11个玉米DOF基因对逆境胁迫的表达模式分析

研究玉米DOF基因在玉米不同组织和非生物胁迫条件下的响应表达模式,为进一步阐明玉米DOF基因的生物学功能提供有价值的信息。利用qRT-PCR技术探测11个玉米DOF基因在‘郑58’自交系不同组织中以及在200 mmol/L NaCl溶液、20%PEG6000溶液和铵态氮、硝态氮缺乏胁迫等条件下的表达模式。进化树分析结果表明,这11个ZmDOF基因聚为一个家族,可进一步划归为4组。表达分析结果表明,有6个ZmDOF基因具有组织特异性表达模式,集中在雄花中表达,表明这6个ZmDOF基因在雄花生长发育进程中发挥作用。 ZmDOF22和 ZmDOF40没有检测到表达,可能是表达量太低或者特异时空表达模式。在模拟盐和干旱胁迫下,多数ZmDOF基因表达上调,其中分别有2个和6个基因的表达上调至少5倍。在铵态氮或硝态氮胁迫处理下,分别有3个和5个基因的表达量上调至少5倍,而 ZmDOF2和ZmDOF18/ZmDOF39的表达量明显受到抑制。结果预示这11个ZmDOF基因可能广泛参与玉米生长发育以及抵御各种逆境胁迫的响应途径。     

玉米11个ZmbZIP基因的鉴定及表达特征分析

以玉米自交系郑58为试验材料,利用生物信息学方法和qPCR技术,设置200 mmol/L NaCl、20%PEG6000、4 ℃低温和硝态氮或铵态氮缺乏等胁迫试验,对11个ZmbZIP基因进行生物信息学分析,探测这些基因应答低温、干旱、盐害、缺氮等胁迫时的响应表达模式。系统进化树分析结果表明,11个ZmbZIP基因可以细分为2个亚组;qPCR分析结果表明,不同亚组的ZmbZIP基因在玉米不同组织中呈现不同的表达特征,同一亚组的基因呈现类似的表达模式,反映了ZmbZIP基因在玉米生长发育进程中生物学功能的保守性和分化性。人为模拟盐、干旱、低温和氮缺乏等胁迫的结果表明,ZmbZIP基因受到各种逆境因子的广泛调控,亚组I中的ZmbZIP1、ZmbZIP6和ZmbZIP13的表达量同时受NaCl溶液胁迫诱导而上调(相对表达量上调2倍),受PEG6000胁迫抑制下调;亚组II中的ZmbZIP38、ZmbZIP77、ZmbZIP112和ZmbZIP124同时受盐、PEG6000和低温胁迫诱导上调,硝态氮缺乏胁迫抑制ZmbZIP1、ZmbZIP6和ZmbZIP134基因表达,而铵态氮缺乏胁迫下,这3个基因表达明显上调,推测这些基因广泛参与应答逆境胁迫响应途径。     

渗透胁迫下氮肥形态对烟叶脯氨酸和内源激素含量的影响

采用磺基水杨酸法和酶联免疫法测定了渗透胁迫下不同形态氮肥环境中生长的烤烟叶片脯氨酸和内源激素的含量。结果表明 :在非胁迫条件下 ,铵态氮处理烟叶中脯氨酸 (PRO)和脱落酸 (ABA)、赤霉素 (GA3)含量较高 ,吲哚乙酸 (IAA)含量较低 ;硝态氮处理则相反 ;硝态氮 +铵态氮处理可以提高烟叶玉米素核苷 (ZR)含量。在渗透势为 -0 .3Mpa的渗透胁迫下 ,各种形态氮肥处理烟叶中PRO含量都显著增加 ;铵态氮和硝态氮处理烟叶中ABA含量有升高的趋势 ,IAA和GA3含量明显下降 ;硝态氮 +铵态氮处理烟叶中各种激素含量都有不同程度增加。随胁迫程度增大 ,铵态氮处理烟叶PRO含量显著降低 ,GA3和ZR含量明显增加 ,ABA和IAA含量变化不大 ;硝态氮处理烟叶PRO含量持续增加 ,各种激素含量变化幅度都较小 ;硝态氮 +铵态氮处理烟叶PRO和ABA、GA3、ZR含量有所降低 ,IAA含量变化不明显。提示GA3可能是渗透胁迫下铵态氮处理烟株体内主要的信号传导物质     

