科研产出
盐胁迫下氮素对花生种子萌发和种子际细菌菌群结构的调控
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]盐胁迫影响花生种子萌发和植株生长,阐明盐胁迫下适量施肥提高种子萌发率和花生产量的内在调控机制,并解析该过程与种子际土壤细菌菌群结构的关系,为通过改良种子际土壤微生物环境,提高花生出苗健苗率、耐盐抗逆性和花生生产能力提供理论和技术依据.[方法]以耐盐花生品种(花育 25 号,HY25)为试验材料,设置 3 个氮素水平 0、90 和180 kg/hm2,采用盆栽试验和高通量测序技术,阐明氮肥施用对盐胁迫下花生种子际微生物菌群结构、花生发芽出苗和产量的影响.[结果]施加氮肥可有效提高花生种子在盐胁迫下的发芽率和最终产量,并以施氮量 90 kg/hm2 最适.16S rRNA测序分析显示,种子际的土壤细菌以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)及芽孢杆菌门(Gemmatimonadetes)等为优势菌门.在属水平上,盐胁迫虽然提高了有益菌属拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度,但同时导致有害的链球菌属(Streptococcus)增多,最终降低了有益菌属芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和溶杆菌属(Lysobacter)的相对丰度.盐胁迫下施氮可以显著改善种子际的土壤微环境,提高有益菌属拟杆菌属、芽孢杆菌属、鞘脂单胞菌属的相对丰度,对土壤修复和地力提升有一定的帮助,同时还能增强花生抗逆性.[结论]盐胁迫下适量施氮可提高种子际有益菌属的相对丰度,从而提高花生种子的发芽率和耐盐性,最终促进盐胁迫下的花生增产.
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小麦TaHKT家族基因的生物信息学分析
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：高亲和性钾离子转运蛋白（high-affinity K+ transporter, HKT）是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白，具有运输Na+/K+的能力，在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用。为系统了解小麦TaHKT家族基因，挖掘有效的小麦耐盐基因，本研究采用生物信息学的方法，对小麦TaHKT家族基因进行了全基因组分析，鉴定了家族成员，构建了系统进化树，并对其跨膜结构域、染色体定位、基因结构、Motif、上游顺式作用元件、共线性以及表达谱等进行了分析。结果鉴定出23个TaHKT基因，其编码蛋白质长度为443～590 aa,等电点范围8.2～10.4,跨膜结构域为6～8个。23个基因分布于小麦的2、4、6、7号染色体上，根据亲缘关系可将其分为3个亚族，同一亚族的成员具有较为相似的Motif组成和基因结构。23个基因中，发现了4对串联重复基因，10对大片段复制基因，具有良好的共线性。顺式作用元件分析发现，大部分TaHKT成员含有盐胁迫响应元件MYB、G-box、ABRE和DRE。表达谱分析发现，TaHKT基因在小麦的16种组织中均有表达，在根、茎中的表达量较高，其中TraesCS4D02G361300（ID,下同）在根中的表达量最高。在盐胁迫处理后，不同成员对盐胁迫响应程度不同，TraesCS7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低；TraesCS2B02G451400和TraesCS2D02G428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低；TraesCS2B02G451800在根部几乎不表达，但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高，推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用。
关键词： 小麦 TaHKT 生物信息学 基因家族分析 盐胁迫
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自制功能型营养液对缓解芹菜盐胁迫的效果研究
《肥料与健康 》 2024
摘要：以动物（虾粉、鱼粉、骨粉、角粉）、植物（豆粕、蘑菇、海藻、海带）的废弃物为主原料，通过酶解法分别制得动物营养液（DW）、植物营养液（ZW）,并以DW和ZW按体积比1∶1混合制得植物-动物混合营养液（ZD）。采用盆栽试验，研究了3种营养液在土壤含盐质量分数为0.3%条件下对芹菜生长的影响。试验共设11个处理，以不含盐土壤未施营养液的处理为对照1（CK1）,以含盐土壤未施营养液的处理为对照2（CK2）。结果表明：CK2处理受盐胁迫后，芹菜生长明显受到抑制；ZD稀释500倍的处理可增加芹菜株高，达到14.9 cm; ZW稀释1 000倍的处理分蘖数最多，根体积达到9.3 cm~3,地上部的干、鲜质量以及地下部的鲜质量均高于其他处理的，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量也最多。ZW稀释1 000倍的处理可明显提高芹菜的耐盐胁迫能力，促进其生长。
