SLPIN6基因沉默对番茄抗旱性的影响

SLPIN6基因是番茄PIN家族一员,番茄PIN家族是一类生长素运输体蛋白家族,调控生长素极性运输.研究表明,干旱胁迫改变植物生长素极性运输平衡,影响植物抗旱性.团队前期研究发现SLPIN6基因在干旱胁迫时表达量显著上调,可能参与番茄植株抗旱应答调控.为进一步明确该基因抗旱调节功能,试验采用VIGS方法对SLPIN6基因作沉默处理,通过观察番茄植株抗旱表型及测定抗逆生理指标变化,发现SLPIN6基因沉默后番茄植株与对照相比,沉默番茄植株萎蔫程度加重,抗逆生理指标差异明显,表明SLPIN6基因参与番茄抗旱应答调控,具有抗旱调节功能.     

SLB9基因沉默对番茄抗旱性的影响

SLB9基因是BES1转录因子家族中的一员,BES1在调控油菜素内酯(BR)基因响应中发挥关键作用。研究证明BES1基因受多种胁迫诱导,介导BR信号,调节植物耐旱等抗逆性。采用基因沉默(VIGS)技术,通过农杆菌介导法构建SLB9基因沉默植株,干旱胁迫处理沉默植株,通过观察沉默植株与对照植株表型差异及生理生化指标变化,研究SLB9基因表达变化对番茄抗旱性的影响。结果表明,SLB9基因沉默植株抗旱性明显低于对照植株,推测SLB9基因下调表达降低番茄抗旱性。     

番茄果实颜色相关MYB转录因子的基因表达研究

在番茄果实颜色发育过程中,转录因子参与其中。在源于番茄野生种Solanum lycopersicoides的导入系群体中,发现了1个黄果突变体,以红果亲本番茄及该黄果突变体为遗传材料,通过数字基因表达谱测序及RT-PCR,对MYB转录因子的表达模式进行研究。筛选到多个与果实颜色相关的差异表达MYB转录因子,并进行了半定量RT-PCR验证。     

干旱胁迫下木薯AP2转录因子的 荧光定量PCR 分析

为研究木薯的两个AP2基因在干旱胁迫下的表达模式、对木薯品种华南5 号进行干旱胁迫处理、提取 各个时间点离区部位的RNA、以其反转录的cDNA 为模板、应用SYBR Green玉荧光定量PCR 检测AP2转录因子基 因的差异性表达。结果表明、目的基因的熔解曲线都只出现一个峰、说明引物特异性强、且各基因的扩增效率与参 照基因Actin 接近、试验结果可用2-驻驻CT 计算法进行分析。经分析、两个AP2家族成员在干旱胁迫下均诱导表达、其 表达模式不完全相同且存在一定的相关性、这与之前做过的基因芯片杂交结果相符。     

棉花MYB转录因子基因GbMYB5的克隆及表达分析

在对陆地棉Maxxa BAC文库所获得的一个BAC克隆进行测序分析过程中,发现一个新的MYB类转录因子,为探明其在棉花中的表达模式,采用RT-PCR技术从海岛棉品种H7124中克隆出该基因,命名为GbMYB5(GenBank登录号为:JF820389)。GbMYB5基因全长1 105 bp,编码277个氨基酸。RT-PCR结果表明GbMYB5基因在棉花的茎、叶、蕾、絮和未成熟的种子中均有表达,尤以叶片中的表达水平最高。重金属胁迫可短暂抑制GbMYB5基因表达,但表达量在处理48 h后回升到正常水平。PEG、脱落酸和赤霉酸诱导均可增强GbMYB5基因的表达。另外,构建了含有GbMYB5基因全长的植物过量表达载体,转化烟草。经PCR检测获得目的基因正常表达的转基因烟草9株,为研究该基因的抗逆作用奠定了基础。     

