盐胁迫下水稻体内miRNA表达谱分析

miRNA是生物体内起重要调控作用的一类非编码小RNA分子,在转录后水平调控基因表达,参与生长发育、抗逆等生物学过程。高通量测序法是鉴定植物中miRNA最有效的方法之一。提取盐胁迫处理不同时间的水稻根、茎和叶部的总RNA,从中分离18~30 nt小分子RNA构建文库,进行高通量测序,对miRNA表达谱特性进行了分析。结果表明,所有样品共检测到248个已知的miRNA,来源于132个不同的家族,根、茎、叶中分别有31、11、9个差异表达miRNA,分属于29个家族,靶向592个功能基因,并对其中5个差异显著且与非生物胁迫相关的重要miRNA进行了qPCR分析检测,结果显示Osa-miR166h、Osa-miR166k上调表达,Osa-miR169h、Osa-miR530下调表达,针对Osa-miR169h的4个靶基因进一步定量检测,其中的3个靶基因上调表达,这与Osa-miR169h的下调表达结果相一致,以上结果说明miRNA在植物抵御非生物逆境胁迫的过程中扮演重要角色。     

盐胁迫条件下不同耐盐棉花miRNA差异表达研究

植物miRNAs在基因表达、生长发育和抵抗胁迫等方面有十分重要的作用。本试验以耐盐棉花品系山农91—11和盐敏感棉花品种鲁棉6号为试材,利用miRNA基因芯片杂交技术,分析盐胁迫条件下棉花幼苗miRNA的差异表达。结果表明：在盐胁迫条件下,共有27个miRNAs在山农91—11和鲁棉6号之间差异表达,其中山农91—11比鲁棉6号表达上调的miRNAs有11个,其中功能已知的10个分别属于miR156、miR164、miR167、miR397和miR399家族,表达下调的miRNAs有16个,其中功能已知的2个属于miR156、miR1l72家族。对这些miRNA家族作用的靶基因进行分析表明,这些miRNAs参与植物逆境条件下的信号传导,可能对棉花耐盐机制有重要作用。     

水稻根系盐胁迫响应miRNA和tRF的鉴定

【目的】水稻(Oryza sativa L.)是中国最重要的粮食作物,也是盐胁迫敏感作物。研究水稻盐胁迫响应基因表达,发掘水稻耐盐基因对水稻抵御盐胁迫的分子机制及解析其调控网络,为培育耐盐水稻品种奠定基础。【方法】以水稻品种日本晴种子为试验材料,在1/2MS培养基培养条件下对其进行盐处理(150 mmol·L-1 NaCl),对盐处理和非盐处理21 d的根系进行小分子量RNA组学测序。通过生物信息学分析,以log2 Fold Change(log2FC)>1或<-1为筛选条件,寻找在盐胁迫和非盐胁迫条件下差异表达的miRNA和tRF(tRNA-derived RNA fragments),分析其靶基因,并通过实时荧光定量PCR对测序结果及靶基因进行验证。【结果】以至少一组数据RPM(Reads Per Million reads)>500和log2FC>1或<-1为筛选条件,共得到31个差异表达miRNA,其中8个为盐胁迫诱导miRNA,23个为盐胁迫抑制miRNA,这些差异表达miRNA属于12个miRNA家族,其中8个miRNA家族在拟南芥、玉米和小麦...     

miRNA 对水稻非生物胁迫的应答

MicroRNA(miRNA)是一类小的非编码RNA,它主要通过对转录后水平靶mRNA的切割以及抑制mRNA的翻译调控基因表达,参与植物的生长发育和胁迫应答等多种生物学过程.综述了miRNA的发生和调控机制,重点介绍了miRNA对水稻非生物胁迫应答的研究进展,并对研究过程中存在的问题进行讨论,为更好地了解miRNA及其靶基因在提高水稻产量和抗逆方面的作用,进一步解析miRNA在水稻中的调控机制提供参考.     

水稻盐胁迫的研究进展

盐胁迫是制约水稻生长和产量的主要逆境因素之一。根据国内外近年的有关研究成果,从盐胁迫对水稻生长发育变化、生理生化变化、水稻的抗盐机理及增强水稻抗盐胁迫的方法等方面综述水稻盐胁迫的研究进展。     

