低氮胁迫下水稻剑叶转录因子表达变化

 利用Agilent 4×44K芯片全基因组研究低氮胁迫下,2个不同叶绿素含量水稻齐穗期剑叶的转录因子相关基因表达的变化。结果表明,低氮处理与对照相比,超绿水稻沈农196（SN196）剑叶共有53个转录因子相关基因表达发生变化（35个在转录水平下调表达,18个在转录水平上调表达）。丰锦剑叶有27个转录因子相关基因表达发生变化（21个在转录水平下调表达,6个在转录水平上调表达）。低氮胁迫响应转录因子相关基因表现出品种（系）特异性,超绿水稻SN196有48个特异响应,丰锦有22个特异响应。两个水稻品种（系）低氮胁迫响应的转录因子相关基因有5个重叠,其中1个在转录水平上调表达,4个下调表达。低氮胁迫下,水稻剑叶转录因子相关基因的表达发生变化,不同叶绿素含量水稻品种（系）既表现特异性,也存在部分重叠。两个水稻的低氮胁迫响应转录因子基因在染色体上的分布存在差异。     

水稻WRKY转录因子基因家族响应外源一氧化氮的表达谱分析

一氧化氮(nitric oxide,NO)信号分子与WRKY转录因子均参与植物抗逆、发育与代谢等许多生理过程。采用Agilent水稻全基因组cDNA芯片分析了NO处理后1、6和12h水稻幼苗WRKY转录因子基因的表达谱,鉴定出在1个时间点有两倍或两倍以上表达变化的WRKY基因32个,主要分布在WRKY的Ⅰ和Ⅱ组,其中75%的Ⅱa和45.6%的Ⅱd亚组成员为差异表达基因;鉴定出至少在2个时间点有两倍或两倍以上表达变化的WRKY基因15个,均为早期(1h)应答,且多数(64.2%)持续上调;基因功能预测分析表明,这些基因主要参与生物学过程中的细胞过程、代谢过程和刺激响应,以及分子功能中的转录调节活性和结合;代谢通路分析表明,WRKY24涉及植物与病原菌相互作用代谢通路。实时荧光定量PCR验证结果与芯片杂交结果基本一致,印证了芯片杂交结果的有效性。上述发现提示,NO信号可能参与了WRKY转录因子介导的生物学调控功能,并为这些基因的进一步功能分析奠定基础。     

大豆GmDof2.2 提高转基因烟草对盐胁迫的敏感性

Dof转录因子参与植物对非生物胁迫应答。本研究对大豆GmDof2.2进行克隆及耐盐性功能鉴定。实时荧光定量PCR结果显示GmDof2.2在大豆幼苗中可以响应非生物胁迫,GmDof2.2基因开放阅读框全长867 bp,编码288个氨基酸的蛋白,其分子量31.4 kDa,等电点10.23,蛋白质序列中含有一个保守的Dof结构域。GmDof2.2启动子区含有3种胁迫响应相关的顺式作用元件（ARE、MBS和WUN-motif）和3种激素响应相关顺式作用元件（ABRE、P-box和TCA-element）。将GmDof2.2构建植物表达载体并转化烟草,共获得4株GmDof2.2异源表达的转基因烟草株系（OE1-OE4）,OE1中GmDof2.2的表达量最高,其次为OE2。盐胁迫处理后,转基因烟草萎蔫程度高于野生型烟草,转基因烟草叶片的叶绿素、可溶性糖及脯氨酸含量均显著低于野生型烟草,而丙二醛含量则高于野生型烟草。表明GmDof2.2的异源表达提高了转基因烟草株系对盐胁迫的敏感性。本研究为大豆Dof转录因子抗逆机制研究及应用提供理论依据。     

响应镉胁迫的水稻WRKY15转录因子基因的分离与表达特征

【目的】镉(Cd)是一种对植物生长发育和人类健康均具有很强毒害效应的重金属元素。WRKY转录因子在抗逆生理过程中起重要的调节作用。为了研究WRKY基因在镉胁迫响应和抗性反应中的作用,【方法】基于基因注释,采用RT-PCR策略从一氧化氮(NO)处理的水稻叶片中分离完整的OsWRKY15编码序列,运用生物信息学软件分析其编码蛋白的结构特征,采用qRT-PCR分析其基因的空间(器官)特异性及诱导表达模式;运用酵母单杂交方法检测其转录激活活性。【结果】克隆了OsWRKY15 cDNA 序列,长988 bp,包含一个长825 bp的完整开放读码框,编码274个氨基酸。OsWRKY15具有1个典型的WRKY保守结构域,锌指类型为C₂HC,归类于WRKY第3组;拥有一个核定位信号,因此推测为一种核蛋白。酵母单杂交分析表明,它具有转录激活活性。OsWRKY15在根中的表达丰度最高,其次是叶和茎,在颖果、花和干种子中的表达丰度较低;受Cd、NO和脱落酸(ABA)快速且显著诱导,且在根中被诱导的程度比叶中大,而水杨酸、茉莉酸和乙烯对其表达无明显影响。【结论】OsWRKY15是一个具有功能的核蛋白,推测其可能通过NO、ABA介导的信号途径参与水稻对Cd胁迫的抗性反应。     

