科研产出
花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因AhNRT2.7a响应低氮胁迫的功能研究
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]氮素在作物生产中对生物量和产量起关键作用.高亲和硝酸盐转运蛋白基因NRT2在植物响应低氮胁迫时被激活并具有维持氮吸收和转运的作用.通过筛选花生低氮耐受相关的NRT2基因并解析其生物学功能,为培育高氮素利用率的花生新品种提供理论参考,最终有助于实现节氮、高效的绿色生产目标.[方法]检测正常氮浓度及1/20正常氮浓度(15 mmol·L-1)条件下5个具有典型跨膜结构的花生NRT2基因(AhNRT2.4、AhNRT2.5b、AhNRT2.5c、AhNRT2.7a和AhNRT2.7b)的时空表达情况.以花育6309的cDNA为模板,对AhNRT2.7a进行克隆和生物信息学分析,并通过亚细胞定位确定AhNRT2.7a的表达部位.进一步构建异源过表达AhNRT2.7a的拟南芥株系,分别在正常以及低氮胁迫条件下测定其叶绿素含量、氮积累量以及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)5个氮代谢关键酶的活性.[结果]5个NRT2基因中有4个NRT2基因在花生响应低氮胁迫条件下大量表达.其中,AhNRT2.7a能够响应低氮胁迫,并在花生茎和叶中高表达.获得AhNRT2.7a的cDNA序列,全长为1380 bp,编码459个氨基酸.蛋白结构分析显示其为具有12个典型跨膜结构域的膜蛋白.该氨基酸序列与栽培种花生(Arachis hypogaea L.)相似性高达99.56%,其次是野生亲本AA和BB基因组花生.亚细胞定位显示其主要定位于细胞质膜上.构建异源过表达AhNRT2.7a的转基因拟南芥植株,在不同供氮条件下,成熟叶和幼叶叶片的叶绿素相对含量均显著高于野生型拟南芥.同时,对上述5个氮代谢相关酶活性以及氮、磷、钾积累量测定显示,转基因植株中2个氮代谢相关酶(GS和NR)的酶活性以及氮积累量均比野生型拟南芥有显著升高.[结论]花生中4个NRT2基因响应低氮胁迫,其中AhNRT2.7a能够提高植物氮代谢过程的氮素利用率.AhNRT2.7a的表达在促进氮代谢过程的同时,促使碳代谢作用的进一步加强.因此,AhNRT2.7a适合作为花生氮素高效利用为目的的候选基因.
关键词： 花生 NRT2 AhNRT2.7a 氮素效率 氮代谢相关酶
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花生质膜H+-ATPase基因AhHA1的克隆与功能研究
《中国油料作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：质膜H+-ATPase是植物细胞膜上唯一介导H+外排到胞外区域的质子泵,H+外排产生跨膜电化学梯度,为大量次级转运蛋白提供跨膜驱动力,因此质膜H+-ATPase在跨膜转运系统中发挥重要作用.本研究鉴定了一个盐胁迫诱导的花生质膜H+-ATPase基因AhHA1,并利用生物信息学技术筛选了栽培种花生基因组中AhHA1的同源基因,进行了系统进化树分析、亚细胞定位研究和组织表达分析.结果表明栽培种花生基因组编码24个AhHA1同源基因,分属于5个亚家族,其中AhHA1与拟南芥AHA4和AHA11同源;亚细胞定位实验显示AhHA1定位在细胞质膜上;组织表达分析显示AhHA1/2在根中的表达量最高.为研究AhHA1的功能,构建了AhHA1过表达转基因株系,分析了盐胁迫下转基因株系的表型.结果表明,过表达AhHA1的转基因拟南芥种子的萌发率、幼苗成活率和生物量均有提高,说明该基因的过量表达能够提高植物的耐盐能力.本研究增加了对花生耐盐机理和花生质膜H+-ATPase家族的认识,提供了提高作物耐盐能力的候选基因.
