干旱胁迫下甘蓝型油菜相关抗旱基因的表达分析

以抗旱性较强的甘蓝型油菜Holiday为材料,在开花初期对油菜进行干旱胁迫处理,采用RT-qPCR技术分析ABA2、BnSOS2、BnCS、CAM、CBF4、PIP1这6个油菜抗旱相关基因在干旱胁迫第1天、3天、5天、7天在根、茎、叶、花和青荚中的表达量.结果表明,干旱胁迫下,6个抗旱相关基因在油菜的不同器官中均出现了上调表达;在不同干旱胁迫下,各基因表达量呈现不同的变化趋势;在相同的器官中,各基因的表达量存在明显的不同,累积表达量表现为根中ABA2最大、CBF4最小,茎中CAM最大、CBF4最小,叶中PIP1最大、ABA2最小,花中CBF4最大、BnSOS2最小,青荚中BnCS最大,CBF4最小.说明植物在受到干旱胁迫时,不同的抗旱途径对干旱胁迫的响应程度是不同的;不同器官中各抗旱相关基因与胁迫时间的相关性分析表明,CAM基因在茎中的表达量、CBF4基因在花中的表达量与胁迫时间呈显著正相关.     

干旱胁迫下中国沙棘HB15基因的时空表达模式

中国沙棘是西北高寒干旱区的抗旱型植物,HB类转录因子是参与植物干旱胁迫的重要基因。为发掘沙棘抗旱相关基因,文中以转录组测序获得的HD-Zip家族的中国沙棘转录因子HB15基因为研究对象,采用qRT-PCR技术研究中国沙棘HB15基因在干旱胁迫下的时空表达模式。结果表明:随着干旱胁迫程度增强,HB15基因的表达量在干旱胁迫的中国沙棘的根、茎、叶3个部位均呈现先增加后降低的趋势,并于复水后急剧降低,且3个部位均为上调表达,但表达情况又有所差异。研究结果说明中国沙棘HB15基因受干旱胁迫的诱导表达。     

不同基因型杂交水稻根系分布特征及其对水稻耐旱能力的影响

干旱是限制水稻产量的主要因素之一.以46个杂交水稻品种为材料,采用人工旱棚和盆栽试验,通过研究不同水稻品种在干旱条件下的根系分布、相关酶活性及DRO1基因测序,分析了不同品种水稻根系分布特征及其对水稻苗期抗旱能力的影响.结果表明:(1)依据综合耐旱指数值,可以将46个杂交水稻品种分为三类:耐旱性品种(综合耐旱指数≥0.75)、半耐旱性品种(综合耐旱指数≥0.65)和干旱敏感性品种(综合耐旱指数≤0.65).(2)耐旱品种川谷优208和德优4727在30～50 cm土层的根长、根数和根重显著增加,在干旱胁迫期间根系中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著提高.(3)DRO1基因测序表明,耐旱性、干旱敏感性品种在第3外显子区均表现出单核苷酸多态性;同时相关性分析表明,DRO1基因不仅与根系分布有较高的相关性,而且与SOD和POD活性也有较高的相关性.深根系作为耐旱水稻品种的重要特性,对水稻抗旱能力起着至关重要的作用.根系数量、根系重量、根系POD和SOD活性以及DRO1基因性状等可作为季节性干旱地区耐旱水稻品种筛选的重要指标.     

水稻花期干旱胁迫应答基因Os07g0422100启动子的克隆及鉴定

水稻作为需水量最大的作物之一,对于水分的胁迫异常敏感.对处于花期的水稻进行干旱胁迫处理,利用基因芯片技术筛选出在水稻花穗中特异性表达的应答干旱胁迫的基因Os07g0422100.在对该基因的研究中发现,该基因的表达图谱有较高的专一性,且该基因的启动子属于诱导型启动子,仅在受到干旱胁迫的水稻花穗中表达.利用Os07g04...     