氮素形态和光照强度调节黄瓜抗菲胁迫能力的研究

采用营养液培养的方法研究了不同形态氮素营养(NH_4~+-N、NO_3~--N)和光照强度(自然光、弱光)对菲胁迫条件下黄瓜幼苗生长、菲含量、光合特性、体内抗氧化系统和膜稳定性的影响。结果表明:在自然光和弱光条件下,铵态氮营养黄瓜幼苗体内的菲含量分别为5.15和2.66μg·g~(-1),而硝态氮营养黄瓜幼苗体内的菲含量分别为4.03和1.90μg·g~(-1),两种光照强度下铵态氮营养黄瓜幼苗体内的菲含量均较硝态氮营养高。弱光和菲胁迫对铵态氮营养黄瓜幼苗生物量和叶面积的抑制程度较硝态氮营养低。在自然光下,菲胁迫使铵态氮营养黄瓜幼苗的CO_2呼出量增加了30.80%,硝态氮营养的增加了11.95%,铵态氮营养黄瓜幼苗的CO_2呼出量增量较硝态氮营养高;在弱光下,菲胁迫对两种形态氮素营养的CO_2呼出量无显著影响。无论是否加菲,除自然光下铵态氮营养黄瓜幼苗的CAT活性较硝态氮低外,SOD、POD活性在两种光照强度下均在铵态氮营养黄瓜幼苗中高。由此可见,与硝态氮营养相比,铵态氮营养能够提高黄瓜幼苗抵抗弱光和菲胁迫的能力。     

铝胁迫下水稻幼苗对供氮形态的生理响应

在3种氮素形态及其配比(铵态氮/硝态氮的比例分别为100:0、0:100,50:50)的霍格兰营养液中添加不同浓度的AlCl3(20、40、60 mmol/L),研究铝胁迫下氮素形态对水稻幼苗生长及生理生化的影响,探讨铝毒防治措施.研究结果,铝胁迫下水稻幼苗地上部可溶性蛋白质含量、叶绿素含量随着铝处理浓度的升高而减少,根系活力降低,地上部丙二醛含量增加;株高、地上部和地下部干重、主根长度、根总体积均比对照减少.在20～60 mmol/L AlCl3处理范围内,水稻幼苗可溶性蛋白、叶绿素含量和根系活力均以铵态氮/硝态氮为50:50时最高,其次是铵态氮/硝态氮为0:100和100:0;丙二醛则表现为铵态氮/硝态氮为50:50时最低,其次是铵态氮/硝态氮为0:100和100:0.对水稻幼苗各项农艺性状进行了测定,表现为铵态氮/硝态氮为50:50时,铝胁迫下水稻幼苗的根系质量最好,株高和干重最大.各项生理指标和相关农艺性状综合分析结果,铵态氮/硝态氮为50:50营养能缓解氯化铝对水稻幼苗的毒害作用.     

玉米bZIP亚家族基因的表达模式分析

bZIP蛋白是植物转录因子中数目最多、最保守的一类转录因子,参与调控植物生长发育及逆境胁迫响应机制等诸多生命进程。本研究选取玉米bZIP基因亚家族、共计14个ZmbZIP基因为研究对象,系统地研究了ZmbZIP在应答不同逆境胁迫的表达模式。系统进化树分析结果表明,14个ZmbZIP基因可以细分为5个亚组。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,ZmbZIP基因在不同组织器官中有不同的表达模式,其表达模式多样性显示其生物学功能的分化。在人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮/铵态氮缺乏等逆境胁迫条件下,ZmbZIP基因呈现不同的表达模式,表明ZmbZIP基因广泛地参与各类逆境胁迫响应途径,并在其中发挥着不同的作用。本研究为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。     

