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1.
木本竹因其优质材性而成为传统木材良好的替代品。木质化程度和木质素含量影响着木材材性,然而单子叶植物的木质化调控网络尚不清楚。为了阐明毛竹(Phyllostachys edulis)木质化的分子调控机制,利用转录组、miRNA和降解组测序,并结合实验对竹笋进行综合分析研究。结果表明:木质化程度和木质素含量随笋高度的增加而增加,而苯丙氨酸解氨酶(PAL)和漆酶(LAC)活性则随笋高度的增加表现为先升高后降低。在不同高度笋的代表性节间(第13节)的不同部位中共鉴定了11 504个差异表达基因(DEG),其中与细胞壁和木质素生物合成相关的大部分DEG表达随笋高度上调,而与细胞生长相关的一些DEG表达则下调。通过miRNA测序鉴定出1 502个miRNA,包括已知的1 223个和新鉴定的279个。通过生物信息学预测和降解组分析,共鉴定出691个差异表达的miRNA,共靶向5 756个差异表达基因。据此构建了毛竹笋木质化调控网络,包括11个miRNA、22个转录因子和36个酶基因。另外,根据过表达PeLAC20转基因拟南芥中木质素含量显著增加,提出了一个miRNA介导的‘MYB-PeLAC20’的木质素单体聚合调控模型。研究结果不仅对解析竹子木质素生物合成的调控分子机制具有重要科学价值,而且对理解其他单子叶植物的相关机制具有重要参考价值,有助于制定竹材材性改良策略。 相似文献
2.
3.
种子发育及其调控机制是发育生物学中重要的问题。在被子植物中,种子发育从双受精事件开始,继而形成二倍体胚和三倍体胚乳,种皮包裹着胚和胚乳,胚、胚乳和种皮协调生长和调控,从而确定种子的最终大小。种子生长主要由合子组织和母体的内部遗传信息控制。种子大小可通过调节胚乳生长来控制,即种子大小取决于合子组织的基因型。母体为胚胎和胚乳的生长提供空间,种皮发育决定种子大小的上限,说明母体组织的基因型也调控着种子的大小。目前已知控制种子大小的信号途径主要有:IKU(HAIKU)通路、泛素-蛋白酶体通路、G(Guanosine triphosphate)蛋白信号通路和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路,植物激素和转录调节因子。本研究综述了拟南芥和水稻两种模式植物种子大小调控的研究进展,主要围绕调控因子的遗传和分子机制展开。 相似文献
4.
探究适于引黄灌区枸杞的水分调控和种植模式,以解决水土资源紧缺的生产实际问题。采用两因素随机区组设计进行大田试验,设置4个水分梯度(充分灌溉W0,75%~85%;轻度亏缺W1,65%~75%;中度亏缺W2,55%~65%;重度亏缺W3,45%~55%)和2种种植模式(枸杞单作D、枸杞间作苜蓿J),研究不同灌水种植模式对土壤水分含量,以及枸杞耗水特征、生长、产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,枸杞总耗水量随水分亏缺程度加重而减小,间作较单作增加了耗水量,但同时提高了灌水利用比例。枸杞生长随水分亏缺程度加重而减缓,间作苜蓿抑制枸杞生长。轻度亏缺W1提高了枸杞干果百粒质量,充分灌溉枸杞产量最大,轻度亏缺枸杞水分利用效率最高,DW1处理水分利用效率为3.83 kg/(hm2·mm)。间作苜蓿对枸杞产量影响不显著,降低了枸杞水分利用效率,但因苜蓿的产出而提升了综合效益。综合考虑,轻度水分调控W1的枸杞生长与水分利用效率均较优,间作会一定程度上影响枸杞生长,但能提高水土资源利用效率。 相似文献
5.
