氮素缓解花生干旱胁迫的生理和转录调控机制

干旱胁迫下氮素施用对植物生长发育具有重要的影响。为明确氮素提高花生抗旱性的生理和转录调控机制,本研究对施氮、干旱及旱氮同存处理下的花生生理指标和根系转录组进行了测定。结果表明,旱氮同存处理提高了干旱胁迫下花生生物量和叶片相对含水量。施用氮肥增加了干旱胁迫下花生根系的总酚和类黄酮含量,提高其过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低其丙二醛(MDA)含量,提高花生抗旱性。转录组分析表明,施用氮肥产生5396个差异表达基因,这些基因主要参与谷胱甘肽代谢、氮代谢和碳代谢相关过程及应激和防御反应。干旱处理和旱氮同存处理下,次生代谢物生物合成、运输和分解代谢及碳水化合物运输和代谢这两类功能差异表达基因富集。旱氮同存处理下酚类代谢物质相关的3种途径中有51个差异基因上调表达, 207个基因下调表达。由此表明,施用氮肥通过调控花生次生产物代谢、碳水化合物代谢等途径提高干旱胁迫下花生植株的抗氧化能力,从而提高花生的抗旱性。     

干旱胁迫下枇杷叶片的转录组分析

分析干旱胁迫下枇杷叶片的转录组,挖掘功能基因并对其差异表达基因进行筛选和分析,为枇杷抗旱提供理论依据。利用新一代高通量测序技术测序,对测序结果进行de novo拼接、功能注释和ORF预测,将差异表达基因在COG、GO和KEGG数据库中进行比对注释。测序结果表明,获得转录本共88 530个,平均长度为740.64 bp,ORF41 748条。COG、GO和KEGG数据库将转录本分别划分为24,54个功能类别及291条代谢通路中。25 197个差异表达的基因在30条代谢通路中显著富集,与酶活性、激素合成代谢和信号转导等相关的差异基因积极响应枇杷干旱,其中双萜类、油菜素类固醇和类胡萝卜素3条生物合成途径中的差异基因呈现出较为一致的表达。采用实时荧光定量(qRT-RCR)对选取的差异基因进行验证,其中过氧化物酶、蛋白激酶byr2、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶、脱落酸8'-羟化酶、吲哚-3-乙酰乙酸合酶相关基因上调表达,细胞色素P450 734A1基因下调表达。为枇杷提供了较为全面的基因信息和代谢途径数据,为干旱胁迫下枇杷分子调控机制的深入研究奠定了基础。     

贵州辣椒光合生理特性对干旱胁迫的响应

辣椒是贵州省特色经济作物之一,是农业产业结构调整的主导和优势产业,但贵州省大部分地区属喀斯特地貌,土壤保水性差,极易发生干旱,探明辣椒在干旱胁迫处理后的调节机制和变化规律,对实现贵州地区辣椒优质高产有重要的理论价值和实际生产意义。选取贵州省辣椒主栽品种辣丰三号,研究以土壤田间持水量80%为对照组（CK）,在轻度（土壤田间持水量为70%,LD）、中度（60%,MD）、重度（40%,SD）和特重（20%,TD）胁迫下,辣椒的产量、生长量、光合特性和果实生理特性的调节机制和变化规律。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,辣椒的果长、果粗、茎粗、株高、单果重以及干物质含量显著下降,且下降趋势随着干旱胁迫程度的增加越加明显。同一处理辣椒的净光合速率（P_n）表现出先上升后逐渐平稳的趋势,随着干旱程度的增加而逐渐降低,最大净光合速率（A_max）、表观量子效率（Q）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）都显著下降,水分利用效率明显上升。干旱胁迫抑制了辣椒植株的生长,辣椒的粗脂肪和粗纤维含量较CK处理显著下降,LD处理二氢辣椒素含量显著低于CK处理,但是随着干旱程度的增加,辣椒素和二氢辣椒素含量逐渐增大（除LD和TD处理外）。综上可知,在贵州喀斯特干旱地区,轻度至中度干旱胁迫（田间持水量60%~     

‘宝岛蕉’在盐胁迫下的生理响应与转录组分析

为揭示盐胁迫下香蕉的生理特性与转录组变化,以‘宝岛蕉’幼苗为材料,设置盐胁迫和正常(对照)处理,分别测定‘宝岛蕉’叶片相对含水量、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、根系活力、MDA、SOD和POD活性,脯氨酸和膜透性等与逆境相关的生理指标的变化,并用转录组测序的方法对差异表达基因进行GO、KEGG等分析。结果显示,盐胁迫下‘宝岛蕉’MDA、SOD和POD变化非常明显,与对照相比,植株受到盐胁迫后的MDA活性升高了2.64倍,SOD活性升高了1.75倍,POD活性升高了1.77倍,而可溶性蛋白、膜透性和可溶性糖含量升高较少,相对含水量和叶绿素含量降低也不显著。转录组分析结果表明,与对照相比,盐胁迫处理样品上调基因1 113个,下调基因2 265个,对差异基因进行GO注释和功能富集性分析,有3 378个差异基因注释到数据库中。KEGG分析结果表明,有691个DEGs分布在19个代谢途径上。盐胁迫条件下共注释到48个差异表达转录因子,包括WRKY、MYB、NAC和bHLH等多种类型。研究结果为候选抗性基因的挖掘和筛选奠定了理论基础。     