白菜型油菜种质资源抗旱鉴定

为了从遗传基础广泛的白菜型油菜资源中筛选出抗旱材料,并进一步进行抗旱相关基因筛选提供材料。用不同浓度PEG溶液于萌发期对收集的45份油菜种质资源进行处理,观察并测定油菜种子萌发数、根长、芽长,计算发芽率、发芽势、相对发芽率、相对发芽势,与对照相比,PEG胁迫下发芽率有显著差异,对各指标进行主成分分析,确定抗旱性鉴定参数,用综合隶属函数平均值进行抗旱性筛选,并对所有供试材料抗旱性进行排序,鉴定出抗旱性较强的白菜型油菜,然后对筛选出的材料在苗期进行PEG干旱胁迫,验证其抗旱性。模拟干旱胁迫下,鉴定出一份抗旱性强的白菜型油菜,其来源为门源浩门蜡烛油菜。用PEG模拟干旱胁迫进行白菜型油菜抗旱种质资源筛选方法可行。通过培养皿和花盆苗期PEG诱导鉴定出的抗旱种质资源可进一步进行抗旱相关基因筛选。     

高温干旱双重胁迫对水稻剑叶光合特性的影响

以水稻H5为材料,研究高温干旱双重胁迫对抽穗灌浆结实期的水稻光合特性和几种生理指标的变化影响.结果表明:高温干旱双重胁迫使水稻剑叶中光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素质量分数均呈下降趋势,而丙二醛(MDA)质量分数和游离脯氨酸(Pro)质量分数持续增加.该文讨论了高温干旱对水稻的伤害机理,为防御水稻高温干旱危害,抗性育种和栽培提供参考.     

核桃V-ATPase c亚基基因(JrVHAc4)的克隆和抗旱功能分析

【目的】V-ATPase是植物逆境响应的重要酶,有必要了解V-ATPase相关亚基参与核桃响应逆境胁迫的功能机制。【方法】从‘香玲’核桃转录组中克隆获得1条V-ATPase c 亚基基因(命名为JrVHAc4),通过分析启动子预测其逆境响应功能。对JrVHAc4基因进行干旱胁迫下的表达分析,同时构建JrVHAc4酵母表达载体转入酵母表达系统研究其抗旱功能。【结果】JrVHAc4基因开放读码框(ORF)全长495 bp,拟推导的蛋白分子量为16 527.61 u,包含164个氨基酸,理论等电点为8.62; 其上游1 047 bp启动子包含MYC、DOF、MYB等与干旱响应相关的顺式作用元件。干旱胁迫下,JrVHAc4基因在核桃叶和根中均被显著诱导,并存在差异。对JrVHAc4转基因酵母进行不同浓度甘露醇胁迫,与对照酵母相比,发现JrVHAc4基因的表达能显著提高转基因酵母的生长活性。【结论】JrVHAc4基因能响应干旱胁迫,并能提高酵母的抗旱能力,JrVHAc4可作为核桃抗逆重要候选基因。     

红砂促分裂原活化蛋白激酶MAPK基因cDNA片段克隆及序列分析

研究了参与非生物胁迫的促分裂原活化蛋白激酶MAPK基因在红砂抗旱中的作用.通过实验克隆得到了红砂MAPK基因550 bp的cDNA片段,与已知的植物MAPK基因的相应片段表现出较高的同源性(最高达80.5%).MAPK基因在红砂叶片和茎中无组织特异性表达,且随着干旱胁迫程度的加剧其表达量增加,说明MAPK基因在红砂抗旱中起重要作用.     