【目的】以条锈菌和白粉菌胁迫的普通小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,分析由可变剪切(alternative splicing,AS)形成的TaNAC结构变异转录本,同时分析TaNAC基因的microRNA调控位点,为进一步解析TaNAC基因通过转录后调控参与小麦响应真菌胁迫奠定基础。【方法】普通小麦兼抗种质N9134在被白粉菌和条锈菌分别侵染后,各8个时间点取样并混合,然后从混合样本中克隆得到大量TaNAC转录本。参考中国春小麦基因组注释信息(IWGSC RefSeq v1.1)进行比对,选择由可变剪切形成的TaNAC序列结构变异转录本,分析它们的序列结构特征。利用生物信息学软件和在线工具,对这些TaNAC结构变异转录本编码产物的功能结构域、高级结构、理化性质、亚细胞定位等特征和变异情况进行比对分析。同时,利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统验证其中1对TaNAC结构变异转录本的亚细胞定位预测结果,并选取5组TaNAC基因的可变剪切序列结构变异转录本进行酵母转录自激活试验,研究序列结构变异对TaNAC基因转录调控活性的影响。此外,利用miRBase数据库收录的小麦中已报道的miRNAs和TaNAC基因,进行靶基因预测分析,建立小麦TaNAC家族成员与miRNAs的靶向关系。【结果】以条锈菌和白粉菌侵染的普通小麦兼抗种质N9134为材料,克隆得到的TaNAC转录本中的35条序列结构变异转录本由13个TaNAC基因可变剪切形成。通过分析发现,同一TaNAC基因由可变剪切形成的不同结构变异转录本的核酸序列结构存在差异,而且其对应编码产物的功能结构域、高级结构、理化性质和亚细胞定位等方面均会存在差异,同时也会表现出不同的转录调控活性;不同TaNAC基因的可变剪切方式存在差异,而且它们的结构变异转录本及其编码产物在结构特征、理化性质和转录调控活性等方面也均呈现出多样性的特征。通过分析TaNAC基因与其在编码序列区域的靶标tae-miRNAs,发现具有可变剪切转录本的TaNAC基因与tae-miRNA的结合位点均在其非可变剪切区域。【结论】TaNAC基因可以通过可变剪切这种转录后调控方式参与小麦对真菌胁迫的响应;同时发现,调控TaNAC基因的tae-miRNA可以独立于可变剪切这种转录后调控方式行使功能。 相似文献
6.
旨为分析静原鸡胸肌和腿肌中circRNA的表达模式与肌苷酸(Inosine monphosphate,IMP)在肌肉组织特异性沉积的关系。利用RNA-seq技术对选取的具有相同遗传背景180日龄静原鸡胸肌和腿肌进行全转录组测序,对获得的测序数据进行拼接、比对、注释和差异分析等,并对差异表达的circRNA和mRNA进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,使用qRT-PCR对转录组结果进行表达量验证。结果表明:共筛选到circRNA 3 283个,组织特异性表达circRNA 242个。以|log2Fold change|≥1,P0.05为筛选条件,共得到差异circRNA 446个,DEGs 1 100个,差异miRNA 36个;对差异表达的circRNA和mRNA进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,两者都显著富集于糖酵解/糖异生通路和心肌细胞的肾上腺素信号传导,并且差异circRNA显著富集于嘌呤代谢通路,DEGs显著富集于氨基酸的生物合成、磷酸戊糖途径、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等与IMP合成高度相关的通路。对差异circRNA进行靶基因预测,构建circRNA-miRNA-mRNA可视化共表达网络,筛选到以novel_circ_0013580、novel_circ_0012931、novel_circ_0011886、novel_circ_0013588、novel_circ_0007737和novel_circ_0008274为核心的转录后调控因子和以PKM2、GART为核心的靶基因,靶向基因分析发现IMP合成关键调控因子可能来源于同一亲本基因的novel_circ_0013580和novel_circ_0013588,两者能够同时结合novel_409作用于靶基因GART。对6个circRNA和6个miRNA qRT-PCR检测结果与全转录组测序结果趋势一致。综上,circRNA在静原鸡胸肌和腿肌中的差异性表达与IMP的特异性沉积具有相关性,为研究地方鸡种IMP在肌肉组织中特异性沉积的分子机制提供参考信息。 相似文献
7.
《土壤与作物》2021,(1)
《土壤与作物》(ISSN:2095-2961,CN:23-1580/S),中国科学院东北地理与农业生态研究所主管,中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心主办,重点刊登气候变化背景下的土壤与作物交互作用的过程、机理和调控技术方面的基础理论和应用层面的简报、学术论文及综述文章,包括土壤肥力质量与作物生产力、土壤水分和养分有效性与作物生育、土壤有益/病原微生物与作物互作、作物适应气候变化的根际微环境等与土壤-作物互作相关的土壤生物化学和物理学、分子生物学、作物逆境生物学和作物生长发育模型等。土壤与作物资源保护、管理及其高效利用、作物生态也属于该刊范畴。 相似文献
8.
