陆地棉钾转运体基因GhHAK5的序列特征及表达分析

KUP/HAK/KT钾转运体基因家族对植物吸收钾离子发挥重要作用, 鉴定和克隆棉花的钾转运体基因, 对于改良棉花的钾吸收特性, 提高棉花的产量和品质具有重要意义。基于已测序的陆地棉基因组序列, 本研究通过同源克隆的方法鉴定到陆地棉钾转运体基因GhHAK5, 并以陆地棉品种百棉1号为材料对其CDS序列进行扩增。结果表明, GhHAK5基因的CDS全长为2451 bp, 编码816个氨基酸, 分子量和等电点分别为91.23 kD和8.15。GhHAK5蛋白具有KUP/HAK/KT家族基因的保守结构域“K-trans”(Pfam02705)和标志性序列GXXXGDXXXSPLY, 并具有11个跨膜区。在进化上, GhHAK5蛋白与拟南芥AtHAK5亲缘关系最近, 其次是与水稻的OsHAK5, 它们同属Cluster I进化簇。亚细胞定位结果显示, GhHAK5是一个定位于质膜的蛋白, 这与其主要作为钾转运子参与K⁺吸收的功能是一致的。GhHAK5基因在根中表达量最高, 在茎、叶、花瓣、纤维和花萼中表达量很低, 且其表达受外界低钾环境诱导。本研究结果为进一步了解GhHAK5基因的功能及培育钾高效棉花品种奠定了基础。     

大豆钾转运体基因GmKT12的克隆和信息学分析

以钾高效和钾敏感型大豆品系为试验材料,设置低钾胁迫试验,在8个时间段取样提取RNA,利用Real time-PCR检测GmKT12基因的表达量,结果显示GmKT12基因在不同品系地上部和地下部表达水平有显著差异,其原因来自GmKT12基因的氨基酸序列和蛋白质结构的变异。从2个品系中分别克隆目的基因并对基因序列进行同源性及生物信息学分析表明,与GmKT12基因相似性在30%以上的同源基因有56个,GmKT12在进化树中的位置与Glyma18g18822最近;GmKT12编码蛋白为可溶性跨膜蛋白,具有多个磷酸化位点,该基因与信号转导有关,对大豆获取及转运钾离子可能起着关键作用。     

钾素对小麦产量和品质的调节及成因综述

本文综述了钾素对小麦产量及产量构成因素、营养品质和加工品质的影响，并从土壤性质和土壤钾素的植物有效性、小麦基因型差异、气候的差异和栽培措施的不同等方面分析了小麦对钾反应差异的原因。     

烟草钾转运体NtKT12的克隆及表达分析

克隆烟草钾转运体基因,预测其结构,并分析其进化关系和功能,为研究烟草钾吸收机制奠定基础。采用RT-PCR方法从烟草品种K326中克隆到了一个钾转运体的同源基因,该序列全长为2 532 bp,蛋白编码844个氨基酸,预测分子量为93.1 k Da,等电点为7.2。同源性分析结果显示,该基因与绒毛烟草钾转运体12、林烟草钾转运体12等具有较高的同源性,故命名为NtKT12。生物信息学分析表明,NtKT12具有12个跨膜区。组织表达分析发现该基因在根中的表达量最高。低钾胁迫试验表明,该基因在处理6,24 h后表达量明显高于对照。研究结果为解析NtKT12在烟草钾营养中的功能奠定一定的理论基础。     

筇竹钾转运体QtHAK12的克隆及表达分析

钾元素在竹笋中含量较高,也是竹笋品质的重要指标之一。为了研究高亲和性K⁺转运蛋白KUP/HAK/KT家族成员在竹笋K+吸收过程中发挥的重要作用。本研究利用RACE技术从筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)中克隆得到一个KUP/HAK/KT家族成员的同源基因,命名为QtHAK12 (登录号:MT078986)。同时,对QtHAK12基因进行生物信息学及表达模式分析。结果表明,QtHAK12基因片段全长为2 467 bp,编码区为1 647 bp,包含548个氨基酸。生物信息学分析表明,该编码蛋白具有10个跨膜区域,定位于细胞质膜上,并且具有KUP/HAK/KT钾转运体的典型结构“K-trans”结构域。聚类结果表明,QtHAK12编码蛋白与狗尾巴草(Setaria viridis)、小米(Setaria italica)、水稻(Oryza sativa)等作物HAK蛋白相似度高达89%以上,同源性分别为90.17%、90.17%、89.89%。RT-qPCR结果显示,QtHAK12基因在不同组织(笋,根,茎,叶)中均有表达,且为非诱导表达。低钾和高盐处...     

