSCA基因在不同胁迫条件下作用,基于番茄全基因组信息,从栽培番茄中鉴定出12个SlOSCA基因,均含DUF221结构域,分别位于1、2、4、6、7、8、9、12号染色体上,亚细胞定位分析表明均位于质膜和高尔基体上。系统进化分析显示SlOSCA基因家族可分为5个进化群。根据番茄表达量数据库组织特异性分析发现,SlOSCA基因家族在不同组织部位表达量不同,其中根部和叶片表达量相对较高。Real-time PCR结果表明,多数SlOSCA基因响应干旱、盐、低温、ABA和灰霉病胁迫。SlOSCA基因响应ABA胁迫普遍强烈,受低温胁迫影响较小。其中SlOSCA9受干旱、盐和ABA胁迫强烈诱导,SlOSCA10受灰霉病胁迫强烈诱导。     

H2O2和ABA对干旱高温复合胁迫诱导的玉米叶片抗氧化防护基因表达的影响

为确定H2O2和脱落酸(ABA)对干旱高温复合胁迫诱导的苗期玉米(Zea mays L.)叶片抗氧化防护系统的影响,利用玉米ABA缺失突变体vp5及其野生型Vp5为试验材料,在不同胁迫下使用H2O2清除剂KI,ABA抑制剂钨酸钠(T)预处理后,测定了体内4个抗氧化防护基因SOD4,GR1,CAT1和cAPX的表达.结果...     

番茄DIR基因家族鉴定及其对非生物胁迫响应的分析

【目的】鉴定番茄DIR基因家族所有成员,并对其基因结构、编码蛋白的理化性质、系统进化、染色体定位、共线性、启动子元件、表达模式、互作转录因子及内源竞争RNA预测等进行了解析,为探究DIR在番茄生长发育和逆境胁迫中的作用提供参考。【方法】采用生物信息学方法,基于全基因组数据对番茄DIR基因家族成员进行鉴定,运用Phytozome、MEME、PlantCARE、opsRNATarget和plantcircnet等在线网站获取染色体位置、保守基序、顺式作用元件、存在互作的转录因子、miRNA和circRNA等信息。利用Mapteace、TBtools、Cytoscape、OmicShare等作图软件及工具绘制染色体定位图、进化树、DIR与转录因子关系图、ceRNA网络等。采用NCBI的基因数据库结合转录组测序及qRT-PCR试验研究DIR基因家族在逆境下的表达情况。【结果】共鉴定到番茄中27个DIR基因,将其命名为SlDIR1—SlDIR27,分别位于12条染色体上,且大部分基因位于染色体末端,其基因结构、基序和结构域相对保守,其中22个SlDIR具有一个外显子的经典结构。番茄DIR基因家族同拟南芥的共线性关系远高于水稻和大豆。基于系统进化关系将27个番茄DIR成员分为3个不同的亚家族。转录组数据表明大部分DIR基因在番茄根部具有较高的表达量。此外,DIR基因的启动子区域含有多个与干旱、低温等非生物胁迫,以及MeJA、ABA、SA等激素诱导相关的顺式作用元件,且预测到与激素、生长发育、非生物胁迫相关的ERF、E2F/DP、MYB等互作转录因子。结合转录组数据分析,分别有5、10、10和13个SlDIR在农药、干旱、盐和冷胁迫后显著上调表达,其中,SlDIR23受到以上4种胁迫的诱导表达,而SlDIR8、SlDIR13和SlDIR20特异性响应冷胁迫的诱导,SlDIR17特异性响应盐胁迫。番茄DIR的ceRNA调控表明,miR-156与靶基因SlDIR8可能共同作用调控番茄的逆境胁迫。【结论】共鉴定出番茄DIR家族基因27个,不均匀地分布在12条染色体上,在根部有较高的表达量。SlDIR1、SlDIR13和SlDIR14等具有MeJA、ABA、SA等激素响应元件,其中,SlDIR6仅具有MeJA元件,SlDIR27仅具有SA响应元件。另外,SlDIR2、SlDIR14、SlDIR23等参与干旱、盐、低温等多种逆境胁迫,其中SlDIR23在不同胁迫处理下均可被激活。此外,DIR基因和转录因子、非编码RNA相互作用,共同参与调控番茄植株的逆境胁迫。     