盐胁迫条件下花生转录因子表达分析

花生是重要的油料与经济作物,花生耐盐机制的研究对于盐碱地的开发有潜在重要意义。本研究以花生耐盐品种A025为研究对象,利用转录组测序技术分析了盐胁迫条件下,花生转录因子的表达情况,共计发现33个转录因子家族,包括102个上调表达与38个下调表达转录因子,大量差异表达转录因子集中在MYB,NAC与WRKY三个家族。本研究结果可为筛选新的耐盐花生种质提供理论依据。     

水稻WRKY转录调控因子基因功能研究进展

 WRKY转录调控因子的生物学功能涉及植物生长发育、物质代谢、抗病耐逆、氧化衰老等诸多方面。水稻全基因组测序完成后,水稻WRKY转录调控因子基因的功能研究随之逐渐开展,目前已经发现它在植物抗病、耐逆、衰老、糖代谢以及形态建成方面发挥重要作用。随着研究的深入,水稻WRKY基因的编号未能统一,很容易让人混淆,有必要进行校正。结合作者实验室的一些研究结果,对水稻WRKY基因家族的研究现状进行了综述,以期为进一步深入开展WRKY基因家族的研究提供帮助。     

菠萝NAC转录因子基因AcoNAC1生物信息学及表达分析

NAC转录因子作为植物中数量最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及各种逆境胁迫中发挥非常重要的调控作用。本研究以菠萝为试验材料,采用RT-PCR技术克隆得到基因AcoNAC1(GenBank登录号:XM₀20225830),对其进行生物信息学及表达分析。生物信息学分析表明,该基因cDNA序列全长1723 bp,ORF为1062 bp,编码353个氨基酸,相对分子量为38.34kDa,理论等电点为8.88;其编码蛋白的二级结构由20.40%的α-螺旋(H)和15.30%的β-折叠(E)以及59.21%的无规则卷曲(C)组成,具有NAC典型结构保守域。基因表达分析表明,AcoNAC1基因的表达受低温和干旱胁迫诱导,低温胁迫24 h和干旱胁迫12 h时的表达量最高;在不同成熟期品种中表现出持续的诱导表达,但诱导强度逐渐下降,其中早熟品种谢花后20～50 d及晚熟品种谢花后20～60 d基因表达量均处于较高水平。因此,推测AcoNAC1基因可能参与菠萝逆境胁迫响应以及果实发育与成熟的调控。     

转基因耐盐水稻研究

本文介绍了水稻耐盐转基因研究的意义,综述了目前应用于转基因水稻研究的耐盐基因种类和当前国内外耐盐转基因水稻的研究现状,并对耐盐转基因水稻的研究方向作了展望.     

沿海滩涂耐盐水稻高效筛选

对国内外水稻耐盐碱鉴定方法进行了评述,提出塑盘盐土育苗全生物量检测的新方法,其核心是通过带孔塑盘在滨海盐土浸出液中培育幼苗,然后比较幼苗全生物量,通过生物量的大小来筛选耐盐品种,此方法用极低的成本,准确、大批量的筛选耐盐水稻,为耐盐水稻的应用和耐盐水稻育种提供了一种高效的方法。     

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...     

NAC转录因子在水稻抗逆基因工程中的应用进展

水稻经常遭遇干旱、高盐、低温、病原菌等逆境胁迫,影响其生长发育甚至产量。NAC转录因子是植物特有的、最大的转录因子家族之一,在水稻生长发育及抵御多种非生物及生物胁迫反应中具有重要的调控作用。本文阐述了水稻NAC转录因子的结构、分类及染色体定位,并阐述了NAC转录因子在水稻抗旱、耐盐、耐冷及抗病等抗逆基因工程中应用的研究进展,为NAC转录因子的利用及水稻抗逆遗传改良提供参考。     

盐胁迫对粳稻品种生长和生理特性的影响

以津原85、金穗26、隆粳27、辽粳763为试验材料,研究了不同盐胁迫浓度对这4个品种生长和抗逆性的影响,以期为盐碱地适宜水稻品种的筛选提供理论参考.结果 表明,盐胁迫显著抑制水稻幼苗的生长,金穗26受到的影响最小.在盐胁迫下,津原85离子选择吸收性较强,有利于提高耐盐性.盐胁迫对水稻的主要伤害是破坏膜质结构,进而影响...     

