基因芯片技术在水稻抗逆基因表达研究中的应用

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全世界50%以上的人口以水稻为主食,导致水稻减产的主要原因之一是受逆境胁迫的影响。为了提高水稻的抗逆性,目前国内外许多实验室正致力于水稻抗逆机制的研究。与抗逆相关的单一基因较难以揭示植物复杂的抗逆机制,而基因芯片技术却可以揭示大量基因表达和调控的情况,使得多基因的调控研究成为可能。本文主要综述了近年来基因芯片技术在水稻受逆境胁迫条件下基因的表达情况。     

脱落酸在植物逆境胁迫研究中的进展

脱落酸(ABA)是一种重要的植物激素,在植物对胁迫环境抗逆性中发挥重要作用.综述了近些年来国内外有关ABA生理功能抗逆性研究的一些最新进展,重点介绍脱落酸在植物干旱、低温、高盐等逆境胁迫中的作用及其研究进展.     

乙烯信号转导及其在植物逆境响应中的作用

乙烯是一种与胁迫响应有关的激素,在植物生长发育和对环境信号的反应中起着关键作用。乙烯参与种子萌发、叶片与花的脱落、组织器官衰老、果实成熟、单性花性别决定等生理过程的调控,并且对生物和非生物胁迫的应对有重要作用。综述乙烯生理作用和乙烯生物合成及信号转导的最新研究进展,同时对乙烯在植物逆境响应中的作用进行探讨。     

植物干旱逆境胁迫研究综述

干旱对植物的生长有着严重的影响,也是限制农业生产的重要因素之一。干旱逆境胁迫可导致各种代谢无序进行。该研究论述了干旱对植物生物膜系统、光合作用和渗透调节的影响,并阐明了干旱主要信号转导的研究进展。     

逆境胁迫下植物的生理生态过程响应机制研究

在我国荒漠绿洲和林地草地交错带都不同程度的存在退化趋势,面对更严苛的气候条件以及强烈的人类活动造成地下水位的波动,已经成为重要的生态环境问题,因此了解植物在逆境胁迫下的生理生态响应和抗逆机制就显得尤为重要。本文主要探讨了植物的水势和渗透调节、气孔调节等水分生理特征和光系统Ⅱ对逆境胁迫的响。     

基因芯片在拟南芥非生物胁迫响应中的应用

为更好地理解作物响应及耐受胁迫的分子机制,利用非生物胁迫诱导表达基因提高作物的抗逆性,从而对作物进行遗传改良,创制抗逆能力强的新品种。以模式植物拟南芥为例,综述了基因芯片在非生物胁迫中的应用进展,并对基因芯片差异表达在作物响应及耐受胁迫研究中的应用前景进行展望。     

植物在逆境下的渗透调节

渗透调节是植物在逆境下降低渗透势。抵抗逆境胁迫的一种重要方式,渗透调节作为植物的重要抗逆生理机制。近些年得到了较广泛的研究。本文概述植物在水分胁迫下渗透调节的研究现状,并提出今后应注意研究的几个问题。1.渗透调节的调节方式和原初机理1.1 调节方式植物细胞的水势由几个组份组成。即:ψ_w=ψ_s ψ_p ψ_m,方程式中ψ_w为水势,ψ_s为渗透势,ψ_p为压力势(膨压)。ψ_m为衬质势。ψ_m除了在干组织或干种子中外,一般微不足道,故不予考虑。在正常情况下ψ_w和ψ_s均为负值。植物体内水分运输的方向是从高水势到低水势。在水分胁迫     

表达谱基因芯片及其在植物研究中的作用

基因芯片是近年来发展起来的一种新型实用的高新生物技术,已成为目前国际上生命科学研究的热点之一。目前基因芯片技术已广泛应用于基因表达谱研究,核酸突变检测,单核苷酸多态性分析,基因组文库作图和杂交测序等。其中表达谱基因芯片是应用最广泛的,目前其应用主要集中在医药方     

一氧化氮在植物逆境生理中的作用

一氧化氮（NO）广泛分布于生物有机体内,是一种重要的生物活性分子,具有多种生理功能。NO作为细胞间及细胞内的信息物质,在植物生物学领域中已成为一个研究热点,在植物中NO功能具有两重性,在植物逆境生理中更起着重要的作用。在此,介绍了NO在植物盐分、干旱、低温以及高温等逆境胁迫响应中的作用。     

蛋白质组学研究揭示的植物细胞壁逆境应答蛋白质

细胞壁是植物细胞最外层的屏障,参与细胞支撑、物质运输与抵御逆境等过程。近年来,定量蛋白质组学技术被应用于植物细胞壁逆境应答调控机制的研究,已经报道了小麦、玉米、大豆和番茄等植物根、下胚轴和茎等器官细胞壁应答生物胁迫(如青枯病菌感染)与非生物胁迫(如水淹和缺水)过程的蛋白质变化,为揭示细胞壁逆境应答机制提供了新线索。     

