玉米苗期在盐胁迫下耐盐相关QTL分析

通过对玉米耐盐性状基因的QTL定位,找到耐盐性状控制位点在染色体上的位置,来帮助耐盐玉米品种的选育和基因的克隆。本研究选用耐盐自交系8723和盐敏感自交系P138为材料构建的F2群体,通过Jionmap 4.0软件对F2群体构建分子遗传连锁图谱。构建了一个包含有174个SSR标记位点的分子遗传连锁图谱,平均分布在玉米的10条染色体上共2 764.3 cM,标记区间平均间距为15.88 cM。通过对表型数据的分析,对玉米的4个植株性状进行了QTL定位。结果共检测到8个与玉米苗期耐盐性状相关的QTLs,分别位于2号、4号、6号、9号染色体上。本研究结果为幼苗在盐碱地正常生长提供科学依据。     

小G蛋白Rab2基因参与小麦抗叶锈病反应的研究

为了解叶锈菌侵染小麦后小G蛋白Rab2基因的表达情况,明确其与抗病性的关系,从分子水平上探讨小麦的抗叶锈病机制。以普通六倍体小麦近等基因系TcLr1和叶锈菌小种05-22-64①和05-8-63①为试验材料,构建小麦亲和与非亲和组合,利用实时定量PCR技术对小麦小G蛋白Rab2基因的表达情况进行检测。结果表明:在小麦叶锈菌侵染过程中,Rab2基因主要在侵染的前期表达迅速,随着时间的推移表达量有所下降。非亲和叶锈菌菌株可以诱导小G蛋白Rab2基因表达量的升高,而亲和叶锈菌菌株抑制小G蛋白Rab2基因的表达。由此表明,小G蛋白可能与寄主和病原物的亲和程度有着直接的关系。     

盐胁迫下玉米离子变化及转录组分析

为了研究玉米在盐胁迫下体内离子变化以及功能基因的响应,为今后培育耐盐玉米品种奠定基础.本研究以4份玉米自交系为研究对象,在200mmol/L的NaCl溶液胁迫14天后,对玉米地下、地上部分中的Na+、K+、Ca2+含量进行测定并分析;同时,进行了转录组分析,研究玉米在盐胁迫下功能基因的表达情况.结果显示,4个自交系中叶...     

玉米幼苗对盐胁迫的生理响应

土壤盐渍化是目前危害农业生产的环境因子之一,我国约有0.2亿多公顷盐渍土地,因此研究盐分胁迫下农作物的基础生理响应,在理论和实践上都有十分重要的意义.本文以玉米(Zea mays L.)为材料,系统研究了盐胁迫下Na 、K 、Cl-在植株各部位的分布及其光合能力、叶绿体超微结构的变化等指标,探讨了玉米对NaCl胁迫的生理响应.     

玉米发芽期响应盐胁迫的转录组分析

玉米种子发芽期对盐分较为敏感,为了进一步明确玉米发芽期对盐胁迫的应答机制,本研究利用高通量转录组测序技术,对玉米耐盐自交系昌7-2在150 mmol/L NaCl胁迫下的胚芽进行转录组测序和数据分析。结果表明：共有40 290个Unigenes获得功能注释,其中差异表达基因615个。在差异表达基因的GO富集分析中,对富集程度明显的前20个类别做出功能分析。有21个DEGs富集到苯丙烷类的生物合成途径,是KEGG富集分析最显著的通路。对差异表达基因进行COG分类,共得到25个不同的COG功能注释。通过对目标基因的挖掘共得到13个较重要的转录因子,涉及到MYB、WRKY、AP2、bZIP、bHLH和NAC等6个家族。本研究为挖掘玉米耐盐相关基因、解析玉米响应盐胁迫的分子调控机制提供科学依据。     