不同施肥处理对棕壤无机态氮含量的影响

为了研究不同施肥处理对棕壤耕层土壤无机态氮含量的影响。以玉米品种丹玉16为试材,采用长期定位施肥试验(1979~2003年),设不施有机肥区(CK)、低量有机肥区(M1)和高量有机肥区(M2),有机肥施肥量分别为13.50、27.00 t/(hm2.a),研究不同施肥处理对玉米不同时期耕层土壤硝态氮、铵态氮含量变化的影响。播种前有机肥可以显著提高耕层土壤硝态氮、铵态氮的含量,这种规律在玉米施肥后以及抽穗期较为明显。多种化肥配合施用也可以提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮含量在作物播种前、施肥后、苗期、抽穗期都明显高于单施氮肥处理。在拔节期施用高量氮肥处理土壤硝态氮含量最高。有机肥与化肥配合施用土壤硝态氮含量和铵态氮含量在玉米整个生长期都高于其他处理。该研究探明了不同施肥处理对土壤无机态氮含量影响的季节变化规律,为玉米合理施肥,提高氮肥利用率提供理论依据。     

控氮对黄壤坡耕地小麦-玉米轮作土壤氮素分布特征的影响

【目的】为摸清氮肥与作物产量之间的关系,明确冬小麦/夏玉米轮作体系氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮肥的迁移、流失,提高氮肥吸收利用效率和减少环境污染提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,设置不施肥对照、优化减氮25%、优化施肥、优化增氮125%、优化增氮150%、优化增氮200%等6个处理,研究黄壤坡耕地土壤中硝态氮、铵态氮及可溶性氮累积、迁移规律及作物产量的影响。【结果】施氮均能提高土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮的含量及其累积量;各处理硝态氮、铵态氮的垂直迁移趋势不同,且土壤硝态氮、铵态氮主要集中在0～40 cm土层,分别占总硝态氮含量的37.3%～55.1%、29.3%～45.1%,2种作物可溶性氮的垂直迁移趋势基本一致;与优化施肥相比,优化增氮处理对硝态氮、铵态氮向土壤深层迁移趋势影响作用明显,但对土壤可溶性氮向土壤深层迁移趋势影响不明显;施肥各处理的硝态氮、铵态氮和可溶性氮含量及小麦和玉米产量较不施肥处理均有显著增加。【结论】合理施用氮肥可降低土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮及提高作物产量。优化减氮(OPT-N)措施较其他施肥处理的经济效益和环境效益有显著提高,是值得推荐的施氮措施。     

氮形态对低磷胁迫下苗期玉米生物学性状及磷素吸收的影响

采用水培培养的方式,比较Ca3(PO4)2模拟低磷胁迫下3种氮处理(NO3--N、NH4+-N和NO3--N与NH4+-N等体积混合)对玉米生物学特性及磷素吸收的影响。结果表明:当营养液中以Ca3(PO4)2形式供应磷素时,与对照(以KH2PO4形式供应磷素)相比,3种供氮处理玉米的整株生物量分别降低20.6%、12.9%和15.4%;同化物在根、茎和叶的分配也发生明显变化,表现为根冠比、根体积和茎叶比升高,其中硝态氮处理的根冠比升幅最大;对叶片生长的抑制作用最为明显,表现为叶片生物量和总叶面积显著降低,其中铵态氮处理的玉米植株叶面积和光合速率下降幅度最低;硝态氮处理的植株磷吸收量下降幅度最大。结论:玉米抗低磷胁迫的适应途径因供氮形态不同而异,铵态氮处理的植株比硝态氮更耐低磷胁迫。     