MYB转录因子参与植物非生物胁迫响应与植物激素应答的研究进展

基因的时空表达受转录因子的精确调控。植物在面对不利环境因素比如高温、低温、干旱、盐碱等胁迫时其细胞生理生化会迅速地从“舒适”状态转变进入“胁迫响应”状态。这种快速响应的状态转变依赖于植物对胁迫信号的感知及传递、激素通路(脱落酸、茉莉酸等)的激发、转录因子的活化等复杂的过程;最终植物通过胁迫相关基因的表达、次生代谢转变、抗氧化物质的积累等实现胁迫条件下细胞内环境的再平衡从而获得生存。植物MYB(v-MYB avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子就是上述转变中的重要参与者。本文介绍了植物MYB转录因子的结构特征、分类,综述了近些年来MYB转录因子与非生物胁迫,以及植物激素应答过程相关的研究进展。     

水稻免疫亲和素基因家族的克隆及对非生物逆境胁迫的响应分析

为探究在非生物逆境胁迫条件下免疫亲和素（immunophilins）基因家族在水稻（Oryza sativa L. japonica Nipponbare）中的功能,利用生物信息学技术鉴定水稻中免疫亲和素基因家族成员,并进行克隆及组织特异性、非生物逆境胁迫下的表达分析。结果表明,水稻基因组中存在30个OsFKBPs及29个OsCYPs免疫亲和素家族基因。30个OsFKBPs主要聚类为3个大的亚群,29个OsCYPs主要聚类为4个大的亚群。通过PCR扩增得到完整的OsFKBPs与OsCYPs基因编码序列,且序列信息与预测一致。OsFKBPs与OsCYPs基因在水稻的各个组织、各个发育时期均有不同程度的表达。OsFKBP19在各组织各发育时间表达量较为一致;OsCYP29在叶鞘中表达量最高而OsCYP57在根中表达量最高。定量PCR结果显示,在高光强胁迫处理4 h后水稻叶片中OsCYP37基因被诱导持续上升表达,而在渗透胁迫及盐胁迫处理中无显著变化;高光强及渗透胁迫处理4 h后水稻叶片中OsFKBP19持续上升表达,而在盐胁迫处理中波动上升表达。 综上,OsFKBPs及OsCYPs参与水稻的高光强、渗透胁迫及盐胁迫应答过程。     

硅对植物抗逆性影响的研究进展

硅作为有益元素,具有促进植物生长、提高作物产量的作用,同时硅在增强植物抗逆性方面也发挥着重要作用。为进一步探究硅增强植物抗逆性的深层作用机制,本文综述了硅增强植物抵御生物胁迫（包括病原菌、害虫等）及非生物胁迫（干旱、盐害、重金属等）方面的研究进展,认为硅可通过改善植物形态、平衡养分吸收、调节激素代谢、改良土壤性状等多种作用机制缓解胁迫。针对硅的未来研究方向进行了展望,如硅抵抗各种胁迫的耦合机制,深入研究硅提高植物抗逆性的生物化学及分子机制以及加强新型硅肥及配套施用技术的研发。     

一个植物原纤维蛋白基因的克隆及其表达特性分析

植物原纤维蛋白(fibrillin, FBN)作为一大类保守的蛋白,广泛分布于植物界,但其在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中的生物学特性和功能迄今尚不清楚。为了分析其表达特性和功能,采用RT-PCR技术从本氏烟中扩增并克隆了1个FBN基因(NbFBN)。进化树分析显示,NbFBN和拟南芥FBN1a、FBN1b的亲缘关系较近;同源分析表明,它与不同植物来源的FBN基因高度同源,其C-端部分尤为保守。定量分析发现,NbPAP在叶片和花中的表达水平较高,同时发现该基因受到干旱胁迫和激素ABA的诱导,表明该基因可能参与非生物逆境响应过程。     

植物响应环境胁迫过程中的蛋白质组变化规律研究进展

植物在生长过程中可能会受到来自环境的多种胁迫,包括以高温、低温、干旱、水涝、高盐、臭氧、光照、矿物质、酸雨、辐射、重金属和机械损伤为代表的非生物因素环境胁迫和以诱导子、细菌、真菌、病毒和植食性动物为代表的生物因素环境胁迫。植物通过改变自身的蛋白质表达水平来对各种环境胁迫作出响应,因此蛋白质组学技术方法能够更好地揭示植物耐受胁迫相关的重要蛋白质群组的动态变化规律,发现植物响应环境胁迫的重要标志物。对近年来植物应答环境胁迫的蛋白质组学研究进行综述,以期从组学角度拓展植物耐受胁迫机制的认识。     