烯效唑浸种对干旱胁迫下大麻叶片的转录组调控分析

为了从转录组水平分析烯效唑缓解干旱胁迫的分子机制,以大麻品种‘汉麻2号’为材料,试验共设清水浸种的正常供水(CK),清水浸种的干旱处理(D),烯效唑浸种的干旱处理(SD) 3个处理,干旱胁迫处理4 d,利用RNA-Seq技术对叶片进行转录组测序分析并探讨半乳糖代谢、植物激素信号转导和氮代谢通路及相关基因。结果表明,CK vs D与D vs SD比较发现,全部差异表达基因有2 423个,其中不同处理共有差异表达基因1 109个。通过GO富集分析表明,两个比较中有1 402和1 144个差异表达基因在生物学过程、细胞组分和分子功能均有分布,且分类结果相似。差异基因GO主要富集在蛋白质折叠、氧化还原过程、胞浆、叶绿体包膜、水解酶活性、氧化还原酶活性等功能。KEGG富集结果表明,差异基因KEGG主要富集在半乳糖代谢、苯丙酸生物合成、植物激素信号转导、氮代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、氨基酸的生物合成等代谢途径。本研究主要分析了半乳糖代谢、植物激素信号转导和氮代谢途径,其中半乳糖代谢中UDP糖焦磷酸化酶基因,UDP葡萄糖4-差向异构酶基因,棉子糖合酶基因,水苏糖合酶基因,β-呋喃果糖苷酶基因等,植物激素信号转导中生长素响应蛋白,脱落酸受体,蛋白磷酸酶,脱落酸不敏感蛋白等,氮代谢中高亲和性硝酸盐转运蛋白,谷氨酸脱氢酶基因,谷氨酰胺合成酶基因和碳酸酐酶基因在烯效唑处理下表达水平发生变化。本研究为深入了解烯效唑处理对大麻响应干旱胁迫的分子调控机制、关键基因克隆以及功能验证等提供研究基础和理论依据。     

硅对干旱胁迫下燕麦根系响应的分子机理

硅对非生物胁迫下植物生长发育的帮助已有许多报道,但硅在干旱胁迫下影响燕麦根系的分子机制尚不清楚.本试验采用加拿大引进燕麦品种‘甜燕Ⅰ号’,以Na2SiO3·9H2O作为硅源,以聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫环境,研究了对照处理、干旱胁迫处理(25％PEG-6000)和硅+干旱胁迫处理(10 mmol/L Na...     

火龙果响应盐旱胁迫转录组分析

盐旱胁迫是植物生长过程中的常见威胁,且两种逆境经常同时出现,对植物生长和发育造成极大伤害。生理学研究认为盐旱逆境都会导致细胞渗透压改变,造成膜损伤等,产生的表型及生理变化相似,但是针对盐旱胁迫在基因表达调控层面差异的研究还很少。本研究分别使用PEG-6000及NaCl处理7日龄火龙果(Hylocereus spp.)幼苗,通过转录组测序及生物信息分析研究盐旱胁迫下基因表达变化,发现两种逆境胁迫下部分基因的表达模式是相似的,存在共有的调控通路和信号,但是也发现有些基因响应方式在两种胁迫下完全相反,大部分差异表达基因完全不同,说明火龙果应对盐旱胁迫的基因表达调控存在不同和相似之处。本研究筛选出大量同时响应两种胁迫的基因,可为未来选育具广谱抗性的火龙果品种提供理论依据。     

干旱胁迫和复水处理后梭梭转录因子的转录组分析

为了探明梭梭应对干旱胁迫和水分刺激的分子调控机理,利用高通量测序技术对正常浇水(对照,CK)、干旱胁迫组(轻度干旱胁迫组,LWS;中度干旱胁迫组,MWS;重度干旱胁迫组,SWS)和复水组(RSWS)梭梭的转录组和转录因子表达谱进行分析。结果表明:数据经de novo拼接共获得74 641条非冗余Unigene,N50长度1 537 bp,对转录组数据比对、注释后共检测到56个转录因子家族、1 307个转录因子编码基因。与对照组相比,干旱胁迫组和复水组中的差异表达基因均以下调表达方式为主,其中,AP2-EREBP、MYB、bHLH、WRKY、NAC、ABI3VP1家族基因在各胁迫组中均表达且表达数较多。复水组中偏向通过增加AP2-EREBP、WRKY和NAC家族上调编码基因数量来实现梭梭幼苗对水分刺激的应答调节;而干旱组更偏向下调AP2-EREBP和bHLH的编码基因数量来实现幼苗对干旱胁迫的响应。干旱组和复水组测序结果的表达量(FPKM)与用荧光定量PCR法得到的基因表达量之间的相关性分别为0.947 8(P<0.01),0.967 2(P<0.01),结果证实了2种处理产...     

