砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻苗生长、磷和砷吸收的影响

 通过盆栽试验研究了苗期砷胁迫下磷用量对磷高效水稻99011和磷低效水稻99056生长以及对P、As吸收的影响。试验设3个磷水平（0、30、150 mg/kg）和5个砷水平（0、25、50、100、200 mg/kg）。结果表明,苗期施砷显著增加了两个水稻品种地上部及地下部砷的含量,降低了两个水稻品种的株高、分蘖数、地上部及地下部干质量;施磷不但促进了两个水稻品种的生长,而且还增加了根系对砷的吸收量。当土壤砷浓度为25 mg/kg和50 mg/kg时,施用30 mg/kg磷抑制了两个水稻品种砷向地上部的转移,但施用150 mg/kg磷却促进了砷向地上部的转移。相同的处理,磷高效水稻99011地上部干质量和根干质量均显著高于磷低效水稻99056。施砷后,在30 mg/kg磷水平上磷低效水稻99056的砷转移系数最低。     

小麦PHD基因家族鉴定及干旱胁迫应答分析

PHD (Plant homeodomain)基因家族是一类编码锌指类转录因子的家族,在调节植物的生长发育过程中起着重要作用。然而,目前对于PHD基因家族如何参与杂交种小麦的干旱胁迫响应的报道较少。本研究利用小麦最新基因组数据鉴定出165个PHD家族基因,这些PHD基因分布在21条染色体上,且在这些基因中存在7对片段重复。外显子/内含子结构和蛋白基序分析发现每个分支中的基因均具有相似的结构。Gene ontology (GO)分析表明,大部分PHD蛋白主要在细胞核内发挥作用,参与多种结合过程、表观遗传、植物生长发育及逆境胁迫响应等生物学过程。通过抗旱转录组及组织表达数据,共筛选出7个PHD基因与干旱胁迫耐受相关。进一步使用干旱处理前后的小麦杂交种‘JM6’及其父母本为材料,对筛选出的7个PHD基因进行实时荧光定量PCR验证,发现TaPHD-D18、TaPHD-D23、TaPHD-A44和TaPHD-B57基因可能参与了杂交种‘JM6’的抗旱过程。综上所述,本研究从小麦PHD家族中筛选出4个参与杂交种小麦‘JM6’抗旱候选基因,为进一步深入研究小麦PHD家族基因在杂交种小麦中的抗旱性提供...     

砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻产量、生物量以及P、As含量的影响

【目的】阐明磷肥用量以及水稻磷营养特性对砷污染水稻产量、生物量及其安全性的影响,探讨降低水稻砷污染的农艺措施。【方法】以2个耐低磷（磷高效吸收型品种99011和磷高效利用型品种580）和1个低磷敏感型水稻（99056）为材料,通过土培试验研究不同磷用量对中、高度砷污染土壤上水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和稻米P、As含量的影响。【结果】与无砷处理相比,50 mg•kg-1的砷略微增加水稻的生物量,但降低水稻产量,增施磷肥显著提高生物量和产量;100 mg•kg-1的砷显著降低水稻生物量和产量,增施磷肥显著提高生物量,但产量在磷用量为30 mg•kg-1时最高,磷用量为150 mg•kg-1时最低（为0）。砷污染土壤上,水稻不同部位As含量为秸秆>>颖壳>>糙米,且As含量随磷用量或砷浓度的增加而增加。在砷胁迫或者磷、砷双重胁迫下,同一处理的水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和糙米P含量均为99011＞580＞99056,3个品种之间差异显著,且磷用量越少、砷浓度越高,品种之间差异越大;秸秆、颖壳和糙米As含量为99056＞580＞99011,3个品种之间差异显著,且磷用量和（或）砷浓度越高,品种之间差异越大。在砷浓度≤50 mg•kg-1和磷用量≤30 mg•kg-1时,磷高效吸收型品种99011能够获得较高的产量,且稻米As含量低于国家食品安全标准。【结论】砷胁迫下,水稻产量及其As含量与品种磷营养特性以及施肥量密切相关。在中、轻度砷污染土壤上,可以通过选用磷高效吸收型水稻品种,并根据土壤磷丰缺程度适当减少磷肥用量等措施来保证水稻数量和质量安全。     

