菜心 BclUBE2 基因的克隆与表达分析

采用同源克隆法从菜心中获得 cDNA 全长 459 bp 的 E2 基因,命名为 BclUBE2。该基因编码 153 个氨基酸,分子量为 17.24 ku,理论等电点为 5.37,为亲水性非分泌蛋白。结构分析显示,该蛋白含有一个泛素结合酶E2 活性位点、一个 WD 重复序列和一个高度保守的半胱氨酸。进化分析发现,菜心 BclUBE2 蛋白与芸薹属芜菁和油菜的亲缘关系较近。qRT-PCR 分析表明,菜心 BclUBE2 基因在根、茎、叶、叶柄中均有表达,且表达丰度和变化趋势不同。在低温胁迫下,根中的表达量呈现先降低后升高的变化趋势,且在处理 1 h 时表达量最低;在茎、叶、叶柄中均呈现先升高后降低的表达趋势,茎和叶柄处理 6 h 时的表达量最高,叶片处理 1 h 时的表达量最高。说明菜心 BclUBE2 基因在响应低温胁迫中发挥作用。     

香蕉MaARF2基因的克隆及序列表达分析

利用RT-PCR方法从巴西蕉（Musa acuminata L. AAA group, cv. Brazilian）中克隆MaARF2基因,并对其进行序列及表达分析。基因克隆结果获得该基因编码片段,命名为MaARF2,全长2655 bp,编码884个氨基酸,分子量为97 917.38 Da,理论等电点pI为6.64,序列富含丝氨酸、脯氨酸,亲水性氨基酸多于疏水性氨基酸并均匀分布在整个肽链中;通过Motif Search工具发现了ARF基因所特有的B3、Auxin_resp、AUX_IAA family结构域;多序列比对和进化树分析表明,MaARF2基因编码的蛋白与其他植物中ARF基因编码的蛋白具有较高的一致性。qRT-PCR结果表明,MaARF2在香蕉根、茎、叶、花和果实中均表达, 其中叶片中表达水平最高,果实表达量最低;MaARF2在低温、盐和干旱胁迫后表达量均上调,表明其可能参与调控香蕉低温、盐和干旱胁迫响应的过程。本研究首次在香蕉中克隆了MaARF2基因,为进一步研究该基因的生物学功能奠定了基础。     

小桐子ＡＣＯ１基因的克隆与表达分析

     为探讨ACO1基因在小桐子抗逆中的作用,本研究基于小桐子最新注释的基因组数据库,首次克隆了小桐子ACO1基因的全长编码框序列,命名为JcACO1,并对其功能结构域、系统进化、基因结构及器官和低温表达特性进行了分析。结果表明,克隆的JcACO1基因全长为1 022bp,编码319个氨基酸,预测分子量为36.0kDa,等电点5.5。序列比对表明,小桐子JcACO1在序列中部保守性较高,具有1个Pcbc superfamily保守结构域。进化树分析显示,小桐子JcACO1基因与毛果杨、橡胶树、木薯的同源性较高。qRT-PCR表达分析表明,小桐子幼苗JcACO1基因存在器官表达特异性,在叶与茎中表达量较高,而在根中表达量较低。另外,JcACO1基因在三种器官中都受低温诱导,低温胁迫24h时,基因在根与茎中表达量最大。说明JcACO1基因表达量升高,以响应小桐子的抗冷胁迫。     

实时荧光定量PCR检测木薯海藻糖合成酶基因（MeTPS1-3）干旱胁迫下的表达

采用实时荧光定量PCR的方法测定木薯SC124和KU50两个品种在模拟干旱胁迫下海藻糖合成酶基因（MeTPS1-3）的转录水平变化。结果显示,与正常水分组相比：干旱处理2 h后,SC124根、茎、下部成熟叶和上部幼叶MeTPS1-3基因的表达量没有明显变化;而在KU50中,根部相对表达量上升了12倍,茎、下部成熟叶和上部幼叶没有明显变化。干旱处理24 h后,SC124根部相对表达量上升约30倍、茎部有微小的上升、下部成熟叶片却有小幅下降、上部幼叶部位上升约4倍;在KU50品种中,根部上升约14倍,茎部有微小的下调,下部成熟叶和上部幼叶表达量下调。木薯遭受干旱胁迫时,根部MeTPS1-3基因上调表达最明显,由此推测其在木薯抗干旱胁迫中起重要调控作用。     