干旱胁迫对鸡冠花生理指标的影响

以1年生鸡冠花幼苗为试验材料,通过盆栽进行干旱胁迫,以正常浇水处理作为对照,分析了不同程度干旱胁迫下鸡冠花叶片相对含水量、游离脯氨酸(Pro)含量和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的变化。结果表明:随着干旱胁迫时间延长,鸡冠花幼苗的叶片相对含水量下降,游离脯氨酸含量和丙二醛含量均呈上升趋势;保护酶SOD和POD活性在胁迫初期上升,随着干旱胁迫时间的延长,其活性呈现降低的变化趋势。在不同程度干旱胁迫条件下,鸡冠花幼苗可以通过调节自身保护酶系统活性和渗透调节物质含量以减轻伤害,维持自身正常的生理代谢功能,表现出一定的抗旱耐旱潜力。     

干旱胁迫下开花期玉米消减文库的构建及分析

分别以1d干旱和7d干旱处理的开花期玉米顶叶cDNA为tester，正常生长的玉米顸叶cDNA为driver，利用抑制性差减杂交技术构建了两个干旱胁迫下开花期玉米消减文库．两个文库的重组率均高于95％，插入片段集中在300—600bp之间．对两个文库部分克隆进行测序发现，文库中含有脱水素、蔗糖合成酶、甜菜碱醛脱氢酶。DRE结合因子等大量的抗旱相关基因，说明两个干旱胁迫下开花期玉米抑制性消减文库已经构建成功。且具有重要意义．     

抗旱剂对粳稻幼苗生长和一些生理特性的影响

以粳稻合系22-2为材料,研究幼苗期干旱胁迫下喷施乙酰水杨酸和EDTA抗旱剂对幼苗生长和一些生理指标的影响。结果表明,幼苗期干旱胁迫下喷施乙酰水杨酸和EDTA有利于促进粳稻幼苗叶片和根系生长,增加叶片叶绿素和可溶性糖含量,降低脯氨酸含量,提高叶片渗透调节能力和保水能力,显著降低丙二醛含量,减少细胞膜伤害,有利于抗旱保苗。两种抗旱剂中乙酰水杨酸处理对提高粳稻幼苗抗旱能力的效果较EDTA强,浓度均以1g/L较佳。     

马铃薯乙醇酸氧化酶StGLO1对模拟水分胁迫的响应

为了解乙醇酸氧化酶在调控植物生长代谢及生物与非生物胁迫过程中发挥的作用。本研究以‘青薯9号’马铃薯为材料克隆乙醇酸氧化酶基因StGLO1,构建过表达载体并转化烟草,观察在干旱胁迫处理下转基因烟草和野生型烟草的长势,并测定了叶片中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量以及转基因根茎叶中StGLO1基因的表达量变化,验证过表达StGLO1烟草在干旱胁迫下的响应。结果表明:StGLO1(GenBank登录号XM_006348318.2)基因CDS为1 116 bp,编码371个氨基酸;干旱胁迫下,转StGLO1基因烟草的生长优于野生型,转基因烟草StGLO1基因的表达量在叶片中最高;转基因烟草中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量高于野生型,达到差异显著水平(P0.05)。该结果为进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

甘氨酸对不同胁迫条件下高山离子芥试管苗的保护作用

以高山离子芥试管苗为试验材料,测定冷胁迫、盐胁迫和干旱胁迫下,植株相对电导率、丙二醛浓度、脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、磷脂酶D基因相对表达量和膜结合态磷脂酶D活性等生理指标,探究甘氨酸对不同胁迫条件下高山离子芥的保护作用.结果显示:甘氨酸对冷胁迫和干旱胁迫对植物造成的伤害均有一定的保护作用,对盐胁迫对植物造成的伤害则未见明显保护作用.     

吸水剂对三种胁迫下珙桐幼苗保护酶系的影响

采用盆栽试验的方法,研究了干旱、盐及干旱+盐三种胁迫条件下,颗粒吸水剂和粉末吸水剂处理的2年生珙桐幼苗保护酶系的影响.结果显示,三种胁迫处理均使珙桐幼苗叶片中活性氧清除酶类的活性显著升高,吸水剂处理后,活性氧清除酶类的活性表现出不同程度的降低,说明吸水剂的使用有效缓解了胁迫对珙桐幼苗叶片的伤害,提高了珙桐幼苗的抗旱耐盐性.     