亚麻幼苗对干旱胁迫的生理响应

分别用不同浓度的PEG-6000模拟干旱胁迫的方法处理亚麻幼苗,测定了叶片质膜相对透性、可溶性蛋白质含量、游离脯氨酸含量以及保护酶SOD、POD活性的变化。结果表明,随着胁迫时间的延长和胁迫强度的增加,质膜相对透性呈现不断上升的趋势,可溶性蛋白含量先升后降,脯氨酸出现了大量积累的现象。两种保护酶的活性变化不同,5%、10%PEG处理的SOD活性在胁迫初期大幅度升高之后不断下降,15%处理呈缓慢上升趋势。POD活性大体上呈现先降后升的变化,其中15%处理的POD活性变化波动较大。从本实验可以看出,亚麻幼苗对干旱胁迫具有一定的适应性。     

甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应

干旱胁迫是抑制甜菜生长发育和影响产量的重要非生物因素。以耐旱型甜菜种质依安一号（V1）和干旱敏感型种质92011/1-6/1（V2）为试验材料,探讨不同耐旱品种甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应。研究了干旱胁迫对甜菜幼苗生长发育、总叶绿素含量和表观光合指标的影响。结果表明,干旱胁迫下2种甜菜幼苗的茎粗、根长、株高、叶鲜重、根鲜重、叶干重和根干重均呈下降趋势,V1下降幅度不明显且各指标降低幅度均小于V2;干旱胁迫降低了2种甜菜幼苗的叶绿素含量,叶绿素含量在第7天降到最低,且V1的含量明显高于V2;干旱胁迫使甜菜幼苗的净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度和胞间CO₂浓度显著下降,V1受到的影响比V2要小。不同耐旱性甜菜品种对干旱胁迫的响应机制存在一定差异,可以进一步分析其抗旱能力,为甜菜的育种、抗逆栽培和稳产提供理论依据。     

干旱胁迫对三七生理指标的影响及转录组分析

为揭示干旱胁迫下三七的生理特性和基因转录组变化,通过干旱条件和正常浇水控制研究干旱对于三七的影响.实验设置自然干旱和正常浇水(对照)处理,分别测定三七叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、POD活性、SOD活性、CAT活性和MDA活性,并从三七叶片中提取RNA进行转录组测序分析.结果 显示,干旱胁迫下三七MDA变化非常明显...     

干旱胁迫下2种铁线莲幼苗的生理响应

为了明确2种铁线莲(转子莲和褐毛铁线莲)的干旱适应范围,本研究以3年生转子莲和褐毛铁线莲幼苗为试验材料,采用100、200和300 g/L浓度的PEG溶液模拟干旱胁迫,研究不同程度干旱胁迫对2种铁线莲的抗逆响应机制。采用隶属函数法对2种铁线莲的抗旱性进行了综合性评价。结果表明：2种铁线莲叶片和根系含水量均随着干旱胁迫程度的递进而下降;和CK相比,褐毛铁线莲在重度胁迫时的光饱和点、最大净光合速率和表观量子效率分别降低了78.9%、75.8%、61.9%,而转子莲各项指标分别降低了75.3%、80.9%、73.3%;2种铁线莲的可溶性蛋白含量、POD活性以及SOD活性呈现先上升后下降的趋势;脯氨酸含量和丙二醛含量在同一程度干旱胁迫下,随着处理时间的延长而不断增多。其中转子莲的脯氨酸和丙二醛含量在重度胁迫24 h时,分别是胁迫0 h的2.57和2.47倍。褐毛铁线莲的脯氨酸和丙二醛含量在重度胁迫24 h时,分别是胁迫0 h的1.66和1.91倍。对2种铁线莲的7个生理指标进行隶属函数分析,同时结合光合生理指标的结果认为：褐毛铁线莲幼苗的抗旱性高于转子莲。本研究为北方干旱地区铁线莲属种质资源的...     