香蕉MaTPS4基因序列及表达特性分析

通过随机克隆测序法从香蕉根系c DNA文库中获得海藻糖合成酶基因,命名为MaTPS4,全长c DNA序列为2 930 bp,含一个完整的开放阅读框2 574 bp,编码857个氨基酸。生物学信息分析表明,MaTPS4蛋白属于不稳定、疏水性蛋白,pI5.59,结构域TPS和TPP。序列预测分析表明,MaTPS4蛋白定位于细胞质中,具有3个跨膜区域,不存在信号肽。与其他已知植物TPS氨基酸序列同源比对,同源性达到84.90%;进化关系分析表明,香蕉MaTPS4氨基酸与银杏TPS氨基酸序列(AAX16014.1)聚为一类,二者亲缘关系较近,同源性为99%。器官特异性分析表明,MaTPS4在香蕉根系、球茎、假茎、叶、花、果实各器官中均有表达,其中球茎、假茎、叶片和花中表达量较大,根及果实中表达量极少。q RT-PCR分析表明,MaTPS4在根系中的表达经干旱、盐胁迫后均增强,其中盐胁迫24 h时MaTPS4表达量较0 h时高5倍;冷胁迫下,MaTPS4表达量增加,并随时间延长下降,在6 h达到最大;ABA胁迫下,MaTPS4表达量增加,为0 h的5倍;在ACC和Foc TR4胁迫下,MaTPS4表达无变化。因此,MaTPS4可能通过依赖ABA途径调控抗逆胁迫相关基因表达,提高植株对非生物胁迫的抗逆性。     

大豆Glyma.05G222700.2基因生物信息学与逆境表达分析

为研究Glyma.05G222700.2基因编码的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶在抗非生物胁迫过程的功能和原理,促进大豆抗逆候选基因的开发利用,本研究通过生物信息学方法对大豆Glyma.05G222700.2基因进行同源序列、蛋白结构、进化树和转录组分析,通过qRT-PCR分析盐胁迫下大豆不同组织中该基因的表达情况。结果表明:该基因编码区长2 040 bp,编码697个氨基酸,预测分子量为656.54 kD,pI8.026。多序列比对发现Glyma.05G222700.2蛋白包含1个Pkinase结构域。进化树分析表明该蛋白与野大豆、刺毛黧豆、赤豆一致性较高。转录组数据表明Glyma.05G222700.2基因在大豆各组织中均有表达,其中在种子中表达量最高,在根中表达量最低。qRT-PCR结果发现Glyma.05G222700.2基因在毛状根、茎、叶中均有表达,在茎中表达量最高,在叶中表达量最低;在毛状根中盐胁迫12 h表达量达到极值,盐胁迫24 h表达量下降;在茎中表达量呈上升趋势,在24 h表达量达到极值;在叶中表达量不稳定,盐胁迫2 h该基因不表达,盐胁迫6 h该基因表达量达到极值并高于对照,盐胁迫12和24 h表达量低于对照。推断该基因可能在大豆抵抗盐胁迫过程中起到重要作用。     