氮素形态对甘蔗锰毒黄化的影响

【目的】探究氮素形态对甘蔗锰毒黄化的影响,为防治甘蔗锰毒黄化提供理论依据。【方法】通过水培试验,分析锰毒胁迫期间和锰毒发生后不同氮源对植株锰含量、吸收、分布及叶片黄化的影响的差异性,揭示氮素形态对锰毒黄化的影响。【结果】将硝态氮更换为铵态氮培养后,植株锰毒黄化的幼苗明显变绿,SPAD值显著提高;黄化的幼苗在铵态氮溶液中培养后,叶片复绿速度加快,SPAD显著高于硝态氮处理;在高锰胁迫下,铵态氮处理的植株锰含量显著低于硝态氮处理,且随着处理时间的加长(2、4和9 d),处理间的差异加大;高锰溶液中,铵态氮处理植株的锰吸收量、地上部及根系的锰累积量均显著低于硝态氮处理。铵态氮和硝态氮处理的根系与地上部锰积累量的比值无显著差异。【结论】铵态氮能更有效地阻止锰的吸收,从而有利于减轻幼苗叶片黄化,加速黄化叶片复绿。     

玉米钙依赖蛋白激酶全基因组鉴定及抗旱表达分析

【目的】分析研究玉米钙依赖蛋白激酶全基因组鉴定及抗旱表达。【方法】使用NCBI Blast、DNAMAN和MotifScan等程序分析玉米钙依赖蛋白激酶CDPK的蛋白结构域和系统发育。采用Real-time RT-PCR方法分析CDPK基因在干旱胁迫处理玉米幼苗中的表达,评价CDPK基因对玉米干旱胁迫反应能力。【结果】鉴定出了在玉米中含有39个CDPK基因。将CDPK基因分为4个组。每个群体中的成员有共同的蛋白质基序和外显子及内含子结构,共同的进化起源。39个玉米CDPK基因根据它们的系统发育关系分组,并锚定在特定的玉米染色体上。多数CDPK基因在玉米干旱胁迫中的表达水平发生改变,CDPK基因参与对干旱胁迫的响应。【结论】从玉米基因组数据库中鉴定出了39个CDPK基因,大多数玉米CDPK基因在不同组织和不同发育阶段表现出不同的表达水平,CDPK基因在玉米发育中发挥不同的作用。多数CDPK基因在干旱胁迫下的表达量均发生变化。     

小麦IQM基因家族鉴定及非生物胁迫下表达分析

IQM基因是钙调素结合蛋白家族中的重要分支,在植物生长发育和应激反应中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法在小麦全基因组中鉴定出23个IQM基因家族成员,对其染色体位置、理化性质、系统进化关系、基因结构、蛋白保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达特性等进行了系统分析。结果表明,TaIQM基因家族成员随机分布在小麦18条染色体上,亚细胞定位结果显示所有基因均位于细胞核中,系统进化分析将其分为3个亚类,同一亚类间基因结构、蛋白保守结构域相似度较高,推测其功能相似;顺式作用元件分析表明,TaIQM基因家族成员启动子中含有多种与逆境胁迫及生长发育相关顺式作用元件;转录组数据分析显示,TaIQM基因家族成员在不同时期的根、茎、叶、穗和籽粒中表达量存在显著性差异;qRT-PCR分析显示,在小麦苗期地上部和地下部,TaIQM基因响应干旱、低温、高温、NaCl、ABA等多种胁迫,显示上调或下调表达。初步推断这些基因可能通过Ca²⁺信号通路参与非生物胁迫调控,研究结果为全面解析TaIQM基因结构与生物学功能、非生物胁迫响应分子机制提供依据。     

