花生幼苗响应低温胁迫的转录组分析

低温冷害是限制我国东北地区花生产量和品质提升的主要环境因素,鉴定花生耐寒的关键功能基因,并揭示其调控机制是创制耐寒花生种质,提高花生耐冷性的重要途径之一。以耐寒型花生品种农花5号为试验材料,对6℃低温胁迫下的花生叶片进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明:与对照相比,共有3910个基因持续差异表达;GO功能注释将差异表达基因富集到43个功能组,其中生物学过程中的代谢过程富集到的基因数目最多;KEGG代谢通路分析将持续差异表达基因富集到116个代谢通路中,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌互作、植物昼夜节律和α-亚麻酸代谢途径富集到的基因数目最多,且大部分为上调表达,在低温胁迫中具有重要作用。从转录组数据库中随机挑选6个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与高通量测序结果相一致,证明了转录组数据的可靠性。研究结果将为揭示花生响应低温胁迫的分子机制提供理论依据。     

低温弱光下普通丝瓜的生理响应及转录组测序分析

对普通丝瓜(Luffa cylindrica)品种农福806的幼苗分别进行10℃和5℃低温弱光胁迫处理,通过测定其生理指标、光合参数和叶绿素荧光参数,应用相关性分析、主成分分析和转录组测序等方法研究了普通丝瓜幼苗对低温弱光胁迫的生理响应机制。研究结果表明：在5℃弱光处理期间(0～24 h),普通丝瓜幼苗的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)含量总体上均呈先上升后下降的变化趋势,可溶性糖含量总体上一直呈上升趋势;在10℃弱光处理期间(0～10d),丝瓜幼苗的POD活性以及MDA、可溶性糖含量总体上一直呈上升趋势,其他3个指标总体上呈先升后降的变化趋势;丝瓜幼苗的可溶性糖含量与POD、SOD活性呈极显著正相关,与CAT活性呈极显著负相关;Pro含量与MDA含量呈极显著负相关;SOD活性与CAT活性呈极显著负相关,与POD活性呈显著正相关。对6个生理指标进行主成分分析,在5℃下提取出3个主成分,在10℃下提取出2个主成分。转录组测序获得了7.13亿条Clean data,在3个低温处理组丝瓜幼苗的差异表达基因中,上...     

低温胁迫下棉花幼苗对外源钙的生理响应

为提高棉花幼苗抗冷性,以冷敏感性基因型棉花品种新陆早12号为材料,人工模拟北疆棉区早春气候特点,分别用不同浓度(10、15、20、25、30mmol/L)CaCl2、Ca(NO3)2和CaAc2喷施棉花幼苗,5℃低温胁迫3d后测定棉花幼苗体内主要生理指标含量的变化,研究低温胁迫下棉花幼苗对外源钙的生理响应。结果表明,3d低温胁迫使棉花幼苗受到明显伤害,CaCl2、Ca(NO3)2和CaAc23种钙盐能在一定程度上降低低温对棉花幼苗的伤害,但不同种类钙盐的有效作用浓度不同,其中以CaCl2作用效果最佳。适当浓度的CaCl2处理可以显著降低棉花幼苗的冷害指数、叶片相对电导率和丙二醛的积累量,提高抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,有效减轻低温胁迫对棉花幼苗的伤害。     

低温胁迫下海滨木槿的转录组分析

海滨木槿(Hibiscus hamabo Sieb.et Zucc.)是一种典型的耐盐植物,甚至能够在海水中生长,是沿海滩涂绿化的绝佳绿化树种,但在栽培试验中发现海滨木槿不耐寒,很难在北方地区越冬。为探究海滨木槿在低温胁迫下的分子应答机制,挖掘海滨木槿的抗寒基因,培育耐寒海滨木槿,通过转录组测序(RNA-seq)的试验方法分析海滨木槿在低温胁迫下的差异基因表达情况。试验结果表明,低温胁迫下的处理组与常温对照相比,共有23 689个差异表达基因,其中上调表达基因10 256个,下调表达基因13 433个。通过GO富集分析,发现差异基因大多富集在代谢过程、细胞过程、膜、催化活性等方面;通过KEGG的富集分析,发现这些差异基因大多富集在代谢途径、次生代谢物的生物合成、光合作用、植物昼夜节律、植物激素信号转导等方面,本研究还筛选了一些潜在的耐寒差异基因,如FKF1、GI、PYL、PP2C、CML、CPK、SNRK2、NCED和BIN2等。本试验结果可为研究海滨木槿的耐寒机制以及培育海滨木槿耐寒品种提供技术参考和基础。     

