海滨雀稗抗逆研究进展

海滨雀稗(Paspalums vaginatium L.)是一种禾本科暖季型草坪草,其具有生长速度快、耐盐性强、成坪质量好被广泛应用于高尔夫球场草坪建植;另一方面,海滨雀稗主要分布于海滨滩涂和盐渍化严重的地区,也是一种极具应用潜力的生态先锋草种。本文综述了盐胁迫对海滨雀稗离子分配、光合作用、渗透调节物质、抗氧化系统的影响以及海滨雀稗与不同草种耐盐性的评价;同时,也对海滨雀稗在低温胁迫、干旱胁迫、镉胁迫对海滨雀稗生理方面造成的影响进行了综述,旨在为今后海滨雀稗抗逆分子机理的研究和选育抗逆新品种提供理论基础。     

海盐胁迫对海滨雀稗植株形态与生长的影响

分别以0、6.8、13.6、20.4、27.2、34.0g/L海盐同1/2 Hoagland营养液混配,用作不同含盐量灌溉处理,研究海盐胁迫对海滨雀稗植株形态与生长的影响.结果表明,随着海盐处理浓度提高,海滨雀稗叶宽变窄,直立茎和匍匐茎变细,海盐质量浓度高于6.8g/L,海滨雀稗生长明显受到抑制,根、茎和叶干物重显著降低;海盐质量浓度为27.2g/L和34 g/L时,无匍匐茎生出,海盐质量浓度在0～20.4g/L范围内匍匐茎节间长度无显著变化;叶宽、直立茎茎粗、匍匐茎茎粗和根、茎、叶干重均与海盐处理液电导率值呈极显著负相关.     

海滨雀稗PvSAMS1基因及外源SAM调控耐盐的生理机制

[目的]本文旨在探究海滨雀稗S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成途径与耐盐性的关系,为解析海滨雀稗的耐盐机制奠定基础,同时为基于SAM途径的植物耐盐育种提供优异基因资源.[方法]克隆了海滨雀稗PvSAMS1(Paspalum vaginatum S-adenosylmethionine synthetase 1)基因并异源转...     

多效唑对海滨雀稗草坪草生长的影响

为了解多效唑对海滨雀稗的矮化效果,采用不同浓度(200 mg/L、500 mg/L、800 mg/L)的多效唑分别处理海滨雀稗3个品种(Salam、铂金草、海岛2000)草坪草,测定其叶长、叶宽、茎节长、叶丛高、地上和地下生物量等指标。结果表明:施用多效唑均能使海滨雀稗3个品种的叶长变短、叶宽增加、叶丛高度降低、茎节长度缩短。综合考虑,多效唑最佳施用浓度为200 mg/L。     

栽培基质、修剪和践踏对海滨雀稗草生长特性的影响

[目的]初步探讨栽培基质、修剪和践踏栽培因素对海滨雀稗草生长特性的影响。[方法]在海南省某高尔夫球场,以粒径为0.5mm的海沙和河沙为栽培基质材料,从海滨雀稗草圃选用当年生健壮茎段扦插进行草坪建植;对球场的高草区、球道区、发球区进行草坪草修剪作业,随机抽样观测该草坪的密度和质地,并以0、5、10、15、20、30、50人次的践踏方式进行践踏处理。[结果]2种栽培基质中,河沙处理使海滨雀稗草的根长为21.52cm,最大分蘖数为17,明显高于海沙处理,说明河沙有利于海滨雀稗草的生长,值得推广;修剪对海滨雀稗草的质地和密度有较大影响,草坪的质地和密度随着修剪高度的变化发生变化;适当的践踏有利于海滨雀稗草最大的生长。[结论]该研究结果可指导海滨雀稗草的生产与管理。     

香蕉PRMT家族全基因组鉴定及PRMT5进化分析

【目的】为探究香蕉中蛋白质精氨酸甲基转移酶（protein arginine methyltransferases,PRMT）的蛋白功能特征、表达模式以及植物PRMT5的进化关系,以便从分子和基因层面揭示香蕉抗逆机理。【方法】利用生物信息学方法对香蕉A(Musa acuminata)、香蕉B(Musa balbisiana)和阿宽蕉（Musa itinerans）PRMT家族进行全基因组鉴定,对其蛋白质理化性质、系统进化树、保守基序、蛋白结构域、启动子响应元件预测、蛋白互作、共线性和低温转录组表达模式进行系统分析,并对30种植物的PRMT5基因进行进化分析。【结果】3种香蕉中均存在8个PRMT家族成员,蛋白结构域和精氨酸甲基化相关,亚细胞定位主要在叶绿体和细胞膜上。系统进化树显示香蕉PRMT分为5个亚族,且与拟南芥和水稻PRMT同源性高;启动子中含有光响应、逆境胁迫响应和植物激素响应元件。香蕉物种内共线性分析结果显示,基因复制事件分别发生1、2、0次,与拟南芥进行物种间共线性分析证明,香蕉A和B之间亲缘关系最近。低温转录组表明香蕉PRMT成员中呈现出两大类不同的表达模式：第Ⅰ类大致在0...     