干旱胁迫下小麦根部蛋白表达变化的双向电泳分析

干旱是影响小麦生长和产量的主要环境因素之一,研究小麦耐旱机制对提高小麦产量保证粮食安全有重要的意义。本研究以耐旱小麦晋麦79为材料,利用双向电泳技术,对其两叶一心期幼苗在16. 7%PEG-6000胁迫0、1、6、72 h的根部蛋白质表达谱进行分析,比较不同胁迫时间点的小麦蛋白质表达谱的差异。结果表明,相对于0 h的表达谱,67种蛋白质在不同的胁迫时间点改变了其表达丰度。对其中至少在某一个时间点上调表达2倍以上的20个蛋白质点进行基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)分析,质谱结果中得到了18个阳性蛋白质点的信息,包括9个功能已知的蛋白和9个未鉴定的蛋白。已知功能的蛋白涉及到能量代谢、胁迫耐受性、信号转导和蛋白质合成/代谢等生理生化过程,表明植物在干旱胁迫下调节多种蛋白质的表达,综合调控其耐旱性。同时,干旱胁迫下未鉴定的丰度差异蛋白质点(DAPs)为克隆新的干旱相关基因和进一步研究小麦的耐旱机理提供了有价值的信息。本试验结果为进一步研究小麦耐旱机理奠定了基础。     

小麦耐盐相关基因TaRSTR的克隆与功能分析

高盐是限制植物生长和发育的重要非生物胁迫因子。以耐盐小麦RH8706-49根部基因表达谱芯片结果为基础,利用电子克隆和RT-PCR方法克隆了一个盐胁迫时上调表达的基因,命名为TaRSTR(登录号:EU263918)。荧光定量PCR分析证实该基因受盐胁迫诱导表达,亚细胞定位结果显示TaRSTR蛋白定位在细胞核里。TaRSTR过表达提高了转基因拟南芥在盐胁迫下的种子萌发率及成年植株的耐受性。TaRSTR基因过表达可显著提高已知耐盐相关基因At FRY1、At P5CS1和AtRD29B的表达量,推测TaRSTR基因通过这些标记基因提高了转基因拟南芥的耐盐性。上述结果表明TaRSTR基因过表达能提高植株的耐盐性,是植物耐盐的正调节子。     

小麦糖基转移酶家族候选基因干旱胁迫表达模式分析

糖基化是植物中重要的一种蛋白质翻译后修饰,参与多种生物学功能的调控。在糖基化酶类中糖基转移酶(glycosyltransferase, GT)是最重要的酶类之一。采用生物信息学方法对小麦中的GT家族211个基因进行系统进化、基因结构、motif保守结构域、染色体分布、等电点等方面系统分析。进一步通过与抗旱转录组数据库中的基因进行比对,共筛选获得了18个糖基转移酶基因(TaGT186, TaGT204, TaGT157, TaGT138, TaGT195, TaGT169, TaGT32, TaGT145, TaGT66, TaGT77, TaGT92, TaGT140, TaGT155, TaGT167, TaGT175, TaGT-178, TaGT130, TaGT187)。以干旱处理的小麦杂交种JM179及其父母本为试材,通过荧光定量PCR验证,发现TaGT157基因在干旱处理的JM179材料中的表达量显著高于其父母本,该基因可能参与了杂交种的抗旱分子调控。综上所述,本研究从小麦GT家族中筛选参与抗旱杂种优势调控的糖基转移酶基因TaGT157,为接下来的小麦GT家族在抗旱杂种优势...