水稻幼穗响应盐胁迫的转录组分析

盐胁迫是影响作物生长发育的重要环境因素之一.鉴定水稻耐盐新基因以及揭示其可能的机制并应用于新种质创制和新品种选育,是提高水稻耐盐性的重要途径之一.本研究以实验室自主选育的耐盐性不同的水稻品系58M和58L为材料,用0.6％NaCl处理0、6、24 h后收集水稻的幼穗,并进行转录组测序研究.结果发现,以0 h的幼穗为对照...     

不同温度下水稻胚乳AGPase各同工酶基因表达特征初步分析

以特青和泰国香米为材料,利用人工气候箱设置高温(日平均温度33qC)和适温(日平均温度25C)2个温度处理,结合实时荧光定量PCR技术分析比较了水稻淀粉合成关键酶腺嘌呤-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)7个同工酶基因AGPS1、AGPS2a、AGPS2b、AGPLI、AGPL2、AGPL3及ACPLA的表达特征.结果表明,AGP52b、AGPL2、AGPL3等3个同工酶基因表达较强,可能是水稻胚乳中AGPase基因表达的主要形式,其中AGPL2相对表达量最高;AGPS2b、AGPL2、AGPL3在2个品种中的相对表达量均为适温处理高于高温处理,在特青胚乳中各时期2种温度处理下的相对表达量总体高于泰国香米中的相对表达量.     

花生AhFUSCA3基因的原核表达及在非生物胁迫下的表达分析

根据本实验室已获得的花生AhFUSCA3基因(NCBI登录号JX420284)序列,设计特异引物,构建原核表达载体,进行了重组蛋白表达分析,获得了分子量为42KD左右的目的蛋白条带;利用荧光定量PCR(Quantitative Real-time RT-PCR)方法,检测了AhFUSCA3基因在低温、高盐和干旱胁迫条件下的表达情况。结果显示,AhFUSCA3基因在低温和高盐处理的花生叶片中表达量明显上调,但在干旱处理的叶片中表达量则有明显下降。以上结果表明AhFUSCA3基因可能参与了花生对低温、高盐和干旱的抗性调控。     

水稻对穗枯病的抗病机理初步研究

【目的】水稻在孕穗期比苗期更容易感染穗枯病(Bacterial panicle blight of rice)并出现病症。本研究旨在探究水稻不同时期对穗枯病的抗性机理,为培育抗病水稻品种奠定基础。【方法】采用喷雾法和注射法分别对苗期和孕穗期的抗、感病水稻品种接种颖壳伯克氏菌(Burkholderia glumae),测定处理组与对照组的3种抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性的差异,并利用实时荧光定量PCR测定5种防卫反应基因(PR1a、PR10b、Rcht、LOX、PAL)的表达量。【结果】B.glumae的侵染能引起水稻活性氧的积累,提高抗氧化酶活性,使部分防卫反应基因大量表达,但是苗期和孕穗期的应答有较大区别。水稻孕穗期的抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和防卫反应基因(PR10b、Rcht和PAL)的表达量比苗期高,但PR1a和LOX的表达量却低于苗期。【结论】B.glumae能诱导孕穗期的水稻产生更多抗病反应,参与抗病反应的主要是水杨酸信号传导途径。     

热胁迫下水仙花叶片的转录组分析

为研究水仙响应高温胁迫过程中相关基因的表达及响应热应激的分子机制,本研究以漳州水仙花为材料,使用BGISEQ-500测序技术,对高温（30、35 ℃）处理及正常生长条件（15 ℃）的水仙叶片进行转录组学的测序分析。使用Trinity软件对15（对照）、30、35 ℃（高温胁迫）处理24 h的水仙叶片测序数据进行从头组装,利用BLAST软件进行基因比对注释,通过DEGseq和PossionDis检测差异表达基因,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。结果表明：本次水仙花叶片测序共获得112 160条总长度为128 733 815 bp、平均长度为1147 bp的Unigene,其N50以及GC含量分别为1770 bp和42.33%。Nr比对注释匹配度最高的物种为石刁柏,利用KOG数据库进行比对,5560条Unigene序列分布于25个功能区域。差异表达基因GO富集显示与光合系统及膜系统相关的GO term被显著富集,KEGG分析显示次生代谢物的生物合成、苯丙烷类生物合成、代谢途径、光合作用、糖胺聚糖降解、乙醛酸和二羧酸代谢、光合作用-天线蛋白、单萜类生物合成等8条代谢途径在3个比较组中均显著性富集,硫胺素代谢途径是唯一在高温胁迫条件下均显著富集的代谢途径。本研究注释了大量相关基因序列,通过本研究为改善水仙花植物的耐热性及耐热性品种的培育提供了丰富的数据资源和分子基础。     

