科研产出
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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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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心叶日中花对盐和干旱胁迫的生理响应
《山东农业科学 》 2021
摘要：以耐旱性较好的心叶日中花为试材,采用珍珠岩基质扦插栽培方式,用300 mmol/L NaCl、18‰盐度海水和30%PEG-6000分别模拟单盐、复合盐和干旱胁迫,通过测定各处理不同处理天数后叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）、可溶性蛋白含量的变化情况,分析其对盐和干旱胁迫的生理响应。结果表明,NaCl单盐、海水复合盐和干旱胁迫下,13 d内心叶日中花SOD、POD、CAT活性显著升高,但3 d后酶活性开始降低;膜脂质过氧化产物MDA含量呈持续升高趋势,渗透调节物质可溶性蛋白含量呈先升高后下降趋势。海水复合盐胁迫下抗氧化酶活性的增加及MDA、可溶性蛋白的积累,相较于NaCl单盐胁迫有所滞后。综上所述,心叶日中花通过提高抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,来快速响应盐和干旱胁迫,但长时间的高盐和缺水逆境条件下,活性氧大量积累,膜功能受损,渗透调节物质无法合成和积累,植物生长受到抑制。
关键词： 心叶日中花 盐胁迫 干旱胁迫 抗氧化酶 丙二醛 可溶性蛋白
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欧洲葡萄'粉红亚都蜜'NAC基因DRL1负向调节植物抗旱性
《园艺学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’（Vitis vinifera‘Yatomo Rose’）为材料,利用荧光定量PCR技术和转基因技术研究葡萄NAC转录因子DRL1基因对逆境的响应。欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’在激素和逆境胁迫下,DRL1表达呈下降趋势,其中以ABA和干旱胁迫处理最为显著。在ABA处理下DRL1转基因烟草株系种子萌发率和根长均高于野生型。干旱处理下,转基因植株对干旱的耐受性降低,同时胁迫相关基因NtLEA5、NtP5CR1、NtPSCS1、NtERD10C和NtDREB3的表达水平比野生型显著下降。此外,DRL1转基因烟草茎中柱发育受到抑制,尤其是导管横切面积仅为野生型的58%。以上结果表明,DRL1基因可能作为1个负向调节子参与植物的干旱胁迫。
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花生中FAR1-5转录因子的克隆和功能分析
《花生学报 》 2020
摘要：FARl是一类起源于转座子酶的转录因子,在光敏色素A(phyA)信号通路启动、植物光形态建成中具有重要作用.本试验对抗旱花生品种J11的FAR1-5基因进行了克隆,通过序列比对进化分析,表明其与野生花生Arachis duranensis,A.ipaensis相关基因具有较高相似度.干旱胁迫状态下,转基因植株抗旱性强于野生型植株,抗氧化酶活性增强,表明该转录因子可积极响应花生抗旱胁迫.研究结果可为花生抗旱育种提供新的基因资源.
关键词： FAR1-5转录因子 花生 过表达 干旱胁迫 基因克隆
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不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究不同时期干旱胁迫导致甘薯减产的机理,为旱作地区甘薯生产提供理论依据和技术支撑。【方法】在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设4个水分处理,分别为WW(全生育期正常灌水,对照)、DS1(发根分枝期干旱胁迫)、DS2(蔓薯并长期干旱胁迫)和DS3(快速膨大期干旱胁迫),研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响。【结果】干旱胁迫导致甘薯薯干产量显著下降,早期干旱胁迫薯干产量下降幅度最大,济薯21(抗旱品种)的DS1、DS2和DS3处理产量分别比对照减产32.24%、30.68%和13.76%,济紫薯1号(不抗旱品种)分别比对照减产44.02%、39.54%和17.87%。功能叶、纤维根和块根抗氧化酶活性均在干旱胁迫后升高,且干旱胁迫时间越早,抗氧化酶活性升高的幅度越大;各生育时期纤维根的酶活性均高于块根和功能叶,说明甘薯纤维根对干旱胁迫的敏感性最强。干旱胁迫可导致甘薯功能叶相对电导率升高,功能叶、纤维根和块根的MDA含量升高,且胁迫时间越早,升高的幅度越大。【结论】干旱胁迫时间越早,功能叶、纤维根和块根的抗氧化酶系统受破坏程度越大,从而抑制了甘薯叶片和根系的正常生长,限制了块根的形成和膨大,发根分枝期是甘薯块根产量对水分最敏感的时期。
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陆地棉亚鸡脚叶种质耐干旱胁迫分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为系统研究亚鸡脚叶种质的耐干旱能力,评价其在棉花遗传改良中的应用价值,本研究用聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱胁迫,测定了干旱胁迫下亚鸡脚叶和常态叶材料幼苗形态、光合参数、叶绿素含量及叶绿素荧光最大光化学效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)过氧化氢酶(CAT)及抗坏血酸(APX)等抗氧化酶的活性及可溶性糖、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量的差异.结果表明在15%PEG胁迫下,亚鸡脚叶和常态叶材料的差异最明显,亚鸡脚叶材料的蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)、细胞间隙二氧化碳浓度(Ci)、叶绿素含量及Fv/Fm在胁迫及复水后均优于常态叶材料.亚鸡脚叶材料的SOD、POD、CAT及APX抗氧化酶活性及调节渗透物质(可溶性糖和脯氨酸)在胁迫过程中均高于常态叶材料.这说明无论是光合生理特性,还是干旱胁迫生理响应,亚鸡脚叶材料都优于常态叶材料,表现出更好的耐旱性,这为棉花耐旱新品种选育和遗传改良提供了材料支撑.