关键词： 花生 质膜H+-ATPase AhHA1 盐胁迫
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花生种子特异启动子AHSSP1的克隆及功能分析
《核农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为丰富花生种子特异启动子资源,本研究利用PCR技术在花生基因组中克隆了种子贮藏蛋白基因PSC32的启动子AHSSP1,利用半定量RT-PCR检测了PSC32基因表达模式,借助NewPLACE在线分析了AHSSP1序列中存在的顺式作用元件,并构建了AHSSP1驱动GUS报告基因的表达载体,经农杆菌转化获得转基因拟南芥,经GUS组织化学染色鉴定了该启动子的功能。结果表明,PSC32基因957 bp长的启动子AHSSP1序列具备种子特异表达启动子特有的3个RY REPEAT元件。半定量RT-PCR分析发现,PSC32基因在花生成熟种子中表达,而在饱果成熟期根、茎、叶片、花、入土前的果针、成熟种子的果壳中均不表达。GUS组织化学染色发现,转基因拟南芥成熟种子以及萌发种子的子叶、下胚轴和胚根均能够被染上蓝色;长出真叶后,子叶和下胚轴仍能被染色,而根和真叶不能被染上蓝色;成年期转基因拟南芥的叶片也不能被染上蓝色。而野生型拟南芥整个生长时期均不能被染上蓝色。以上现象说明AHSSP1是一个种子特异启动子。本研究丰富了花生种子特异启动子的资源,对花生籽仁品质改良或以花生籽仁作为"生物反应器"的研究具有重要的应用价值。
关键词： 花生 种子特异启动子 转基因拟南芥 GUS组织化学染色
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花生AhDGAT3基因在花生种子油脂积累过程中的功能研究
《农业生物技术学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：二酰基甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase, DGAT)是广泛存在于生物界的一类酰基转移酶,在甘油三酯合成过程中起重要作用。为研究该酶在花生油脂积累过程中的作用,探索花生油脂含量提高及脂肪酸成分的优化方案,本研究在从鲁花14未成熟花生(Arachis hypogaea)种子中克隆到AhDGAT3A和AhDGAT3B基因的基础上,分别构建了组成型花椰菜花叶病毒(Cauliflower mosaic virus,CaMV)35S启动子和种子特异型表达大豆凝集素Lectin启动子驱动两个基因过量的植物表达载体,并将它们转入花生,获得了携带4种表达结构的稳定遗传的转基因纯合体株系。对转基因株系分析表明,转基因花生主要田间农艺性状与非转基因对照基本一致;相比,转基因花生籽粒中蛋白含量和含油量没有明显变化,而转基因花生油酸含量提高了5.13%~21.26%,亚油酸含量降低了3.87%~31.18%,致使油酸/亚油酸比值提高5.01%~76.19%。这一结果可能归于AhDGAT3对油酸脂肪酰底物具有偏好性选择,能够在种子油脂中积累更多的油酸。AhDGAT3B作用更强,转该基因的株系中,油酸/亚油酸比值提升幅度明显高于转AhDGAT3A的株系。本研究可为花生油脂品质优化的遗传育种提供理论依据。
关键词： 花生 二酰基甘油酰基转移酶(DGAT) 启动子 油酸/亚油酸比值
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花生半矮化突变体sdm1的表型分析与赤霉素响应研究
《山东农业科学 》 2017
摘要：本研究利用快中子辐照花生山花13号的干种子,获得了一个性状稳定遗传的花生半矮化突变体sdm1(semi-dwarf mutant 1),继而对其矮化形态、经济性状指标及赤霉素响应特性进行了分析。结果表明,与山花13号相比,该突变体植株半矮化、枝较粗,种仁较大、种皮色泽较深,种子成分中含油量提高、粗蛋白含量下降。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了突变体叶片中赤霉素的含量,发现突变体赤霉素含量明显低于山花13号,用GA3处理突变体能够恢复突变体的株高。利用qRT-PCR方法分析赤霉素代谢和信号传导途径相关基因的转录水平,发现AhGA2ox、AhGA3ox、AhGA20ox、AhDella2、AhDella3等基因的表达均发生明显变化。以上结果表明,突变体内赤霉素合成途径关键酶基因的表达水平发生变化,使赤霉素合成能力下降,导致植株内赤霉素水平降低,从而出现矮化表型。
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花生生长素抑制蛋白AhARP1的克隆与表达分析
