2种非生物胁迫和7种激素对水稻OsAQP基因表达的影响

OsAQP是从cDNA文库中分离的一种新的水稻水通道蛋白基因,本实验室前期利用半定量RT-PCR技术发现该基因的表达与非生物胁迫、植物激素有关.本文采用qRT-PCR方法,检测了干旱、高盐胁迫以及ABA等7种植物激素对OsAQP在幼苗期水稻根和叶中表达的影响,结果显示干旱、高盐以及7种植物激素MeJA,SA,6-BA,GA,IAA,ABA,BR均能不同程度诱导OsAQP基因上调表达,在根中的诱导上调水平显著高于叶,提示该基因功能涉及生长发育、抗逆应答等多种生物学过程,且与水稻的根的关系更为密切.     

植物激素对胁迫反应调控的研究进展

植物激素可作为介导植物胁迫反应的关键内源因子,是植物应对环境刺激的整合中心,在植物的防卫反应中发挥重要作用,通过不同激素信号途径之间复杂的信号网络和错综纷呈的交叉对话实现对胁迫反应的精细调控.植物生长反应的调整和胁迫抗性水平的提升对其生存至关重要.脱落酸(ABA)通常负责植物对非生物因素的胁迫反应;水杨酸(SA)参与对...     

逆境胁迫下水稻蛋白质组学研究进展

水稻在生长发育过程中要面对各种非生物胁迫如干旱、高盐、温度、重金属和生物胁迫如病虫害等,通过观察水稻在各种胁迫条件下的蛋白质组表达情况,动态分析水稻的蛋白质组变化,对新逆境相关蛋白质进行分离与功能鉴定,这不仅能揭示参与胁迫耐受的蛋白质翻译后调控机制,而且可以增进对耐受胁迫分子机理的认识.综述了水稻应答逆境胁迫蛋白质组学研究的最新研究进展,探讨了存在的主要问题.     

基于遥感技术的植物非生物胁迫性研究进展

利用遥感技术研究植物的非生物胁迫性具有明显的优势。首先介绍了Cu、Cd、Pb、Zn、Fe、U、干旱及水分等非生物因素胁迫下植物光谱曲线的特征,然后介绍了植物光谱信息的分析处理方法,最后对利用遥感研究非生物胁迫性进行了一定展望。     

非生物胁迫处理后拟南芥过氧化氢含量变化的分析

干旱、低温、盐胁迫和重金属污染等非生物胁迫,对植物的生长发育会产生严重的抑制作用.在这些条件下,植物细胞内各种代谢过程会有一定程度的受损或不工作,将会导致活性氧(Reactive oxygen species,ROS)在植物体内过量积累.过氧化氢是植物体内中最稳定形式的活性氧之一,植物体内积累过量的过氧化氢会严重威胁植物细胞的膜系统.在本实验中,选取了野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,分别进行低温处理、盐处理和干旱处理,并通过对未处理的和非生物胁迫处理的植物中过氧化氢含量变化进行比较分析.实验结果表明,胁迫处理后,拟南芥植物体内的过氧化氢含量不同程度地增加,为深入研究植物对逆境响应的分子机制奠定研究基础.     

大豆GmCBL7-2生物信息学及非生物胁迫表达分析

钙调磷酸酶B类似蛋白（CBL）作为植物钙离子信号感受器,在植物非生物胁迫和信号转导中发挥重要作用。对大豆Gm CBL7-2基因进行生物信息学分析及非生物胁迫下表达量的检测。Gm CBL7-2基因开放阅读框全长639 bp,编码一个含212个氨基酸的蛋白质,相对分子量24.4 kD,等电点4.56,属于亲水性蛋白。预测结果显示,Gm CBL7-2蛋白主要定位于细胞质中,含有13个磷酸化位点。Gm CBL7-2蛋白质3D结构模型中存在两个Ca2+结合位点。Gm CBL7-2蛋白与拟南芥At CBL7蛋白亲缘关系最近。表达量检测结果显示,Gm CBL7-2在大豆幼苗中可以响应干旱、高盐及低温胁迫,且对干旱胁迫的响应更加显著。     