大豆RNA依赖的RNA聚合酶基因GmRDR1的克隆与表达特性分析

为了寻找大豆抗病新基因,培育大豆新型抗性品种,利用同源克隆的方法从大豆品种科丰1号中分离出1个新的GmRDR1基因,并对其进行序列分析,组织表达、抗逆境胁迫表达分析及该基因的亚细胞定位研究。结果表明:GmRDR1基因位于大豆基因组的第2号染色体,基因全长为3 956 bp,其中ORF为3 378 bp,编码1 125个氨基酸,相对分子量和等电点分别为279.72×103和4.63;GmRDR1含有RDRs家族的保守序列"DLDGD";该基因在所有被检测组织中均表达,并且在叶中的表达量最高;荧光定量结果发现:在大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)处理下,GmRDR1在抗病材料科丰1号中的表达量显著高于感病材料南农1138-2。盐及干旱胁迫下,48 h之内,该基因的表达量明显升高,SA诱导条件下该基因在6 h出现了早期响应,冷害处理下24 h表达量出现了突然的升高。GmRDR1基因的亚细胞定位结果表明:该基因所编码的蛋白定位在细胞核里。根据以上结果判定GmRDR1基因参与了大豆对SMV的抗性反应,并且能够强烈响应盐和干旱的胁迫,因此该基因在大豆抗逆分子育种中具有较好的应用价值。     

Real-time PCR检测大豆CONSTANS基因在不同光照条件下的表达

采用实时荧光定量PCR方法检测了不同感光大豆品种的CO(CONSTANS) 基因在不同光照条件下的mRNA水平变化.结果表明:早熟品种东农49和晚熟品种东农42各自在短日照(8h/16h 光/暗)下会比长日照(16 h/8 h 光/暗)下表达有所增强,同时东农49中CO基因的表达要高于东农42,它们的表达峰值均出现在光暗交界处.东农42由长日照或短日照移入完全光或完全暗条件时,暗下CO基因的表达量剧增,并且大致维持之前长日照和短日照的表达规律.CO基因的表达有很强的昼夜节律性,暗下利于其表达,并且在不同感光品种中表达有所不同.     

茶树P5CS基因克隆及其在渗透和高盐胁迫下的表达分析

△1-吡咯琳-5-羧酸合成酶是植物脯氨酸合成过程中的关键酶。应用同源克隆方法获得茶树P5CS,序列长为1 316 bp,编码323个氨基酸;其编码蛋白分子量为34.7 ku,p I为7.62;N端有1个氨基酸激酶超家族[Amino Acid Kinases(AAK)superfamily]功能区,C端有1个醛脱氢酶超家族[Aldehyde Dehydrogenas(ALDH)superfamily]功能区,预测为亲水性跨膜蛋白;对18个物种的P5CS进行聚类分析,结果生物学分类及进化关系吻合。并与美味猕猴桃高度同源,相似度达89%。应用实时荧光定量PCR分析表明,该基因转录本在水分胁迫24 h内升至对照组水平的2.6倍,而高盐胁迫48 h后才升至9.9倍的最高值;水分胁迫应答速度快,但相对表达量较高盐胁迫低。由此推测该基因被诱导参与了渗透胁迫应答响应,并且对渗透胁迫中的旱害脱水更为敏感。     