多效唑对海滨雀稗草坪草生长及生理特性的影响

采用不同浓度的多效唑喷施海滨雀稗（Paspalum vaginatum Swartz.)草坪草叶面，结果表明，50－500mg/L多效唑使草坪草高度下降，匐枝主茎及各分枝长度变短，密度增加，根短，每节根数减少，叶短。50－200mg/L多效唑使地上部分鲜重增加，对叶片宽度无明显影响。500mg/L使地上部鲜重下降，叶宽增加。多效唑对草坪草生理特性的影响主要表现为叶片叶绿素含量降低，可溶性糖含量升高。     

施硅对硅细胞的发育及不同光照时间处理海滨雀稗可溶性糖含量的影响

探讨施硅后海滨雀稗硅细胞的变化及其对光照严重不足时可溶性糖含量的影响。试验设对照(不施硅,CK)和施硅( Si,K2SiO32 mmol/L)及光照1 h和自然光照(约12 h)处理,观察海滨雀稗叶片硅细胞的发育,测定植株可溶性总糖、蔗糖和还原性糖含量。显微观察结果表明:不施硅时叶尖硅细胞发育不良,叶基硅细胞发育较好;施硅后硅细胞发育完全,数目增多,体积增大,哑铃型突出;表明施硅促进了硅在叶片的沉积。不施硅时,植株可溶性总糖、蔗糖和还原糖含量均为光反映极显著小于12 h光照处理;1 h光照条件下,植株可溶性总糖、蔗糖和还原糖含量均为施硅处理极显著高于不施硅处理;表明光照时间不足时硅有提高可溶性糖含量的作用。施硅后硅在叶片的沉积提高了植株对有限光能的利用,弥补了光照不足引起的光合作物产物可溶性糖含量的降低,提高了草坪草对短日照光强不足的耐性。     

香蕉MaPRMT1基因的分离及表达分析

[目的]为研究香蕉果实采后成熟机理奠定分子基础。[方法]通过抑制差减杂交和cDNA微阵列相结合的方法分离获得1个香蕉PRMT基因的cDNA片断,并克隆了该基因全长cDNA序列,对其进行生物信息学分析和在香蕉不同器官与果实不同成熟时期的表达模式分析。[结果]MaPRMT1基因cDNA全长1158 bp,具有完整的开放阅读框,编码385个氨基酸,与植物中的PRMT的同源性较高,含有1个Methyltransf-11结构域。在香蕉根、茎、叶和果实中均有表达,且在茎和叶中的表达量较高。随采后天数的增加,表达量逐渐下降,但至香蕉乙烯释放高峰时最大,后又开始下降。[结论]MaPRMT1属于第1类精氨酸甲基转移酶,在香蕉不同器官和果实不同成熟期呈差异表达。     

玉米MYB家族转录因子基因ZmMYB002的克隆及表达分析

通过电子克隆技术从玉米中克隆了ZmMYB002转录因子全长cDNA,采用荧光定量PCR方法分析ZmMYB002基因在玉米不同部位和胁迫处理的表达变化。结果表明:ZmMYB002基因在玉米种子、根和叶子中表达量较高;干旱胁迫和盐胁迫能够诱导ZmMYB002基因的显著表达。证明ZmMYB002基因与玉米干旱和盐胁迫路径密切相关。     

