科研产出
基于大豆叶枕响应叶柄角变化转录组的MYB基因分析
《西北农林科技大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]阐明MYB基因家族成员是否参与大豆叶柄角(leaf petioles angle,LPA)变化的调控过程,为大豆理想株型育种研究奠定基础.[方法]以郑196为材料,利用大豆叶枕响应叶片向光运动转录组挖掘差异表达大豆MYB基因(GmMYB);利用ProtComp 9.0进行亚细胞定位预测;以拟南芥MYB蛋白序列为参考,采用MEGA v5.0软件进行系统进化分析;分别利用在线程序MEME和PlantPAN3.0分析差异表达MYB基因保守基序(motif)和启动子序列的顺式作用元件;以NCBI数据库中大豆转录组数据及RNA-seq数据为基础,采用TBtools进行表达模式分析,并在此基础上进行候选基因的精准定量检测.[结果]①鉴定出13个差异表达GmMYB,其中上调表达9个,下调表达4个;亚细胞定位结果表明,11个MYB蛋白位于细胞核,2个位于细胞外基质.②基于MYB蛋白序列构建系统进化树,可将13个差异表达GmMYB分为6组.③对13个差异表达GmMYB基因结构进行分析,结果共鉴定到10个基序,其中基序1和基序2是MYB保守结构域的一部分.④在启动子区域鉴定获得脱落酸响应元件、参与干旱响应元件、响应光照的顺式作用元件、分生组织表达和生长素响应等多个响应逆境胁迫及光照的顺式作用元件.⑤表达模式分析结果表明,13个差异表达GmMYB基因在大豆不同组织器官中存在表达差异,其中Glyma.01G190100 和 Glyma.08G042100 在叶枕处表达.⑥对 Glyma.01G190100 和 Glyma.08G042100 进行精准定量检测,结果显示其相对表达量在叶片向光运动前后变化剧烈,可作为大豆叶柄角调控候选基因用于进一步研究.[结论]鉴定出13个与大豆叶柄角调控相关的MYB基因,其中Glyma.01G190100和Glyma.08G042100可作为大豆叶柄角调控候选基因用于大豆理想株型育种研究.
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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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大豆干旱响应GRAS基因筛选及GmGRAS27的生物信息学和逆境表达分析
《大豆科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：GRAS转录因子在植物抵抗非生物胁迫过程中发挥了重要作用,为了研究大豆GRAS基因在干旱胁迫中的响应,以挖掘大豆GRAS转录因子在干旱等非生物胁迫响应中的功能和分子机制提供分子基础,本研究利用基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)筛选响应干旱胁迫的大豆GRAS基因,利用PlantCARE分析其启动子中的顺式作用元件。进一步对在营养生长时期(V6)和盛花期(R2)均受到干旱胁迫强烈诱导的GRAS基因GmGRAS27进行克隆和生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR方法分析干旱、盐和ABA胁迫下GmGRAS27基因的表达情况。结果显示:从大豆117个GRAS基因中筛选出10个响应干旱胁迫的GRAS基因,其启动子序列中均至少含有1个激素或逆境胁迫应答相关元件,GmGRAS27(Glyma.06G265500)基因的启动子同时含有ABRE应答元件和MYB/MYC结合元件。GmGRAS27在V6和R2期均受到干旱胁迫的强烈诱导,其编码的蛋白质GmGRAS27含有典型的GRAS基因家族结构域,高级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。实时荧光定量PCR分析显示GmGRAS27不仅受到干旱胁迫的强烈诱导,还受到盐胁迫和ABA的正向调控。推测GmGRAS27不仅是大豆干旱胁迫的重要候选基因也可能响应其他非生物胁迫。
关键词： 大豆 干旱 GRAS GmGRAS27 生物信息学 逆境胁迫 表达分析
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大豆涝渍响应NAC基因的鉴定及GmNAC038的克隆和激素应答分析
《大豆科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：NAC是植物特有的转录因子,参与多种非生物胁迫的响应。为了研究NAC转录因子在大豆涝渍胁迫中的响应和调控作用,利用前期获得的耐涝品种齐黄34在涝渍胁迫下的转录组数据,通过分析大豆全基因组内180个NAC基因的表达情况,鉴定出45个持续响应涝渍胁迫的大豆NAC基因。利用PlantCARE在线软件分析发现这些基因的启动子中均至少含有1种逆境或激素应答元件,推测它们可能与大豆的非生物胁迫应答相关。同时,对涝渍胁迫响应程度最大的大豆NAC基因GmNAC038进行克隆和分析。利用在线分析软件CDD分析发现该基因编码的蛋白质含有保守的NAM结构域。qRT-PCR表明GmNAC038不仅受到涝渍胁迫的强烈诱导,还受到脱落酸、乙烯和茉莉酸甲酯的正向调控。研究结果可为今后探索NAC基因在大豆涝渍胁迫响应中的功能提供分子基础,为培育耐涝大豆品种提供基因资源。
