科研产出
陆地棉NAC转录因子基因GhSNAC1的克隆及其抗旱耐盐分析
《农业生物技术学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：NAC (NAM/ATAF/CUC)家族是植物中特有的一类转录因子,其功能涉及植物生长发育调控、激素信号转导、逆境胁迫响应等重要生理过程。本研究利用反转录PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR)技术从陆地棉(Gossypium hirsutum)中克隆了1个逆境胁迫响应(stress-responsive) NAC类转录因子基因,命名为GhSNAC1 (GenBank No. KU759894)。该基因长度为1 104 bp,预测编码蛋白含有299个氨基酸,分子量为33.9 kD,等电点为6.18。蛋白序列分析表明,GhSNAC1具有典型的NAC转录因子特征,N端含有保守的NAC结构域。进化分析表明,GhSNAC1与拟南芥(Arabidopsis thaliana) ATAF1 (Arabidopsis transcription activation factor 1)高度相似。qRT-PCR结果显示,GhSNAC1受到干旱、高盐、低温和黄萎病菌(Verticillium dahliae)胁迫诱导,提示该基因可能参与生物和非生物胁迫响应。在烟草(Nicotiana tabacum)中过表达GhSNAC1,分析干旱或盐胁迫条件下转基因和野生型烟草株系种子的萌发率和幼苗生长差异,实验结果显示,在100 mmol/L NaCl或200 mmol/L甘露醇胁迫下,野生型烟草的种子萌发受到明显抑制,萌发率低于50%,而转基因株系显著优于野生型,其种子萌发率均在80%以上;野生型烟草幼苗弱小,而转基因株系长势强,其单株鲜重和根长分别是野生型的2倍和1.5倍以上。上述结果表明,过表达GhSNAC1可显著提高转基因烟草的抗旱耐盐能力。本研究为深入探究GhSNAC1抗旱耐盐的分子机制提供了基础资料。
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基于Modis-TVDI方法的山东小麦生长季旱情遥感监测
《江苏农业科学 》 2018 北大核心
摘要：遥感监测旱情比传统监测方法有巨大的优势,具有宏观、动态和经济的技术特点,对于指导农业生产有重要的意义。利用Modis数据,结合Ts-NDVI特征空间法,得到山东省2012年小麦主要生长季3—6月地表温度和NDVI空间变化特征,计算了植被缺水指标——温度植被干旱指数(TVDI),并对各个月份的旱情作了初步划分,得到旱情的空间分布。提供了一种识别旱情的方法,对于及时发现旱情,采取相关措施缓解旱情,指导农业生产工作开展具有一定的意义。
关键词： 遥感监测 干旱 Modis数据 Ts-NDVI特征空间 温度植被干旱指数
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干旱及复水对谷子脯氨酸积累和SiP5CR基因表达的影响
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：脯氨酸在植物对干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗旱性,吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶。为探讨干旱对谷子脯氨酸含量及脯氨酸代谢关键基因的影响,本研究以抗旱性突出的谷子品种‘济谷16’为材料,测定了其地上部分在干旱和复水条件下脯氨酸含量,结果表明脯氨酸含量随胁迫程度的增强而增加,复水后下降。经PCR扩增获得SiP5CR基因全长cDNA序列,序列分析表明SiP5CR基因长度为852 bp,编码283个氨基酸(GenBank登录号:MG833228),含有P5CR保守域,与玉米和高粱亲缘关系最近,亲缘关系最远的是大豆和豇豆。利用荧光定量RT-qPCR分析了该基因在干旱胁迫和复水不同时期的表达情况。结果表明干旱胁迫诱导SiP5CR在谷子地上部分上调表达,复水后相对表达量开始下降。因此,推测SiP5CR基因对干旱条件脯氨酸的积累起到重要的作用。
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盐旱交叉胁迫对花生生长发育和生理特性的影响
