科研产出
不同含油量花生品种中二酰甘油酰基转移酶基因的表达分析
《山东农业科学 》 2023
摘要：二酰甘油酰基转移酶(DGAT)在植物油脂合成过程中发挥重要作用.本研究利用实时荧光定量PCR检测方法,以低油低油酸品种花育 17 号、高油高油酸品种花育 910 和高油低油酸品种花育 918 为试材,分析了不同含油量花生品种不同发育时期种子中AhDGAT1-1、AhDGAT1-2 和AhDGAT3-3 基因的表达情况.结果表明:AhDGAT1-1 基因表达峰值出现在低油低油酸品种和高油高油酸品种的荚果发育初期(下针后 30天),而在高油低油酸品种中则出现在荚果发育中期(下针后 40 天);AhDGAT1-2 基因的表达峰值出现在低油低油酸品种的荚果发育初期、高油高油酸品种和高油低油酸品种的籽仁油脂积累快速期;AhDGAT3-3 基因在3 个花生品种中的表达峰值均出现在荚果发育的中后期.推测AhDGAT1-1、AhDGAT1-2 和AhDGAT3-3 基因表达量的增加有利于花生油脂的合成与积累,但其起作用的时期存在种质差异.本研究结果可为花生高油、高油酸品种的选育提供理论依据.
关键词： 花生 二酰甘油酰基转移酶(DGAT) 实时荧光定量PCR 含油量 基因表达
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陆地棉膜结合脂肪酸去饱和酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：膜结合脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase, FAD）是生物合成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以陆地棉基因组数据为基础，利用生物信息学方法对棉花FAD基因家族进行全基因组鉴定和进化分析。结果表明，陆地棉基因组中共含有37个FAD基因，进化分析发现这些基因分为4个亚家族，各亚家族成员数量不一，但相同亚家族成员含有相似的基因结构和保守基序。共线性分析发现28对复制基因全为片段复制基因，且都经历了严格的纯化选择作用。此外，在陆地棉FAD基因的启动子区域，发现了丰富的响应植物激素信号和逆境胁迫的顺式作用元件。转录组分析表明，陆地棉FAD基因家族响应干旱和盐胁迫，定量PCR分析表明施加外源褪黑素显著影响了FAD基因的表达。本研究结果为进一步解析FAD家族基因的功能奠定了基础。
关键词： 陆地棉 膜结合脂肪酸去饱和酶 全基因组鉴定 生物信息学分析 基因表达 干旱和盐胁迫 褪黑素
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花生AhCLE基因家族鉴定及对土壤紧实和氮素复合胁迫响应分析
《花生学报 》 2023
摘要：花生是我国重要的油料作物,其生长过程面临多种土壤环境逆境胁迫.CLE(CLAVATA3/Embryo Surrounding Region)多肽是目前研究最深入的植物多肽(多肽激素),具有类似传统植物激素的调节功能,广泛参与植物生长发育及抗逆过程.目前关于花生CLE(AhCLE)家族基因鉴定及抗逆功能的研究尚未见报导.本研究基于花生基因组注释信息,系统鉴定AhCLE家族成员并对其进行基因亚细胞定位、染色体定位、多序列比对、基因保守基序、基因结构及系统进化等分析;利用转录组信息结合实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测AhCLE基因家族各成员在花生不同组织部位及不同的土壤紧实及氮素胁迫条件下的表达情况.研究结果表明:AhCLE基因家族由9个成员组成,均含有12个氨基酸组成的CLE保守结构域序列;亚细胞定位预测结果显示该基因家族成员均位于细胞外,为分泌型蛋白;启动子区顺式作用元件分析发现,该家族成员具有多个逆境胁迫及植物激素响应元件,表明AhCLE家族可能与多种植物激素协同参与调控植物逆境胁迫;聚类分析发现,该家族成员分布于4个不同的分支中,分别与拟南芥的AtCLE家族不同成员聚在一起,表明AhCLE成员间可能具有不同的生物学功能.组织表达分析显示,AhCLE7,AhCLE8主要在茎、叶中表达,AhCLE6主要在根和根瘤中表达,而AhCLE9主要在花中表达,其余成员在上述组织中也呈现不同的组织特异性,体现了不同成员可能在特定的组织中发挥特定的功能.在土壤氮素含量正常条件下,土壤紧实会抑制AhCLE1,AhCLE2和AhCLE3的表达.在正常土壤紧实度条件下,AhCLE1和AhCLE2在低氮条件下抑制表达,而AhCLE9则在低氮条件下被诱导表达.AhCLE1与AhCLE2能够同时响应土壤紧实胁迫及氮素胁迫,推测在花生根系发育和氮素吸收过程中可能发挥重要作用.本研究为进一步发掘抗逆型CLE多肽及其功能研究提供了理论基础.