模式植物狗尾草响应不同干旱及盐胁迫表达的内参基因actin及其应用

为了研究应用于狗尾草响应不同干旱及盐胁迫基因表达的内参基因,本研究从网站https://phytozome.jgi.doe. gov/pz/portal.html上获得狗尾草A10品系8个actin基因的cDNA序列,设计荧光定量PCR引物,以不同程度的干旱及不同浓度盐胁迫处理的狗尾草幼苗cDNA做模板,进行荧光定量PCR试验,通过实时荧光定量PCR扩增片段电泳分析,扩增曲线及溶解曲线综合分析,结果表明登录号Sevir.9G114100对应的actin基因是8个actin基因中最合适的内标基因。并对所选内标的实用性进行了验证,验证的结果与转录组数据的结果保持一致,证明所选内标基因可用于后续狗尾草响应不同干旱及盐胁迫狗尾草转录组基因表达的验证工作,为深入研究狗尾草功能基因奠定分子基础。     

青稞Hva1基因的表达模式及表达载体的构建

为了解青稞种子胚胎成熟晚期丰富蛋白(LEA)基因Hva1与青稞抗旱性的关系,以抗旱性强的旱地紫青稞和抗旱性弱的大麻青稞为材料,研究了不同浓度PEG胁迫下Hva1基因在两个青稞品种中的表达模式。结果表明,Hva1基因在抗旱性不同的两个青稞品种中的表达均呈单峰模式,且抗旱性强的旱地紫青稞表达峰值和对应的PEG胁迫浓度均高于抗旱性弱的大麻青稞;PEG胁迫浓度大于13.18%时,旱地紫青稞的Hva1基因表达量高于大麻青稞。可见,Hva1基因的表达在青稞的抗旱中起到重要的作用,为此我们成功构建了青稞Hva1基因的过量表达载体,期望为抗逆性基因在青稞中的应用和抗旱新品种的选育奠定基础。     

甜玉米籽粒总RNA提取方法的比较

[目的]探索获得高质量、高纯度的甜玉米籽粒总RNA的提取方法.[方法]以授粉后20 d的超甜玉米系SY01籽粒为试验材料,比较了RNAiso法、Trizol法、CTAB法3种方法对甜玉米籽粒总RNA的提取效果,用琼脂糖凝聚电泳、Nanodrop2000、Agilent 2100 Bioanalyzer检测了提取的RNA...     

碱胁迫下玉米microRNA827及其靶基因的表达响应

较高的pH影响植物根系对磷和氮的吸收,是盐碱土壤导致产量降低的主要原因之一。研究表明,植物在盐碱胁迫下microRNAs(miRNAs)通过调控靶基因的表达,提高植物对盐碱耐受性。通过实时定量RT-PCR分析表明,zma-miR827主要在冠根和花丝等组织中表达。碱胁迫处理玉米幼苗后,zma-miR827随着处理时间呈现先增加后降低趋势。通过玉米基因组数据库分析,预测zma-miR827-3p有4个靶基因,其中,GRMZM2G166976受碱胁迫后呈现先升高后持续下降的表达趋势;GRMZM2G077531则呈现先下降后升高;GRMZM2G127374呈现先下降后上升再下降后上升最后下降至最低值的趋势;GRMZM2G013176呈现持续升高的趋势。通过构建进化树分析表明,zma-miR827与水稻(Oryza sativa)中参与磷调控的osa-miR827高度同源。     

甜玉米品质性状与部分农艺性状的相关分析

通过对甜玉米品质性状的相关分析表明,甜玉米的可溶性糖主要是蔗糖。它与可溶性固形物呈极显著的正相关,与嫩度值、干物质含量呈负相关,但水溶性多糖(WSP)与各品质性状相关均不显著,从而说明甜玉米含糖量选择中不会影响甜玉米的风味、嫩度等品质;进一步与部分农艺性状的分析表明,优质甜玉米应选择穗柄较短、苞叶较少、茎含糖较高的类型,分蘖的存在并不影响甜玉米的品质。     