《中国油料作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了探究盐旱交叉胁迫对花生生长发育的影响,以抗旱不耐盐花生品种花育22和抗旱耐盐花生品种花育25为试验材料,通过防雨棚盆栽试验研究了干旱、盐、盐+干旱、干旱后复水+盐等4种胁迫对花生产量、农艺性状、生物量、叶绿素SPAD值、丙二醛含量、活性氧清除能力及渗透调节物质含量的影响。结果显示:各胁迫处理均显著抑制了两个花生品种植株的生长和荚果产量,其中,盐胁迫对花育22生长的影响大于干旱胁迫;盐+旱胁迫下,两个花生品种受伤害程度最大,产量最低。与单一盐胁迫相比,干旱预处理提高了盐胁迫后期花生超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,增强了植株活性氧清除能力,降低了叶片丙二醛含量,从而缓解盐胁迫对膜系统的过氧化伤害,提高了叶绿素含量,促进了植株生长,增加了干物质积累,最终提高盐胁迫下花生产量。另外,与单一盐或干旱胁迫相比,盐+旱胁迫对花育22和花育25的伤害均加重,而干旱预处理有利于2个品种在盐胁迫下活性氧代谢和光合色素的提高,促进植株的生长,提高植株对盐胁迫的交叉适应能力,从而缓解盐胁迫对花生植株的抑制作用。
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RING-finger类型泛素连接酶E3及其与植物抗旱性的关系
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：干旱严重影响农作物的产量和质量,制约全球的农业生产。泛素连接酶E3是一个种类繁多的大家族,其中RING-指型泛素连接酶E3在植物逆境胁迫响应和生长发育等过程中关键步骤中起重要作用。本综述概述了植物干旱胁迫的应答机制和植物的RING-finger类型泛素连接酶E3,并重点阐述了该类型泛素连接酶对植物干旱胁迫的应答及其机制。
关键词： 干旱 泛素 RING-finger类型泛素连接酶 应答机制
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花生膜联蛋白基因AhAnn1的克隆与表达分析
《华北农学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为挖掘花生抗逆境胁迫相关基因,克隆抗逆相关膜联蛋白Annexin基因,以花生品种花育25号为试验材料,从已知抑制消减杂交文库中获得花生膜联蛋白Annexin类似基因片段,通过RACE技术获得Annexin基因5'-RACE片段。对5'-RACE序列和抑制消减杂交文库中已知基因片段进行拼接,设计特异引物通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增得到该基因,命名为AhAnn1。结果表明,AhAnn1全长为1 277 bp,开放阅读框为951 bp。根据编码区预测AhAnn1编码一条316个氨基酸组成的多肽,预测分子量为36.10 k Da,等电点为7.07。预测该基因编码的蛋白含有膜联蛋白Annexin保守结构域,定位于细胞质中。蛋白序列多重比对和系统发育分析表明,花生与大豆、苜蓿、鹰嘴豆等豆科植物中的膜联蛋白相似性最高,亲缘关系最近。荧光实时定量PCR结果显示,AhAnn1在根系和叶片中的表达量随干旱胁迫程度的增加而增加。由此推测AhAnn1是一种干旱胁迫应答基因,在花生逆境调控中发挥作用。结果为进一步研究花生AhAnn1基因的功能和花生抗逆境胁迫相关分子机理提供了理论基础。
关键词： 花生 膜联蛋白基因 干旱 系统发育分析 荧光定量PCR
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不同耐旱性甘薯不同类型根系的抗氧化特性分析
《中国农学通报 》 2017
摘要：为研究大田条件下甘薯不同类型根的抗氧化物质和抗氧化酶变化特性,揭示甘薯耐旱生理机制。本试验以耐旱性强的‘济薯21’(JS21)和耐旱性弱的‘济紫薯1’(JZS1)为材料,在遮雨棚中开展根系抗氧化特性动态变化研究。结果表明:在干旱条件下,JS21三类根系中的H_2O_2含量、O_2~-生成速率、Vc和多酚含量降幅均比JZS1大;在栽后70天前,JS21三类根系中SOD、CAT、POD、APX和PPO活性增幅比JZS1大,在栽后70天后,其根系中CAT、POD、APX和PPO活性降幅比JZS1小。纤维根中的H_2O_2含量和O_2~-生成速率最低,SOD、POD、CAT、APX和PPO活性最高;块根中H_2O_2含量最高,Vc和多酚含量及CAT、APX和PPO活性最低;柴根中O_2~-生成速率、Vc、多酚含量最高,SOD、POD活性最低。总之,栽后70天左右根系抗氧化能力最强,柴根中抗氧化物质含量最高,纤维根中抗氧化酶活性最高,耐旱性越强的品种抗氧化酶增加越快而降低越慢。
