大豆疫霉根腐病相关miRNA的鉴定

microRNA(miRNA)是近年来在真核生物中发现的一类具有调控功能的非编码RNA,通过碱基互补在基因转录和转录后水平调控靶基因的表达,参与调控植物生长发育,并在响应多种生物及非生物胁迫中发挥重要作用。本文利用大豆疫霉菌2号生理小种(P6497)接种8个栽培大豆品种,通过Northern blotting技术,对大豆中的7个保守miRNAs进行检测。结果发现,有6个miRNAs在这8个大豆栽培品种中都有表达,但在接种病原菌前后没有明显的差异。使用高通量的小分子RNA芯片技术检测差异表达的miRNAs。利用抗性品种Williams 82和感病品种Williams分别接种P6497,获得部分与大豆疫霉菌侵染相关的miRNAs。结果显示,部分miRNAs可能参与调控大豆疫霉根腐病抗性。     

植物低温胁迫响应miRNAs及其在茶树抗寒研究中的应用

miRNAs(microRNAs)通过互补配对的方式指导mRNA剪切或者抑制翻译负调控基因的表达。在植物中miRNAs不仅参与调控生长发育,还在低温等多种逆境胁迫下发挥着重要作用。文章介绍了植物miRNAs的形成、作用机制及功能,分析其在低温胁迫基因调控网络中的作用及在茶树中的相关研究,旨在系统深入了解低温响应miRNAs在抗寒机制中的作用,为深入开展茶树抗寒性研究提供新思路。     

植物低温胁迫响应miRNAs及其在茶树抗寒研究中的应用

miRNAs(microRNAs)通过互补配对的方式指导mRNA剪切或者抑制翻译负调控基因的表达。在植物中miRNAs不仅参与调控生长发育,还在低温等多种逆境胁迫下发挥着重要作用。文章介绍了植物miRNAs的形成、作用机制及功能,分析其在低温胁迫基因调控网络中的作用及在茶树中的相关研究,旨在系统深入了解低温响应miRNAs在抗寒机制中的作用,为深入开展茶树抗寒性研究提供新思路。     

大豆GmAYI基因的克隆及初步功能预测

根据拟南芥At1G74730基因的保守序列设计引物,利用RT-PCR技术在大豆中克隆得到GmAYI基因。对GmAYI基因的结构域和启动子元件进行分析,结果表明:大豆GmAYI基因位于4号染色体上,含跨膜结构域,属于膜蛋白。该基因启动子区域含有激素相关应答元件和胚乳表达所必须的顺式作用元件。推测该基因可能参与调控大豆生长发育及外界环境胁迫应答等过程。进而对14个大豆品种中GmAYI基因的转录水平进行了定量分析,对GmAYI基因在14个大豆品种中的转录水平与单株粒数、单株粒重、百粒重、株高等产量相关性状进行相关性分析,结果表明:GmAYI基因的表达量与百粒重呈显著负相关,推测GmAYI可能是参与大豆产量相关性状调控的基因。     

大豆14-3-3家族基因对低磷胁迫响应及其与磷转运蛋白PHT6的互作

14-3-3是真核生物中一类高度保守的基因家族,参与生物和非生物胁迫中多种代谢途径的调控。在大豆基因组中已鉴定出18个14-3-3基因,其中16个可以转录。本文通过荧光定量PCR方法检测了这16个14-3-3基因在低磷胁迫下的响应,发现其中6个基因在耐低磷胁迫大豆品种BX10和不耐低磷胁迫大豆品种TL1中的表达存在差异。进一步分析表明,这6个基因的编码蛋白与大豆磷转运蛋白PHT6存在互作,表明大豆14-3-3蛋白可能通过与PHT6互作参与对磷信号通路的调控。本文结果将为在大豆中应用14-3-3基因培育耐低磷大豆品种提供参考。     

大豆GmMADS基因的克隆及表达分析

为了探究大豆MADS-box编码基因在生物和非生物胁迫中的调控作用,以SMV抗感大豆品种为试验材料,从大豆中克隆GmMADS基因Glyma.02g121500,进行生物信息学分析和表达特点分析,同时检测不同逆境胁迫下GmMADS基因表达量变化情况。结果表明:GmMADS基因完整ORF长度为735 bp,编码244个氨基酸,pI 6.68,相对分子质量为28.2 kD。抗感品种间基因CDS序列存在1个SNP差异,氨基酸序列无差异。启动子序列包含防卫和胁迫响应元件、植物激素应答元件、光应答元件等许多顺式作用元件。GmMADS与木豆、花生、豇豆、羽扇豆等物种中的同源基因亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示GmMADS在细胞核上表达。组织特异性表达分析显示GmMADS在花中的表达量最高。接种大豆花叶病毒后,抗病品种科丰1号GmMADS在2 h表达最高且显著高于感病品种南农1138-2;低温胁迫时,GmMADS表达在2 h上调;盐胁迫时,GmMADS表达在1 h下调;干旱胁迫时,GmMADS表达在2 h下调。本研究对下一步分析该基因功能、阐明该基因在调控大豆抗病和耐逆的分子机制具有重要意义。     

