木薯海藻糖合成酶基因MeTPS6克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

[目的]克隆木薯海藻糖合成酶基因MeTPS6,并分析其在干旱、低温、遮荫等非生物胁迫应答中的表达情况,为研究TPS基因功能及抗逆分子机理提供参考.[方法]采用RT-PCR从木薯中克隆MeTPS6基因,并进行生物信息学分析及构建系统发育进化树.采用荧光定量PCR(qPCR)分析MeTPS6基因在干旱、低温和遮荫胁迫下不同木薯品种不同组织中的表达特性及模式.[结果]克隆获得的MeTPS6基因具有一个2565 bp的开放阅读框,编码854个氨基酸,含有TPS家族保守结构域(Glyco_transf_20).MeTPS6蛋白与杨树(Potri.010G104500)和杞柳(SapurV1A.0015s0610)同源蛋白氨基酸序列的相似性分别达92.6%和90.0%,表明木薯与杨树和杞柳的亲缘关系较近.MeTPS6基因的启动子序列中存在大量非生物胁迫相关元件(低温相关元件LTR、干旱相关元件MBS等)、激素相关元件(脱落酸相关的元件ABRE和CE3、水杨酸相关元件TCA-element等)及光响应相关元件(ACE、Box I等).MeTPS6基因在木薯储藏根中的表达量最高,须根次之,二者均显著高于茎、叶柄和叶片中的表达量(P<0.05,下同),且在干旱、低温和遮荫胁迫下,不同组织中的表达模式存在明显差异.对于不同木薯品种,干旱、低温和遮荫胁迫处理均显著诱导其MeTPS6基因表达.在高置信度(Confidence=0.8)的情况下,共找到13个共表达基因,其中有10个为TPS同源基因,表明这些同源基因可能相互协调,共同参与植物生物学过程;另外3个基因(CAT、CAT1和F5M15.5)均编码过氧化氢酶,主要参与保护细胞免受过氧化氢的毒性作用.[结论]MeTPS6基因主要在木薯的根(特别是储藏根)中表达,并从转录水平参与干旱、低温和遮荫胁迫响应,可作为候选基因进一步研究其在木薯抗逆中的功能.     

辣椒矮秆突变体的表型及其对外源激素的响应

于EMS诱变辣椒自交系6421种子所构建的突变体库获得1份矮秆突变体(命名为E29),观察E29的表型和细胞学特征,研究E29突变性状的遗传规律和赤霉素(GA3)、24-表油菜素内酯(24-e BR)及生长素(IAA)对E29种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:与自交系6421相比,E29表现出植株矮化,叶片变大、变厚,叶色变深等特征;显微观察结果显示,E29变矮是由于其茎秆伸长区细胞长度缩短,叶片变大、变厚是由于其叶肉细胞变大及细胞数增加;遗传分析结果表明,突变性状由单隐性基因控制;外施不同质量浓度的激素,发现4.0 mg/L GA3处理显著促进E29的根与下胚轴伸长,1.0~4.0 mg/L的IAA处理显著抑制E29的根与下胚轴伸长,0.5~2.0 mg/L的24-e BR处理对E29的根和下胚轴伸长影响不明显,各激素处理均不能使之恢复至野生型6421的根与下胚轴长度,表明E29为BR不敏感型突变体,其突变性状与GA3、IAA调控无关。     

外源ABA对低温下雷公藤幼苗的生理响应

以1年生的雷公藤扦插苗为试验材料,对其外施浓度分别为5、10、15、20、25 mg·L-1脱落酸(ABA)溶液,以喷施蒸馏水为对照(CK),并进行连续7d的低温胁迫处理.研究低温胁迫下ABA对雷公藤幼苗叶片质膜透性、丙二醛(MDA)、保护酶和脯氨酸等生理生化指标的影响.研究表明,喷施浓度为15-20 mg·L-1的A...     