关键词： 花生 AhCLE基因家族 基因表达 土壤紧实胁迫 氮素胁迫
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甘薯CLE多肽家族的全基因组鉴定和IbCLE12的克隆及抗旱性表达分析
《山东农业科学 》 2023
摘要：CLAVATA3/Embryo surrounding region-related（CLE）多肽作为植物体内小分子信号激素，在植物的生长发育和抗逆性中发挥重要的调控作用。本研究从甘薯近缘野生种Ipomoea trifida的基因组数据库中筛选出12个ItfCLE基因，并对其结构、蛋白理化性质、进化关系以及转录水平的表达进行了分析。结果表明，12个ItfCLE蛋白的长度和分子量分别为81～154 aa和9.0～17.5 kDa;均具有C末端保守基序（VSKRKVPSGPBPJHN）;除了ItfCLE2和ItfCLE6,均为不稳定蛋白；除了ItfCLE5,均为亲水性脂溶蛋白；亚细胞定位表明均为胞外分泌型小肽。进化分析表明这12个CLE多肽属于5个不同的亚组。表达模式分析表明，各ItfCLE基因在不同组织中的表达不同，ItfCLE9和ItfCLE10在花中表达较高，ItfCLE4和ItfCLE12在根中表达较高，ItfCLE2、ItfCLE6和ItfCLE8在茎中表达较高；ItfCLE12基因受干旱诱导表达最高，ItfCLE8受干旱和盐胁迫诱导上调表达。进一步从甘薯栽培种济薯25中克隆ItfCLE12的同源基因IbCLE12,实时荧光定量结果表明IbCLE12受PEG6000干旱和ABA处理诱导显著上调表达，推测IbCLE12在甘薯抗旱性中发挥重要的调控作用。本研究结果可为进一步解析甘薯CLE多肽家族功能及IbCLE12基因在甘薯抗旱性中的分子机制奠定基础。
关键词： 甘薯 CLE多肽 生物信息学分析 IbCLE12 基因表达 抗旱性
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石榴CBF基因家族的鉴定及响应冷胁迫的表达模式
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：冷胁迫是限制石榴生产的主要非生物胁迫之一。C-repeat binding factors （CBFs）是一种可被快速诱导的关键信号基因，在植物的低温应答中起着至关重要的作用。然而，CBF家族在石榴中尚未阐明，该家族在低温诱导条件下的表达模式尚不清楚。本研究在石榴基因组中鉴定了7个Pg CBF家族基因，并分析了它们的蛋白保守结构域、蛋白理化性质、基因结构、系统进化、启动子顺式作用元件以及低温诱导条件下的表达模式。结果表明，7个Pg CBF蛋白均具有AP2/ERF结构域；7个PgCBF基因分布在1号（5个）和4号（2个）染色体；系统进化分析发现，7个Pg CBF蛋白分为3个亚类；启动子顺式作用元件分析发现，石榴CBF可能参与激素响应、非生物胁迫响应过程。冷胁迫处理下，除PgCBF4外，其余6个PgCBF基因均被显著诱导，表明PgCBF基因参与响应冷胁迫生物学过程，本研究为后续深入开展石榴抗性分子设计育种研究提供一定理论基础。
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苹果抗寒矮化砧MdAP2D67.1基因的克隆和低温响应表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：AP2/ERF是植物特有的转录因子，在各种胁迫响应中发挥至关重要的调控作用。本研究在前期苹果抗寒矮化砧木‘71-3-150’转录组中分离出1个AP2/ERF基因，克隆其cDNA全长并进行序列分析。结果表明，该基因编码蛋白含有AP2家族DNA结合结构域，与拟南芥AT2G28550同源，且与‘富士’苹果MdAP2D67相似性最高，将其命名为MdAP2D67.1 （GenBank登录号:MT976146）。该基因开放阅读框长度1 392 bp，编码463个氨基酸。MdAP2D67.1蛋白分子量为50.87 kD，等电点为6.74，该蛋白序列不含有信号肽和转运肽，不存在跨膜结构域，初步预测定位于细胞核中。利用实时荧光定量PCR技术分析表明MdAP2D67.1可被低温诱导表达，在‘71-3-150’韧皮部、叶芽、花芽中的表达量均高于抗寒性较弱的‘M9T337’，表明该基因与苹果矮化砧抗寒性密切相关。
关键词： 苹果矮化砧 AP2/ERF转录因子 基因克隆 低温胁迫 基因表达
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大白菜LACS家族基因鉴定与表达分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：长链脂酰辅酶A合成酶(LACS)能催化游离的脂肪酸形成酰基辅酶A,是脂肪酸激活、转运、氧化及储存脂合成等生化途径的关键酶,在许多生物过程中发挥重要作用.本研究利用生物信息学方法鉴定大白菜LACS家族基因成员,分析其亲缘关系、蛋白质理化性质、染色体定位、共线性关系、基因结构、蛋白保守结构域和基因表达模式.结果表明,从大白菜全基因组共鉴定到13个BrLACS基因成员,分成4组,不均匀地分布在7条染色体和1个Scaffold上.BrLACSs的蛋白长度和分子量分别为199~1072 aa和23.10~121.10 kDa.与拟南芥AtLACS1、AtLACS5和AtLACS6共线性的BrLACS基因发生了扩张,出现了双拷贝(BrLACS5a、BrLACS5b和BrLACS6a、BrLACS6b)及三拷贝(BrLACS1a、BrLACS1b和BrLACS1c).表达模式分析表明,BrLACS4和BrLACS8基因在大白菜不同器官/组织中表达量最高,尤其在控制花器官蜡质性状中起着重要作用,在有蜡粉大白菜中的表达量显著高于无蜡粉大白菜.本研究结果为解析大白菜LACS基因在控制大白菜蜡质性状中的分子机制和指导大白菜亮绿种质资源创新具有重要意义.