不同施钾量对稻田脱毒马铃薯产量的影响

试验结果表明：稻田马铃薯增施钾肥有增产作用,在N（150 kg/hm2）、P2O5（750 kg/hm2）肥料用量相同前提下,不同K2O肥用量（0~375 kg/hm2）随着K2O肥用量加大,稻田脱毒马铃薯产量增加,当K2O用量增至375 kg/hm2时,稻田脱毒马铃薯产量、产值和纯收益达最大,分别为28 764.4k...     

施钾量对玉米钾素吸收、转运及产量的影响

为研究玉米群体干物质、产量、养分吸收转运对钾素的响应。于2018—2019年在宁夏银川平吉堡开展田间试验,设6个钾肥用量,依次为0、60、120、180、240、300 kg/hm²。结果表明：施钾显著提高了玉米干物质积累、钾素吸收转运及利用效率,以施钾量为180 kg/hm²条件下最好,成熟期干物质积累量较对照提高了3.04%～13.80%,穗钾素积累量较对照提高32.17%～42.57%。施钾处理下钾素转运量提高了20.28%～68.73%,钾转运率提高了10.16%～30.37%,转运养分对籽粒贡献率提高了20.40%～67.71%。180 kg/hm²较其他施钾处理,钾素吸收利用效率提高了20.09%～247.97%,钾素农学利用率提高了37.47%～221.27%,产量提高了6.99%～18.14%。综合考虑玉米产量、养分积累与转运及肥料利用等因素,本试验条件下以施钾量为180 kg/hm²较为适宜。     

陆地棉钾转运体基因GhHAK5启动子的克隆与功能分析

KUP/HAK/KT钾转运体基因的转录调控是植物响应低钾胁迫的一项重要机制。克隆和分析棉花钾转运体基因的启动子,不仅有助于了解其表达模式及调控机制,对于改良棉花的钾吸收特性也具有重要意义。陆地棉钾转运体基因GhHAK5是一个在根中特异性高表达的基因,其表达受低钾胁迫诱导,目前关于该基因启动子的功能还不清楚。本研究以陆地棉品种百棉1号为材料,通过PCR方法对GhHAK5上游2000bp启动子片段(pGhHAK5)进行克隆,并通过转化拟南芥、GUS组织定位和低钾诱导表达特性分析来研究其功能。结果表明, pGhHAK5除具有TATA-box和CAAT-box等基本顺式作用元件外,还含有多个响应于光、逆境胁迫、植物激素和生物钟等的顺式作用元件。pGhHAK5与雷蒙德氏棉pGrHAK5在重要调控元件的数量和位置分布上具有较高的一致性,均具有5个参与根特异性表达调控的元件(ATAAAAT)和1个参与低钾条件下转录调控的ARF转录因子结合位点(TGTCNN)。GUS组织化学染色结果显示,转基因拟南芥幼苗的叶脉和胚轴维管束组织染色较深,根系染色较浅;成熟期转基因拟南芥植株的根、叶脉和花萼维管束组织染色...     

不同施钾量对脱毒马铃薯费乌瑞它产量的影响

脱毒马铃薯费乌瑞它以施硫酸钾32.2kg/667 m2产量最高,经济性状表现较好,单产达1711.1kg/667m2;其余依次为:施硫酸钾16.1kg、48.3 kg/667 m2、不施硫酸钾.试验说明钾素对马铃薯物质代谢和有机物的合成起决定性作用,钾素充足.植株生长健壮,钾素缺乏,植株生长受到抑制,节间缩短,叶片暗绿...     

施钾量对马铃薯生长发育及氮磷钾积累分配的影响

施钾量对马铃薯生长发育有重要影响,为调控钾肥合理施用,进一步提高马铃薯的增产潜力,开展了施钾量对马铃薯生长及氮磷钾吸收积累影响的研究。试验采用裂区试验设计,品种为主区,施钾量为副区,供试品种为‘费乌瑞它’和‘川芋117’,试验设置0、112.5、225、337.5、450 kg/hm²5个施钾水平,测定了不同生长期株高、冠层覆盖率及成熟期干物质积累量、各器官氮磷钾含量、产量及相关参数。结果表明：施钾量和品种均对株高、冠层覆盖度、各器官氮磷钾积累和分配及产量有明显影响。施钾量增加有利于株高和冠层覆盖度增加。2个品种均在225 kg/hm²氮磷含量和氮磷积累量最大,但随施钾量增大,钾素在块茎中的分配比例显著下降,较空白对照,2个品种下降幅度分别为34.1%～45.7%和26.5%～59.1%。2个品种产量均在225 kg/hm²时达到最高水平,分别为29263 kg/hm²和32922 kg/hm²,较对照增产80.3%和55.6%。结论表明,施钾量为225 kg/hm^2...     