水稻盐胁迫应答的分子机制

水稻是一种对盐胁迫中度敏感的作物,它的耐盐性反应是个复杂的过程,包括对外界盐信号的感知和传递、特异转录因子的激活和下游胁迫应答基因的表达。综述了负责维持和重建离子平衡的Na+转运蛋白、转录调控因子和渗透调节基因的功能。它们的作用结果,或通过将盐离子隔离进液泡,或排出体外,或在胞质中积累大量渗透调节物质,最终使得植株表现耐盐性。     

Inheritance of Rice Seed Germination Ability under Salt Stress

A population of recombinant inbred lines(RILs,F2:9),derived from a cross between IR26(Oryza sativa subsp.indica)and Jiucaiqing(Oryza sativa subsp.japonica),was used to identify seed germination ability of rice under 100 mmol/L NaCl for 10 days.Six germination traits including imbibition rate,germination rate,germination index,root length,shoot length and vigor index were investigated.A mixed major gene and polygene inheritance model was applied to conduct genetic analysis for germination ability.Significant...     

参与植物盐胁迫调控的转录因子研究进展

盐胁迫是影响植物生长、发育和作物产量的主要环境因子.在盐胁迫的响应和适应过程中,植物会产生许多生理生化反应,许多基因被激活,导致大量参与盐胁迫的蛋白质的积累.胁迫响应基因的表达主要由特定的转录因子(TF)调控,转录因子通常可以激活或抑制多个靶基因的转录.目前已发现多个胁迫响应的转录因子,对它们调控的基因启动子区的顺式作用元件也有很多研究.转录因子及其顺式作用元件不仅是基因表达的分子开关,而且在信号传导过程中是信号转导通路的终端.在这篇文章中,我们重点总结了参与植物盐胁迫调控的几类转录因子,包括NAC、bZIP和bHLH的研究进展.     

盐胁迫下水稻苗期Na+含量的QTL定位

利用来自籼稻品种H359和Acc 8558的一个重组自交系群体（131个株系）及相应的遗传图谱（包含147个RFLP和79个SSR标记）,以150 mmol/L的NaCl处理后的幼苗地上部Na+含量为指标,采用复合区间定位方法,对水稻耐盐性QTL进行了定位。共检测到13个QTL,分别位于第1、2、5、6、7和12染色体上,对表型变异的总贡献率达到60.88%,其中,qSC1b的效应最大,可解释约45%的表型变异。通过比较表明,许多前人报道的与水稻盐胁迫有关的QTL/基因与本研究检测到的QTL的位置相同或相近。     

NaCl胁迫对不同耐盐性水稻某些生理特性和光合特性的影响

选取较耐盐的水稻品种‘HH11’、‘JX99’和盐敏感水稻品种‘YSXD’,设置6个土壤NaCl浓度处理(0、1、2、3、4 g/kg),在防雨棚下盆栽并培育至孕穗期,分析NaCl胁迫对不同耐盐性水稻生理生化及光合特性的影响,结果表明:(1)NaCl胁迫抑制水稻的生长,表现为随着NaCl浓度增加,水稻的株高逐渐降低,但在3～4 g/kg土壤含盐量下耐盐水稻的株高显著高于盐敏感水稻品种。(2)耐盐水稻和盐敏感水稻的可溶性总糖对NaCl胁迫的响应差异明显,在1～4 g/kg NaCl胁迫下,盐敏感水稻叶片可溶性总糖显著降低,但是耐盐水稻可溶性总糖大量合成并积累,并且显著高于盐敏感品种。(3)NaCl浓度增加迫使水稻叶片丙二醛不断积累,导致细胞膜透性逐渐增大,但是耐盐水稻丙二醛的积累量较少,细胞膜受盐害程度显著小于盐敏感水稻。(4)NaCl胁迫抑制了水稻光合速率,但不同的NaCl浓度下导致水稻品种光合速率下降的原因各有差异,其中在0～1 g/kg NaCl胁迫下盐敏感水稻光合速率降低是非气孔因素导致的,而在2～4 g/kg NaCl胁迫下是由气孔因素造成的;0～2g/kg盐浓度下耐盐水稻HH11的光合速率降低是非气孔因素导致的,3～4 g/kg盐浓度处理是由气孔因素导致的;气孔因素是0～4 g/kg盐处理耐盐水稻JX99的光合速率降低的主要原因。(5)盐胁迫下耐盐水稻的叶片蒸腾速率显著降低,并且显著低于盐敏感水稻,相反水分利用效率和气孔限制值却明显升高,并且显著高于盐敏感水稻品种,表明盐浓度增加迫使耐盐水稻气孔阻力增大,减少水分的流失,抑制了蒸腾速率,使耐盐水稻叶片保持较高的水势;同时提高了叶片水分利用效率,碳同化效率提高,以满足耐盐水稻正常代谢生理需求,进行正常生命活动。