大豆响应低磷胁迫的数字基因表达谱分析

以Os PT6转基因T5代大豆为材料,以其受体亲本东农50为对照,对低磷胁迫处理下的根系c DNA文库进行数字基因表达谱分析,共筛选得到33个差异表达基因。以受体亲本为对照,在Os PT6转基因大豆中上调表达的差异基因有21个、下调表达的差异基因有12个。GO功能显著性富集分析表明,有25个差异表达基因在蛋白、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和酶活性调节等过程中表现为富集。KEGG代谢通路分析表明仅有1个过氧化物酶超蛋白家族基因参与到苯丙合成、苯丙氨酸代谢和次生代谢产物合成等次生代谢途径中。综合分析表明:通过光合作用相关酶类活性的调节控制光合作用速率从而影响次生代谢途径可能是大豆适应低磷胁迫的主要途径。以上结果为大豆响应低磷胁迫相关分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。     

甜玉米种子活力影响因素分析及调控研究进展

针对甜玉米种子发育、贮藏及萌发3个重要阶段,分别综述影响种子活力形成、活力维持及活力表达的关键因素及其生理生化机理,探讨甜玉米种子活力的调控策略,为我国甜玉米品质育种及其种业发展提供理论和技术支持。     

玉米GA2ox类基因的发掘及其在苗期干旱胁迫后的表达分析

GA2ox类基因是玉米赤霉素合成途径中的一类负调控基因,其表达产物(GA 2-oxidases)可通过降解赤霉素及其前体物质,调控植物中赤霉素的含量,进而影响植株的诸多表型。研究中发掘到玉米ZmGA2ox类基因13个,进一步分析各基因的基因结构以及在不同组织中的表达状况。通过对各基因干旱胁迫下转录变化的分析发现,只有ZmGA2ox3;1、ZmGA2ox3;2、ZmGA2ox6、ZmGA2ox7;3和ZmGA2ox9共5个ZmGA2ox类基因在干旱胁迫后发生了显著的转录变化。初步鉴定出ZmGA2ox类基因中与玉米耐旱响应相关的候选基因。     

龙眼体胚发生过程中两个乙烯受体基因的定量表达分析

以龙眼体细胞胚胎发生8个不同发育阶段同步化胚性培养物为材料,采用荧光定量PCR方法,分析两个乙烯受体基因(DL-ETR1和DL-ERS1)的mRNA动态变化水平。试验结果表明:DL-ETR1表达量整体的变化趋势呈近似"W"状,松散型的胚性愈伤组织(Stage 1)的表达量最高,心形胚(Stage 6)阶段的表达量最低;龙眼体胚发生过程的8个阶段均有DL-ERS1基因的表达,子叶形胚(Stage 8)的表达量最高,其它7个阶段的表达量都很低,鱼雷形胚(Stage 7)的表达量极低,几乎不表达。DL-ETR1与DL-ERS1有着不同时期的表达模式,并且可能起到结合乙烯,调节龙眼体胚对乙烯敏感性的综合作用。     

低温胁迫下小麦幼穗中差异表达蛋白质的鉴定

为探究低温胁迫下小麦幼穗中胁迫响应差异表达蛋白,采用IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳及质谱技术,以低温敏感品种SW601和低温不敏感品种陇麦157为材料,对常温生长、0℃低温胁迫12h和72h的幼穗全蛋白进行了分析。结果表明,在pH 4~7时,SW601和陇麦157各处理幼穗蛋白图谱中均可重复检测到800~900个有效蛋白质点;低温胁迫12h、72h后,SW601和陇麦157中上调表达的蛋白点分别有120个和101个,下调表达的蛋白点分别有92个和60个。对2种胁迫处理下均差异表达且Ratio2的54个蛋白点进行质谱分析,成功鉴定出43个差异蛋白。经数据库搜索匹配和蛋白质鉴定,这43个差异蛋白分别属于胁迫应激/防御相关蛋白、光合作用蛋白、蛋白代谢相关蛋白、碳水化合物代谢相关蛋白、信号传导相关蛋白、能量产生和运输相关蛋白和未知功能蛋白等7类蛋白。其中,抗坏血酸过氧化物酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶和胚胎后期发育富集(LEA)同源蛋白14-A等蛋白的表达量在低温不敏感材料陇麦157中变化显著,而在低温敏感材料SW601中没有表达,这可能与小麦幼穗在低温逆境下的代谢调控和低温敏感特性有一定关系。