高盐胁迫对沟叶结缕草叶片光合色素含量的影响

选用耐盐的沟叶结缕草品种,采用营养液水培,研究不同浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0 mol.L-1)NaCl处理对沟叶结缕草上部展开叶片中叶绿素(chl)含量和类胡萝卜素(car)含量的影响。结果表明,在高盐胁迫下,沟叶结缕草叶片中chla、chlb、chl、car含量在盐胁迫下有3种变化趋势,在1.5、2.0 mol·L-1 NaCl胁迫下所有光合色素含量都减小;0.5 mol·L-1NaCl胁迫下光合色素有增加的趋势;1.0 mol·L-1 NaCl胁迫下光合色素先增加后减小。可以认为沟叶结缕草能长期耐受0.5 mol·L-1 NaCl的胁迫。     

bHLH转录因子研究进展及其在植物抗逆中的应用

bHLH(basic helix-loop-helix)转录因子是一类重要的转录因子,bHLH转录因子在真核生物的生长发育、调控及应对逆境胁迫中起到了重要作用.综述了bHLH转录因子家族在植物抗逆反应中功能研究的最新进展,为进一步研究bHLH转录因子家族基因在植物逆境胁迫应答中的作用提供理论参考.     

白菜bHLH转录因子家族的全基因鉴定及表达特征分析

从白菜中鉴定出249个bHLH转录因子家族蛋白,并开展了该基因家族的生物信息学和表达特性分析。结果表明:白菜的bHLH转录因子基因不均匀地分布于10条染色体上;其bHLH结构域包含典型的His5-Glu9-Arg13序列,且第23和49位的Leu极端保守。系统进化分析可将白菜中的249个bHLH蛋白分为24个亚家族,其中XII亚家族含有最多的29个蛋白。转录组分析结果显示12个bHLH基因在白菜不育和可育花蕾中表达差异极大,其中BraHLH034、BraHLH106、BraHLH125这3个基因可能与雄性不育有关。     

小黑杨PsnbHLH35转录因子基因功能分析

[目的]bHLH是一类响应环境胁迫和次生代谢调控的转录因子。以小黑杨为试材,探究bHLH35转录因子抗盐胁迫分子机制,对培育抗盐胁迫小黑杨具有现实意义。[方法]提取小黑杨RNA,反转录成cDNA后设计引物克隆PsnbHLH35基因;提取小黑杨DNA克隆PsnbHLH35基因启动子,进行启动子元件预测;使用在线软件对PsnbHLH35基因进行生物信息学分析;构建pBI121-bHLH35-GFP载体,利用烟草注射的方式进行亚细胞定位分析;构建pGBKT7-bHLH35载体,使用酵母双杂交的方法进行自激活活性检测;取培养1个月的小黑杨水培15 d后,用0.15mol·L-1NaCl溶液分别处理0、3、6、12、24、48 h提取DNA进行荧光定量PCR,计算相对表达量并绘制时空表达模型。[结果]以小黑杨为试材,克隆出735 bp的PsnbHLH35基因的cDNA。启动子预测结果显示该基因包含AAGAA-motif、CGTCA-motif、TGACG-motif等多种胁迫应答元件。PsnbHLH35蛋白编码244个氨基酸,编码的蛋白没有信号肽,属于亲水蛋白。蛋白二级结构预测显示该蛋白由54....     

核桃JrbHLH转录因子家族鉴定与响应冷胁迫基因表达分析

为了探究核桃bHLH转录因子家族在响应冷胁迫过程中的作用，本研究通过转录组数据结合隐马尔可夫模型筛选技术在核桃全基因组挖掘出bHLH转录因子家族成员并进行结构分析，进一步对该家族成员响应冷胁迫的差异表达基因进行冷胁迫不同时间与不同组织中的表转录水平分析。结果表明，核桃bHLH转录因子家族包含72个基因，编码72条蛋白，开放阅读框为393～1 839 bp，编码的蛋白长度为130～612个氨基酸，等电点为4.61～9.51，均为亲水性蛋白；各成员均含有典型的碱性区域和螺旋-环-螺旋结构域；与拟南芥同家族聚类分析发现，核桃bHLH家族成员可分布到15个亚群，且同源性较高。结合转录组数据筛选到16个响应冷胁迫的差异表达基因，在冷胁迫不同时间后出现不同程度响应，并且在不同组织中存在特异性表达。本研究将为核桃bHLH转录因子家族在响应冷胁迫过程中的作用研究奠定基础。     