基于转录组分析筛选牛心朴子响应低温胁迫的转录因子家族

[目的]从转录水平分析牛心朴子在低温胁迫下的差异表达基因,筛选响应低温胁迫的转录因子家族,鉴定出牛心朴子低温胁迫响应的关键调控基因,为全面解析逆境胁迫响应分子调控网络及有效挖掘关键调控基因提供理论参考.[方法]通过高通量测序技术对低温胁迫(CT组)和常温处理(对照,CK组)的牛心朴子cDNA文库进行转录组测序分析,对差异表达基因进行功能注释和富集,鉴定出响应低温胁迫的转录因子家族,并选取4个差异表达的转录因子基因进行实时荧光定量PCR检测,以验证转录组测序结果的可信度.[结果]从CK组和CT组共获得30.50 Gb的原始数据,Cycle Q20平均值在96%以上,经数据过滤及去冗余后,拼接组装获得100006条Unigenes,但其功能注释率较低,有47082条至少在一个数据库中被功能注释,占Unigenes总数的47.07%;而在NR、NT、KO、SwissProt、PFAM、GO和KOG数据库中均被注释的Unigene有7070条,仅占Unigenes总数的7.06%.GO功能富集分析筛选到5545个差异表达基因,其中,上调表达基因2039个,下调表达基因3506个,分别富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类别中.从牛心朴子Unigene中共鉴定到83个转录因子家族的1826个转录因子,其中,以MYB转录因子家族成员数目最多,为136个(占7.45%).从差异表达基因中筛选到与低温胁迫有关的66个转录因子家族的550个转录因子,其中MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族均有大量转录因子能被低温胁迫诱导表达.基于实时荧光定量PCR的牛心朴子低温胁迫下转录因子基因表达水平检测结果与转录组测序分析结果基本一致.[结论]MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族成员在牛心朴子响应低温胁迫时发挥主导作用,同时各家族转录因子间存在共表达性或协同作用,通过复杂的转录调控网络发挥重要调节作用,进而提高牛心朴子对低温胁迫的耐受性.     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一.该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异.结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35880734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏...     

桃树花朵对低温胁迫的生理响应

为揭示桃花受霜冻低温胁迫的生理响应过程,鉴定桃花抵御霜冻胁迫能力.选择5～6a生"麦香"桃花,采用人工霜冻模拟试验箱模拟自然降温过程,对桃花进行-2.5℃、-3.0℃、-3.5℃、-4.0℃、-4.5℃以及-5.0℃的模拟低温处理,以室温(15℃)为对照.测定桃花抗寒生理指标和电导率,分析桃花受低温胁迫的生理响应过程....     

软枣猕猴桃对低温胁迫的生理响应

[目的]探明软枣猕猴桃对低温胁迫生理变化规律,为引种、抗寒品种选育提供理论依据.[方法]以野生软枣猕猴桃幼苗为试材,通过4℃低温处理,以25℃(常温)为对照,测定软枣猕猴桃叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)的含量以及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)的活性变化.[结果]随着低温胁迫时间的延长,幼苗叶片叶绿素含量呈现先增后减趋势,MDA含量增加;可溶性糖含量上升,可溶性蛋白、脯氨酸含量呈先增后减趋势;SOD、POD活性均下降,CAT活性先升后降.[结论]综合各项指标表明,叶片在低温胁迫过程中,叶绿素含量降低,膜脂过氧化反应加剧,MDA积累,可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质以及抗氧化酶起到了不同程度的保护作用.     

低温胁迫下角果木幼苗的生理响应

以红树植物角果木(Cerops tagal)幼苗为材料,研究5℃低温胁迫对其叶片超氧阴离子自由基(O2-.)和H2O2含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量等的影响。结果表明:随着胁迫时间的延长,O2-.含量、CAT活性均表现出先升后降再升的趋势;SOD活性、POD活性、H2O2含量、MDA含量、可溶性蛋白含量呈现出先升后降的变化趋势;脯氨酸含量呈现波浪式上升的趋势。综合多个抗寒生理指标的变化,表明角果木幼苗在5℃低温环境中,能通过自身的抗寒体系进行自我修复,基本维持正常生长。     

桃不同品种对低温胁迫的生理响应及评价

为探讨桃不同品种的抗寒性,给我国北方地区桃品种选择提供科学依据,以12个桃品种的一年生枝条为材料,研究低温胁迫(-10、-15、-20、-25、-30、-35和-40℃)对相对电导率(REC)、发芽率、束缚水/自由水、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸质量分数的影响,并运用隶属函数法对其抗寒性进...     