玉米SRO基因家族的鉴定及表达分析

【目的】SRO(similar to rcd one)是植物所特有的一类小蛋白家族,其在植物的生长发育,及应对非生物胁迫中发挥着重要功能。基于玉米全基因组数据库,鉴定玉米SRO家族基因,分析其序列、基因定位、蛋白结构及其系统进化关系,同时解析Zm SROs在玉米组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下的表达变化,为阐明SRO基因在玉米生长和逆境响应中的功能研究奠定基础。【方法】利用拟南芥SRO家族基因为探针,在玉米全基因组查找并下载玉米SRO基因序列,并从Maize GDB中获取玉米SRO基因相关信息,包括CDS、氨基酸序列及染色体位置等。通过生物信息学工具(GSDS2.0、Expasy-protparam、SOPMA、Plant-m PLoc、EMBL-EBI、MEME)对获得序列的基因结构、蛋白质分子量、等电点、二级结构、亚细胞定位、保守结构域、保守基序原件等进行预测和分析。同时利用Clustalx(1.83)和MEGA 6.0软件进行同源序列比对并构建系统进化树。运用实时荧光定量PCR技术分析玉米SRO组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下SRO的表达变化情况。【结果】从玉米全基因组共鉴定6个SRO家族基因,分别命名为Zm SRO1a—Zm SRO1f。Zm SROs分布于第1、4、5和9染色体,包含2—5个内含子。序列分析发现CDS序列长度在1 215—1 791 bp;编码氨基酸数目为404—596 aa;分子量为45.23—66.78 k D;等电点为7.01—9.17。亚细胞定位分析发现Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d定位于叶绿体,Zm SRO1e则定位于过氧化氢酶体,Zm SRO1f定位于细胞核。系统进化树分析发现Zm SROs分为3个亚类,Ⅰa亚类包括Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c,Ⅰb亚类包括Zm SRO1f,Ⅰc亚类包括Zm SRO1d/Zm SRO1e。保守结构域分析结果显示Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e包含PARP和RST结构域,缺少WWE结构域,Zm SRO1f包含WWE和PARP催化中心,RST结构域缺失。Zm SROs蛋白共找到5个保守基序,命名为基序1—5。Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c包含所有保守基序,Zm SRO1d/Zm SRO1e缺少保守基序3,Zm SRO1f缺少保守基序5。组织表达分析发现Zm SROs在根系特异性表达。高盐胁迫下,玉米根系中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e在1 h时显著上调表达,地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达,而Zm SRO1f在处理6 h显著上调表达。干旱胁迫下,玉米根系Zm SRO1e在1 h显著上调表达,Zm SRO1f在24 h显著上调表达;地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达。【结论】玉米SRO家族基因包含6个成员,被划分为3个亚类,6个Zm SROs在玉米根系中特异性表达,且可以不同程度地响应干旱和高盐胁迫。     

60Coγ 射线对海滨雀稗成活率及生长特性的影响

【目的】研究海滨雀稗Paspalum vaginatum Swartz适宜的辐射剂量,为海滨雀稗辐射诱变育种提供理论和技术参考.【方法】以海滨雀稗2个品种Sea Isle 2000和Platinum为材料,设置 ⁶⁰Coγ 射线剂量为0、40、50和60 Gy,对海滨雀稗匍匐茎进行辐射处理,研究其适宜的诱变剂量及生长特性的变化.【结果和结论】随着辐射剂量的增加,匍匐茎成活率显著降低.Platinum匍匐茎的适宜辐射剂量范围为41.38~49.75 Gy,Sea Isle 2000匍匐茎的适宜辐射剂量范围为54.07~64.89 Gy.辐射处理使2个品种叶片变窄,使Sea Isle 2000匍匐茎节间长度缩短,2个品种的质地均得到明显改善.40~60 Gy可认为是海滨雀稗诱变育种适宜的辐射剂量.     

杉木WRKY基因家族成员鉴定及在低磷胁迫下的表达

通过转录组数据分析,BLAST以及多序列对比鉴定出44个杉木WRKY基因序列,并且探究其在低磷胁迫下的表达模式,为研究杉木在低磷逆境胁迫响应的机制和进一步深入杉木WRKY基因的研究提供相关信息基础。通过使用DNAMAN等软件及根据其基因结构特点对其蛋白序列与保守元件进行分析,将杉木WRKY基因分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ这3大亚家族,每组成员分别为6、37、1个,且每个成员都包含保守域WRKYGQK及不同的锌指结构;靶基因预测结果显示miRNA164与ClWRKY21之间存在较多靶位配对点,二者有着较高的关联程度;RT-qPCR结果显示在低磷胁迫下,ClWRKY8、ClWRKY21、ClWRKY24、ClWRKY35这4个基因可能参与杉木耐受低磷胁迫的调控过程。     