盐胁迫下AM真菌对玉米生长及耐盐生理指标的影响

在自然盐渍土壤上和人工模拟盐胁迫条件下, 采用盆栽方法研究了长期(86天)和短期(1周)盐胁迫条件下丛枝菌根真菌对玉米植株生长和耐盐生理指标的影响。 结果表明： 在自然盐渍土壤和人工模拟长期盐胁迫条件下, 菌根真菌显著提高了玉米的相对产量; 在短期盐胁迫条件下, 接种菌根真菌处理的玉米叶片细胞质膜透性低于不接种     

小冰麦(Triticum aestivum -Agropyron intermedium)对盐胁迫和碱胁迫的生理响应

将两种中性盐（NaCl和Na₂SO₄）和两种碱性盐（NaHCO₃和Na₂CO₃）按摩尔质量比1∶1混合,在60~300 mmol L^-1盐浓度内模拟出5种强度的盐胁迫条件,在30~180 mmol L^-1盐浓度内模拟出6种强度的碱胁迫条件,并以此对小冰麦苗胁迫处理12 d。测定相对生长率（RGR）、含水量、丙二醛（MDA）、电解质外渗率、叶绿素、类胡萝卜素6项胁变指标和Na⁺、K⁺、脯氨酸、甜菜碱、有机酸5种溶质含量。结果表明,碱胁迫下小冰麦的各项胁变反应均明显大于盐胁迫下。在本试验条件下,小冰麦可耐受的最高盐胁迫浓度为300 mmol L^-1,而碱胁迫仅为150 mmol L^-1。碱胁迫造成小冰麦光合色素含量急剧下降,可能是其危害甚于盐胁迫的原因之一。碱胁迫下有机酸大量积累可能是小冰麦响应碱胁迫的特殊生理机制。试验结果证明盐、碱胁迫是两种性质不同的胁迫,不仅对植物的作用机制不同,而且植物的适应机制也不同。     

盐胁迫下耐盐甜菜生理及其蛋白差异表达分析

为了探究甜菜在盐胁迫条件下生长及蛋白差异表达的变化,本研究以耐盐甜菜‘T510’为试验材料,采用室内营养液培养的方式,分析了0、140、280 mmol/L NaCl胁迫条件下甜菜生理和蛋白组变化。结果表明:随着盐分浓度的升高,甜菜的干物质、胁迫指数、叶绿素含量明显降低。相反,丙二醛和可溶性蛋白含量明显升高。利用双向电泳分别在对照组、低盐组(140 mmol/L NaCl)、高盐组(280 mmol/L NaCl)中检测到514、579、562个蛋白点。在低盐-对照、高盐-对照和低盐-高盐中分别有17、40、21个差异表达蛋白（变化倍数>2,P<0.05）。通过质谱分析最终分别鉴定出12、23、11个差异表达蛋白。这些差异蛋白主要参与光合作用和物质代谢。同时,发现磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶家族蛋白PEPC,Zn结合脱氢酶家族蛋白亚型1和ATP合酶的γ链在响应盐胁迫过程中表达量变化较大。因此,对于耐盐甜菜来说,盐胁迫主要影响与光合作用和物质代谢相关的蛋白表达,其中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶家族蛋白PEPC、Zn结合脱氢酶家族蛋白亚型1和ATP合酶的γ链的作用明显。以上这些发现为甜菜及其他作物的耐盐育种提供有价值的理论依据。     

盐胁迫对不同玉米品种幼苗渗透调节物质的影响

以辽宁玉米主栽品种丹玉103、京科301、丹玉99、丹玉201、金刚35、郑单958、瑞盛512、丹玉603、辽单145为试验材料,测定不同浓度盐溶液胁迫对各玉米品种幼苗脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白含量的影响。试验结果表明:随着盐胁迫浓度的增加,所有玉米品种幼苗的脯氨酸、可溶性糖含量均有所增加,可溶性蛋白含量均有所降低;上述9个玉米品种中,丹玉103、京科301、丹玉99属强耐盐品种;丹玉603、辽单145属中度耐盐品种;丹玉201、金刚35、郑单958、瑞盛512属弱耐盐品种。     

玉米寡肽转运蛋白基因(ZmOPT0212)的克隆及其生物信息学分析

根据玉米B73和水稻的寡肽转运蛋白全长序列设计引物,通过RT-PCR直接扩增的方法从玉米自交系478中克隆到了寡肽转运蛋白基因,命名为ZmOPT0212(Accession number:HM021150).ZmOPT0212开放阅读框为2 151 bp,编码716个氨基酸残基,等电点8.87,相对分子质量为77.4 ...     