脱落酸通过提高抗氧化酶活性与基因表达参与富氢水增强番茄幼苗抗旱性

以15%聚乙二醇6000(PEG-6000)处理模拟干旱胁迫,研究了氢气(H₂)和脱落酸(ABA)在番茄(Solanum lycopersicum L.)幼苗抵抗干旱胁迫中的作用及其相互关系。结果表明,外源H₂和ABA均可促进番茄在干旱胁迫下的生长,其中富氢水(HRW,H₂供体)和ABA最适浓度分别为75%和150μmol·L^-1。干旱胁迫下,HRW处理能显著增加番茄幼苗叶片内源ABA含量及其关键基因表达。同时,HRW和ABA单独及其共同处理的番茄幼苗叶片丙二醛(MDA)含量较PEG处理分别降低了34.8%、32.6%和37.0%;而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及其基因表达显著高于PEG处理。另外,ABA抑制剂氟啶酮(FLU)抑制了HRW对干旱胁迫下番茄幼苗生长的促进作用,说明H₂促进干旱胁迫下番茄幼苗的生长可能需要ABA的参与。FLU抑制了HRW对干旱胁迫下叶片MDA含量的降低作用。此外,FLU抑制了HRW对干旱胁迫下叶片...     

锌指蛋白转录因子Di19参与调控大豆干旱响应的研究进展

干旱是人类面临的最主要自然灾害之一,是影响农作物生产最主要的环境因素。锌指蛋白指含有锌离子、具有手指状结构域的一类蛋白质,是植物中发现种类最多、调控作用最显著的一类转录因子,在植物干旱响应中发挥重要作用。Di19是最新发现的一类小分子锌指蛋白,其含有两个C2H2型锌指结构域,受干旱和高盐诱导,在植物的抗旱响应中起积极作用。大豆根系不发达,需水量多,对干旱敏感,水分亏缺是制约其产量提高和品质提升的最重要环境因子。本文评述了大豆耐旱性研究现状,锌指蛋白及其家族最新成员Di19在大豆耐旱性响应过程中发挥的作用,以期为大豆耐旱性改良提供参考。     

A novel long non-coding RNA,DIR, increases drought tolerance in cassava by modifying stress-related gene expression

Cassava is an important tropical cash crop. Severe drought stresses affect cassava productivity and quality, and cause great economic losses in agricultural production. Enhancing the drought tolerance of cassava can effectively improve its yield. Long non-coding RNAs(lncRNAs) are present in a wide variety of eukaryotes. Recently, increasing evidence has shown that lncRNAs play a critical role in the responses to abiotic stresses. However, the function of cassava lncRNAs in the drought response r...     

水杨酸和氯化钙对干旱胁迫下番茄幼苗生理特性的影响

分别用不同浓度的水杨酸(SA)和氯化钙(CaCl₂)处理番茄品种东农11537幼苗,处理3 d后进行干旱胁迫,在干旱的第1、3、5和7天观察植株表型,测定叶片相关生理指标,并比较2种处理的抗旱效果、最佳抗旱浓度。结果表明,干旱胁迫下,与喷施去离子水的对照组相比,适宜浓度的SA和CaCl₂处理均能有效缓解番茄叶片相对含水量的降低,抑制相对电导率和丙二醛含量的增加,同时,提高番茄叶片SPAD值、脯氨酸和可溶性蛋白的含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的活性,有效提高番茄幼苗的抗旱性。0.3 mmol·L^-1的SA和10 mmol·L^-1的CaCl₂处理提高番茄幼苗抗旱性的效果较佳,0.3 mmol·L^-1 SA效果最佳。     

干旱胁迫下外源物质对番茄幼苗活性氧代谢及光合作用的影响

以番茄品种‘金棚一号’为试验材料,研究不同外源物质(10mmol/L CaCl2、5mmol/L GABA、0.5mmol/L Put、0.5mmol/L Spd)对干旱胁迫下番茄幼苗活性氧代谢及光合作用的影响。结果表明:与对照相比,干旱胁迫处理抑制了番茄幼苗的生长,使幼苗光合系统Ⅱ(PSⅡ)能力降低,叶片可溶性蛋白质含量降低,游离氨基酸及可溶性糖含量升高,活性氧代谢的变化造成MDA积累;外源物质CaCl2、GABA、Put、Spd均可提高幼苗的株高、茎粗、干重和鲜重以及叶片中可溶性蛋白质、游离氨基酸、可溶性糖含量,通过提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低了O2.-产生速率、H2O2和MDA含量,维持较高的叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、ETR,从而在一定程度上缓解干旱胁迫对幼苗的伤害。平均隶属函数分析表明,不同外源物质缓解干旱胁迫的途径不同,外源添加Put处理缓解干旱胁迫的作用主要体现在促进植物生长方面,GABA处理则主要体现在减缓干旱胁迫对叶片光系统Ⅱ和活性氧代谢的伤害,Ca2+处理在增加渗透调节物质含量方面更为明显。     