大豆MYB转录因子基因GmMYBJ6和GmMYBJ7的克隆及表达分析

MYB转录因子以保守的DNA结合域为共同特征, 是植物最大的转录因子家族之一, 广泛参与植物代谢调控。本文根据植物中MYB转录因子的DNA保守结构域, 通过RT-PCR和RACE的方法从大豆品种吉林3号的叶片中分离得到了2个MYB基因GmMYBJ6和GmMYBJ7, 并对其结构特征和表达特性进行了分析鉴定。基因组DNA序列分析表明, 两个基因都含有两个内含子; 酵母系统检测表明, 两个基因均具有转录激活活性; β-半乳糖甘酶活性分析表明, 内含子的存在使两个基因的转录激活活性明显降低; 实时荧光定量PCR检测结果显示, GmMYBJ6在大豆中的表达受ABA、GA3和NAA的诱导, 而GmMYBJ7的表达则受ABA和NAA的诱导; 半定量RT-PCR分析表明, 两个基因在大豆的根、茎、叶、花和未成熟种子中均有表达。GmMYBJ6和GmMYBJ7为典型的R2R3-MYB转录因子新基因; 他们在大豆中的表达可能与ABA和NAA的信号转导途径有关。     

油菜素内酯合成和信号转导基因在马铃薯块茎贮藏期间的表达变化及对萌芽的影响

为探明油菜素内酯BR在块茎萌芽中的作用,建立更有效的种薯催芽调控体系,选择了休眠期不同的3个品种,利用q RT-PCR分析与BR合成、信号转导、调控有关的9个基因在贮藏期间及抑芽处理下的表达模式;同时检测BR类似物24-表油菜素内酯(24-e BL)及其与赤霉素GA3对块茎萌芽的影响。结果表明,涉及BR合成的4个基因表达量均随贮藏时间延长升高,短休眠品种升高的时间点早于中、长休眠品种;信号转导及调控基因中BRI1和CYCD3的变化与合成基因相似,BSK和TCH4的表达量则在中、长休眠期品种中保持恒定。抑芽处理在贮藏前期能刺激这些基因的表达升高,但之后都迅速下降并保持低水平。转录因子BZR1在各品种中以及抑芽处理下均没有明显变化。24-e BL利于块茎解除休眠,但不促进芽的伸长生长,与GA3互配效果更佳,单株块茎增重37.92%~98.41%。结论表明,BR合成和信号转导是块茎从休眠向萌芽转变的必经生理过程,它与GA3互配用于催芽更利于种薯萌芽的整齐、健壮并促进块茎形成。     

大豆MYB转录因子基因GmMYBJ6和GmMYBJ7的克隆及表达分析

MYB转录因子以保守的DNA结合域为共同特征, 是植物最大的转录因子家族之一, 广泛参与植物代谢调控。本文根据植物中MYB转录因子的DNA保守结构域, 通过RT-PCR和RACE的方法从大豆品种吉林3号的叶片中分离得到了2个MYB基因GmMYBJ6和GmMYBJ7, 并对其结构特征和表达特性进行了分析鉴定。基因组DNA序列分析表明, 两个基因都含有两个内含子; 酵母系统检测表明, 两个基因均具有转录激活活性; β-半乳糖甘酶活性分析表明, 内含子的存在使两个基因的转录激活活性明显降低; 实时荧光定量PCR检测结果显示, GmMYBJ6在大豆中的表达受ABA、GA3和NAA的诱导, 而GmMYBJ7的表达则受ABA和NAA的诱导; 半定量RT-PCR分析表明, 两个基因在大豆的根、茎、叶、花和未成熟种子中均有表达。GmMYBJ6和GmMYBJ7为典型的R2R3-MYB转录因子新基因; 他们在大豆中的表达可能与ABA和NAA的信号转导途径有关。     

向日葵HaLACS7基因的生物信息学和表达分析

LACS（long-chain acyl-CoA synthetase）编码长链酰基CoA合成酶,能把游离脂肪酸转化成长链酰基辅酶A,在油脂代谢过程中有重要的作用。对向日葵HaLACS7编码蛋白进行生物信息学分析,预测HaLACS7编码蛋白为酸性蛋白且为亲水性蛋白,蛋白二级结构为无规则卷曲,亚细胞定位于过氧化物酶体。经系统进化分析发现,HaLACS7与莴苣（Lactuca sativa L.）和洋蓟（Cynara cardunculus var. scolymus L.）的LACS6进化关系最近,序列相似性均为84%,且与拟南芥LACS6和LACS7聚在一个大分支上。HaLACS7在向日葵中组织的表达量大小为舌状花>根>种子>管状花>叶>茎。HaLACS7在高、低油酸向日葵种子发育后期表达量均较高,但2份材料种子在不同发育时期表达变化趋势明显不同,推测HaLACS7的表达可能影响向日葵种子油酸的合成。     