大豆脂质转运蛋白基因GmLTP3的特征分析

将芝麻的SiLTP3序列与大豆的核苷酸序列进行blast比对,发现大豆含有与芝麻该基因同源性高达94%的序列,克隆该基因并命名为GmLTP3。通过GmLTP3的核苷酸序列推测出其氨基酸序列,利用软件进行多重序列比对和系统发育树构建,发现该氨基酸序列与已确定功能的大豆脂质转运蛋白同源性高达99%,与蒺藜苜蓿和巴旦杏的进化距离最近。采用实时荧光定量PCR法对GmLTP3基因进行定量检测,组织表达分析表明,GmLTP3属于组成性表达基因,在大豆的根、茎、叶、花、萌发的种子中均有表达,并且在花蕾、茎和萌发的种子中表达量较高,在根、叶中表达量较低。非生物胁迫诱导表达分析表明,GmLTP3基因能够对IAA、ABA、PEG、NaCl和冷害作出应答。胁迫处理2 h后,GmLTP3表达量均有下调趋势;胁迫处理12 h后,IAA、ABA、PEG、NaCl诱导GmLTP3的表达量均有不同程度的上调,冷害处理则继续下调表达量。     

甘蔗苏氨酸脱氨酶基因的克隆与表达分析

应用电子克隆技术,以烟草AAG59585序列为探针,获得了甘蔗苏氨酸脱氨酶(threonine deaminase)基因的全长cDNA,命名为ScTD。经RT-PCR扩增和验证,该基因序列与电子克隆结果一致性高达99%。序列分析结果表明:ScTD基因全长2 120 bp,具有完整的开放阅读框(ORF,164~1 681 bp),编码505个氨基酸,该基因编码蛋白定位于微体,为可溶性蛋白,不存在信号肽,二级结构原件多为α-螺旋,含有多个保守功能域,主要在氨基酸合成中发挥作用。电子表达分析结果显示,该基因在甘蔗根尖、根颈、花序、叶片、全株、芽和茎中组成型表达,其中在花序和根中的表达量最高。荧光定量PCR结果分析表明:该基因在甘蔗各组织中均有表达,且在根中的表达量最高。此外,该基因的表达受水杨酸胁迫后表达量最高,约为对照组的43.16倍,其次为聚乙二醇和茉莉酸甲酯,分别为6.90倍和4.40倍,推测该基因的表达与甘蔗抗病虫和抗渗透胁迫有关。此结果为甘蔗ScTD基因的克隆和功能验证以及在甘蔗基因工程中的应用奠定基础。     

甘薯IbGATA16基因的克隆与表达分析

GATA类转录因子在调控植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究从甘薯中克隆出1个IbGATA16基因，对其进行生物信息学分析，并对IbGATA16基因在甘薯干旱和盐胁迫处理中的表达模式进行分析。结果表明：甘薯IbGATA16基因CDS序列全长420bp，编码139个氨基酸，蛋白分子量为15.39kDa，等电点为9.97;IbGATA16基因组全长为582 bp，包含3个外显子和2个内含子；IbGATA16为不稳定的亲水性脂溶蛋白，亚细胞定位预测显示该蛋白定位于细胞核，具有C-X2-C-X17-C-X2-C结构域，属于典型的GATA类转录因子。IbGATA16基因上游1382bp的启动子序列存在多种顺式作用元件，如MYB、ABRE、GARE-motif等。多重序列比对和系统进化树分析结果显示，IbGATA16蛋白与三裂叶薯ItGATA16的亲缘关系最近，N端的锌指结构域序列高度一致，表明二者可能具有相似的功能。实时荧光定量结果表明，IbGATA16在甘薯根、茎、叶片等组织中均有表达，在叶中的表达量显著高于茎与根的表达量。IbGATA16对干旱和盐胁迫显著诱导表达，在干旱和盐胁迫处理0、...     