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四种果园绿肥种子在PEG-6000模拟干旱胁迫下的萌发特性与抗旱性评价
《山东农业科学 》 2020
摘要：本试验采用不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱胁迫的方法,对黑麦草、鼠茅草、二月兰、毛叶苕子4种果园绿肥种子的萌发特性和抗旱性进行综合评价.结果表明,在PEG-6000浓度为5%时,黑麦草、鼠茅草的相对发芽率分别增加3.26、6.41个百分点,说明低浓度的PEG-6000对黑麦草、鼠茅草种子萌发有一定促进作用;随着胁迫浓度的升高,4种绿肥种子的发芽率、胚根长、胚芽长、萌发胁迫指数、萌发抗旱指数不断下降.隶属函数分析表明不同绿肥种子各单一指标的耐旱性强弱顺序不尽相同,根据综合评估指标值得出4种绿肥种子抗旱性顺序为毛叶苕子>黑麦草>鼠茅草>二月兰.本研究结果对华北地区果园耐旱绿肥种类的选择具有一定指导意义.
关键词： 绿肥 聚乙二醇(PEG-6000) 干旱胁迫 萌发特性 抗旱性
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抗旱制剂浸种对干旱胁迫下小麦幼苗SOD活性和形态指标的影响
《山东农业科学 》 2020
摘要：为了提高小麦苗的抗旱能力,用自制的抗旱剂进行浸种后模拟干旱试验。结果表明:制剂2浸种后进行干旱胁迫处理,小麦幼苗SOD活性比清水+胁迫处理提高40. 9%～60. 0%,提高的原因是能诱导出新的同工酶,活性维持时间为35天;抗旱剂处理后再进行干旱胁迫,小麦幼苗根系活力明显增强,根长和根干重都有不同程度的增加,其中制剂2和制剂3处理,根长比清水浸种后胁迫处理提高1. 0倍和69. 8%,根干重提高1. 5倍和85. 7%,根数提高1. 3倍和1. 0倍。制剂2处理茎叶干重最大,比清水+胁迫处理增加70. 4%,根冠比增加48. 1%。综上,本试验条件下制剂2是缓解麦苗干旱胁迫效果较理想的制剂。
关键词： 小麦幼苗 抗旱制剂 浸种 SOD活性 干旱胁迫 形态指标
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不同时期干旱胁迫对甘薯生长和渗透调节能力的影响
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设全生育期正常灌水(WW,对照)、发根分枝期干旱胁迫(DS1)、蔓薯并长期干旱胁迫(DS2)、快速膨大期干旱胁迫(DS3) 4个水分处理,研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和渗透调节能力的影响.结果表明,干旱胁迫导致甘薯鲜薯产量显著下降,不同时期干旱胁迫比较,以发根分枝期干旱胁迫(DS1)下降幅度最大,品种间比较,以不抗旱品种下降幅度最大.从3年平均数据来看, DS1处理,济薯21和济紫薯1号的鲜薯产量分别比对照降低28.59%和38.77%; DS2处理分别比对照降低25.20%和33.50%; DS3处理分别比对照降低14.55%和19.56%.干旱胁迫导致甘薯生物量显著下降,栽后100 d, DS1、DS2、DS3的地上部生物量与对照相比,济薯21分别降低32.68%、20.79%、11.72%,济紫薯1号分别降低46.45%、31.89%、18.43%;地下部生物量与对照相比,济薯21分别降低37.69%、25.86%、10.67%,济紫薯1号分别降低54.34%、33.48%、14.20%.干旱胁迫条件下,甘薯功能叶相对含水量下降,功能叶、纤维根和块根中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸总量和脯氨酸等渗透调节物质含量均上升,干旱胁迫时间越早,下降或升高的幅度越大.前期干旱胁迫对渗透调节能力的影响无法在复水后得到有效恢复,而后期干旱胁迫对渗透调节能力的影响可在复水后恢复到对照水平.
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