大豆涝渍响应NAC基因的鉴定及GmNAC038的克隆和激素应答分析

NAC是植物特有的转录因子,参与多种非生物胁迫的响应.为了研究NAC转录因子在大豆涝渍胁迫中的响应和调控作用,利用前期获得的耐涝品种齐黄34在涝渍胁迫下的转录组数据,通过分析大豆全基因组内180个NAC基因的表达情况,鉴定出45个持续响应涝渍胁迫的大豆NAC基因.利用PlantCARE在线软件分析发现这些基因的启动子中...     

大豆GmDof4和GmDof11基因的非生物胁迫诱导表达及启动子分析

Dof家族是典型的植物特异性锌指转录因子家族,在植物中可以对非生物胁迫产生应答.为初步研究大豆Dof家族主要转录因子编码基因GmDof4和GmDof11在大豆抗非生物胁迫过程中的作用及调控原理,本研究通过实时荧光定量PCR检测大豆幼苗中GmDof4和GmDof11基因在非生物胁迫下的表达情况,并使用PlantCARE在...     

大豆GmSAMS1基因增加烟草对斜纹夜蛾的抗性（英文）

腺苷甲硫氨酸合酶基因(S-Adenosylmethionine synthetase,SAMS)在包括发育、胁迫反应等多种植物生物学过程中发挥作用。为评价大豆SAMS基因在植物抗虫中的功能,本研究从大豆叶片中克隆了GmSAMS1基因,该基因是12个大豆SAMS基因中在叶片里表达量最高的基因。GmSAMS1蛋白与其它植物SAMS蛋白高度同源,具有3个保守的SAMS结构域,并且定位在细胞膜上。在GmSAMS1基因的启动子区包含8个与生物胁迫和非生物胁迫相关的调控元件。以斜纹夜蛾幼虫的相对生长率为指标评价转GmSAMS1基因烟草的抗虫性,两个独立的强迫喂养试验结果表明,食用T_0和T_1转基因烟草叶片的斜纹夜蛾幼虫相对生长率显著低于食用对照叶片的斜纹夜蛾幼虫。该结果说明大豆GmSAMS1基因提高了转基因烟草对斜纹夜蛾的抗虫性。     

油菜miRNA研究现状与展望

 MicroRNAs（miRNAs）是一类在真核生物体内广泛存在,长度为21~24 nt的内源性非编码小分子RNA,通过介导靶基因的剪切或翻译抑制,实现转录后基因表达调控,对多种生命活动起重要作用。随着高通量测序技术的发展,植物中miRNA的研究取得重要进展。油菜是重要的油料作物,目前已挖掘出大量油菜miRNAs和靶基因。。本文综述了近年来油菜miRNA参与杂种优势、种子发育、多倍化以及各种逆境胁迫等调控的研究概况,并对miRNA在油菜中的研究进行展望,为今后进一步研究提供参考。     

薏苡bZIP基因家族全基因组鉴定与非生物胁迫表达分析

薏苡是传统药食兼用经济作物,具有极高的营养价值和重要的药用价值,越来越受人们重视。转录因子是一类能够与调控基因的顺式作用元件或者功能基因特异性结合的重要调控蛋白质分子,在植物的许多生物学活动过程中起着重要的调控作用。碱性亮氨酸拉链（bZIP）转录因子家族在调控植物的生长发育及响应生物与非生物胁迫中起着重要作用。本研究利用北京薏苡（2n=20）基因组信息鉴定出83个bZIP基因家族成员,命名为ClbZIP1～ClbZIP83,2个bZIP基因（Cl042706和Cl042496）不能最终定位到任何连锁群。通过生物信息学方法,分析了基因结构、理化性质、染色体分布,研究了其与其他物种的系统进化关系,并利用转录组技术研究了家族成员在栽培种兴仁小白壳苗期响应非生物胁迫的基因表达规律。结果表明：薏苡全基因组中bZIP成员分别编码氨基酸97～1008个,最小的是ClbZIP5(97个氨基酸),而最大的是ClbZIP28(1008个氨基酸);蛋白质分子量在11.33～110.03 kDa之间,pI在4.15(ClbZIP44)到12.33(ClbZIP50)之间;将其划分为A～I、K、S等11个亚组,...     