苦瓜McAPX2基因及其启动子的克隆与表达分析

基于苦瓜叶片均一化文库克隆得到McAPX2基因的cDNA全长序列(Gen Bank登录号:KJ722767.1),采用染色体步移法获得该基因的启动子序列,实时荧光定量PCR技术检测该基因在不同器官中的表达量及低温胁迫对McAPX2表达量的影响。结果表明:McAPX2基因全长1 086 bp,开放阅读框747 bp,编码249个氨基酸;McAPX2属于过氧化物酶家族ClassⅠ的成员,其脂肪族氨基酸指数为83.90,是一个亲水性蛋白,可推测定位于细胞质中;与甜瓜(NP_001284378.1)、黄瓜(ACO90193.1)、南瓜(AHF27424.1)、苦瓜(AGJ72851.1)同源性较高,分别为95%,94%,94%和93%;q RT-PCR结果显示,在苦瓜的根、茎、叶、雌花和幼果等组织器官中McAPX2的表达量存在显著差异,其中根的表达量最大,而在叶片中的表达量最低;在低温胁迫下,随着胁迫时间的延长,McAPX2表达量逐渐上调,处理12 h时达到最大,随后下降,说明该基因的表达与苦瓜耐低温胁迫相关。分离得到McAPX2基因上游调控序列1 267 bp,其启动子含有与GA、ABA、CTK、乙烯等激素和病原菌等生物胁迫以及热激、干旱、低温、光等非生物胁迫的相关元件。     

植物氨基酸液肥浸种对甜玉米幼苗生理及生长的影响

研究了不同浓度的植物氨基酸液肥浸种对甜玉米幼苗生理生化指标和生长发育的影响。结果表明:浸种后提高了幼苗的根数、根干重、根冠比和根系活跃吸收面积,叶片叶绿素含量明显高于对照,过氧化物酶穴POD雪含量提高,膜质过氧化物丙二醛穴MDA雪含量降低。说明用植物氨基酸液肥浸种处理甜玉米,不仅有壮苗效果,还有稳定膜结构、延缓衰老、增强幼苗抗逆性的作用。     

苗期调亏灌溉对夏玉米植株抗倒伏性状的影响

针对黄淮海平原夏玉米生产中干旱和倒伏问题,选用浚单20和伟科702两个高产品种为材料,采取盆栽调亏灌溉的方法,在苗期设置4个干旱胁迫水平,并在拔节期复水至正常水平,研究苗期不同程度的水分亏缺对玉米植株抗倒伏性状及产量的影响。结果表明,轻度干旱胁迫能降低玉米乳熟期穗位系数及长粗比,增加茎粗系数、地上第3节茎秆的穿刺强度及茎秆拉力。此外,轻度干旱胁迫的气生根及总根条数、根干重和根冠比较对照也有明显提高。灌浆期单株总叶面积及产量随干旱胁迫呈先增高后降低的趋势,其中,千粒重的变化是造成产量差异的关键。苗期轻度干旱胁迫结合拔节期复水,可以改善玉米农艺性状,增强茎秆抗倒伏能力,提高玉米子粒产量。     

干旱胁迫对不同抗旱性小麦种子萌发及幼苗根芽生物量分配的影响

为探讨冬小麦种子萌发期抗旱性与幼苗生物量分配的关系,以小麦抗旱型品种长旱58和干旱敏感型品种漯麦18为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,测定和分析了干旱胁迫后小麦种子发芽率、幼苗根冠比、叶绿素含量等16个指标的变化。结果表明,干旱胁迫后,长旱58种子发芽率无明显变化,漯麦18种子发芽率显著下降。干旱胁迫下长旱58种子发芽势、发芽指数、活力指数和干物质转移量显著大于漯麦18,平均发芽时间显著小于漯麦18,长旱58幼苗根、芽的长度和干重及总干重均显著高于漯麦18。干旱胁迫显著增加漯麦18幼苗根冠比,对长旱58萌发第五和第七天的幼苗根冠比无显著影响。干旱胁迫显著降低漯麦18幼苗叶绿素含量,对长旱58无显著影响。由于小麦萌发期幼苗干物质累积取决于种子中营养物质的转移和呼吸消耗,因此推测种子营养物质的快速转移和低呼吸消耗有助于提高小麦萌发期的抗旱能力,促进干旱胁迫下种子萌发和幼苗生长。     

Effects of sulphur supply on the morphology of shoots and roots of alfalfa (Medicago sativa L.)