DNA甲基化参与调控马铃薯响应干旱胁迫的关键基因挖掘

植物受到干旱胁迫时,会通过DNA甲基化做出快速反应以帮助其应对胁迫。为探究在干旱胁迫下,DNA甲基化是如何影响基因转录表达,本研究对甘露醇模拟干旱和5-azadC(去甲基化)处理下,抗旱性不同的2个马铃薯品种(抗旱型,青薯9号;干旱敏感型,大西洋)进行转录组学分析,以Fold-change>2和校正后P<0.01进行差异表达基因(DEG)的筛选。GO富集分析发现,2种处理都共同显著富集到氧化应激和碳水化合物代谢过程相关的GO term。说明不同耐旱性马铃薯在响应干旱胁迫时,与这些GO term相关的基因也受DNA去甲基化调控。对既响应干旱又响应DNA去甲基化的1345个DEG进行KEGG功能富集发现,与植物抗旱相关的通路有植物MAPK信号途径、植物激素信号转导途径、植物谷胱甘肽代谢通路、糖酵解与糖异生和磷酸肌醇代谢通路。说明这些通路相关基因在大西洋和青薯9号2个抗旱性不同的马铃薯品种中,响应干旱的敏感性受DNA甲基化调控。接着对DEG上游1500 bp启动子区域进行顺式作用原件和甲基化CpG岛分析发现,干旱胁迫下参与植物谷胱甘肽代谢的GST基因通过DNA去甲基化来降低启动子区ABRE和CAAT-box作用元件的甲基化水平,进而激活该基因的表达以应对干旱胁迫。因此,利用比较转录组学分析干旱和DNA去甲基化处理下的差异基因,可挖掘到DNA甲基化参与调控马铃薯响应干旱胁迫的相关基因,为研究马铃薯干旱胁迫响应的表观遗传学机理提供新的研究思路。     

干旱胁迫下生化黄腐酸对苹果树的某些生理效应

干旱胁迫下生化黄腐酸对苹果树的某些生理效应ＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＥｆｆｅｃｔｓｏｆＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＦｕｌｖｉｃＡｃｉｄ（ＢｃＦＡ）ｏｎＡｐｐｌｅＴｒｅｅｓｕｎｄｅｒＤｒｏｕｇｈｔＳｔｒｅｓｓ￥／／干旱是阻碍果树生长，影响果实品质和产量的一个...     

干旱胁迫下紫花苜蓿叶片几种内源激素的变化

以陇东(耐旱)、BL-02-329(不耐旱)2种抗旱性强弱差异较大的紫花苜蓿为试验材料,对干旱胁迫下2种紫花苜蓿叶片中ABA,IAA,GA3,ZR 4种内源激素的含量变化进行研究,结果表明:在干旱胁迫下,陇东、BL-02-329两种紫花苜蓿叶片ABA,IAA含量均有不同程度的上升,GA3和ZR的含量均呈下降趋势。干旱胁迫下4种内源激素之间的协调总趋势是向着气孔关闭、促进根系发展的方向进行。重度干旱时,苜蓿叶片中4种内源激素之间的协调趋势反映出抗旱性强的陇东苜蓿通过减缓生长速率来保证生存方面的调节能力较强,能有效地避免缺水伤害。     

马铃薯(Solanum tuberosum L.)干旱胁迫生理特性及耐旱性分析

干旱是一个世界性问题,也是造成中国作物产量低的重要原因.为探究干旱胁迫对马铃薯生理的影响和鉴定耐旱材料,本研究以'青薯9号'和'陇薯5号'两基因型马铃薯组培苗为试材,用0％、10％、20％、30％和40％浓度(m/V)的PEG-6000胁迫96 h模拟干旱筛选适宜的胁迫浓度,在含有适宜胁迫浓度的培养液中培养0、20、2...     

粉葛生理特性对干旱胁迫的响应

为探究粉葛(Pueraria montana var. thomsonii)对干旱胁迫的生理响应机制,本研究以粉葛植株为试验材料,通过盆栽形式和自然耗水与人工补水相结合的控水方法,分别设定了3个不同水分梯度。结果表明：干旱胁迫会抑制粉葛生长,叶片相对含水量和根系活力降低,叶绿素总含量显著增加;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)酶活性均得到提高,过氧化氢酶(CAT)酶活性在中度干旱胁迫下逐渐增加,重度干旱胁迫下CAT酶活性逐渐降低;叶肉细胞相对电导率显著增加,渗透调节物质浓度增加;总黄酮含量显著升高。单叶面积与POD、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和可溶性蛋白含量呈现显著负相关,POD和脯氨酸与总黄酮含量显著正相关。通过相关性分析与主成分分析可知,POD、相对含水量、SOD、类胡萝卜素、可溶性蛋白、CAT和总黄酮在干旱胁迫下表现为较敏感的生理指标。本研究结果可为粉葛节水及优质栽培的生理机制提供理论基础。