GH-DREB基因转化小麦及转基因植株后代的抗旱生理指标鉴定

用基因枪法将来自于棉花的DREB转录因子基因和诱导型启动子Rd29A构建的植物表达载体pRdGH转入小麦品种鲁麦22号,获得转基因小麦植株。T0、T1、T2、T3代分子生物学鉴定证实：GH-DREB基因可以稳定遗传。孕穗期到开花期T3代叶片可溶性糖、蒸腾速率、净光合速率测定结果表明：正常条件下,转基因后代与受体鲁麦22的各生理指标无明显差异,而水分胁迫下,转基因后代的净光合速率随着干旱处理时间的延长而逐渐下降,蒸腾速率随着干旱处理时间的延长而逐渐上升,但是,下降与上升幅度比对照低,其中,在胁迫第3天、第6天都与对照差异极显著,叶片的可溶性糖含量与对照相比差异不显著。说明GH-DREB基因在干旱条件下可通过减少蒸腾速率、维持光合作用。     

草莓MYB类转录因子FaMYB5基因的克隆与表达分析

以丰香草莓（Fragaria ×ananassa cv. Toyonaka）为试材,通过同源克隆技术获得FaMYB5基因全长编码序列,运用生物学软件对该序列进行相关生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR方法对FaMYB5基因在果实不同发育阶段的表达模式进行研究。FaMYB5基因的cDNA全长为822 bp,编码273个氨基酸,蛋白质分子量为29159 ku,等电点为5709,与森林草莓的FvMYB5同源性达957%。实时荧光定量PCR分析显示,随着果实发育成熟,FaMYB5基因的表达逐渐上升。在果实的小绿期（SG）,FaMYB5基因的表达量最低。但是在白果期（WT）出现1个降低的峰值,其表达量略高于小绿期,草莓果实开始转红时其表达量又逐渐上升,在果实全红期（FR）达到最大。结果获得了丰香草莓MYB类转录因子FaMYB5基因的cDNA全长,其表达存在差异。     

Overexpression of the Suaeda salsa SsNHX1 gene confers enhanced salt and drought tolerance to transgenic Zea mays

Maize is one of the most important crops worldwide, but it suffers from salt stress when grown in saline-alkaline soil. There is therefore an urgent need to improve maize salt tolerance and crop yield. In this study, the SsNHX1 gene of Suaeda salsa, which encodes a vacuolar membrane Na⁺/H⁺ antiporter, was transformed into the maize inbred line 18-599 by Agrobacterium-mediated transformation. Transgenic maize plants overexpressing the SsNHX1 gene showed less growth retardation when treated with an increasing NaCl gradient of up to 1%, indicating enhanced salt tolerance. The improved salt tolerance of transgenic plants was also demonstrated by a significantly elevated seed germination rate (79%) and a reduction in seminal root length inhibition. Moreover, transgenic plants under salt stress exhibited less physiological damage. SsNHX1-overexpressing transgenic maize accumulated more Na⁺ and K⁺ than wild-type (WT) plants particularly in the leaves, resulting in a higher ratio of K⁺/Na⁺ in the leaves under salt stress. This result revealed that the improved salt tolerance of SsNHX1-overexpressing transgenic maize plants was likely attributed to SsNHX1-mediated localization of Na⁺ to vacuoles and subsequent maintenance of the cytosolic ionic balance. In addition, SsNHX1 overexpression also improved the drought tolerance of the transgenic maize plants, as rehydrated transgenic plants were restored to normal growth while WT plants did not grow normally after dehydration treatment. Therefore, based on our engineering approach, SsNHX1 represents a promising candidate gene for improving the salt and drought tolerance of maize and other crops.     