bHLH转录因子在植物抗非生物胁迫基因工程中的应用进展

植物在生长发育过程中,经常会遭遇干旱、高盐和低温等非生物胁迫的伤害,从而影响其生长发育和地理分布,对于作物而言会降低产量和品质,危害农业生产发展,因此植物抗逆育种研究已经成为保障农业生产的一个重要内容。利用基因工程技术提高植物的抗逆性是一条优于传统育种途径的快捷有效的途径。bHLH转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及抵御多种非生物胁迫反应(干旱、高盐、低温、缺铁等)中具有重要的调控作用。有研究者发现,很多bHLH转录因子可以提高植物的抗逆性。本文全面系统阐述了植物bHLH转录因子的基本结构特征及其在植物抗旱、耐盐、耐冷、耐缺铁基因工程中的应用进展,以期为bHLH转录因子的利用及植物抗旱遗传改良和育种提供参考。     

白菜bHLH转录因子家族的全基因鉴定及表达特征分析

从白菜中鉴定出249个bHLH转录因子家族蛋白,并开展了该基因家族的生物信息学和表达特性分析。结果表明:白菜的bHLH转录因子基因不均匀地分布于10条染色体上;其bHLH结构域包含典型的His5-Glu9-Arg13序列,且第23和49位的Leu极端保守。系统进化分析可将白菜中的249个bHLH蛋白分为24个亚家族,其中XII亚家族含有最多的29个蛋白。转录组分析结果显示12个bHLH基因在白菜不育和可育花蕾中表达差异极大,其中BraHLH034、BraHLH106、BraHLH125这3个基因可能与雄性不育有关。     

白桦BpPAT1基因的表达模式及耐盐性分析

  目的  GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。  方法  从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体（pROKII-BpPAT1）与抑制表达载体（pFGC5941-BpPAT1）,利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力。  结果  多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升（P < 0.05）,说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明:在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增强（P < 0.05）,同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。  结论  白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效增强了白桦的耐盐能力。      

杜梨bHLH转录因子家族两成员的序列特征及对非生物胁迫的转录响应

为探索杜梨(Pyrus betulaefolia Bunge)bHLH转录因子家族的序列特征及表达特点,以8叶期杜梨幼苗为材料,克隆获得2个bHLH转录因子bHLH122-1和bHLH122-2,采用qPCR方法研究它们在非生物胁迫下的表达情况。结果表明,bHLH122-1和bHLH122-2开放阅读框为1 302 bp和1 251 bp,编码的蛋白分别含433个和416个氨基酸残基,分别与苹果的MdbHLH122的同源性最高(83.49%和93.51%)。bHLH122-1和bHLH122-2主要在叶中表达,盐、干旱以及渗透胁迫均能诱导PbbHLH122-1和PbbHLH122-2的表达,但它们对ABA处理并无转录响应。此外,PbbHLH122-2对上述逆境的应答要早于PbbHLH122-1,而PbbHLH122-1的表达量大于PbbHLH122-1。综上所述,bHLH122-1和bHLH122-2均参与杜梨叶片对非生物胁迫的防御机制,该机制不受ABA信号调控,并且PbbHLH122-1和PbbHLH122-2在逆境条件下发挥的作用可能略有不同。     

高盐胁迫对沟叶结缕草叶片抗氧化酶活性的影响

以优良草坪植物泌盐型沟叶结缕草(Zaysia matrella Merr.)为材料,研究了在0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L梯度浓度NaCl高盐胁迫下,对沟叶结缕草叶片SOD、POD、CAT、APX和GR等抗氧化酶活性的影响。从抗氧化能力角度揭示沟叶结缕草的耐盐机理,为沿海地区用沟叶结缕草铺建草坪提供参考。结果表明:沟叶结缕草叶片抗氧化酶对盐胁迫的响应次序为:SOD>APX>POD>GR>CAT,说明SOD对高盐胁迫最敏感,各酶对0.5 mol/LNaCl的胁迫均有一定适应,而只有CAT酶对2.0 mol/L NaCl的胁迫有短期适应,其他酶活性均明显下降。     