外源ABA、Put和BR对亚适温条件下番茄幼苗叶片保护酶活性的影响

【研究目的】笔者研究了亚适温下不同浓度的脱落酸、腐胺、油菜素内脂对冷敏品种番茄“中蔬6号”幼苗保护酶活性的影响。【方法】选用不同浓度ABA、Put、BR溶液喷散番茄幼苗,清水处理作对照,每5d喷一次,共2次。然后在光照培养箱中模拟亚适温环境对番茄幼苗进行处理。【结果】亚适温下,番茄幼苗的MDA含量持续升高、SOD活性先升高后降低。对番茄幼苗进行适宜浓度的ABA、Put、和BR预处理,能够提高亚适温下番茄幼苗的SOD活性,降低MDA含量,有效地缓解亚适温引起的番茄幼苗叶片细胞的膜脂过氧化。降低MDA含量的最适浓度ABA为0.2mmol/L,Put为0.5mmol/L,BR为0.01mg/L;提高SOD活性的最适浓度ABA0.2mmol/L,Put为1.0mmol/L,BR为0.01mg/L。与对照相比,MDA含量分别降低47.7%、43.2%、42.2%,SOD活性分别提高29.2%、17.4%、28.6%;【结论】亚适温对番茄幼苗叶片细胞膜造成了伤害,膜脂过氧化产物MDA含量升高,SOD含量下降;喷施适宜浓度的A-BA、Put、BR可以降低MDA含量,使SOD活性增加,减轻亚适温对番茄幼苗的伤害。     

独行菜抗冷相关基因的克隆及表达分析

【目的】独行菜在种子萌发和幼苗生长阶段可耐受一定程度的低温胁迫,研究独行菜的低温耐受机制。【方法】设计兼并引物,从独行菜冷诱导叶片的cDNA中克隆获得LaCBF3和LaCOR15a基因核心片段。利用半定量RT-PCR法分析两个基因在不同胁迫处理下的表达情况。【结果】获得442 bp LaCBF3及405 bp LaCOR15a核心片段,经比对与拟南芥CBF3、COR15a基因核心片段相似性分别为84.38%、81.8%。半定量RT-PCR结果显示在独行菜幼苗中,LaCOR15a基因不仅响应低温胁迫,还能迅速响应高盐、干旱及ABA处理,不同条件下表达各有差异。LaCBF3仅对低温胁迫响应迅速。【结论】LaCBF3、LaCOR15a在独行菜幼苗响应低温胁迫的分子机制中具有重要的调控作用,且LaCOR15a基因也应答干旱、高盐等非生物胁迫。     

增强UV-B辐射对番茄幼苗内源激素含量的影响

在温室大棚条件下,用UV-B(280～320nm)辐射番茄幼苗,以0.46w·m-2和0.6w·m-2剂量为处理,以自然辐射为对照,研究了UV-B辐射对番茄幼苗的内源激素含量以及IAA/ABA、GA3/ABA、ZR/ABA比例的影响.结果表明:番茄幼苗IAA、GA3、ZR的含量随着辐射的增强而下降,随着辐射时间的延长而减小;而ABA含量随着辐射的增强而升高,随着辐射时间的延长而增大;ABA含量的升高使IAA/ABA、GA3/ABA和ZR/ABA的比值随之降低,最终产生对番茄幼苗生长的抑制.     

柽柳THWRKY12基因的克隆及表达分析

[目的]克隆柽柳THWRKY12基因,并对其进行表达分析。[方法]分别用400 mmol/L NaCl溶液、20%PEG及100μmol/L ABA对柽柳幼苗进行胁迫处理后,用RT-PCR技术研究THWRKY12基因在各组织中的表达情况。[结果]在NaCl和PEG处理下,THWRKY12基因在柽柳幼苗各组织中表达总体呈上调趋势,表明该基因与柽柳的抗盐碱及抗旱过程有关;且ABA处理后THWRKY12基因的表达模式与前两者大致相同,表明该基因可能通过ABA调控的信号通路参与柽柳的抗盐碱及抗旱调控。[结论]该研究为研究WRKY基因在柽柳抗逆性中的作用奠定了基础。     

转反义ACC合成酶基因番茄与普通番茄果实植物内源激素含量的变化

 转反义 ACS( ACC合成酶基因 )番茄与普通番茄果实激素平衡方式不同。普通丽春番茄果实采前 IAA、Z+ ZR(玉米素 +玉米素核苷 )逐渐下降 ,GA在花后 40 d出现高峰 ,之后逐渐下降 ;ABA呈递增趋势 ;IAA/ ABA花后 2 0 d最高 ,花后 40 d至果实变色期变化不显著 ,但果实粉红期至红色期 IAA/ ABA显著下降。转反义 ACS番茄表现了与丽春番茄不同的变化趋势 ,其IAA/ ABA从花后 2 0 d至绿熟期呈上升趋势 ,而绿熟期至腐败期缓慢下降。转反义 ACS番茄生长类激素的含量在果实生长发育时期 (绿熟期之前 )与普通番茄没有显著差异 ,但在成熟衰老时期显著地高于普通番茄。