杨树干旱胁迫响应转录因子的研究进展

转录因子是杨树干旱胁迫应答分子调控网络中的重要组成部分之一,通过特异性结合干旱响应相关基因启动子区的顺式作用元件,调控下游靶基因的转录表达,从而参与杨树干旱胁迫响应过程。杨树WRKY、NAC、bZIP、MYB和AP2/ERF是干旱胁迫响应分子机制研究中最主要的五大转录因子家族,每个家族拥有超过80个成员。本文简要介绍了杨树干旱胁迫转录组学研究进展,系统总结和概括了杨树这五类转录因子的结构特征与亚家族分类、调控下游靶基因表达的方式及其在参与调控干旱信号转导网络中的作用等方面的研究进展,并对存在的问题与未来研究进行展望,旨在深入了解杨树耐旱分子机理,为培育抗旱型杨树新品种提供参考。     

木薯NAC转录因子Rd26基因克隆及表达

【目的】克隆木薯NAC转录因子Rd26基因(MeRd26)并检测其在干旱胁迫下的表达量,为Rd26基因抗旱调控机制研究打下基础。【方法】利用反RT-PCR克隆木薯叶片中的MeRd26基因,对其进行序列比对及系统发育进化树构建,研究其在栽培种Ku50和野生种W14间的变异情况,并用实时荧光定量PCR(qPCR)检测PEG-6000干旱胁迫下的MeRd26基因表达量。【结果】从木薯叶片中克隆获得的MeRd26基因,长度为1288 bp,包含1041 bp的开放阅读框,编码346个氨基酸,且含NAC保守结构域。系统发育进化树分析结果表明,MeRd26蛋白与杨树(Potri.011G123300.1)和杞柳(SapurV1A.0127s0020.1)的Rd26蛋白亲缘关系较近。基因结构变异分析结果显示,MeRd26基因有33个SNP位点和7个InDel位点,且大部分变异分布在非编码区及最后一个外显子的后半区域。基因表达检测结果显示,在正常大田种植条件下,栽培种Ku50叶片的MeRd26基因表达量是野生种W14的130倍,但在根中表达量差异较小;在干旱胁迫下,栽培种Ku50未展开叶、老叶和根中MeRd26基因表达被快速诱导,表达量随胁迫时间的延长而增加,在根中表达量最高,但在第1片完全展开叶中,MeRd26基因的表达被抑制,其表达量明显降低。【结论】MeRd26基因在转录水平上参与了木薯抗干旱胁迫反应,可作为候选基因用于木薯抗旱机制研究。     

过表达番茄Sly-miR397基因增强拟南芥的耐旱性

为研究番茄miRNA在非生物逆境胁迫下的表达模式和功能分析。利用Real-time PCR检测番茄miRNA397在非生物逆境(干旱、盐害、ABA)条件下的表达量变化,发现Sly-miR397响应这些逆境胁迫,尤其在干旱胁迫下表达最明显。故将Sly-miR397过表达载体转入拟南芥中,进行转基因功能验证。结果表明:与野生型相比,转基因拟南芥植株叶片相对含水量下降速率更缓慢,保水能力更好,且在干旱胁迫下,转基因植株的长势明显优于野生型,其最大光合效率、3种抗氧化酶活性SOD、POD、CAT均明显高于野生型,同时胁迫所产生的丙二醛含量明显低于野生型拟南芥。表明Sly-miR397能提高拟南芥对干旱胁迫的耐受性,在植物抗旱过程中起着重要作用。     

异源表达Peu-miR473 a增强拟南芥的抗旱性

为了探究胡杨miR473a基因的功能,本文克隆了miR473a的前体Pre-Peu-miR473a,并利用农杆菌花序侵染法将其遗传转化入拟南芥。通过普通PCR和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)组织化学染色检测获得CaMV35S: miR473a过表达植株,然后对转基因和野生型植株在甘露醇模拟高渗环境与土壤自然干旱条件下的生长状况及各项生理指标进行评价。结果表明,胡杨miR473a前体长度为100 bp,与毛果杨前体序列相似度为100%,可以形成完美的二级茎环结构。相比于野生型,过表达胡杨miR473a的拟南芥在200 mmol/L甘露醇胁迫条件下的萌发率、根长和生长状况都优于野生型;在土壤干旱处理条件下,转基因拟南芥的株高、相对含水量、脯氨酸含量以及光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光合效率均显著高于野生型10%以上(P0.05)。半定量PCR检测显示:Peu-miR473a参与胡杨受干旱胁迫的正调控,杨树中预测的靶基因Potri.012G093900、Potri.007G100200、Potri.009G165300、Potri.004G204400受干旱胁迫的负调控;拟南芥中预测的靶基因AT1G24530、AT5G45000、AT5G46070及AT3G52950在转基因株系中表达量下降。初步预测它们有可能被miR473a靶向调控。本研究表明,miR473a基因在干旱胁迫条件下通过调控植株的抗脱水能力和渗透调节能力发挥一定抗旱作用。