转录因子OsNAC2对逆境下水稻产量性状的影响

以水稻OsNAC2过表达、RNAi转基因株系和野生型(日本晴)为材料,分别在苗期和生殖期进行干旱和盐胁迫处理,探索逆境条件下OsNAC2对水稻产量性状的影响。结果表明,不论是在苗期还是生殖期,OsNAC2-RNAi株系的叶相对含水量均比野生型更高,对干旱胁迫具有更强的适应能力;而OsNAC2过表达株系则相反。虽然苗期和生殖期遭遇盐胁迫的OsNAC2-RNAi株系相比野生型具有更高的叶相对含水量,但是OsNAC2的过量表达与RNAi株系的产量性状跟野生型相比并没有明显不同。生殖期干旱和盐胁迫下转基因株系的产量性状分析显示:干旱胁迫下,OsNAC2-RNAi株系的结实率与野生型相比显著提高了20.8%～29.2%,千粒重则无明显差异;而OsNAC2过表达株系每株粒数和千粒重相比野生型株系均显著降低。虽然盐胁迫下OsNAC2-RNAi株系的分蘖数和有效穗数明显比野生型高,但单株粒数和千粒重则无明显差异。上述结果表明,OsNAC2-RNAi株系具有更强的耐旱性,对于干旱胁迫下水稻的产量有显著的提高作用。     

水稻DUF642家族基因的鉴定及在非生物逆境中的表达分析

DUF(domain of unknown function)家族,是指含有未知功能域的蛋白质家族,在植物生命活动中发挥着重要的调控作用. DUF642是其中一个高度保守的植物特异性的未知细胞壁相关蛋白家族,参与调控植物的生长发育以及逆境响应.在水稻全基因组内对DUF642家族成员进行了鉴定,并对其染色体定位、进化关系、基因结构、蛋白结构和启动子顺式作用元件等进行了系统的分析.结果显示,水稻DUF642基因家族有6个成员,分布在1号、3号、4号、7号染色体上.系统发育进化树分析可将6个水稻DUF642蛋白分为3个亚组,基因结构和蛋白结构保守基序分析都表明水稻DUF642家族成员在进化上具有较高的保守性.启动子顺式作用元件预测以及非生物逆境诱导表达模式分析表明,OsDUF642家族基因在水稻响应非生物逆境胁迫中具有重要作用.以上结果加深了对植物DUF642基因家族的认识,并为进一步阐明OsDUF642基因家族成员在水稻抵御非生物逆境中的生物学功能提供了参考依据.     

OsNAC2转录因子介导生长素代谢通路调节水稻早期根的发育

NAC家族是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育和逆境胁迫等方面具有重要的功能.研究发现,OsNAC2基因的过表达(ON11)和RNAi(RNAi31)转基因株系,早期主根的长度有显著变化的特征.与野生型日本晴水稻(WT)相比,ON11植株的主根变短,而RNAi31的主根变长.通过对早期OsNAC2pro∶∶GUS株系根尖染色结果表明OsNAC2在根尖具有时序性表达.不同激素诱导OsNAC2表达谱和OsNAC2pro∶∶GUS株系对激素响应结果显示OsNAC2受生长素显著性诱导.结合芯片数据和qRT-PCR分析,OsNAC2转基因株系中生长素合成代谢及信号通路相关基因表达量变化较为明显.同时,ON11根尖淀粉粒发育及其向重力性受到抑制.因此,推测OsNAC2可能通过抑制生长素的合成代谢及信号通路相关基因的表达,降低生长素含量,并参与生长素响应通路,最终影响水稻根的生长.     

F-box基因FOF2在拟南芥盐和冷胁迫响应中的功能分析

FOF2为F-box蛋白家族成员,其生物学功能尚不清楚.采用实时荧光定量PCR和生理学实验相结合的方法,对FOF2基因的表达模式及其在拟南芥抗盐和冷胁迫响应中的作用进行了分析.研究发现,FOF2在拟南芥根、茎生叶和果荚中表达较高,并且其表达受盐和冷胁迫诱导.FOF2过表达株系对盐胁迫敏感,与野生型相比种子萌发率低、幼苗主根较短;相反,fof2突变体对盐胁迫的敏感性则减弱.FOF2过表达和缺失突变体种子萌发对冷胁迫无响应,但其主根在冷处理中分别比野生型短或者长.盐处理下,FOF2过表达株系中盐胁迫反应相关基因的表达量显著降低,fof2突变体中则升高;冷处理下,FOF2过表达株系中冷胁迫反应相关基因的表达量显著升高,fof2突变体中则降低.结果表明,FOF2在植物抗盐胁迫响应中起负调控作用,在抗冷胁迫响应中则可能起正调控作用.     