中华金叶榆盆栽苗对干旱胁迫的生理响应与转录组分析

为研究中华金叶榆（Ulmus pumila ‘Zhonghua Jinye’）幼苗在干旱胁迫下的生理响应及分子机制。试验采用盆栽中华金叶榆苗人工模拟控水法进行干旱胁迫处理（对照组、中度和重度干旱胁迫组的土壤含水量分别保持在田间含水量的80%、40%、20%）,分别在胁迫0、10、20、30 d测定中华金叶榆的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及光合指标,并在胁迫30 d时进行转录组测序分析。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长,叶片的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量逐渐上升,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度逐渐下降,可溶性蛋白含量先上升后下降,胞间CO₂浓度先下降后上升。GO功能注释发现,差异表达基因（DEGs）主要富集在分子功能中;KEGG富集分析显示,光合作用是中度胁迫特有的能量代谢通路,核糖体通路在重度胁迫下显著富集。中度、重度胁迫分别有661个、1 945个DEGs,有179个共有DEGs。qRT-PCR验证表明,8个DEGs在不同程度胁迫中的表达情况与转录组分析的结果基本一致,证明转录组数据的可靠性。干旱胁迫下渗透调节物质的积累起到积极...     

不同豆梨品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

【目的】对8个豆梨品种的抗寒性进行综合性评价,为我国北方地区北美豆梨引种时的品种选择提供借鉴。【方法】以3年生8个品种豆梨及杜梨苗木的当年生休眠枝条为材料,研究低温胁迫(-10,-15,-20,-25和-30℃)对其相对电导率,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,采用隶属函数法对不同品种豆梨的抗寒性进行综合评价。【结果】随着处理温度的降低,豆梨相对电导率呈逐渐升高趋势,各豆梨品种的低温伤害起始温度为-12.57～-20.36℃,可忍耐的最低温度为-33.95～-40.27℃,低温半致死温度(LT_(50))为-25.61～-29.38℃。低温胁迫过程中,各品种豆梨SOD和POD活性整体呈先升高后降低趋势,-25℃时达到峰值;MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量随着处理温度的降低逐渐升高。采用隶属函数综合评价的抗寒性强弱顺序为:克利夫兰新布拉德福德殿级堂贵族资本三体杜梨秋火焰红塔。【结论】在我国杜梨天然分布区引种北美豆梨克利夫兰、新布拉德福德、殿级堂、贵族、资本和三体可安全越冬,而引种秋火焰和红塔则应注意在越冬期间采取一定的防寒保护措施。     

短枝木麻黄幼苗对低温胁迫的生理响应

以短枝木麻黄Casuarina equisetifolia耐寒无性系ZS7和不耐寒无性系HN1幼苗为供试材料,在人工气候箱内采用基质栽培方式,研究在-2,-5,-8,-11 ℃共4个温度梯度胁迫2 h以及-5 ℃持续胁迫1,2,5,8,16,24,48,72 h后2种无性系幼苗相关生理指标的变化趋势以及耐寒性差异,探讨短枝木麻黄适应低温环境的生理机制。结果表明:在低温梯度胁迫下,耐寒无性系的过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）质量摩尔浓度的增幅小于不耐寒无性系;叶绿素、脯氨酸（Pro）和可溶性蛋白质质量分数,超氧化物歧化酶（SOD）,过氧化物酶（POD）,过氧化氢酶（CAT）,抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性,以及还原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）质量摩尔浓度的降幅均小于不耐寒无性系。耐寒无性系的GSH/GSSG比值呈上升的趋势,而不耐寒无性系的呈先下降后上升趋势。在-5 ℃持续胁迫下,2种无性系各生理指标呈现波动变化,增幅（降幅）与到达峰值时间不同。无论是在低温梯度胁迫还是在低温持续胁迫处理过程中,耐寒无性系的SOD,POD,CAT,APX和GR活性以及叶绿素、可溶性蛋白质和Pro质量分数、GSH质量摩尔浓度都显著高于不耐寒无性系。耐寒性不同的2种短枝木麻黄无性系耐寒的生理机制明显不同,耐寒性强的无性系通过在低温胁迫下保持较高的可溶性蛋白质和Pro等渗透调节物质质量分数,增强抗氧化酶活性,提高非酶抗氧化剂水平,抑制叶绿素质量分数的下降及膜脂过氧化程度的加剧,进而提高抗寒性来抵御低温。     