《分子植物育种 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用Genefishing技术经差异表达技术从花生冷胁迫中分离生长素抑制蛋白基因,经荧光定量PCR验证,随着种子冷胁迫处理时间的延长,该基因在耐冷种子中表达量升高。经RACE技术得到该基因的c DNA全长序列,经序列拼接后,获得738 bp全长基因,开放式阅读框为342 bp,编码113个氨基酸,推测分子量为12 282.7 Da,理论等电点为9.81。信号肽预测不属于分泌蛋白。多重序列比对结果表明,其具有生长素抑制基因家族的保守结构域。本研究为该基因在花生耐冷性转基因功能分析提供依据。
关键词： 花生 冷胁迫 生长素抑制蛋白基因AhARP1 差异表达分析
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花生中三个LEA基因的克隆与表达分析
《花生学报 》 2016 北大核心
摘要：胚胎发生晚期丰富蛋白(LEA)是一类受发育阶段及脱水信号调节的脱水保护蛋白,在响应植物干旱、低温、高盐等逆境胁迫中具有重要功能。本研究在转录组数据分析时,发现3个LEA基因在花生干旱胁迫时大量上调表达。利用RACE技术以及生物信息学方法,发现这三个基因分别属于LEA2、LEA3以及LEA4。通过序列比对进行进化分析,结果表明其均与Arachis duranensis,A.ipaensis相关基因具有极高相似度,印证了栽培花生来源于Arachis duranensis和A.ipaensis的研究结果。通过表达分析发现,正常状态下这三个基因在花生根、茎、叶中均有表达;干旱胁迫状态下,花生根部的LEA基因大量表达,暗示其在花生抗旱机制中发挥重要作用。本研究结果可为筛选新的抗旱花生种质提供理论依据。
关键词： 花生 胚胎发生晚期丰富蛋白 干旱 转录组
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花生中巨大芽孢杆菌对黄曲霉毒素合成相关基因的抑制
《浙江大学学报(农业与生命科学版) 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：分别在UF 715133-1和Jinhua 1012花生仁上接种黄曲霉和巨大芽孢杆菌,高压液相色谱法测定花生中黄曲霉毒素含量,借助生物芯片和实时定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRTPCR)测定巨大芽孢杆菌对黄曲霉毒素生物合成途径基因表达的影响,并用基因本体(gene ontology,GO)功能分类和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路方法对基因进行分类分析。在实验组Jinhua 1012和UF 715133-1中,黄曲霉毒素B1的含量降低了85%以上,一些编码蛋白质酶的基因显著下调,如短链脱氢酶、非核糖体多肽合成酶等。结果表明,从海洋中分离出的巨大芽孢杆菌可显著抑制黄曲霉毒素在花生上的合成,黄曲霉中多种基因的表达受到抑制,但这些基因在黄曲霉毒素生物合成中的作用并未阐明,其作用机制还有待进一步深入研究。
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花生品种萌发期耐盐性比较鉴定
《花生学报 》 2015
摘要：以28份花生品种(系)为供试材料,采用水培方法,研究了不同盐浓度下花生种子萌发特性。结果表明:不同盐浓度、不同花生品种种子萌发特性不同,随盐浓度的升高,花生种子盐害率增加,发芽势、相对发芽指数降低;同时依据不同盐浓度下花生品种耐盐性及其相关萌发指标差异,确定0.5%~0.7%盐浓度可作为花生品种萌发期耐盐性筛选鉴定的适宜浓度。通过聚类分析方法可将花生品种耐盐性分为四类,其中高度耐盐型品种6个,分别为花育25、花育36、365-2、海花1号、豫花9号和花育28。高度敏感型品种3个,分别为花育33、白沙1016和粤油85。
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花生中一个NBS-LRR类基因的克隆和表达分析
《山东农业科学 》 2015
摘要：本研究利用同源克隆方法,根据已知植物抗病(R)基因保守结构域设计一对简并引物,采用RTPCR方法对花生抗旱品种J11进行扩增,获得了一个通读的NBS-LRR类基因片段,命名为PDR1。PDR1长度为474 bp,核苷酸比较分析表明,PDR1与已克隆的大豆抗性基因(XM006573278)相似性为75%,与豌豆(AF123699)、苜蓿(XM003604518)抗性基因的相似性为74%;生物信息学预测其全长CDS编码框为5 838bp,编码的蛋白质含1 945个氨基酸,含有NB-ARC等保守结构域。荧光定量PCR分析表明,PDR1基因在花生幼苗根、茎、叶中均有表达,相对表达量为叶>根>茎;干旱胁迫后PDR1的相对表达量在12 h达到顶峰,随后下降,趋于平稳。本研究从花生中成功获得了NBS-LRR类基因的同源序列,为筛选新的抗旱花生种质提供了理论依据。
关键词： 花生 NBS-LRR 同源序列 基因克隆 表达分析
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