不同盐分胁迫对玉米种子萌发的影响

研究玉米种子萌发及幼苗生长过程中各项指标在不同NaCl浓度胁迫处理下的变化。分别配置浓度为0、30、90、150、210、270 mmol/L NaCl溶液,并用各浓度的溶液将滤纸浸泡至饱和,在培养皿中对3个不同品种的玉米种子进行萌发胁迫试验,并测量幼苗的苗高及根长。试验结果表明：在NaCl溶液胁迫下3种玉米种子发芽率降低,发芽指数以及活力指数等各项指标均受到不同程度的抑制。幼苗生长过程中苗高和根长亦受到抑制。不同NaCl浓度胁迫对玉米种子萌发过程及幼苗生长过程具有显著抑制作用,在供试的3份材料中,‘农大3138’盐胁迫对其种子萌发速度、幼苗生长势的影响较小,表现出较强的耐盐能力。     

玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析

丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(catalytic subunits of Ser/Thr protein phosphatase 6, PP6C)是PP6全酶的催化亚基。在模式植物拟南芥中的研究表明,PP6C参与生长素极性运输、脱落酸信号转导和光信号转导途径介导的开花调控。为了明确玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(ZmPP6C)的蛋白结构特征与同源蛋白间的进化关系,采用RT-PCR方法克隆了ZmPP6C的全长基因。序列分析表明,ZmPP6C开放阅读框为912个核苷酸,编码303个氨基酸残基,包含PP2A的催化亚基PP2Ac结构域;系统进化树分析表明,PP6C蛋白在进化上较为保守,并且与高粱的PP6C蛋白相似性更高。对玉米自交系B73的ZmPP6C基因进行器官特异性表达分析表明,其表达量在成株期叶片中最高,是根中的7.9倍;ZmPP6C能够响应不同光质处理,且受远红光和红光的影响较大;也能响应长日和短日处理,在长日条件下的光照和黑暗阶段各有一个明显的表达高峰,在短日条件下的光照和黑暗阶段分别有2个和3个表达峰值;同时,ZmPP6C还响应高渗透、盐渍和淹水等胁迫处理,出现明显的上调表达。结果表明,ZmPP6C在玉米光信号转导、开花诱导与胁迫应答中发挥重要作用,其分子与生化机制值得进一步探讨。     

玉米丝氨酸羧肽酶基因(ZmSCP)的克隆及表达分析

丝氨酸羧肽酶(serine carboxypeptidases, SCP)基因在植物生长发育及抗病性方面起着重要作用。本研究在立枯丝核菌胁迫24 h后, 以RT-PCR技术和RACE技术克隆玉米丝氨酸羧肽酶基因全长cDNA序列, 命名为ZmSCP。结果显示, 该基因全长为1874 bp (GenBank登录号为JF682634), 开放阅读框为999 bp, 编码332个氨基酸, 相对分子量为36.505 kD, 等电点为4.75。ZmSCP基因编码蛋白与其他高等植物中该蛋白具有一定的同源性, 同源性比例范围为42%~81%。进化树分析表明ZmSCP基因与水稻、高粱亲缘关系较近, 属于同一进化分支。ZmSCP基因编码蛋白序列保守结构域分析显示该基因编码产物具有S10结构域, 属于S10超家族。半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR结果表明, ZmSCP基因在立枯丝核菌、ABA、JA、低温、高盐胁迫条件下, 总体均呈诱导表达的趋势。其中, 在立枯丝核菌AG1-IA诱导下, ZmSCP基因表达呈两步诱导趋势, 第1次诱导出现在接菌后24 h, 然后下降, 第2次诱导出现在接菌后60 h。在ABA、JA、低温和盐胁迫下, ZmSCP基因表达均呈现上调趋势, 表达高峰均出现在胁迫后48 h。     