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外源甲基乙二醛(MG)对盐胁迫下板栗幼苗生理特性的影响
《河北农业科学 》 2024
摘要：甲基乙二醛（MG）为近年来发现的新兴信号分子，在调控植物发育和抗逆过程中具有重要作用。为了探讨MG缓解盐胁迫对板栗幼苗损伤的生理机制，以板栗品种‘蒙早’2 a生幼苗为试验对象，研究了施用0.5 mmol/L MG及其清除剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）对盐胁迫（NaCl含量200 mmol/L）下板栗幼苗抗氧化系统、乙二醛酶系统和渗透调节物质含量的影响。结果表明：施用外源MG能够提高盐胁迫下板栗幼苗抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX、GR）的活性，激活乙二醛酶系统（GlyI和GlyII酶活性提高），调节AsA—GSH循环，增加抗氧化剂（GSH、AsA）含量以及渗透调节物质脯氨酸（Pro）在叶片中的积累，减少丙二醛（MDA）、MG和超氧阴离子（O2-）的积累，缓解盐胁迫下板栗幼苗遭受的MG胁迫、氧化胁迫和渗透胁迫伤害，增强板栗幼苗的耐盐性；而添加MG清除剂NAC后，抑制了MG的缓解损伤效应。MG对增强板栗的耐盐性具有积极作用，研究MG作为新型外源调节物质调控植物抗逆胁迫为拓展板栗适用范围和盐碱地区板栗资源挖掘提供了重要的理论依据。
关键词： 甲基乙二醛 板栗 盐胁迫 MG清除 抗氧化 渗透调节
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紫花苜蓿耐盐性相关NAC转录因子的挖掘及表达分析
《草地学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：NAC（NAM,ATAF1/2,CUC2）是植物特有的一类转录因子家族，可调控植物响应盐胁迫。本研究基于盐胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）耐盐品种GIB和盐敏感品种LS根和叶的转录组数据，通过生物信息学方法筛选出17个差异表达的MsNAC转录因子家族成员，并对其序列特征、系统进化、顺式作用元件及盐胁迫下的表达模式等进行分析。结果显示，17个MsNACs均具有NAC典型的NAM结构域，且蛋白结构相似。系统进化分析将17个MsNACs分成8个亚族，各亚组成员具有高度相似的保守基序。顺式作用元件分析发现，有15个MsNACs具有ABA响应顺式元件ABRE。转录组数据表达模式分析与RT-qPCR验证结果显示MsNAC1,MsNAC2,MsNAC35,MsJUB1和MsNAC40基因在盐处理下GIB叶中上调表达，在LS叶中下调或者未发生变化，推测这些基因参与调控紫花苜蓿的耐盐反应。本研究为进一步研究紫花苜蓿NAC转录因子响应盐胁迫功能提供参考依据。
关键词： 紫花苜蓿 NAC 盐胁迫 生物信息学分析 表达模式
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XRN4/EIN5调控拟南芥对盐胁迫和ABA的耐受性
《山东农业科学 》 2024
摘要：XRN4/EIN5是植物的5′-3′核酸外切酶,主要参与细胞质中RNA的降解,同时也是乙烯信号通路的核心基因,在植物的生长发育和乙烯信号转导中起着重要作用.为探究该基因在植物抗逆性方面的作用,以XRN4/EIN5 T-DNA插入突变体ein5-6为材料,设计不同浓度NaCl(0、50、100、150、200 mmol/L)和ABA(0、0.10、0.25、0.50、1.00、1.50μmol/L)处理,基于拟南芥种子发芽率、子叶绿化率、叶片数、叶片面积进行统计分析,结果发现,当盐浓度低于50 mmol/L时,ein5-6的种子发芽率、子叶绿化率、叶片数和叶片面积比野生型Col-0高;当盐浓度达到100 mmol/L时,ein5-6的种子发芽率和子叶绿化率在发育前期比Col-0高,60 h和96 h之后比Col-0低,而二者的叶片数和叶片面积没有差异;当盐浓度达到150 mmol/L及以上时,ein5-6的种子发芽率、子叶绿化率、叶片数和叶片面积比Col-0低.另外,ein5-6对ABA与盐胁迫响应的趋势一致,ABA浓度较低时ein5-6的子叶绿化率高于Col-0,但随着处理时间的延长和ABA浓度的增加,其子叶绿化率越来越低,最终明显低于Col-0.表明与野生型相比,ein5-6对盐胁迫和ABA处理更敏感,推测XRN4/EIN5参与了盐胁迫和ABA响应的调节.