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2个不同耐旱性甘薯品种的苗期根系蛋白组差异分析
《核农学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为从蛋白水平明确不同耐旱性甘薯品种苗期根系对干旱的应答机制,促进甘薯耐旱相关基因发掘,以耐旱性强的济薯21(JS)和耐旱性弱的济紫薯1(JZ)为材料,采用PEG-6000模拟田间梯度干旱胁迫过程,进行苗期根系蛋白的双向电泳和质谱分析。结果表明,基于60个不同耐旱性甘薯苗期根系的差异蛋白点分析,共鉴定出32个蛋白,其中有明确生理功能的有12个。在JZ中,下调表达的有3个肌动蛋白,上调表达的有2个60S核糖体蛋白,受体类蛋白激酶和真核翻译起始因子各1个;在JS中,下调表达的有1个类甜蛋白,上调表达的有2个过氧化物酶蛋白、1个磷酸果糖激酶家族蛋白和1个赤霉素调控蛋白。基因本体(GO)分析发现,干旱对甘薯苗期根系细胞质中糖和能量代谢过程影响较大,耐旱性强的品种苗期根系在抗氧化防御、能量代谢和信号转导方面占据优势。综上,不同耐旱性甘薯苗期根系在蛋白组学水平上响应干旱的生理调控途径存在明显差异,本研究结果为甘薯耐旱性品种选育提供了理论依据。
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不同小麦品种苗期抗旱性的灰色关联度分析及评价
《山东农业科学 》 2017
摘要：以山东省目前6个主推品种为材料,研究干旱胁迫及复水对小麦苗期生长的影响,并基于灰色系统关联分析评价不同品种苗期的抗旱性以及复水补偿性的优劣。结果表明,干旱胁迫9天,鲁原502、济麦22、烟农19和山农20的根系干重和根系长度增加,汶农14和泰农18的降低;各品种地上部茎叶干重、总生物量、叶面积和SPAD值降低,根冠比增加。复水18天,各品种性状表现与胁迫9天的趋势一致。应用灰色关联度分析法,对6个品种的7个性状进行综合描述和量化评估,结果显示:在干旱胁迫9天后,综合抗性较好的品种有济麦22、烟农19和鲁原502,汶农14表现较差;而复水18天,鲁原502和烟农19的顺序变换,表明鲁原502同时具有比烟农19更高的恢复能力。
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基于iTRAQ技术的不同耐旱性甘薯苗期根系差异蛋白分析
《核农学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为从蛋白水平揭示不同甘薯品种的苗期耐旱性差异,明确甘薯耐旱性生理机制,以耐旱性强的济薯21(JS)和耐旱性弱的济紫薯1(JH)为材料,采用PEG-6000模拟田间梯度干旱胁迫过程,采用i TRAQ技术开展甘薯苗期根系全蛋白组差异蛋白分析。结果表明,在4个比较组中,共筛选到567个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白302个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白数的58.6%。GO分析发现,JS苗期根系差异蛋白主要集中在胁迫响应、非生物刺激响应等生物过程,而JH苗期根系差异蛋白主要集中在糖基复合物代谢和辅酶代谢等生物过程,干旱均主要影响2个品种的细胞质、细胞溶质等细胞组分,2个品种的差异蛋白分子功能均涉及催化活性、氧化还原酶活性等方面。KEGG分析发现,正常条件下,耐旱性强的较耐旱性弱的甘薯品种苗期根系中的过氧化物酶(POD)和肉桂醇脱氢酶(CAD)表达上调;在干旱条件下,次生代谢合成过程中的苯丙烷合成通路中上调表达的差异蛋白最多,耐旱性强的JS苗期根系中主要是胁迫响应相关蛋白,而耐旱性弱的JH苗期根系中主要是能量代谢相关蛋白。总之,干旱对甘薯苗期根系细胞质中次生物质合成和能量代谢影响较大,耐旱性强的甘薯苗期根系氧化还原酶类蛋白表达上调,不同耐旱性甘薯苗期根系在蛋白组学水平上响应干旱的生理调控途径存在明显差异。本研究为甘薯耐旱性品种生理鉴定和耐旱基因发掘提供了线索。
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