火龙果组培苗DNA甲基化变化及应答赤霉素效应

以火龙果优良品种‘紫红龙’组培苗为试材,利用MSAP分子标记,探讨了棱数变异现象与DNA甲基化可能存在的联系,分析了培养时间及继代次数对组培苗DNA甲基化的影响;通过在培养基中添加0(对照)、1.5、3.0、4.5及6.0mg/L GA,处理5d后,检测DNA甲基化变化,阐述赤霉素对DNA甲基化变化的影响。结果显示:棱数变异与DNA甲基化水平变化并不存在相关性,而与少数位点的甲基化状态有关;随培养时间的延长和继代次数的增加,组培苗DNA甲基化水平呈现出升高的趋势;随GA质量浓度的增加,外胞嘧啶半甲基化水平呈先升高后降低的趋势,与内源GA含量变化趋势一致,而内胞嘧啶全甲基化水平呈先降低后升高的趋势;外源GA影响了内源GA的积累,与对照相比,DNA甲基化变异率分别提高3.6%、4.5%、3.1%和2.7%,表明火龙果组培苗DNA甲基化对低浓度GA敏感,而对高浓度GA敏感性降低。     

外源GA3处理对水稻幼穗内源激素含量变化动态影响及其与穗部性状的关系

为探讨水稻穗部内源激素含量随穗分化进程的变化动态及其与穗部性状的关系,本研究以2个直立穗型粳稻品种为试材,分析了正常生长及在不同发育时期喷施赤霉素(GA3)时,幼穗内源生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)与赤霉素含量的变化动态及其与穗部性状的关系.结果表明:随穗分化进程,穗部GA3含量呈现先降后增的"...     

水稻茎秆形态特征与抗倒伏能力对外源植物生长调节剂的响应差异

[目的]研究水稻茎秆形态特征、解剖结构及抗倒伏指标对不同外源植物生长调节剂的响应差异,分析抗倒伏相关性状间的关系,为水稻的抗倒伏高产优质栽培提供理论依据.[方法]以粳稻品种南粳9108为供试材料,以始穗期喷施清水为对照(CK),设3种植物生长调节剂处理,分别为乙烯利(10×10-3 mL/L)、劲丰(5 mL/L)和多效唑(300 mg/L),测定不同处理水稻成熟期的茎秆形态特征、解剖结构及抗倒伏指标.[结果]水稻茎秆形态特征与抗倒伏能力对不同外源植物生长调节剂的响应不同.乙烯利和劲丰处理显著降低水稻的株高、秆长和重心高度(P<0.05,下同),提高基部节间的机械组织和薄壁组织厚度,增加茎秆中的储藏物质及维管束的数目和面积,提高了基部节间充实度,增加茎秆茎粗和壁厚,使得节间抗折力大幅提高,倒伏指数显著降低,水稻抗倒伏能力有效增强;多效唑处理则无显著效果.相关性分析结果显示,倒伏指数与株高、重心高度和秆长呈极显著正相关(P<0.01,下同),与茎粗、壁厚、充实度、抗折力及维管束的数目和面积、机械组织和薄壁组织则呈极显著负相关;茎秆机械组织与茎粗、壁厚、薄壁组织、抗折力及维管束数目和面积均呈极显著正相关.[结论]水稻始穗期喷施乙烯利和劲丰能显著影响植株茎秆的形态特征、解剖结构及抗倒伏指标,降低茎秆倒伏指数,提高植株的抗倒伏能力.     

矮化黄瓜幼苗对外源GA处理的生理反应

以矮化黄瓜突变体D0462为试验材料,研究了外施0.1mg·L-1赤霉素对矮化黄瓜叶片中叶绿素含量、下胚轴中IAA氧化酶活性以及叶片和下胚轴中α-淀粉酶、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性的影响。结果表明,赤霉素对叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均有抑制作用,对α-淀粉酶活性有促进作用,对IAA氧化酶活性先抑制后促进。     

正响应盐胁迫的甘蔗 6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因的克隆

从甘蔗中克隆获得1个6PGDH基因的eDNA序列,记为Se6PGDH（登录号：KD21299）．该基因序列含有1个1467bp的完整开放阅读框,推导编码488个氨基酸残基．生物信息学分析可知,Sc6PGDH基因编码的蛋白分子质量为53．6561ku,为酸性稳定的亲水蛋白,含有信号肽,可能定位于内质网膜上,具有该类蛋白典型的保守结构域6PGD,且与分离自谷子、玉米和水稻的6-磷酸葡萄糖脱氢酶的氨基酸序列同源性分别高达96．11％、95．70％和93．24％,表明该基因在进化过程中比较保守．原核生物生长试验结果显示,甘蔗S-6PGDH基因的表达蛋白可以显著增强大肠杆菌Rosetta菌株的耐盐性,推测该基因可能参与了生物体对盐胁迫的应答过程．     