植物耐盐基因工程研究进展

盐害是农作物减产的主要因素,提高作物的耐盐性是提高全球粮食产量的基础。文章较系统地概述了植物盐胁迫信号传导通路研究现状,植物耐盐基因的挖掘,包括基于EST数据库的基因挖掘、通过转录谱确定胁迫响应基因以及应用转基因手段确定基因在胁迫耐受机制中的功能。同时系统阐述了各类耐盐基因的应用,包括渗透调节物质合成酶基因、氧胁迫相关基因、离子转运相关基因、编码转录因子的调节基因、感应和传导胁迫信号的蛋白激酶基因和其他调控序列。文章还对植物耐盐基因工程研究的现状进行了分析和提出建议,对进行植物基因工程研究工作具有参考价值和指导意义。     

土壤盐分胁迫对假俭草、结缕草光合作用的影响

对两种暖季型草坪草假俭草和结缕草在不同浓度土壤盐分胁迫下的光合作用变化作了初步研究。结果表明,土壤盐分胁迫对两种暖季型草坪草的Pn、Ci、Gs、Tr、WUE和呼吸速率产生了显著的影响：随盐分胁迫程度的加大,Pn、Gs逐渐下降,其中Pn的降低速度假俭草大于结缕草,而Gs的降低速度结缕草大于假俭草;Ci的变化,盐分胁迫下假俭草与对照相比得到了明显的增加,结缕草则相反,表现为随土壤盐分胁迫强度的增加不断下降;假俭草净光合速率降低是由非气孔因素所致,结缕草是由气孔因素所致,认为两种草坪草净光合速率下降的内在原因可能是因光抑制和光氧化现象所引起;两种草坪草随土壤盐分胁迫的加强,Tr均呈下降趋势,两个草种不同盐分胁迫下的蒸腾速率下降速度大小与气孔导度一致;两种草坪草由于耐盐能力不同,WUE变化趋势不同．假俭草随盐分胁迫不断下降,而结缕草则相反,均有所增加,这一点与两者的耐盐能力相一致。     

南方型紫花苜蓿根系盐胁迫应答转录因子鉴定与分析

转录因子可以调节众多下游基因的表达,在植物抗逆境中起重要的调节作用。为了解析转录因子在南方型紫花苜蓿适应盐胁迫环境的分子机制,以南方型紫花苜蓿Medicago sativa Millennium为材料,以正常培养（WT_ck1）和氯化钠（盐）胁迫（WT_N1）条件下的2个样品根系进行转录组分析,鉴定紫花苜蓿根系盐胁迫应答转录因子基因。同时,随机挑选4个转录因子差异表达基因进行实时荧光定量qRT-PCR（3次重复）,验证转录组测序技术（RNA-Seq）结果的可靠性。结果表明:紫花苜蓿根系在250 mmolL－1氯化钠 胁迫下72 h,共检测到31 907个基因表达量发生了改变,表达量差异达到2倍以上的基因共2 758 个。其中,隶属于38个转录因子家族199个转录因子在盐胁迫下差异表达,上调表达104个,下调表达95个。在各转录因子家族中,盐胁迫应答基因数量最多的是MYB基因家族,其后分别是AP2-EREBP,bHLH,WRKY,NAC和GRAS基因家族,这暗示了紫花苜蓿根系对盐胁迫响应可能是多种转录因子家族共同参与的应答过程。 qRT-PCR分析表明:4个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。此外,MsERF-2b,MsbHLH,MsbZIP,MsGRAS,MsNAC,MsMGT-3a和MsWRKY等转录因子被选为与盐胁迫应答相关的候选转录因子。该研究结果为阐明植物对盐胁迫的应答机制提供了新的线索。图3表3参36     