6个大豆GmBES1基因干旱诱导表达及启动子分析

BES1/BZR1转录因子在油菜素内酯信号通路中发挥重要作用，该通路调控植物的生长发育及对各种胁迫的抗性。本研究对6个大豆GmBES1基因在干旱胁迫下的表达量进行检测，同时对6个Gm BES1基因启动子中的顺式作用元件进行预测分析。实时荧光定量PCR结果显示，6个GmBES1基因在干旱胁迫下的表达量随着时间存在不同程度的变化，其中GmBES1-9的表达量升高最明显。启动子序列预测分析结果显示，GmBES1-2/3/6/9/11/12启动子序列中分别含有3、6、4、3、4和7种激素及逆境响应相关顺式作用元件。这些结果为大豆GmBES1基因的抗旱机制研究及应用提供理论依据。     

环境胁迫和乙烯对番茄ACO1基因表达的影响

克隆番茄ACC氧化酶1(LeACO1)基因特异片段,以此作为探针,与经过干旱和干旱后复水、淹水、伤害、不同温度等胁迫环境及乙烯处理的番茄总RNA进行Northern杂交,杂交结果表明,LeACO1基因的表达被干旱抑制,被复水、外源乙烯强烈诱导;淹水处理对叶片中该基因的表达无影响,而强烈诱导其在茎中的表达;37℃高温处理可以诱导LeACO1基因在番茄茎中的表达;伤害对该基因的表达没有明显影响.     

植物抗旱耐盐基因研究进展

干旱和盐胁迫是影响植物生存的主要逆境因子，本文根据不同的作用机制简要介绍了近年来植物抗旱耐盐基因的研究进展，以期对抗性研究提供一些新的思路。     

丙酮酸转运体AtMPC3介导植物干旱胁迫响应机理研究

在干旱胁迫下,植物通过自身复杂而有效的应对机制减少水分散失,其中关闭植物气孔降低蒸腾作用是一个重要环节。脱落酸(ABA)是植物响应干旱胁迫产生的可以诱导气孔关闭、减少水分散失的重要植物激素。丙酮酸是光合作用糖酵解的产物,需要借助线粒体丙酮酸转运体(MPCs)进入线粒体中进行后续物质和能量代谢。本研究发现拟南芥线粒体丙酮酸转运体AtMPC3参与介导植物干旱胁迫响应,在外源施加ABA条件下,AtMPC3基因缺失突变体的气孔较野生型开度更小,植物失水率更低,表现出更强的抗旱能力。结果说明AtMPC3在脱落酸促进植物气孔关闭及干旱应答过程中的重要作用,对于提高植物抗旱能力以及作物产量提升具有潜在应用价值及重要意义。     

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.     

不同外源物质喷施对干旱胁迫下‘云麻1号’苗期生理的影响

为了探明不同外源物质处理对干旱胁迫下工业大麻苗期的影响.研究以‘云麻1号’为试验材料,通过盆栽控水法模拟干旱胁迫,研究不同质量浓度(200、500、800 mg/L和1 200 mg/L)的Vc、甜菜碱、CaCl2和赤霉素喷施处理下对工业大麻苗期抗旱的生理效应.结果表明:与对照相比,干旱胁迫处理使‘云麻1号’苗期的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖的含量降低,使SOD和POD酶活性也降低.外源物质Vc、甜菜碱、CaCl2和赤霉素处理均可提高大麻苗的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖的含量,同时也提高SOD和POD酶活性,从而在一定程度上缓解干旱胁迫对幼苗的伤害.根据隶属函数评价结果得出,‘云麻1号’分别在喷施500 mg/L Vc和CaCl2时生理抗旱特性较好,在喷施200 mg/L甜菜碱和赤霉素时缓解效果也较理想. 4种外源物质缓解效果依次为VcCaCl2赤霉素甜菜碱.研究结果揭示了干旱胁迫下大麻幼苗对外源物质喷施的生理响应,为外源物质处理提高工业大麻抗旱性的研究提供参考依据.