正响应盐胁迫的甘蔗6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因的克隆

从甘蔗中克隆获得1个6PGDH基因的cDNA序列,记为Sc6PGDH(登录号:KF921299).该基因序列含有1个1467 bp的完整开放阅读框,推导编码488个氨基酸残基.生物信息学分析可知,Sc6PGDH基因编码的蛋白分子质量为53.6561 ku,为酸性稳定的亲水蛋白,含有信号肽,可能定位于内质网膜上,具有该类蛋白典型的保守结构域6PGD,且与分离自谷子、玉米和水稻的6-磷酸葡萄糖脱氢酶的氨基酸序列同源性分别高达96.11%、95.70%和93.24%,表明该基因在进化过程中比较保守.原核生物生长试验结果显示,甘蔗Sc6PGDH基因的表达蛋白可以显著增强大肠杆菌Rosetta菌株的耐盐性,推测该基因可能参与了生物体对盐胁迫的应答过程.     

黄瓜幼苗对微塑料和镉污染的生理响应

为研究农田土壤中微塑料和镉污染对黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗的生理效应,以两种不同粒径的聚氯乙烯微塑料A(粒径:<18μm)和B(粒径:18~150μm)及20 mg·kg^-1的镉为试材,探讨微塑料与镉污染对黄瓜幼苗根系和叶片生理特性的影响。结果表明,微塑料A和B能够缓解镉污染对黄瓜根系活力的影响;微塑料A显著降低了黄瓜幼苗总根长,但对根直径无显著影响。微塑料A、B和镉的复合污染对黄瓜叶片SOD和H2O2的影响无叠加效应,反而呈现中和效应;微塑料B可以改善镉污染对黄瓜叶片MDA的影响。微塑料粒径不同,其对黄瓜叶片光合色素和光合荧光参数的影响也不同;微塑料A可以显著改善镉污染对黄瓜叶片类胡萝卜素的影响;微塑料B处理的黄瓜叶片对光能的吸收和耗散能力都高于微塑料A处理;微塑料B与镉的复合污染降低了黄瓜叶片对光能的耗散能力,但增高了其对光能的捕获能力。灰色关联度分析表明微塑料A和B对生理指标的影响与镉不同,镉与生理指标H2O2的关联度大;但微塑料A和B与光合作用相关的生理指标关联度大。本研究为农田土壤微塑料与镉污染的生态风险评价提供依据。     

舞毒蛾LdOR2基因克隆及对CO2胁迫下的行为反应

【目的】本文克隆了舞毒蛾的气味受体基因LdOR2,并阐明该基因在舞毒蛾各发育期和组织中的表达特征及其对CO₂浓度胁迫下的行为响应,为进一步研究气候变化下舞毒蛾的嗅觉反应机制提供理论依据。【方法】通过转录组文库筛选克隆出LdOR2基因,利用生物信息学分析其基因特性,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测LdOR2基因在不同发育阶段和组织以及不同CO₂浓度(397、550和750μL/L)下的表达水平,并利用RNA干扰(RNAi)技术研究不同CO₂浓度下LdOR2基因沉默后舞毒蛾的行为学反应。【结果】舞毒蛾LdOR2基因开放阅读框(ORF)为1 203 bp,编码400个氨基酸,蛋白分子量为45.76 kDa,理论等电点为8.22;进化树分析结果表明,舞毒蛾LdOR2与黏虫MsepOR24和双委夜蛾AdisOR21亲缘关系较近,并聚为一类;RT-qPCR结果显示,LdOR2在舞毒蛾各发育阶段均有表达,在雌蛹中表达量最高,雄成虫中表达量最低;在雌、雄成虫不同组织中,雌、雄触角中表达量显著高于其它组织(P <0....