南方型紫花苜蓿叶片盐胁迫应答转录因子鉴定与分析

以南方型紫花苜蓿‘Millennium’为材料,以正常培养（WT_CK2）和250 mmol·L-1 NaCl胁迫下72 h时（WT_N2）条件下的2个样品叶片进行转录组分析,鉴定紫花苜蓿叶片盐胁迫应答转录因子基因。同时随机挑选4个转录因子差异表达基因进行实时荧光定量qRT PCR验证RNA Seq结果的可靠性。紫花苜蓿叶片在250 mmol·L-1 NaCl胁迫下72 h时,检测到表达量差异达到2倍以上的基因共7 497个,其中包括隶属于46个转录家族474个转录因子在盐胁迫下的差异表达,上调242个,下调232个。bHLH,NAC,WRKY和C2H2转录家族成员基因70%以上表达上调。实时荧光定量PCR分析表明4个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。此外,还发现大量紫花苜蓿盐胁迫应答的转录因子候选基因如MsERF110,MsERF071,MsbHLH36,MsZFP,MsHSFB 3,MsMYB,MsNAC和MsWRKY等。同时,也揭示了紫花苜蓿叶片对盐胁迫响应可能是多种转录因子家族共同参与的应答过程。     

全基因组DNA甲基化和转录组联合分析鉴定杜梨耐盐相关转录因子

【目的】鉴定不同杜梨株系根中响应盐胁迫信号的相关转录因子,分析盐胁迫下基因序列DNA甲基化变化与基因表达改变之间的关系,探讨参与调控不同杜梨株系耐盐能力的转录因子成员。【方法】以杜梨耐盐株系和普通株系为试材,在苗期使用200 mmol·L^-1 NaCl对90日龄组培生根苗进行水培处理,以Hoagland营养液为对照。利用火焰石墨炉原子吸收光谱仪测定钠离子含量;利用全基因组DNA甲基化和转录组测序技术从表观遗传修饰和转录调控水平对盐胁迫下转录因子进行生物信息学分析;最后用McrBC-PCR和qPCR对差异转录因子进行验证。【结果】外源NaCl处理24 h后,杜梨植株中钠离子含量显著增加,其中耐盐株系的增加幅度比普通株系小,为普通株系钠含量的73.1%,但根中积累的钠是普通株系含量的1.1倍;杜梨根中检测到69类共2 682个转录因子的表达,盐胁迫后243个转录因子在两个株系中都发生了差异表达,包括AP2/ERF(37个)、bHLH(19个)、bZIP(7个)、HD-Zip(10个)、MYB(30个)、NAC(18个)、WRKY(8个)和ZFP(23个)等家族成员;盐...     

小麦盐胁迫持续上调转录因子基因TaERF8-2D的克隆及其分析

盐胁迫严重影响小麦的正常生长发育.为了深入挖掘小麦耐盐功能基因,本研究从耐盐小麦品种德抗961中克隆了ERF类转录因子基因TaERF8-2D,并对其进行了生物信息学分析、亚细胞定位以及盐胁迫下的基因表达分析.结果表明,TaERF8-2D开放阅读框长度为762 bp,编码蛋白的分子量为26.96 kD,理论等电点(pI)...     

甘薯基因组bHLH转录因子鉴定与逆境胁迫表达分析

利用生物信息学方法从未经注释的甘薯(Ipomoea batatas)基因组中鉴定得到143个bHLH转录因子,对其保守结构域、motif组成、染色体分布情况、系统进化以及尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp.batatas,Fob)胁迫下和低温胁迫下的差异表达基因进行分析.结果表明,甘薯bHLH结构域约由54个氨基酸组成,其中21个氨基酸位点保守性在50%以上;74.8%(107个)的家族成员具有E-盒结合活性,56.6%(81个)的家族成员具G-盒结合活性.bHLH基因在15条染色体上的分布不均匀,在1、2、5、6以及14号染色体上分布较多,9和12号染色体上分布较少.MEME分析得到甘薯bHLH转录因子含有5个保守基序,motif 1和motif 2共同组成了bHLH结构域,存在于90%以上的家族成员中;系统进化分析将甘薯bHLH基因家族分为22个亚组.甘薯bHLH转录因子中有6个家族成员响应尖孢镰刀菌胁迫,其中4个基因表达下调,2个基因表达上调;在低温胁迫下甘薯bHLH家族成员中有44个基因表达量发生变化,其中13个基因在4个处理组中表达量均有变化,8个基因表达下调,5个基因表达上调.     