SUPEROXIDE DISMUTASE FAMILY GENES IN WATERMELON AND THEIR RESPONSES TO DIFFERENT ABIOTIC STRESSES

• A total of 8 SOD genes from watermelon were identified and bioinformatically analyzed. • The SOD proteins from watermelon and other different plant species can be classified into five groups consistent with their metal cofactors. • ClSOD genes exhibited distinctive tissue-specific and abiotic stress responsive expression patterns. Superoxide dismutase (SOD) is an important enzyme in the antioxidant system of plants and plays a vital role in stress responses by maintaining the dynamic balance of reactive oxygen species (ROS) concentrations. Genome-wide analysis of the SOD gene family in various plant species has been conducted but little is known about this gene family in watermelon (Citrullus lanatus). Here, eight SOD genes were identified in the watermelon genome and are designated ClCSD1-5, ClFSD1-2 and ClMSD according to their metal cofactors. Phylogenetic analysis shows that SOD proteins from various plant species can be classified into five groups and members in the same group possess the same metal cofactor and similar subcellular localizations. Expression analysis of the ClSOD genes indicates that they had tissue-specific expression patterns with high expression in different tissues including the leaves, flowers and fruit. In addition, the expression of ClSOD genes differed appreciably under salinity, drought and abscisic acid (ABA) treatments, indicating that they may be involved in ROS scavenging under different abiotic stresses via an ABA-dependent signaling pathway. These results lay the foundation for elucidating the function of ClSOD genes in stress tolerance and fruit development in watermelon.     

玉米ZmCCT10耐低氮功能研究

【目的】土壤氮素缺乏影响玉米的产量和品质,是中国玉米生产面临的重大问题。ZmCCT10编码转录因子,具有一因多效性,ZmCCT10是调控玉米生长发育和响应非生物胁迫重要的调节因子。解析玉米耐低氮的分子机制、聚合抗性基因,为培育耐低氮和氮高效玉米品种奠定基础。【方法】通过比较ZmCCT10近等基因系在低氮胁迫和完全营养水培条件下与耐低氮胁迫相关的性状,分析低氮胁迫后ZmCCT10的表达模式,选择ZmCCT10在近等基因系表达量差异最大的部位与时间点,进行转录组测序。发掘玉米ZmCCT10响应耐低氮反应的特征,探究其参与耐低氮反应的分子机制。【结果】在低氮胁迫条件下,ZmCCT10近等基因系Y331-ΔTE和Y331的根长性状、生物量、氮素生理指标显著差异。其中,ZmCCT10不带有转座子插入的单倍型Y331-ΔTE的总根长、主胚根长、侧根长均显著长于Y331;根干重、地上部干重、氮积累量、硝酸还原酶活性也显著高于Y331。在低氮胁迫后,ZmCCT10在根部和叶片的表达量均显著高于对照处理,且近等基因系间的表达量也具有显著差异,根部和叶片的表达模式也不同。胁迫处理3 h后,ZmCCT10在...     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一。该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异。结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35 880 734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏感型,差异表达基因主要富集于次级代谢产物等相关途径,Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因、转录因子和热激蛋白基因表达在2种萱草中表现出不同的变化,可能导致2种萱草在低温胁迫中的不同反应。qRT-PCR验证结果显示,差异基因的表达变化趋势与RNA-seq结果一致。该研究表明Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因在萱草响应低温胁迫过程中发挥着重要作用。     

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。     

黄瓜DIR家族基因的全基因组鉴定及其表达分析

【目的】基于黄瓜基因组信息和转录组测序大数据,利用生物信息学手段,对黄瓜中DIR基因家族进行鉴定,并分析其在不同组织器官和胁迫响应过程中的表达模式,为后续深入研究黄瓜DIR基因的生物学功能奠定重要基础。【方法】基于已报道的DIR基因HMM模型文件,利用HMMER软件包的hmmsearch程序从黄瓜蛋白数据库中筛选出可能的DIR基因ID,并利用在线工具Pfam和SMART进行验证,最终确定黄瓜DIR家族基因。利用ExPASy、TBtools、GSDS、MEME、MEGA、MCScanX和Circos等工具分析黄瓜DIR基因家族成员的理化特征、染色体定位、基因结构、系统进化树和共线性。基于黄瓜在不同组织和胁迫响应下的转录组测序大数据,利用黄瓜V3版本基因组信息进行转录组分析,检索黄瓜DIR基因在不同转录组测序分析中的表达情况,利用TBtools软件绘制表达热图,分析黄瓜DIR基因在不同组织和胁迫响应过程中的表达模式。【结果】在黄瓜中鉴定到23个DIR家族基因,分布于7条染色体上,编码氨基酸个数在78—684,分子量8.70—73.82 kD;系统进化分析将黄瓜DIR基因家族划分为3个亚族,...     