A sulphur (S)‐deficient top soil was used in a pot experiment to investigate the effect of S supply on shoot and root growth and development in alfalfa (Medicago sativa L.). The treatments consisted of three rates of addition of S: 0, 20 and 40 mg kg^?1 soil and each was replicated four times. Alfalfa was harvested at 15, 30, 45, 60 and 75 d after seedling emergence. By the end of the experiment, plants with S supply had a significantly larger leaf area, heavier leaf, shoot and root dry weight per pot than controls. The effects of adding S also significantly increased plant height, basal stem diameter, chlorophyll concentration of young leaves, root length and root surface area compared with controls. The effects of S were greater on shoots than on roots. The ratio of root to shoot dry weight was 0·47 when S was supplied and 0·88 without added S, indicating that c. 0·32 and 0·47 of the total net photosynthate, produced with or without S supply, respectively, were used for the development of roots. Overall, overcoming S deficiency resulted in a significant increase in shoot and root growth.     

小麦苗期抗旱相关形态指标的灰色关联度分析

为了系统研究小麦苗期形态指标与抗旱性的关系并筛选有效的抗旱性指标,使用PEG-6000模拟干旱胁迫,采用灰色关联度分析法分析了28份小麦品种苗期干旱胁迫下的苗高、最长根长、根数、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重、叶片数、根冠比等9个形态指标与抗旱系数的关联程度,并以所得加权抗旱系数对各品种进行聚类分析.结果显示,各形态指标与抗旱系数的关联度依次为:叶片数(0.817)>苗高(0.766)>地上部干重(0.746)>地上部鲜重(0.729)>根数(0.699)>根干重(0.688)>根鲜重(0.681)>根冠比(0.645)>最长根长(0.399).研究还表明,9个形态指标可分为叶片相关因子、地上部生物量因子和根部生物量因子三大类,地上部生物量因子的关联度大于根部生物量因子;不能只通过差异显著度检验来判断某一指标是否可以用作抗旱性鉴定;聚类结果能较好地反映各小麦品种的地域分布.因此,进行小麦品种苗期抗旱性鉴定时,应加强对地上部形态指标的选择和鉴定,以提高选择效率.     

不同程度干旱胁迫对马铃薯幼苗生长和生理特性的影响

试验以马铃薯品种美康1号原种一代为材料,用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,设置土壤田间最大持水量的80%、60%、40%和20%4个水分处理水平,研究了不同程度干旱胁迫对马铃薯幼苗生长和生理特性的影响,结果表明：苗期土壤含水量为田间最大持水量80%（CK）时,株高、茎粗、单株叶面积、地上部鲜重均最大,随土壤含水量的降低和...     

基于主成分分析的玉米萌发期抗旱性综合评定

试验在人工气候室内利用称重法精确控制75%和35%土壤相对含水量(RWC),通过分析播种后7 d不同玉米品种的发芽率、根系生长、干物质转化等对干旱胁迫的响应差异,对10个玉米品种进行萌发期抗旱性综合评定。结果表明,干旱胁迫降低了玉米的发芽势、发芽率、发芽指数、种子萌发抗旱指数、地上部与地下根物质积累和贮藏物质转运率,增大了根冠比。利用主成分分析与热图分析得出,玉米萌发期抗旱鉴定的四级指标分别为干物质积累量、发芽指数和种子萌发抗旱指数;根长、根冠比和根干重等;根体积和贮藏物质转运率;发芽势。将指标按照对抗旱性影响的差异分为4类,发芽率、发芽指数、种子萌发抗旱指数;根体积、贮藏物质转运率;根冠比;根长和芽长。依据综合值对10个玉米品种萌发期抗旱性评价,其抗旱性强弱依次为浚单29、蠡玉35、五谷704、吉祥1号、先玉335、博优989、郑单958、伟科702、农玉2号、登海605。     