栀子AP2基因家族成员鉴定及其在盐胁迫下的表达模式

栀子耐干旱、耐瘠薄,适应性强。AP2/ERF(APETALA2/乙烯反应元件结合因子)基因家族成员在调控植物胁迫中起着关键作用,分析AP2转录因子家族成员对探究栀子耐盐机制具有重要意义。基于全基因组数据,鉴定栀子AP2基因家族成员并进行理化性质和系统发育分析,明确栀子在不同浓度盐胁迫下的表达模式。结果表明：在栀子中鉴定出113个AP2基因家族成员,所编码蛋白平均分子质量为26 323.08 u,等电点为4.51～10.2,脂肪指数为30.47～71.02,蛋白不稳定且亲水;蛋白二级结构以无规则卷曲(54.82%)为主,大部分定位在细胞核中,AP2和DREB亚家族成员定位在细胞质中的概率较大;AP2基因家族成员分属AP2(11个)、DREB(38个)、RAV(1个)和ERF(63个)亚家族;AP2基因家族成员进化的主要动力是纯化选择;大部分AP2基因家族成员的基因复制类型属于分散复制或片段重复;AP2基因家族成员启动区域中含有较多G-box、ABRE和CAT-box顺式作用元件;ERF亚家族成员Ⅹ类基因GjERF19、GjERF21和GjERF46积极响应盐胁迫,这3个基因将为栀子盐胁迫...     

柳属植物花发育相关的MADS-box基因家族成员鉴定与表达分析

【目的】利用基因组和转录组数据鉴定分析花发育相关的MADS-box基因家族成员的结构特征及表达模式,为柳属花被缺失的分子机制研究提供理论依据。【方法】通过生物信息学方法鉴定柳属的长梗柳(Salix dunnii)、欧蒿柳(S.viminalis)、红皮柳(S.purpurea)的MADS-box基因家族成员,并对3种柳树花发育相关的MADS-box基因系统发育关系、基因复制和丢失、基因结构和理化性质进行分析。根据雌雄花芽的转录组数据分析长梗柳花发育相关基因在花芽不同发育阶段的表达模式。【结果】在长梗柳、欧蒿柳和红皮柳中分别鉴定出82、82和98个MADS-box家族基因。3种柳树的花发育相关基因经历了基因复制和丢失,相同亚类基因结构和保守结构域相似,但部分A、B、C和E亚类基因的K-box结构域缺失。长梗柳花发育相关基因的表达结果显示,在雌花和雄花中具有不同的表达模式。其中,B亚类SdMADS26和SdMADS4基因表达量均偏低。【结论】柳属植物花发育相关基因中部分成员的基因结构和表达模式发生了变化,推测这些变化可能与柳属花被缺失相关。     

大豆BBX基因家族的鉴定及表达

【目的】对大豆（Glycine max）全基因组BBX（B-box）蛋白基因进行鉴定和生物信息学分析,探究其对非生物逆境胁迫的响应模式,为大豆BBX基因的应用提供参考。【方法】利用生物信息学方法鉴定大豆BBX基因家族成员,分析其保守结构域、系统进化树、基因复制关系、顺式作用元件、组织特异性表达和非生物逆境胁迫（干旱和100 mmol/L NaCl胁迫,均处理0,1,6,12 h）响应模式。【结果】大豆BBX基因家族（GmBBXs）有42个成员,分布在除2和16号染色体外的18条染色体上。保守结构域分析表明,GmBBXs在N端有一个或两个B-box结构域（B-box1和B-box2）,B-box1较B-box2保守;部分成员在C端存在一个CCT结构域。系统发育分析表明,GmBBXs家族成员分为5个亚家族,分别为B1+B2+CCT（Ⅰ型和Ⅱ型）、B1+CCT（Ⅲ型）、B1+B2（Ⅳ型）和B1（Ⅴ型）类型,其成员数量分别为3,8,6,18和7。共线性分析发现,在GmBBXs基因的扩展中存在串联复制和片段复制事件,且片段复制事件比例较串联复制大。GmBBXs基因启动子上含有多种顺式作用元件,如光应答元件、逆境胁迫应答元件和激素响应元件等。GmBBXs基因表达分析结果显示,GmBBXs在大豆根、茎、叶、花、荚果和种子中的表达存在差异,不同GmBBXs响应干旱和盐胁迫的方式不同,获得的36个GmBBXs基因表达数据可分为6种表达模式。【结论】在大豆中共鉴定得到42个GmBBXs基因,分布于18条染色体上,其结构域较为保守;GmBBXs的表达具有组织特异性,参与干旱和盐胁迫响应。     

