线虫胁迫下大豆钙调蛋白基因的表达分析

为明确受到大豆胞囊线虫侵染后大豆根部钙调蛋白基因的表达水平,以感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆(ZDD2315)为材料,分别在接种线虫(SCN3)1d,3d,5d,9d,15d,20d取样,提取接种和未接种的大豆根部总RNA,利用实时荧光定量PCR检测大豆钙调蛋白家族:SCaM1、SCaM2、SCaM3、SCaM4和SCaM5基因的表达量。通过扩增SCaM4基因编码区序列,构建与报告基因GFP融合表达的细胞定位检测载体p COMBIA1303-SCaM4,采用农杆菌介导的方法将其瞬时表达在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片上,激光共聚焦显微镜观察。结果表明无论是抗性品种灰皮支黑豆还是感病品种辽豆15,在线虫侵染后5个钙调蛋白基因的表达量都在接种后第5d达最大值,其中灰皮支黑豆SCaM4基因接种后表达量高达12.73,是未接种的1.85倍,为感病品种的1.96倍,初步认为SCaM4可能参与了灰皮支黑豆抗线虫的过程。亚细胞定位的结果表明SCaM4蛋白定位在细胞膜上。     

大豆胞囊线虫胁迫下大豆根部蛋白质差异表达分析

为建立大豆根系响应大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)胁迫的差异蛋白图谱,从分子水平探索大豆抗SCN的抗病机制,本研究以抗大豆胞囊线虫3号生理小种的哈尔滨小黑豆和感病材料辽豆10号的杂交后代为材料,利用双向电泳技术,对SCN胁迫下的大豆根系进行差异蛋白质学分析。结果表明:SCN胁迫下,抗、感池材料蛋白表达发生了变化。双向电泳共检测到400余个蛋白点,抗病池材料中有3个蛋白点表现为含量上调3倍以上,9个蛋白点表现为含量下降3倍以上,抗病池中特异表达的蛋白点有6个,感病池中特异表达的蛋白点有10个。其中的16个蛋白点被鉴定,它们分别参与了植物自身的防卫反应、能量代谢、细胞信号传导和转录调控等多个生理生化过程。这些上调或下调的蛋白都是复杂的蛋白调控网络中的一部分,在植物的抗病反应中协同起着重要作用。     

大豆GmNCED5基因非生物胁迫响应及生物信息学分析

为探究大豆9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因GmNCED5对非生物胁迫的响应及原理,为植物基因工程及大豆抗逆育种提供理论基础,本研究检测GmNCED5在非生物胁迫下的表达量,并对该基因及其启动子序列进行生物信息学分析.实时荧光定量PCR结果显示,干旱、高盐、高温、低温及外源脱落酸(ABA)处理均可以不同程...     

过表达GmXTH1基因大豆对干旱胁迫的生理生化响应

为研究GmXTH基因对干旱胁迫大豆苗期表型和生理生化特征的影响,以转基因受体大豆品种M18、GmXTH1过表达转基因株系OEA1和OEA2、GmXTH1干扰表达转基因株系IEA1和IEA2为试验材料,采用盆栽法,设置3种不同水分处理,对苗期不同转化株系的表型、RWC、SOD活性、POD活性和MDA含量进行测定.结果 表...     

大豆对羟苯丙酮酸双加氧酶基因的克隆与表达分析

采用电子克隆与实验克隆结合的方法获得了大豆对羟苯丙酮酸双加氧酶基因的cDNA序列,GenBank登录号为EF608178.利用多种生物信息学工具分析了该cDNA序列及其编码的蛋白质序列,分析了其启动子特征和电子表达谱.结果表明:该cDNA序列含有1个编码443个氨基酸的完整的开放读码框,3'端具有2个加尾信号和polyA尾巴.启动子区除含有通用核心元件外,还含有许多与光反应有关的作用元件;不同物种之间对羟苯丙酮酸双加氧酶的氨基酸序列同源性较高;该基因在光合作用和贮藏器官中的表达量高.     