高粱GRF基因家族鉴定及在非生物胁迫下的表达分析

生长调控因子（growth regulation factor,GRF）是植物中特有的一类转录因子,在植物激素调控、生长发育以及胁迫应答等多个领域扮演重要角色。对高粱GRF基因家族成员进行筛选鉴定,得到8个家族基因,分析了这些基因的理化性质、保守蛋白序列、基因功能及其共线性,分析了这些基因在非生物胁迫下转录组表达差异。结果表明,GRF基因家族结构较为保守,启动子元件含有干旱、低温、茉莉酸等响应元件,推测该家族基因参与生物及非生物胁迫应答响应。通过盐胁迫和烯效唑处理下的转录组数据分析,得到一个与耐盐相关的基因（SORBI_3002G297800）和一个与激素相关的基因（SORBI_3006G203400）,为进一步探究这些基因在高粱应对非生物胁迫中的作用提供了重要参考。     

麻风树JcHDZ28基因克隆与功能分析

HD-Zip家族基因与植物的生长和对环境胁迫的抗性密切相关,被认为是作物改良的关键因子。在本研究中,我们通过RT-PCR技术从麻风树中克隆了1个HD-Zip家族基因,命名为JcHDZ28。JcHDZ28基因包含1个882 bp的开放阅读框,编码1个含有293个氨基酸的蛋白质。氨基酸序列分析结果表明,JcHDZ28含有高度保守的同源结构域和亮氨酸拉链(LZ)基序。表达模式分析结果表明,JcHDZ28基因在种子中的相对表达量最高,且盐胁迫下调该基因的表达。亚细胞定位分析结果表明,JcHDZ28基因编码1个核定位蛋白。过表达JcHDZ28基因增加了转基因拟南芥对盐胁迫的敏感性,且在盐胁迫条件下,转JcHDZ28基因拟南芥叶片脯氨酸含量显著低于野生型拟南芥,相对电导率显著高于野生型拟南芥,非生物胁迫相关基因在转JcHDZ28基因拟南芥中的表达也显著低于在野生型拟南芥中的表达。本研究结果可以为进一步阐明HD-Zip转录因子基因JcHDZ28在麻风树生长发育和响应非生物胁迫中的功能提供理论依据。     

芹菜中转录因子基因AgDREB1的分离与表达研究

DREB类转录因子是植物AP2/ERF转录因子家族中一个重要的亚家族,参与植物对逆境的应答,是植物适应逆境的重要调节因子之一。本文从不同品种芹菜中分离DREB类转录因子基因,并研究其表达情况,以进一步研究芹菜中非生物胁迫逆境调控。基于芹菜(Apium graveolens L.)转录组数据,分别从2个芹菜品种‘津南实芹’和‘文图拉’中克隆得到一个编码芹菜DREB类转录因子的基因AgDREB1。采用生物信息学方法对AgDREB1的氨基酸组成、理化性质、进化关系、空间结构等进行了分析。通过实时定量PCR方法对‘津南实芹’和‘文图拉’中AgDREB1基因的表达进行分析。结果表明:来源于‘津南实芹’和‘文图拉’的AgDREB1基因全长分别为495和492 bp,分别编码165和164个氨基酸。芹菜中AgDREB1转录因子等电点约为9.64,包含1个α螺旋和3个β折叠结构,进化关系上属于DREB亚族中的A5组。芹菜AgDREB1转录因子与其他物种的DREB转录因子具有较高的一致性。实时定量PCR分析表明,AgDREB1基因在‘津南实芹’和‘文图拉’根中的表达较高,对低温、高温、干旱和盐胁迫等非生物胁迫有响应。结论:从芹菜中克隆获得一个与逆境相关的DREB类转录因子基因AgDREB1,通过基因表达分析发现,芹菜中AgDREB1基因在根中表达最高,而且该基因与芹菜非生物胁迫相关。