低温胁迫下水稻苗期低温失绿突变体cisc(ta)的miRNA表达谱分析

[目的]鉴定水稻耐冷相关功能基因、解析其调控耐冷性的分子机制.[方法]以耐冷籼稻材料"P1211"和冷敏型籼稻突变体cisc(ta)为试验材料,进行了低温胁迫处理和水稻幼苗转录组测序分析.[结果]冷敏型突变体cisc(ta)低温胁迫处理后共有4542个差异表达基因,其中有3673个基因上调,869个基因下调.在冷敏突变体cisc(ta)的差异表达基因中筛选到一些与低温胁迫相关的典型基因,如基本的螺旋-环-螺旋(bHLH)、活性氧清除(SOD1)和富亮氨酸重复序列(LRR)等调控基因,此外,还筛选出一些与生长素、脱落酸(ABA)、赤霉酸(GA)和冷应激反应调控(DREB/CBF)等相关的基因.为了确认RNA-seq数据,随机选择差异表达基因进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)表达分析,结果与这些基因的RNA-seq表达测定一致,证实了RNA-seq数据的准确性.[结论]该研究为水稻耐冷机理的研究和筛选水稻遗传改良有用的候选基因奠定基础.     

miRNA对水稻胁迫应答及产量调控影响的研究进展

MicroRNA(miRNA)为长度20～24 nt的非编码小分子RNA.生物通过调节体内miRNAs的表达水平,调控其靶标基因的稳定性及翻译,从而实现对自身生长发育的调节和环境胁迫的响应.miRNAs通过不同的调控通路在水稻的产量形成及对环境胁迫响应方面发挥巨大作用.通过对miRNA在水稻增产和胁迫响应方面的相关研究...     

干旱和盐胁迫下水稻品种的双重耐性差异

以4个耐盐性不同的水稻品种(系)为材料，分别用不同浓度的NaCl溶液和PEG溶液进行胁迫处理，以幼苗高、根长、根数及干物质重为指标进行品种同的耐性差异研究。结果表明，不同水稻品种对干旱和盐胁迫的双重耐性具有显著差异，同时还选择到了干旱和盐胁迫的最适处理浓度，井筛选出一个具有双重耐性的品种，为进一步研究作物的抗逆机理提供了宝贵材料。     

稻瘟病菌胁迫下水稻miRNA的表达

[目的]分析水稻抗病初期miRNA及靶基因的表达情况。[方法]运用Affymetrix基因表达谱芯片及miRNA芯片对接种稻瘟菌的水稻进行关联分析,通过分子注释系统平台(MAS 3.0)对差异表达miRNA靶基因的功能进行注释分析。[结果]研究显示表达差异以Fold change绝对值大于1.5倍进行筛选,共筛选到41个miRNA,与靶基因存在调控关系的有25个。[结论]水稻抗病初期存在表达差异的miRNA,一些靶基因在水稻抗病反应中起关键作用。     

盐胁迫条件下长白10号水稻籽粒中差异代谢物的分析

[目的]通过分析长白10号盐胁迫和非盐胁迫条件下水稻籽粒代谢产物的变化,揭示盐胁迫对稻米代谢产物及代谢通路的影响,了解长白10号耐盐机制,并筛选可能的耐盐水稻品种标志物.[方法]以耐盐碱优质粳稻品种长白10号为研究对象,采用气相色谱质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,...     

盐及ABA对水稻MYB转录因子基因表达的影响

转录因子在植物生长发育和响应外界环境胁迫过程中起重要作用。MYB类转录因子是植物中数量较多、功能多样化的一类转录因子。以耐盐聚合系177,以及该聚合系的轮回亲本IR64为材料,在苗期进行盐和盐+ABA处理,采用荧光定量PCR方法,比较分析了43个MYB家族基因在盐胁迫和盐+ABA处理下的表达谱。结果表明,在盐胁迫条件下,IR64和177中分别有42%和58%的MYB基因在叶片组织中下调表达,而外施ABA后,61%（IR64）和68%（177）的下调基因表达量显著增强。该结果说明盐处理条件下通过外施ABA能够引起MYB基因的表达变化,进而影响水稻的耐盐性。同时鉴定了12个在IR64和177间显著差异表达的MYB基因,该类基因的表达模式可能同两个品种具有不同的耐盐性紧密相关。该结果为进一步分析水稻MYB基因在响应盐胁迫过程中的作用机制以及ABA在增强水稻耐盐性方面提供了理论参考。     

外源茉莉酸甲酯缓解盐对水稻种子萌发的抑制作用

在100 mmol/L NaC l胁迫下,经蒸馏水吸胀处理的LHN(耐盐)和IR26(盐敏感)水稻种子的发芽势、发芽率和发芽指数均较对照下降,LHN分别下降12.2%、12.5%和3.12,IR26分别下降46.6%、33.6%和9.42,IR26下降的幅度大于LHN.吸胀后,不同质量浓度(2、1、5×10-2、5×10-4和5×10-6mg/L)的外源茉莉酸甲酯(M e-Ja)对LHN和IR26在盐胁迫下发芽势、发芽率和发芽指数影响不同.以相对盐害率判断,质量浓度为2和5×10-6mg/L的Me-Ja对LHN在盐胁迫下萌发的促进作用不显著,质量浓度为5×10-2和5×10-4mg/L的M e-Ja表现为促进作用,质量浓度为5×10-2mg/L的M e-Ja促进作用最大;而对于IR26在盐胁迫下的萌发,5种质量浓度的M e-Ja的都具有显著的促进作用,且质量浓度为5×10-4mg/L的促进作用最大.     