二氧化硫对玉米细胞过氧化氢酶活性的影响

对亲缘关系较远的鲁单981、莱农14、DH3、苏玉9号和掖单2号5个玉米杂交种采用简易自制密闭式熏气装置的短时处理,通过酶活性测定、同工酶电泳及RT-PCR检测,初步研究了二氧化硫(SO₂)对玉米过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,相同浓度的SO₂对不同玉米品种CAT活性的影响不同。用60 mg m^-3 SO₂熏气处理敏感玉米品种鲁单981和不敏感玉米品种掖单2号,其CAT活性分别下降59%和38%。当逆境因子SO₂去除后,CAT活性逐渐恢复,处理后48 h基本恢复到正常水平。酶活性测定、同工酶电泳及RT-PCR分析取得了一致的结果。因此认为,CAT在SO₂对玉米的伤害和玉米对SO2的抗性中可能具有重要的作用。     

玉米BADH基因的克隆与序列分析

Betaine was accumulated as a nontoxic and protective osmolyte in water-dificit and salt-stressed plants. Betaine aldehyde dehydrogenase for glycine betaine synthesis is an important enzyme. The BADH gene of Maize was cloned by RT-PCR and RACE. The gene is 1 762 bp in length, including an open reading frame of 1 515 bp.Its nucleotide sequence shares 95% with the the partial cDNA of BADHI from Sorghum bicolor. Its deduced amino acid sequence contains the conserved domain sequence “VTLELGGKSP“ of ALDH, and a tripeptide SKL at its C-terminal, a signal targetting to the microbodies. The phylogenetic tree of 20 BADHs was constructed,which corresponds to the classical botanical division of plant, the BADH of maize is closest to the one of Oryza Sativa.     

玉米NAC转录因子片段的克隆及分析

以三叶期玉米幼苗为材料,根据NAC转录因子特有的保守结构设计特异引物,利用RT-PCR技术获得一个玉米NAC转录因子的基因片段,并对该片段进行了测序和生物信息学分析。测序分析结果表明,克隆得到的NAC转录因子基因片段为230 bp,聚类分析结果表明其属于NAC家族的NAM亚类。该片段的获得为克隆玉米NAC转录因子基因全长,进而为玉米抗逆育种奠定了基础。     

Effect of Salt Stress on the Salicylic Acid Synthesis in Young Maize (Zea mays L.) Plants

The effect of salt stress on salicylic acid (SA) synthesis was investigated parallel with the induction of antioxidant enzymes in young maize plants. Two-week-old maize plants grown in hydroponic solution were treated with 50 or 100 m m NaCl for 7 days. Antioxidant enzyme activities, and the SA and o -hydroxy-cinnamic acid (oHCA) levels were measured on the 3rd and 7th day of treatment and after 4 days of recovery. Ascorbate peroxidase activity increased in the leaves, but changes in guaiacol peroxidase activity only could be detected in the roots after 7 days. Glutathione reductase activity increased both in the leaves and in the roots after the 3rd day of 100 m m NaCl treatment. Free SA only increased during recovery in the leaves and roots. In the leaves of plants treated with 100 m m NaCl, a slight increase was observed in the free oHCA level, which rose dramatically after recovery, while in the roots an increase could only be seen after recovery. These results suggest that oHCA may serve not only as a precursor of SA but may also have an antioxidant role during salt stress and recovery.     

水分从玉米根端输往体内途径的探讨

从玉米各层根中的一条吸入染料溶液后追索其输往地上各器官的踪迹。从 n 层节根可输往叶片范围为≥n 节可见叶。主胚根输往各叶全部纵向大脉,次生胚根每条只输往各叶的50%纵向大脉,各层节根从不同方向输入后,各自通向相应叶片的特定部位。在茎内,每一条节根吸水后,一般在输入方向的一个局部内上升,输入节位愈高,上升途径愈靠