关键词： 大白菜 LACS家族 蜡质 生物信息学分析 基因表达
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外源硫化氢对成龄桃树根系生长的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：本试验以7年生'瑞光33/毛桃'为试材,以NaHS作为硫化氢供体,研究外源硫化氢对成龄桃树根系构型的调控作用,并利用实时荧光定量PCR技术检测外源硫化氢对当年生桃实生苗根系生长素合成及转运编码基因表达的影响,以期为桃树栽培生理研究提供有益参考.结果表明,0.2 mmol·L-1外源NaHS处理能够显著提高成龄桃树根系总长度、根系总表面积、根系总体积、根尖数、分枝数、交叉数和根系分形维数,分别比对照提高12.79%、19.26%、12.86%、12.96%、10.83%、25.28%和2.89%,显著降低根系平均直径17.46%,并显著提高根系活力;尤其显著提高直径0~2.0 mm细根的长度、表面积、体积和干物质积累量,分别比对照提高了15.54%、27.88%、33.52%和36.22%,但对直径>2 mm的粗根没有显著影响.0.2 mmol·L-1 NaHS处理桃实生苗2 h后,根系中生长素合成编码基因YUC1和YUC2及生长素转运编码基因AUX1、PIN1、PIN2和PIN3均上调表达.
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泰山海棠抗旱基因MhDREB2A的克隆与功能鉴定
《沈阳农业大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：泰山海棠(Malus hupehensis)是我国特有的苹果属种质资源,具有抗旱等优良性状.DREB转录因子(dehydration respon?sive element binding protein)是AP2/EREBP(APETALA 2/an ethylene responsive element binding protein)转录因子家族的一个亚家族,含有保守的AP2结构域,能够特异性地结合到抗逆基因启动子区域的DRE顺式作用元件上.以泰山海棠为材料,克隆得到抗旱相关基因MhDREB2A.该基因有1个AP2(APETALA 2)结构域,cDNA全长1197bp,编码398个氨基酸.实时荧光定量PCR分析发现MhDREB2A明显受到干旱或ABA的诱导表达,并且MhDREB2A在泰山海棠花和根中表达水平高于茎、叶和果中.亚细胞定位结果表明MhDREB2A定位于细胞核中.为分析其功能,构建35S::MhDREB2A过量表达载体,遗传转化了烟草,并获得转基因过表达株系.表型分析和相关生理指标测定表明,在干旱处理下转基因株系抗旱性明显高于对照野生型,转基因株系中的叶绿素总含量明显高于野生型植株,电导率(EL)和丙二醛(MDA)含量则明显低于野生型植株,同时抗干旱胁迫相关基因Nt?DREB3、NtERD10C、NtERD10D、NtNCED1和NtLEA5在转基因株系表达水平比野生型显著升高,而转基因烟草株系和野生型在对照条件下,抗干旱胁迫相关基因的表达水平没有显著差异.结果表明MhDREB2A具备干旱胁迫响应和抗旱功能,揭示其在植物抵抗干旱胁迫中具有重要作用.
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细胞自噬参与脱落酸介导的小麦耐盐作用
《农业生物技术学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：细胞自噬是植物受到环境胁迫时产生的一种自我防御机制.已有证据表明,细胞自噬参与小麦(Triticum aestivum)的耐盐过程,但其在耐盐中的作用及调控机理尚不清楚.本研究以耐盐小麦'德抗961'和不耐盐小麦'兰考323'为材料,通过溶酶体荧光探针和Western blot等方法进行细胞自噬水平的检测,发现盐胁迫促进两个品种小麦发生细胞自噬,但'德抗961'的细胞自噬水平明显高于'兰考323';阻断细胞自噬后,小麦幼苗的生长受到显著抑制.另外,'德抗961'中脱落酸(abscisic acid,ABA)信号途径的关键基因PYL1(pyrabactin 1)、PYL2、PYL3和SNRK2(sucrose non-fermenting related protein kinase 2)的表达量明显高于'兰考323';施加外源性ABA后,'德抗961'的细胞自噬水平明显高于'兰考323',推断ABA信号途径通过促进细胞自噬来提高小麦的耐盐性.本研究对于深入探讨小麦的耐盐机理、培育耐盐小麦新品种具有一定的理论和实践意义.
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