大豆磷胁迫响应研究进展

磷是影响植物生长和发育的重要大量元素之一。土壤中有效磷含量很低,限制了大豆生长,在磷胁迫下大豆会产生一系列适应性的变化。大豆如何适应低磷胁迫环境和高效吸收利用土壤中有限的有效磷已经成为当前的研究热点。文章综述了低磷胁迫下,大豆植株形态、生理生化指标的变化,基因水平的差异表达和磷胁迫下mRNA的表达,并对大豆对磷胁迫响应研究方向作了分析与展望,以期为大豆耐低磷研究及磷高效大豆品种改良提供理论依据和新思路。     

大豆ERF家族基因生物信息学分析及其对低磷胁迫的响应

为分析大豆乙烯响应因子(Ethylene Response Factor,ERF)基因家族的特征及其在低磷胁迫下的响应作用,本研究首先利用生物信息学方法从大豆基因组数据库中鉴定获得ERF家族基因,进行进化分析、染色体分布和基因结构分析,并研究其在大豆发育过程中不同组织的表达模式及在低磷胁迫下的表达情况.结果显示:59个...     

8个玉米ZmDOFs基因对非生物胁迫响应的表达分析

转录因子家族是由含有锌指结构的DOF结构域组成,构成植物特有的转录因子家族之一,在植物的生长发育进程中诸如信号转导、形态建成、抵御环境胁迫等方面都发挥着重要的作用。本研究利用定量PCR技术,探测了8个ZmDOFs基因在玉米6个不同组织的表达模式,结果表明,8个ZmDOFs基因具有不同的组织特异性表达模式,4个主要在幼穗中表达,2个主要在雄花中表达,ZmDOF28主要在苞叶中表达,而ZmDOF38在多种组织中表达,表明在玉米进化的进程中8个ZmDOFs基因表达模式的保守性和特异性。盐胁迫和干旱胁迫时,分别有7个和6个ZmDOFs基因受到明显的诱导,表明ZmDOFs基因广泛参与玉米应答盐胁迫或干旱胁迫响应途径。在铵态氮胁迫和硝态氮胁迫时,分别有7个和8个ZmDOFs基因的表达受到了明显的改变,表明ZmDOFs基因参与玉米应答氮胁迫响应途径,体现了在其历史进化进程中的表达模式和功能的保守性与独特性。本研究为后续研究ZmDOFs基因的功能提供了参考。     

大豆叶片蛋白响应干旱胁迫的双向电泳分析

大豆是我国重要的农作物之一,蛋白质组学技术是解析植物响应逆境胁迫的重要工具之一。为进一步推进对响应干旱胁迫的大豆叶片蛋白的鉴定工作,以大豆幼苗的叶片为研究对象,用甘露醇溶液模拟干旱胁迫,处理24 h后提取叶片蛋白粉进行双向电泳分离和图谱差异分析。结果表明:采取三氯醋酸(TCA)-丙酮沉淀法提取的叶片蛋白进行双向电泳分离能够得到稳定清晰的双向电泳蛋白图谱。采取PD-Quest软件对干旱胁迫下的大豆叶片蛋白表达图谱进行差异分析,共检测和匹配425个大豆叶片蛋白点,其中差异表达的蛋白点有101个,60个表达量上调,41个表达量下调。本研究结果表明有一部分大豆叶片蛋白响应了干旱胁迫。     

甜叶菊水分胁迫响应基因SrDREB2A克隆及表达分析

甜叶菊被誉为“世界第三大糖源”,具有重要的经济价值,但其生长对水分胁迫十分敏感,因而限制其进一步推广。AP2/ERF转录因子是植物特有的一类转录因子,其中DREB亚家族蛋白被广泛报道可以提高植物非生物胁迫抗性。本研究在甜叶菊中克隆了拟南芥AtDREB2A同源基因SrDREB2A,该基因编码区长度为903 bp,编码301个氨基酸残基。系统进化树分析将其归类于DREB亚家族的A-2亚组,与青蒿的AaDREB2亲缘关系最近,并且包含一个典型的AP2结构域。SrDREB2A在甜叶菊叶片中表达量最高,并且受水分胁迫显著诱导。SrDREB2A蛋白定位于细胞核,具有转录激活活性,进一步发现100 mmol/L高浓度的3AT(3-氨基-1,2,4-三唑)不能抑制其转录激活活性。对SrDREB2A全长序列进行截断,结果发现其转录激活活性区段位于211～301 aa,而1～210 aa区段不具有激活活性,此无激活活性区段可用于后续的酵母双杂交筛库。以上研究为通过分子生物学手段提高甜叶菊耐旱性提供了基因资源,并且为进一步研究SrDREB2A的分子功能奠定基础。     