粉蕉PAL家族基因的鉴定及其在逆境胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(PAL)在植物生长发育和对生物/非生物胁迫的响应中起着重要作用,因此有必要对香蕉中的PAL家族基因进行详细的研究。本研究从粉蕉基因组中鉴定出8个MaPAL基因,分别命名为MaPAL1～MaPAL8,在系统发育树中MaPAL6基因单独被分成一支。根据基因系统进化关系、蛋白质结构域和基因结构的分析,8个MaPAL基因属于PAL家族基因。转录组分析结果表明,MaPAL基因参与了粉蕉的发育、成熟以及对生物/非生物胁迫的响应。MaPAL4基因在所有果实发育和成熟阶段都表现出高表达。MaPAL1和MaPAL7基因可能对非生物胁迫有响应,MaPAL2和MaPAL8基因的表达在香蕉枯萎病菌4号生理小种(Foc4)侵染时被明显抑制,可能响应Foc4的侵染。和巴西蕉相比,MaPAL基因在粉蕉中被低温和渗透胁迫诱导的程度要高。本研究结果为进一步研究香蕉PAL家族基因的功能提供了基础,也为香蕉遗传改良提供了潜在基因资源。     

茶树Whirly基因家族的鉴定与表达分析

【目的】对茶树Whirly基因家族成员进行鉴定及表达分析,为进一步探究Whirly基因家族在茶树生长发育和逆境响应的作用机理提供参考。【方法】以茶树品种北茶36、龙井43和大面白的叶片为材料,基于Whirly基因家族的保守结构特征,从茶树基因组鉴定CsWhys基因家族成员,利用生物信息学软件对其进行可视化分析,并对组织特异性和时空表达模式分析。【结果】从舒茶早茶树基因组中鉴定获得2个CsWhy基因,命名为CsWhy1(XP_028085682.1)和CsWhy2(XP_028102803.1)。系统进化树分析结果显示CsWhy1和CsWhy2蛋白分别与已知的定位于叶绿体和线粒体的Whirly蛋白聚为一类。CsWhys基因启动子区域富含激素、胁迫和MYB转录因子结合位点等顺式作用元件,种类呈多样性。组织表达特性分析显示,CsWhy1在茶树叶片和芽中具有较高的表达丰度;CsWhy2则在茶树不同组织中均具有较高的表达丰度。时空表达模式分析结果发现,CsWhys的表达在不同时间点受低温、干旱、ABA、GA和H₂O₂处理诱导上调。冷驯化条件下,CsWhy1在抗寒品种龙井43和不抗寒品种大面白中呈现相反的表达模式,而CsWhy2在2个品种中均下调表达。【结论】茶树基因组中2个CsWhys基因具有Whirly基因家族的典型特征,茶树CsWhys基因的表达具有明显的组织特异性,推测CsWhys基因家族在茶树芽叶生长和抗逆过程中起发挥了重要调控作用。     

陆地棉COI家族基因鉴定及在干旱和盐胁迫下的表达分析

COI1(COR-insensitive 1)与Skp1-Cullin-F-box蛋白组成茉莉素信号转导的核心组分SCFCOI1复合物,在植物生长发育和响应逆境胁迫中发挥重要作用.从全基因组水平上鉴定出48个陆地棉COI家族基因,其不均匀地分布在21条染色体上,主要定位于细胞核和细胞质中.根据系统发育关系将其分为3个亚...     

甘蓝型油菜WOX基因家族的鉴定与表达分析

对甘蓝型油菜WOX基因家族进行研究,利用生物信息学方法鉴定到58个家族成员,对其理化性质、系统发育树、基因结构、保守结构域、染色体位置、顺式作用元件和表达模式等进行分析,结果表明：氨基酸长度为121~397,分子质量为13 962.77~44 157.46 u,等电点为5.23~9.63,亲水性均小于0,不稳定系数为42.12~75.63,亚细胞定位在细胞核和叶绿体;系统进化树将WOX基因分为3大类和9个亚支;相同亚支的成员motif和基因结构相似或相同;除 BnWOX1、 BnWOX3、 BnWOX4、 BnWOX15、 BnWOX32、 BnWOX42、 BnWOX43、 BnWOX51、 BnWOX53 基因外,其余 49 个BnWOX基因不均匀分布在19条染色体中的18条染色体上(ChrC06 除外),有38对串联重复基因;基因上游序列中包含转录因子结合位点、逆境响应、光响应、激素响应、分生组织调控等顺式作用元件等;各组织器官表达分析表明,BnWOX基因在根、茎尖、种子、角果中表达量较高;对WOX基因进行定量分析发现,在冷胁迫和干旱胁迫下基因表达量有显著变化,表明BnWOX基因可能在油菜响应冷/旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用。