大豆转录因子GmDof1.5的克隆与非生物胁迫诱导表达

Dof转录因子在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起重要的调控作用。利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个功能未知的Dof转录因子基因GmDof1.5,该基因位于大豆基因组15号染色体上,ORF全长540 bp,编码含有179个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为20.15 ku,等电点为9.82。蛋白序列预测发现,GmDof1.5蛋白含有一个典型Zf-Dof结合域,且含有大量磷酸化位点。蛋白系统进化分析表明,大豆GmDof1.5与豆科植物鸡血藤SsDof4的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,ABA、干旱、高盐、高温和低温胁迫均可不同程度地诱导GmDof1.5的表达,且GmDof1.5对高温胁迫的响应最为显著。     

番茄OSCA基因家族鉴定及不同胁迫条件下表达分析

为阐明高渗性钙离子通道OSCA基因在不同胁迫条件下作用,基于番茄全基因组信息,从栽培番茄中鉴定出12个SlOSCA基因,均含DUF221结构域,分别位于1、2、4、6、7、8、9、12号染色体上,亚细胞定位分析表明均位于质膜和高尔基体上。系统进化分析显示SlOSCA基因家族可分为5个进化群。根据番茄表达量数据库组织特异性分析发现,SlOSCA基因家族在不同组织部位表达量不同,其中根部和叶片表达量相对较高。Real-time PCR结果表明,多数SlOSCA基因响应干旱、盐、低温、ABA和灰霉病胁迫。SlOSCA基因响应ABA胁迫普遍强烈,受低温胁迫影响较小。其中SlOSCA9受干旱、盐和ABA胁迫强烈诱导,SlOSCA10受灰霉病胁迫强烈诱导。     

Genome-wide identification and transcriptome profiling reveal great expansion of SWEET gene family and their wide-spread responses to abiotic stress in wheat(Triticum aestivum L.)

The Sugars Will Eventually be Exported Transporter(SWEET) gene family, identified as sugar transporters, has been demonstrated to play key roles in phloem loading, grain filling, pollen nutrition, and plant-pathogen interactions. To date, the study of SWEET genes in response to abiotic stress is very limited. In this study, we performed a genome-wide identification of the SWEET gene family in wheat and examined their expression profiles under mutiple abiotic stresses. We identified a total of 105 wheat SWEET genes, and phylogenic analysis revealed that they fall into five clades, with clade V specific to wheat and its closely related species. Of the 105 wheat SWEET genes, 59% exhibited significant expression changes after stress treatments, including drought, heat, heat combined with drought, and salt stresses, and more up-regulated genes were found in response to drought and salt stresses. Further hierarchical clustering analysis revealed that SWEET genes exhibited differential expression patterns in response to different stress treatments or in different wheat cultivars. Moreover, different phylogenetic clades also showed distinct response to abiotic stress treatments. Finally, we found that homoeologous SWEET genes from different wheat subgenomes exhibited differential expression patterns in response to different abiotic stress treatments. The genome-wide analysis revealed the great expansion of SWEET gene family in wheat and their wide participation in abiotic stress response. The expression partitioning of SWEET homoeologs under abiotic stress conditions may confer greater flexibility for hexaploid wheat to adapt to ever changing environments.     

小麦TaSPX129基因的分子特征及其在非生物逆境下的表达模式

在前期构建的富集丰磷逆境特异表达小麦根系cDNA差减文库中,鉴定了1个SPX家族基因成员TaSPX129(GenBank登录号:EF522137)。TaSPX129的开放阅读框为1 320bp,编码一条由439个氨基酸残基组成的蛋白质多肽链,该预测蛋白中含有植物保守的SPX基序。系统进化分析表明,TaSPX129与大麦和二穗短柄草的SPX基因具有较高同源性,推测上述基因可能具有相似的进化途径。对TaSPX129与其他植物种属中的同源蛋白进行聚类分析,该小麦SPX成员属于SPX-MFS亚家族。与丰磷对照相比,低磷处理后小麦根系中TaSPX129的表达水平下降。此外,TaSPX129对低氮和高盐逆境也明显应答,表现为根系中该基因的表达水平明显下降。本研究表明,TaSPX129在转录水平上对低磷等逆境产生应答,为探索该基因介导植株抵御非生物胁迫的机制打下基础。     

Genome-wide identification and characterization of the JAZ gene family and its expression patterns under various abiotic stresses in Sorghum bicolor

The jasmonate ZIM domain (JAZ) protein belongs to the TIFY ((TIF[F/Y]XG) domain protein) family,which is composed of several plant-speci?c proteins that play important roles in plant growth,development,and defense responses.However,the mechanism of the sorghum JAZ family in response to abiotic stress remains unclear.In the present study,a total of 17 JAZ genes were identi?ed in sorghum using a Hidden Markov Model search.In addition,real-time quanti?cation polymerase chain reaction (RT-qPCR) was ...