大豆TCP转录因子家族结构域分析及功能预测

利用已知的拟南芥TCP基因和大豆基因组数据库,通过生物信息学方法,鉴定并获得了大豆TCP家族基因序列,基因定位信息。共鉴定大豆TCP基因54个,分布在大豆除14号染色体外的其他19条染色体上。对54个基因进行进化和聚类分析及功能结构域的分析,发现全部具有高度保守的TCP结构域。根据结构域差异和系统发育分析的结果,将大豆TCP转录因子家族分成2个TCP亚家族。以生物信息学手段和已有的其他物种的TCP基因进行了比较分析,大豆TCP基因占总数的3.5%,与拟南芥同源基因比较,序列长度存在相似性。对启动子元件分析显示,TCP基因含有大量与在子叶、根、茎处大量表达有关的元件及对分生组织有作用的元件。     

miRNA在水稻产量和胁迫方面的研究进展

miRNA(mircoRNA)是一类内源性的非编码RNA,它广泛存在于生物基因间或内含子区域,由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ转录产生,在转录和转录后水平负调控基因的表达和翻译,其对植物的激素分泌、生长发育、胁迫应答、信号转导有重要影响。文章对miRNA在水稻产量、生物胁迫和非生物胁迫方面的研究进展进行了综述,以期为水稻育种提供参考。     

大豆GmNAC131基因的生物信息学及表达分析

NAC基因在多种作物中具有抵御生物与非生物胁迫的作用,为了分析大豆NAC131基因的功能,本研究从Williams 82大豆中克隆GmNAC131基因,对该基因及其编码蛋白质的特征、结构、功能及不同组织的表达量进行生物信息学分析;采用qRT-PCR方法分析非生物胁迫后不同时间段基因的诱导表达.结果表明:GmNAC131...     

大豆JAZ基因家族的鉴定及其对疫霉胁迫的响应

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是茉莉酸信号途径中重要的负调控因子,对植物的防御反应具有重要意义。然而,鲜有关于大豆JAZ基因的报道,为了揭示大豆中JAZ基因家族的特征和潜在功能,本研究利用生物信息学方法从大豆基因组中鉴定到24个JAZ基因,分别命名为GmJAZ1～GmJAZ24,并对这24个基因进行基因结构分析、保守基序分析、系统进化树构建、染色体定位、启动子顺式作用元件分析以及大豆疫霉菌胁迫下的响应分析。结果表明:(1)24个GmJAZs基因不均匀的分布在大豆的14条染色体上,其中9号染色体上分布的数目最多,为4个;(2)大豆、拟南芥和水稻的JAZ基因家族可分成5个亚组(C1～C5),其中大豆与拟南芥的JAZ基因亲缘关系最近;(3)该家族成员大多含有响应茉莉酸和脱落酸等激素的顺式作用元件,少数含有响应逆境胁迫的顺式作用元件;(4)大豆疫霉菌处理后,C4亚组成员显著上调表达,C1亚组成员微弱上调,而C2、C3和C5亚组成员下调表达,表明大豆JAZ基因家族成员对大豆疫霉菌的胁迫具有不同的响应模式。     

野生大豆GsEXPA3基因的生物信息学、逆境转录及毛状根转化分析

为进一步发掘野生大豆中的优质抗逆基因以用于大豆的种质改良,本研究选取积极参与调控植物生长和非生物胁迫抗性的扩展蛋白基因为对象,在野生大豆中克隆了GsEXPA3基因并对其进行了生物信息学分析,通过qRT-PCR检测该基因在逆境胁迫下的转录情况,采用大豆毛状根转化试验分析其对于根系生长的调控作用。结果显示：启动子分析表明GsEXPA3基因的转录可能参与光、脱落酸及干旱胁迫响应并与类黄酮物质合成相关。在低温和干旱胁迫下,GsEXPA3基因的转录呈显著增加趋势,分别在处理后12和9 h达到最高点,为对照组的3.27倍和2.09倍。GsEXPA3基因的过表达显著促进了转基因大豆毛状根的生长,毛状根数量、总根长和总根重,与对照组相比分别提高了56.83%、53.19%和53.35%。结果说明野生大豆扩展蛋白基因GsEXPA3对于栽培大豆的分子育种具有良好的应用价值。     