谷子NADP-ME的鉴定及其对逆境胁迫的响应

【目的】鉴定谷子NADP-ME家族成员,研究不同成员对非生物逆境胁迫的响应,为揭示SiNADP-ME在谷子逆境应答信号途径中的作用奠定基础。【方法】 利用生物信息学方法鉴定谷子基因组中的NADP-ME家族成员。采用GSDS2.0、plantCARE、Clustalx、MEGA6.0等软件及网站ExPASy对鉴定成员蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用qRT-PCR方法检测SiNADP-ME在苗期不同逆境、不同生育期干旱胁迫及不同光照强度下的表达情况。【结果】 谷子NADP-ME家族由7个成员组成,它们在谷子的第2、3、5、7染色体上呈不均匀分布。保守功能域分析显示7个基因都含有NADP-ME特征保守功能域。序列比对发现谷子NADP-ME成员之间序列非常保守,相似性较高,7个谷子成员序列一致性为77.30%,而不同物种NADP-ME序列之间相似性为56.52%。序列分析显示SiNADP-ME1、SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6序列较长,分别编码576、639、652和636个氨基酸,而SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7序列较短,分别编码213、265和149个氨基酸。基因结构分析显示SiNADP-ME1有2个可变剪切,SiNADP-ME5有3个可变剪切,其他基因无可变剪切。SiNADP-ME1、SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7含内含子较少,而SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6含内含子较多。蛋白参数预测显示谷子NADP-ME成员间分子量跨度较大,在161.94—725.43 kD,等电点为5.32—8.05,不稳定指数为23.01—45.01,脂肪系数介于89.19—107.77,平均疏水指数介于-0.218—0.004。亚细胞定位预测显示SiNADP-ME成员主要被定位在叶绿体、线粒体和细胞质中。顺式元件分析显示SiNADP-ME成员启动子区域主要包括激素类应答、逆境应答、光应答以及其他类生长调控相关的顺式元件。聚类分析发现谷子SiNADP-ME基因在单、双子叶植物分离之前就已存在。不同物种同源基因对在进化树中广泛存在揭示它们在进化上可能存在共同祖先,也暗示它们在某些信号通路中可能具有相似的功能。苗期逆境表达分析表明所有谷子SiNADP-ME家族基因表达量在本文应用的4种逆境胁迫下都被明显诱导。SiNADP-ME1在ABA、低温、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的460.53、411.50和15.24倍;SiNADP-ME6在ABA、低温、PEG、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的211.13、15.21、772.41和643.99倍。进一步分析表明SiNADP-ME1和SiNADP-ME6在拔节期、抽穗期和灌浆期干旱胁迫下表达量上调。【结论】 从谷子基因组中鉴定了7个NADP-ME基因家族成员;7个成员间序列非常保守并且都含有NADP-ME基因典型特征结构域;7个谷子NADP-ME家族基因参与了植物非生物逆境应答,特别是SiNADP-ME1和SiNADP-ME6可能在ABA、盐、干旱、低温等逆境应答信号途径中起重要作用。     

DREB转录因子在植物逆境胁迫中的作用及研究进展

DREB转录因子能调控并激发不同基因表达,在多种胁迫下植物分子育种中被广泛的应用。通过对非生物逆境胁迫下不同DREB基因转入小麦、水稻、大麦和玉米等植物的研究,表明其能响应干旱、极端温度、重金属等胁迫。DREB基因过量表达也会促进CBF/DREB的基因及其与抗逆境有关的HSP/LEA等基因表达,保护转基因植物细胞免遭逆境胁迫损害。