水稻耐低温研究进展

水稻是世界上的主要粮食作物之一,低温将导致水稻发育延缓,长期遭受低温胁迫易导致水稻枯萎死亡。全球每年约有1 500万hm²的水稻面临低温胁迫危害,低温冷害已成为水稻减产的主要原因之一。为系统了解水稻耐低温机理研究进展,总结了水稻在面临低温胁迫时的细胞结构特征、生理生化变化、耐低温优良品种选育等研究现状。对水稻的耐低温分子机理、耐低温基因定位进行了总结,并展望了水稻耐低温品种的未来选育方向。     

在低温胁迫下外源ABA对高原水稻自由基清除系统的影响

喷洒外源ＡＢＡ（脱落酸１０－５ｍｏｌ／Ｌ）在水稻２叶期的幼苗上（３０００ｌｘ，１２ｈ／ｄ），２４ｈ后，分别测定了不同处理的水稻幼苗，发现在低温胁迫２～４ｄ（４±１℃，１０００ｌｘ，２４ｈ／ｄ）中以及回温恢复２～５ｄ（２±１）℃，３０００ｌｘ，１２ｈ／ｄ）中，自由基清除系统的膜保护酶──超氧物歧化酶（ＳＯＤ）和过氧化物酶（ＰＯＸ）的活性增加，非酶促保护系统中的抗氧化剂──抗坏血酸（ＡＳＡ）和还原性谷胱甘肽（ＧＳＨ）的含量增加，膜脂过氧化产物──丙二醛（ＭＤＡ）的含量减少．实验证明外源ＡＢＡ在光下能明显提高水稻幼苗自由基清除系统的防御能力，增强水稻的抗冷性     

Na2CO3对粳稻发芽和幼苗生长的影响

以冕粳147、合系22-2两个粳稻品种为材料,研究Na2CO3胁迫对粳稻发芽和幼苗生长的影响.结果表明,当Na2CO3胁迫浓度≤20mmol/L时,对粳稻种子发芽和幼苗叶片和根系生长有一定促进作用,幼苗叶片中的叶绿素含量略增加;但随着Na2CO3胁迫浓度的增加,粳稻种子萌发和幼苗叶片和根系生长受抑制的程度增强.当Na2CO3胁迫浓度＞60mmol/L时,幼苗叶片的叶绿素含量迅速下降,脯氨酸含量急剧上升.说明,粳稻种子萌发和幼苗生长对Na2CO3的耐受浓度为60mmol/L.     

拟南芥At5g66070基因在ABA处理下的初步研究

本研究以拟南芥为实验材料,探索基因At5g66070在植物激素ABA处理条件下的相关生理功能.结果表明,在10μMABA处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到ABA的诱导.亚细胞定位发现AT5G66070定位在细胞核.通过DNA及RNA水平筛选鉴定At5g66070基因T-DNA插入纯合突变体,然后经根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得过表达转基因株系.表型分析发现经ABA处理后,突变体相对于野生型而言根长较短,表明突变体对ABA更为敏感.气孔关闭实验发现10μM ABA能诱导突变体气孔关闭,而野生型和过表达无显著影响.以上结果表明At5g66070在拟南芥的ABA胁迫响应中起负调控作用.     

植物盐胁迫的信号传导途径

植物耐盐性研究具有重要意义.近年来,植物盐胁迫信号传导途径一直是植物耐盐性研究的热点.目前已阐明的盐胁迫信号传导途径有酵母和植物中的MAPK(mitogen-actirated protein kinase)途径、拟南芥中缓解离子胁迫的SOS(salt overIy sensitive)途径以及其他蛋白激酶参与的信号传导途径,其中包括钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶、受体蛋白激酶、糖原合成酶的激酶和组蛋白激酶.因此,植物的耐盐性是个非常复杂的问题,可能是由多种信号分子参与的网络体系.大量转基因实验证明,信号传导途径中的某些组分可改善植物的耐盐性.因此,深入研究植物的盐胁迫信号传导是提高植物耐盐性的前提和基础.