关键词： XRN4/EIN5 盐胁迫 ABA 拟南芥 耐受性
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盐胁迫下花生种子萌发期代谢组学分析
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：盐碱地高盐分会降低种子活力、抑制萌发出苗,严重制约盐碱地区花生生产和产业发展.种子萌发过程中物质代谢对种子发芽及植株形态建成至关重要,逐渐成为评价种子活力和品质的重要指标.以不同萌发期花生种子为研究对象,利用生理指标和高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)分析方法,研究了盐胁迫下花生种子不同萌发期主要营养物质含量和差异代谢物的变化.种子吸水萌发促进了脂肪、蛋白质、可溶性糖代谢,随萌发时间延长,脂肪和可溶性糖含量逐渐降低,可溶性蛋白质含量呈先降后升的变化趋势.主成分分析和偏最小二乘法判别分析表明盐胁迫与对照组间代谢物差异较大,暗示盐胁迫对花生种子萌发期物质代谢影响较大.利用VIP值分析和KEGG pathway预测分析显示:正常条件下,花生种子吸水膨胀期的差异代谢物较少,未鉴定到富集的KEGG pathway;而胚根伸长期差异代谢物主要富集于12个KEGG pathway,表明萌发后期物质代谢较前期旺盛.盐处理显著提高多种差异代谢物表达水平,其中渗透保护物甜菜碱和脯氨酸差异明显;另外,盐胁迫下吸水膨胀和胚根伸长两时段的差异代谢物显著增多,分别富集到26和31个KEGG pathway.盐胁迫显著促进了能量代谢、甘油磷脂代谢、谷胱甘肽代谢以及芥子油苷生物合成途径等相关通路,推测其与盐胁迫下花生种子萌发期抗逆有关.甜菜碱和脯氨酸可能是花生种子萌发期适应盐胁迫的关键代谢物,甘油磷脂代谢、谷胱甘肽代谢以及芥子油苷生物合成等途径可能是重要的代谢调控通路.试验结果可为促进盐胁迫下花生种子萌发出苗探索新途径、新方法,以及提高盐碱地花生出苗率提供理论依据和参考价值.
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盐胁迫对饲料桑新品种'丰源1号'生长的影响
《蚕桑通报 》 2023
摘要：为全面探究‘丰源1号’饲料桑新品种栽培的适宜土壤含盐量范围，本研究选取盆栽2年的饲料桑新品种‘丰源1号’，剪伐后立即进行不同浓度NaCl处理。结果表明NaCl处理后饲料桑的鲜重、叶片重量、枝条重量、叶片大小、树高等均显著下降，然而叶条比却有所增加‘。丰源1号’饲料桑的适宜种植范围应控制在土壤含盐量5‰以下。
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玉米ZmWRKY36基因的生物信息学及功能分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：作为植物转录因子家族最大的成员之一,WRKY蛋白在植物的生长发育、防御反应以及胁迫响应中都发挥着极为关键的作用.本研究以玉米自交系 B73 为材料,克隆了一个玉米 WRKY 转录因子 Zm-WRKY36,并对其进行生物信息学与功能分析.结果表明,ZmWRKY36 基因的开放阅读框为1 002 bp,编码333个氨基酸.ZmWRKY36 蛋白分子量为35.8 kDa,理论等电点为5.66,属于酸性蛋白;不稳定系数为67.16,为极不稳定蛋白;亲水指数为-0.526,为亲水性蛋白;具有 1 个WRKY结构域和 1 个C2 HC锌指结构基序,属于WRKY转录因子Ⅲ类亚家族成员;与高粱SbWRKY64、稷PmWRKY4 和狗尾草SvWRKY4 有着较近的亲缘关系.进一步分析发现,ZmWRKY36 蛋白定位于细胞核内,并且有着较强的转录激活活性.qRT-PCR结果显示,ZmWRKY36 基因在玉米根和叶中表达量较高,具有组织特异性;并且受到干旱胁迫和盐胁迫的显著诱导,表明转录因子ZmWRKY36 可能在玉米抵御外界干旱胁迫和盐胁迫的过程中发挥着重要作用.
关键词： 玉米 ZmWRKY36 生物信息学分析 功能分析 干旱胁迫 盐胁迫
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大豆盐胁迫响应NRT基因的鉴定及GmNRT1.5A的克隆和表达分析
《大豆科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：硝酸盐转运蛋白(Nitrate Transporters,NRTs)在植物根系NO3-吸收或转运中发挥重要作用,为探究大豆NRTs基因在盐胁迫响应中的功能,本研究从前期盐胁迫处理的转录组数据中鉴定出8个持续响应盐胁迫的差异表达GmNRTs基因.这些GmNRTs基因的启动子上均含有多个与逆境胁迫或植物激素应答相关的元件,推测它们可能与大豆非生物胁迫应答或植物激素调控盐胁迫响应相关.同时,从齐黄34根系中克隆了盐胁迫处理上调倍数最大的基因GmNRT1.5A,并对其进行了生物信息学和表达分析.结果显示:GmNRT1.5A的蛋白质编码区全长为1 794 bp,编码597个氨基酸,蛋白分子质量为66.78 kD,理论等电点为5.85.进化树分析结果表明,GmNRT1.5A与AtNRT1.5同源性最高,含有12个跨膜结构域,含有典型的NRT1s保守结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主.实时荧光定量PCR分析表明,GmNRT1.5A主要在籽粒和根系中表达,盐胁迫和干旱胁迫显著诱导根系中GmNRT1.5A的表达.此外,GmNRT1.5A的表达受植物激素的调控,ABA和ACC显著诱导其表达,但GA3处理显著抑制GmNRTI.5A表达.本研究表明,GmNRT1.5在响应盐胁迫逆境中发挥重要作用,为探索GmNRTs基因在响应逆境胁迫中的功能提供了新思路,也为深入研究GmNRT1.5基因的功能提供了基础.
关键词： 大豆 盐胁迫 NRTs GmNRT1.5A 表达分析
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