野鸦椿和圆齿野鸦椿对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

【目的】评价野鸦椿与圆齿野鸦椿抗寒性的强弱,为野鸦椿属植物抗寒性育种研究提供科学依据。【方法】采取野鸦椿和圆齿野鸦椿当年生实生苗枝梢,在4℃条件下处理0、5、10和15 d,采摘定型叶测定可溶性蛋白（Pro）、可溶性糖（SP）、丙二醛（MDA）含量和过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性,以及相对电导率（REC）。利用主成分分析和隶属函数法进行抗寒生理生化指标筛选及野鸦椿与圆齿野鸭椿的抗寒性评价。【结果】野鸦椿和圆齿野鸦椿2个树种的叶片POD、CAT及SOD活性在低温胁迫下均表现为先升后降的变化趋势。野鸦椿的叶片SP含量变化幅度比圆齿野鸦椿小;圆齿野鸦椿和野鸦椿的叶片Pro含量均表现为先升后降,但野鸦椿的叶片Pro含量在试验后期（5 d后）下降不明显;圆齿野鸦椿的叶片MDA含量及变化幅度均高于野鸦椿。2个树种的叶片REC均随低温处理时间的延长而上升。各指标之间,除MDA含量与SP含量呈显著正相关外（P<0.05）,其他指标间相关均不显著（P>0.05）。判别野鸦椿和圆齿野鸦椿抗寒性强弱的生理生化指标依其重要性排序依次为POD=REC>Pro>MDA>SP>CAT。【结论】 POD、REC、Pro和MDA可用于野鸦椿和圆齿野鸦椿抗寒育种筛选,其中POD和REC对2个树种抗寒性强弱影响较大。此外,野鸦椿幼苗抗寒性远强于圆齿野鸦椿,可考虑将野鸦椿作为砧木对圆齿野鸦椿进行嫁接,提高圆齿野鸦椿的抗寒性。     

低温持续胁迫下加拿利海枣幼苗生理特性研究

以2年生加拿利海枣盆栽苗为试验材料,研究了-4℃和4℃低温持续胁迫对幼苗叶片的影响。结果表明:不同低温胁迫1～2d,加拿利海枣幼苗叶片中电解质渗出率、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(Pro)含量、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢含量均不断升高,净光合作用和蒸腾速率不断降低;低温胁迫3d,电解质渗出率、游离脯氨酸含量、过氧化氢含量继续升高,而丙二醛含量、超氧化物酶活性、过氧化物酶活性、净光合作用和蒸腾速率呈降低的趋势;与4℃胁迫相比,-4℃对加拿利海枣幼苗的寒害较为严重。     

软腐病菌胁迫下甘薯生理生化响应及转录组分析

为明确软腐病害生理机制,提高甘薯贮藏期的品质,以浙江地区甘薯主要鲜食品种‘心香’为试验材料,对其病菌侵染前后的生理生化响应和转录组学进行分析。结果表明：1）软腐病侵染后,甘薯抗氧化酶和细胞壁降解酶活性显著提高,超微结构显示甘薯细胞结构受到严重破坏。2）甘薯软腐病侵染过程中有12 205个基因发生显著变化,其中7 505个上调表达,4 700个下调表达;GO类目中,差异表达基因（DEGs）被富集到细胞器、膜等细胞部位,代谢过程、生物活性和相应刺激反应等生物过程,催化活性等分子功能。KEGG注释分析可知,DEGs显著富集在苯丙烷代谢、碳代谢、淀粉蔗糖代谢、氨基酸生物合成、柠檬酸循环和激素信号转导次生代谢产物的生物合成中。本研究为进一步甘薯抗病相关基因功能的研究和抗病机理的解析提供了理论参考。     

外源ABA对低温下雷公藤幼苗的生理响应

以1年生的雷公藤扦插苗为试验材料,对其外施浓度分别为5、10、15、20、25 mg·L-1脱落酸(ABA)溶液,以喷施蒸馏水为对照(CK),并进行连续7d的低温胁迫处理.研究低温胁迫下ABA对雷公藤幼苗叶片质膜透性、丙二醛(MDA)、保护酶和脯氨酸等生理生化指标的影响.研究表明,喷施浓度为15-20 mg·L-1的A...     

黄金蒲桃对低温逆境的生理响应及其抗寒性

黄金蒲桃是华南等小部分地区引种栽培的特色园林树种,但低温寒害是影响其扩大引种栽培范围的主要因素之一。以重庆永川地区自然降温和模拟降温两个不同低温条件下的黄金蒲桃为材料,研究黄金蒲桃对低温逆境胁迫的生理响应。结果表明,在自然降温和模拟降温条件下,黄金蒲桃叶片的脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛渊MDA冤含量以及过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性均比对照增加,且在自然最低温度和低温胁迫时间延长时达到最大值。对自然降温和低温胁迫后并进行生长恢复试验的冷害指数进行观察发现,4℃低温处理72h和在大棚自然越冬的冷害指数远低于室外露地大田栽培自然越冬,说明黄金蒲桃具有一定的抗寒性,基本可以在重庆永川地区安全越冬生长。