关键词： 大豆 涝渍胁迫 NAC转录因子 GmNAC038 克隆 顺式作用元件
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大豆响应涝害bZIP基因Glyma04g04170的生物信息学分析及互作蛋白预测
《大豆科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：bZIP转录因子参与多种非生物胁迫,为研究涝害胁迫下大豆bZIP转录因子的调控作用,本研究对耐涝性极强大豆品种齐黄34进行淹水处理,对处理不同时间根部组织样品进行转录组测序,筛选出1个响应耐涝的差异表达的bZIP转录因子编码基因Glyma04g04170,其qRT-PCR分析结果与转录组测序数据趋势一致,在4个取样时间点都下调表达,证明该转录组数据具有可靠性,Glyma04g04170可能通过负调控的方式参与大豆耐涝应答反应.Glyma04g04170蛋白保守结构域分析发现该蛋白内部含有bZIP保守结构域.蛋白三级结构中存在参与寡聚化作用的亮氨酸拉链保守结构域,同时也包含与特异DNA序列相结合、起核定位信号作用的N-x7-R/K结构.分离鉴定的Glyma04g04170蛋白是一个结合AREB/ABF的bZIP转录因子,预测结果显示,与该蛋白互作的蛋白主要是丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶.转录组和RT-qPCR数据表明,Glyma02g37090基因在4个取样时间点的表达量都呈显著性差异,处理与对照相比,表达量升高.
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土壤改良措施对盐碱地大豆产量和品质的影响
《山东农业科学 》 2020
摘要：以改良培肥土壤、提高生产力为目标,在山东省东营市轻度盐碱地上开展增施有机肥、生物炭及土壤调理剂对大豆产量、品质和养分吸收影响的研究,探索轻度盐碱地大豆提质增效的土壤改良培肥措施.结果表明,与农民习惯施肥(FP)相比,不同改良措施(T1—T4)通过提高单株荚数和单株粒数实现大豆增产4.9% ~22.9%,并促进了大豆对养分的吸收,氮、磷、钾吸收量分别提高5.1% ~21.6%、3.7% ~18.7%和7.1% ~21.2%.不同改良措施对大豆品质也略有改善,粗脂肪含量较FP提高1.7% ~5.6%,提高了粗蛋白和粗脂肪总量.四种改良措施相比,有机肥+生物炭+土壤调理剂(T4)处理对大豆提质、增产、促生的效果最佳.
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大豆细胞色素P450基因GmCYP78A69的克隆和生物信息学分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：干旱胁迫会影响大豆籽粒发育进而影响产量,但其中的机制尚不明确.本研究通过分析基因表达综合数据库(gene expression omnibus, GEO)中受到干旱胁迫的大豆芯片数据,筛选了3个响应干旱的细胞色素P450 (CYP450)基因,且三者均为CYP78A亚家族成员.该亚家族成员在多种植物中被证明参与种子大小的调控.在大豆品种'齐黄34'中克隆了一个对干旱胁迫响应程度最大的CYP450基因GmCYP78A69.生物信息分析发现该基因含有CYP450家族蛋白的保守结构域,亚细胞定位预测及跨膜结构域分析表明该蛋白定位于内质网,且通过一段跨膜结构域嵌入到内质网膜上.其高级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,含有少量的延伸链和β转角.在大豆不同组织中的表达分析表明该基因在各个器官中均有表达,其中在茎尖、花和幼荚中的表达量最高,推测该基因可能与花荚发育有关.本研究为探索GmCYP78A69在抗旱和种子形成等过程中的作用提供了基础,为研究干旱影响大豆种子大小的机制提供了切入点.
关键词： 大豆 细胞色素P450 GmCYP78A6 克隆 生物信息学分析
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大豆品种齐黄34的"七动"推广体系建设与应用
《大豆科技 》 2019
摘要：大豆是我国重要的粮油饲兼用作物,在国民经济发展和保障国家粮食与食品安全中具有重要的战略地位.但是由于进口大豆的冲击,我国大豆生产面临严峻的局面.推广高产、优质、耐逆、广适、适合机械化生产的大豆品种是提升我国大豆生产竞争能力的根本措施.齐黄34是一个高产、蛋白脂肪双高、豆腐产出率高、抗病、耐涝、耐旱、耐盐碱、广适、适合机械化生产的大豆品种.为了加快齐黄34的推广应用,建立了"政府推动、企业主动、科企联动、科技示范带动、高产竞赛拉动、加工驱动、媒体互动"的大豆新品种齐黄34高效推广体系.利用该体系实现了齐黄34的快速推广,也推动了山东省及黄淮海地大豆生产发展.
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