谷子HAK/KUP/KT钾转运蛋白家族全基因组鉴定及其对低钾和高盐胁迫的响应

KT/HAK/KUP (HAK)家族是植物中最丰富的钾转运体家族,对植物的生长和环境适应具有重要作用。谷子是抗逆耐瘠研究的模式植物,然而,谷子中HAK家族缺乏系统研究。本研究基于基因组序列信息,鉴定出29个谷子HAK基因(SiHAKs),并对该家族成员的基本特征、蛋白结构、染色体定位、基因复制、表达模式和逆境响应等方面进行了系统分析。结果显示,(1) SiHAKs分为5个进化簇(Cluster I～Cluster V),成员数量分别为11、9、3、3和3。基因结构和蛋白保守基序分析表明,谷子HAK家族具有较高的保守性,不同Cluster的保守性依次为:ClusterIII=Cluster V> Cluster II> Cluster I> Cluster IV。(2)串联复制是SiHAKs扩增的主要原因, 15个SiHAKs位于串联重复中。(3)171个转录因子可能结合到不同SiHAKs的启动子上,这些转录因子包含ERF、NAC、MYB和WRKY等家族中的大量成员,可能授予了SiHAKs对非生物胁迫多样的响应机制。(4)基因表达聚类将SiHAKs分成3组:GroupI...     

密度与施钾量对稻田免耕稻草覆盖马铃薯产量的影响

为进一步完善稻田免耕稻草覆盖马铃薯高产栽培配套技术,于2006～2007年在册亨县进行了密度与施钾量对稻田免耕马铃薯产量的影响研究.结果表明:种植密度为4000～5000株/667 m2,施钾量为10～20kg/667 m2时马铃薯产量较高,同时大、中薯率及所占重量比例高,经济性状好.     

牦牛HSPB6基因的生物信息学和表达分析

为了探究HSPB6对牦牛肉嫩度的影响,分析了牦牛HSPB6基因的分子特征,并利用荧光定量PCR技术检测了HSPB6 mRNA在牦牛和黄牛背最长肌中的表达量。结果表明,牦牛HSPB6基因含有一个504 bp的开放性阅读框,编码167个氨基酸,属于亲水性蛋白;二级结构主要由α-螺旋、β-折叠、延伸链以及无规卷曲组成;牦牛HSPB6蛋白与水牛、普通牛相似度较高。荧光定量PCR研究表明,牦牛背最长肌中HSPB6基因mRNA表达水平显著高于黄牛(P0.01),说明HSPB6基因较高的表达量可能是造成牦牛肉剪切力较高的原因,为牦牛肉嫩化的分子机制研究奠定了理论基础。     

土壤容重和钾素对大豆根系和营养状况的影响

关于土壤钾含量和容重增加对单位根表面吸收养分的影响,有关的资料很少。本文就是研究容重和施用钾肥对大豆根系的生长,形态和养分吸收的影响。根系这些性状的改变当然也影响到大豆地上部分(苗)的生长和养分含量。     

不同马铃薯品种块茎钾含量与相关生理特性的钾素响应度差异

为了研究不同马铃薯品种苗期块茎钾素含量以及其他相关生理特性随供钾水平不同的变化规律,采用田间试验方法对东农310、延薯4号和中薯5号在3个供钾水平下开展研究。结果表明:在K_0、K_1、K_2这3种供钾水平下,不同品种块茎钾素含量差异显著,且东农310苗期的钾素含量远高于中薯5号以及延薯4号。对低钾和高钾条件下马铃薯钾素含量与叶绿素(SPAD)、根系活力(RV)、丙二醛含量(MDA)、蔗糖合成酶(SS)以及蔗糖磷酸合成酶(SPS)进行了相关性分析,钾素水平较低的情况下,根系活力以及相关酶活性成为影响钾素含量的限制因素;而在高钾条件下,钾素含量与SPAD呈正相关,而与其他均呈负相关。因此,随着钾素供给水平的提高,钾素的供应量成为块茎钾含量提高的限制因子。     

金丝桃素合成酶基因的克隆及其表达

自然条件下金丝桃素在植物中的含量较低且不稳定，提取工艺受其他物质的影响较大，在一定程度上限制了金丝桃紊在医药、食品等领域的应用。为了研究金丝桃紊合成途径并实现其体外转化，以贯叶连翘愈伤组织总RNA为模板，经RT-PCR扩增得到了编码金丝桃素合成酶的全长eDNA，即Hyp基因。将该基因克隆到原核表达载体pET30a中，成功构建金丝桃索合成酶表达载体pET30a-Hyp，并转化到大肠杆菌BL21（DE3）中。含有重组质粒的克隆在IPTG诱导下，表达出金丝桃素合成酶融合蛋白，利用Ni柱纯化菌体裂解上清中表达的融合蛋白，对纯化产物进行SDS-PAGE分析，结果Hyp基因得到了高效表达，大小约为20kD。