《中国马铃薯》2021,(1):68-74
无机磷是马铃薯生长和块茎发育必需的大量营养元素,广泛参与了遗传物质和生物膜的构成、能量转化以及代谢调控等过程,对马铃薯茎叶生长和块茎发育起着重要的作用。土壤的磷含量会明显影响马铃薯的发育,且在不同遗传特性的马铃薯品种间存在磷效率差异。为了保证马铃薯的正常生长和产量的稳定,磷肥在马铃薯种植业中被大量使用。然而,磷肥的过量使用已对环境和人体健康造成了一定威胁,随着中国对环境和食品安全标准的不断提高,有效解决这一问题已迫在眉睫。因此,充分利用马铃薯自身遗传特性来提高无机磷的利用率,是保持块茎产量、节约种植成本和降低环境影响的有效方法。综述了国内外对马铃薯磷酸盐转运机制和响应磷胁迫生长的相关研究,以期为深入研究马铃薯无机磷转运机制和培育磷高效利用品种提供科学的指导策略。 相似文献
9.
植物油脂不仅是人类可食用油的主要来源,也是人类生产生活中重要的可再生原料。本文概述了植物油脂的生物合成途径,从母体效应、QTL、GWAS等多个方面总结了油料作物油脂合成的遗传学研究进展,同时探讨了已知的油脂合成调控相关基因的功能。本文综述了该领域的研究现状,为深入了解油料作物油脂合成调控网络提供了参考,也为油料作物的分子改良和遗传育种提供了理论基础。 相似文献
10.
【目的】紫色土坡耕地土壤侵蚀严重,研究土壤管理措施对不同侵蚀程度坡耕地耕层侵蚀恢复作用,为紫色土坡耕地耕层质量调控和坡耕地持续利用提供理论及实践依据。【方法】采用单因素方差分析(One-way ANOVA)检验各指标的差异显著性,研究不施肥(CK)、施化肥(F)、施生物炭+化肥(BF)3种土壤管理措施对侵蚀0 cm(S-0)、侵蚀5 cm(S-5)、侵蚀10 cm(S-10)、侵蚀15 cm(S-15)、侵蚀20 cm(S-20) 5个不同侵蚀程度坡耕地耕层土壤属性的恢复作用。【结果】(1)随侵蚀程度增加,土壤砂粒含量由38.1%—42.4%逐渐增至44.2%—46.4%,土壤黏粒含量由12.6%—14.8%逐渐减少至9.6%—11.0%;与S-0、S-5、S-10相比,S-15、S-20土壤容重显著增大;S-10侵蚀程度下,土壤抗剪强度最大,在8.71—9.56 kg·cm-2之间;F、BF处理下S-15侵蚀程度的土壤稳定入渗率、平均入渗率降幅均最大。(2)不同管理措施下坡耕地耕层土壤属性差异显著,BF处理下土壤砂粒含量小、黏粒含量最大,0—10 cm、10—20 cm土层土壤容重显著低于CK(P<0.05),土壤总孔隙度、毛管孔隙度均显著高于CK、F处理;BF处理下土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率均最大,CK处理最小;与CK处理相比,BF处理土壤抗剪强度显著增大。(3)随侵蚀程度增加,土壤可蚀性K值显著下降,与S-0相比,S-20侵蚀程度下土壤可蚀性K值下降0.1960%—0.2192%;BF处理下土壤可蚀性K值最大,F处理次之,CK最小;S-10侵蚀程度下F、BF处理的K值均较CK增加幅度最大,分别增加0.0684%、0.1404%。【结论】施加生物炭+化肥在改善土壤物质组成、结构特征、提高土壤蓄渗性能等方面较单施化肥效果更为显著,可有效减轻紫色土坡耕地耕层土壤侵蚀,对侵蚀10 cm条件下的坡耕地耕作层(0—20 cm)土壤的改良效果最佳。 相似文献