番茄NAM基因的克隆与遗传转化

为了研究番茄NAM基因的功能,利用RT-PCR技术从番茄cDNA中分离了NAM(GenBank登录号:FJ435163.1)基因,该基因ORF全长1 053 bp,共编码351个氨基酸,N端含有NAC结构域.定量RT-PCR分析结果表明,该基因在番茄的根、茎、叶、花和果实中均有较强表达.为了进一步研究番茄NAM基因的功能,构建了NAM基因的超表达载体pLP100-35S-NAM,通过农杆菌介导法转化番茄,并获得抗性植株.经表型分析,转基因番茄植株矮小,生长受到抑制,叶片形态异常,表明NAM基因影响番茄顶端分生组织(SAM)的形成和叶片形态的发生.     

Effects of uniconazole rate on agronomic traits and physiological indexes of rapeseed blanket seedling

Mechanized transplanting of rapeseed (Brassica napus L.) blanket seedling is an innovative cultivation technology. Cultivating high quality blanket seedling to ensure high survival rate of seedling after transplanting is the key of the technology. The effects of different uniconazole rates of 0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg/tray, spraying at one leaf and one heart stage, on selected agronomic traits, physiological indexes and survival rate of two rapeseed cultivars (‘Qinyou 10′ and ’Yangyou 9′) were investigated in 2018 and 2019. Our results showed that the plant height decreased significantly with the increase of uniconazole rate. However, the collar diameter increased significantly with the increase of uniconazole rate up to 1.5 mg/tray, and the leaf area, dry weights of root and shoot increased with increased uniconazole rate up to 1.0 mg/tray. The root to shoot ratios, N concentrations of root and shoot with the uniconazole rates of 1.0 and 1.5 mg/tray were higher than those with other treatments. As uniconazole rate increasing, gibberellin (GA) and auxin (IAA) concentrations of root and shoot decreased, while abscisic acid (ABA) concentrations increased, and cytokinin (CTK) concentrations topped at uniconazole rate of 1.0 mg/tray and decreased thereafter. The seedling survival rates with 1.0 and 1.5 mg/tray were greatly higher than those in other treatments. Regression analysis suggested plant survival rate was positively related to CTK concentrations and negatively to GA concentrations of root and shoot. To achieve high survival rate after mechanized transplanting, our study revealed that the uniconazole applied at a rate of 1.0 mg/tray was recommended as the best, followed by 1.5 mg/tray. The findings would help to enhance qualities of rapeseed blanket seedling and to promote popularization of mechanized transplanting of rapeseed production.     

Seed Treatment with Uniconazole Powder Improves Soybean Seedling Growth under Shading by Corn in Relay Strip Intercropping System

The relay strip intercropping system of wheat-corn-soybean is widely used in southwest China. However, it is hard to obtain a stable production of soybean with this system, since soybean plants grow under shading by corn; the stems are thinner and susceptible to lodging. We examined the effects of seed treatment with uniconazole powder (0, 2, 4 and 8 mg kg-¹ seed) on the growth of soybean seedlings under relay strip intercropping, some morphological characteristics and yield. The seedling height, first internode length, cotyledonary node height and leaf area per plant were decreased, while the stem diameter, root dry weight, shoot dry weight, root volume, leaf greenness and root to shoot dry weight ratio were increased by uniconazole treatment. The root vigor and root active absorption area were also increased significantly by uniconazole treatment. Moreover, 2 and 4 mg kg-¹ uniconazole powder treatment increased shoot dry weight, number of pods per plant, number of seeds per pod and seed yield significantly. Thus, the results suggested that seed treatment with uniconazole powder at a suitable concentration can improve soybean seedling growth, resist the lodging and also increase the seed yield under shading by corn in relay strip intercropping system.