大豆CML家族基因的生物信息学分析

CMLs蛋白是一类具有Ca2+结合的EF-hand保守结构域蛋白,广泛参与钙依赖的信号传导途径,在植物生长发育及生物胁迫与非生物胁迫响应中起着重要的作用。通过NCBI和植物基因组注释数据库等筛选并获得了68个大豆GmCML蛋白;分析了所有蛋白的基本特性;通过与拟南芥CMLs基因的进化树分析表明,GmCML家族基因属于8个亚类;对GmCML家族基因进行了染色体定位与重复基因进化关系分析,发现其具有较高的进化速率;序列比对发现GmCML类蛋白含有2~4个保守的EF-hand结构域;利用芯片数据对野生大豆在碱胁迫下的叶和根中的CMLs基因表达模式进行了分析,得到26个GsCML基因在碱胁迫下有显著的差异表达,且在根和叶中的差异表达模式不同,表明这些基因参与植物碱胁迫应答,且具组织表达特异性。     

大豆叶片中异黄酮含量的变化规律

为分析大豆叶片中异黄酮含量的积累动态及营养胁迫对大豆叶片中异黄酮含量的影响,选用2个大豆品种利用砂培浇注营养液的方法,分不同时期对叶片进行取样测定异黄酮含量。研究结果如下:营养胁迫对大豆异黄酮总含量及3种苷元组分含量有促进提高的作用。大豆叶片中异黄酮总含量及3种苷元组分含量在初花期(R1)有一个峰值。     

大豆耐胁迫相关蛋白编码基因GmSAMDC1的克隆及表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosine methionine decarboxylase,SAMDC)是亚精胺和精胺合成的关键酶,更是多胺生物合成的限速酶之一,在植物耐胁迫反应中发挥重要调控作用。为研究大豆SAMDC编码基因的结构和表达特性,本研究从抗病大豆品种科丰1号中克隆了位于大豆基因组2号染色体上的GmSAMDC1(Glyma. 02G128000)基因,分析结果表明:其完整ORF长度为1 068 bp,编码一个由355个氨基酸组成的包含1个SAM_decarbox结构域的蛋白; GmSAMDC1基因所编码蛋白的理论等电点为4. 86,相对分子质量为38 987. 13 Da,为亲水性蛋白,不含跨膜区;大豆中共有8个GmSAMDC1的同源基因,GmSAMDC1与红车轴草(PNY09439. 1,82. 64%)和拟南芥(At SAMDC3,67. 22%)中的SAMDC蛋白编码基因亲缘关系最近; GmSAMDC1启动子序列包含防卫和胁迫响应元件、植物激素应答元件、光应答元件等许多顺式作用元件; GmSAMDC1在花中的表达量最高,与其大豆同源基因Glyma. 01G071300(序列相似性为94. 6%)、Glyma. 18G278800(66. 8%)和Glyma. 08G25580(66. 5%)的组织特异性表达模式比较相似; Glyma. 02G128000-GFP融合蛋白在细胞膜和细胞质上表达。本研究结果为进一步阐明大豆GmSAMDC1基因在大豆耐胁迫过程中的作用提供了理论依据。     

花生根部耐盐相关miRNAs的鉴定与功能分析

miRNAs作为一种基因表达调控子在植物应答胁迫的过程中起着重要的作用,当花生受到盐胁迫时,也会有相应的miRNAs参与基因表达调控应答胁迫。本研究对200份花生品种进行萌发期耐盐性鉴定,获得了高耐盐花生品种3份,中耐盐花生品种5份,盐高敏感品种4份。并对不同耐盐性花生品种在盐胁迫处理条件下进行了抗氧化酶活性(SOD,POD,CAT)和MDA含量的测定。结果表明,耐盐性花生品种清除活性氧的能力大于盐敏感型。盐胁迫条件下,耐盐性花生植株MDA含量较少,受到的伤害相对较小,而盐敏感植株的受伤害程度最大,也证明了耐盐性花生品种在受到盐胁迫伤害时植物体内存在更强大的保护作用。通过小RNA测序及对靶基因序列进行功能分析和同源序列功能检索,获得了8条花生耐盐相关保守miRNAs序列,miR159-1,miR159-2,miR159-3,miR164-2,miR167-3,miR319-1,miR319-2,miR2111-1。荧光定量PCR测定结果表明,这些花生保守miRNAs受盐胁迫诱导,并调控其靶基因的应答反应。