大豆铁素研究 Ⅱ 大豆缺铁胁迫响应

铁对大豆叶绿素,抗坏血酸的形成,积累有积极作用。缺铁胁迫大豆过氧化物值增高,硝酸还原酶,过氧化酶等活性下降。叶绿素a、b含量降低。本文发现品种间对缺铁胁迫存在差异,以跃进5号,中油83—19对铁敏感,郑长叶7号较耐。大豆根部过氧化物酶活性高低,与品种特性有关,凡生长发育早或快的品种,根系过氧化物酶活性高峰出现早。     

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。     

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。     

大豆胞囊线虫主要寄生真菌对大豆耕作系统的响应

大豆长期连作以后,随着土壤中大豆胞囊线虫的增多,胞囊线虫天敌也在不断积累,逐步形成大豆胞囊线虫抑制性土壤。真菌作为主要因子,在抑制性土壤中发挥重要作用。为探讨大豆长期连作对大豆胞囊线虫寄生真菌的影响,以大豆22年定位试验区为研究对象,分离和鉴定了22年大豆连作、3年大豆连作和22年大豆轮作(小麦-玉米-大豆)土壤和土壤中大豆胞囊线虫不同虫态寄生真菌。结果表明:大豆经过22年连作后,厚垣轮枝菌(Verticillium chlamydosporia)和淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)分离数量高于3年连作和22年轮作,其中厚垣轮枝菌的数量最高,每克土中含有1.5×104株,胞囊、卵和J2上分别分离到14,18和8株,显著高于3年连作和轮作。研究结果证明了大豆经过长期连作后,土壤中积累了大豆胞囊线虫寄生真菌,而厚垣轮枝菌可能是抑制性土壤中的主要寄生真菌。     

大豆对干旱胁迫生理生化的响应

我国北方地区水资源严重匮乏,干旱胁迫已成为限制大豆产量及品质的主要因素.阐明了大豆对干旱胁迫的生理生化反应,以及干旱对大豆产量和品质的影响,以其为大豆抗旱节水机理和调控以及生理遗传育种改良提供理论依据.     

连续种植大豆抗孢囊线虫品种胁迫线虫生理小种变异研究

在生产条件下,高抗大豆抗孢囊线虫３号生理小种的抗线１号、抗线２号,在同一块地连续种植４－５年,明显发病。病土采用盆栽法,应用五个标准鉴定品种：Ｐｉｃｋｅｔ、Ｐｅｋｉｎｇ、ＰＩ８８７８８、ＰＩ９０７６３、Ｌｅｅ（Ｇｏｌｄｅｎ１９７０）及抗线２号,重新进行生理小种鉴定。按Ｒｉｇｇｓ（１９８８）标准,原来的３号生理小种线虫群体致病性发生变异,出现１４号生理小种。     

大豆胞囊线虫胁迫下GmCHS基因表达及异黄酮含量变化分析

异黄酮作为植保素,在生物因素、非生物因素的胁迫下,都发挥着重要抗逆作用,而查尔酮合成酶(CHS)是异黄酮形成途径中的关键位点,为研究GmCHS在大豆胞囊线虫胁迫下的响应表达,以便进一步揭示大豆抗大豆胞囊线虫的分子机理,本研究选取抗病品种灰皮支黑豆和感病品种Williams 82,在大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫后的不同时...     

野生和栽培大豆对镉胁迫的响应差异分析

为探明野生大豆和栽培大豆对不同浓度镉胁迫的响应差异,筛选大豆耐镉优质资源。以辽豆24和野生大豆1502为材料,采取不同镉浓度处理(0,20,40,80 mg·kg~(-1)),以不添加镉为对照,分别在处理20,30和40 d时,测定株高、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性及MDA含量。结果表明两种大豆均表现出随镉浓度的增加而株高逐渐降低的趋势,40和80 mg·kg~(-1)处理组显著低于对照,且随着处理时间延长,高浓度镉下株高降低幅度增大。镉胁迫对栽培大豆株高的抑制作用较野生大豆表现得更早,更明显。镉胁迫对栽培和野生大豆的SOD、POD和CAT活性及MDA含量都有一定影响,但是两种大豆间差异很大。不同浓度镉胁迫下,SOD和POD活性变化较CAT活性变化表现得更灵敏;栽培大豆的3种抗氧化酶较野生大豆活性变化幅度更大,高镉浓度抑制效应更明显;栽培大豆较野生大豆的MDA含量增加效应出现得更早更明显。野生大豆与栽培大豆相比,对重金属镉的耐受性更强,可以作为重要的遗传资源应用于大豆的抗镉育种。     

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。