水稻与稻瘟病菌不同小种互作的基因差异表达谱分析

【目的】分析水稻接种稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）48 h后亲和互作与非亲和互作反应的基因表达谱,探索水稻对不同稻瘟病菌抗性差异的分子机理。【方法】运用Affymetrix表达谱芯片分析差异表达mRNA;通过分子注释系统平台（MAS 3.0）对差异表达基因进行了基因注释及GO分析;应用实时定量PCR 对部分差异表达基因进行验证。【结果】在49 824个转录本中共检测到大约24 000个转录本,Fold change大于2.5的基因共1 028个,其中非亲和互作上调基因460个,下调基因568个。所验证的4个基因的荧光定量PCR结果与芯片结果基本一致。经GO分析差异基因对应蛋白的功能主要涉及信号转导、酶的调节、转录及分子转运等。【结论】水稻与稻瘟病菌非亲和与亲和互作的基因表达谱存在较大差异,基因芯片筛选到的差异表达基因通过GO注释明确了差异基因的分子功能及信号通路,有利于进一步了解植物抗病机制,并可能为稻瘟病防治措施提供新的途径。     

渗透胁迫下烟草根系基因的表达谱分析

 【目的】了解干旱胁迫下烟草的抗旱机制。【方法】采用拟南芥基因芯片检测PEG渗透胁迫（-1.2 MPa）48 h后烟草根系中基因表达的变化。【结果】在31 182个基因微矩阵点中,有效差异表达（ratio 值≥2或≤0.5）的基因有126个,其中上调79个,下调47个。上调基因主要是根系中一些受渗透胁迫诱导参与信号转导的激素（主要是ABA）响应蛋白基因、钙信号响应蛋白基因及蛋白激酶基因。而下调表达的基因则主要是一些与烟株生长发育相关的赤霉素响应蛋白类基因和根系中参与蛋白质降解的泛素连接酶类基因。【结论】通过分析这些特异表达基因,揭示出烟草植株体在非生物环境胁迫条件下的一些响应机制,为阐明烟草抗旱的分子生物学机理提供了有价值的信息。     

Effect of Seed Soaking with Exogenous Proline on Seed Germination of Rice Under Salt Stress

To explore the germination mechanism of salt-stressed rice improved by exogenous proline, and provide a theoretical basis to rice direct sowing technology for salinized soil, the effects of soaking with proline on germination status, amylase activity and isoenzyme were studied in this paper. The results showed that germination status including germination energy（GE）, germination rate（GR）, relative germination energy（RGE） and relative germination rate（RGR） significantly decreased as the same as the activities of alpha-amylase, beta-amylase and the total amylase under salt stress. Soaking with exogenous proline improved the germination status of rice under salt stress. Moreover, GE and RGE of salt-stressed rice were improved with increasing of proline concentration at the range of 5-45 mmol ·L-1. Soaking with 15 mmol ·L-1 and 30 mmol ·L-1 proline significantly improved the amylase activities（e.g. alpha-amylase, beta-amylase and total amylase） of rice under salt stress. Salt stress inhibited the express of beta-amylase isoenzyme temporarily, but had few impacts on alpha-amylase isozyme. Soaking with 30 mmol ·L-1 proline brightened District I and increased the width of ＇i＇ brand in District II of alpha-amylase isoenzyme, but had few impacts on beta-amylase isoenzyme. In a word, soaking with proline could effectively alleviate the inhibitory effects of salt stress on seed germination.     

盐胁迫下外源硅对硅突变体和野生型水稻生物量与营养元素含量的影响

采用溶液培养法研究外源硅对不同盐浓度胁迫下硅突变体水稻和野生型水稻营养元素吸收和生物量的影响。结果表明：在0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L的NaCl浓度处理下,随NaCl浓度的提高,2种水稻的茎叶与根系生物量降低。相同盐浓度处理下,与不加硅相比,外源硅提高了2种水稻茎叶和根系的生物量;在0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L的NaCl浓度处理下,随着NaCl浓度的提高,12种水稻茎叶与根系中K、Fe、Mg、Mn、Zn、Ca、P含量降低,而Na浓度升高;相同浓度盐胁迫条件下,与不加硅相比,加入外源硅可以提高水稻茎叶与根系中K、Fe、Mg、Mn、Zn、Ca、P的含量,降低Na的含量;比较外源硅对2种水稻在相同盐浓度胁迫下的缓解效应,对野生型水稻的缓解效应显著大于硅突变体水稻。