非生物胁迫

摘要： 二酰基甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)在植物油脂代谢和抗逆过程中发挥重要作用。为探究DGAT基因在向日葵(Helianthus annuus L.)中的进化及在油脂积累和非生物胁迫应答中的功能,本研究以拟南芥AtDGATs基因为基础序列,通过同源比对从向日葵基因组中获得18个DGAT同源基因序列,并对其染色体分布、基因结构、蛋白保守结构域、系统进化关系、组织特异性表达以及非生物胁迫下的表达模式进行系统分析。结果表明,向日葵DGATs基因可分为4个亚族(DGAT1、DGAT2、DGAT3和WSD),且同一亚族成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序;HaDGATs基因的启动子区富含逆境和植物激素响应相关元件;片段复制是导致该基因家族扩张的主要因素;qRT-PCR结果表明,HaDGAT1、HaDGAT2和HaDGAT3主要在种子发育的早、中期表达,与种子油脂快速积累密切相关,而HaWSDs亚家族基因主要在茎、叶和花中表达。盐、低温、干旱和ABA处理后,多数HaWSDs基因在向日葵根、茎和叶中呈现诱导表达,推测其可能在对逆境胁迫的响应中起重要作用。这些结果为进一步研究向日葵DGATs基因的功能奠定了基础。

摘要： 钙调素是一类钙依赖性调节蛋白,参与植物的生长发育、抗逆胁迫等多种生物学过程。本课题组前期通过蛋白质乙酰化修饰组学研究发现,红麻钙调素蛋白7的乙酰化修饰参与了红麻花粉的发育调控。为研究其参与抗逆性的机制,本研究以红麻保持系P3B双核期的花药为材料,使用PCR法克隆了钙调素基因HcCaM7,最大开放阅读框(open reading frame,ORF)为450 bp,其由149个氨基酸组成,编码相对分子质量16.85 kD的蛋白;亚细胞定位结果显示,HcCaM7蛋白的表达主要定位在细胞质和细胞膜中;利用病毒诱导的基因沉默技术沉默HcCaM7基因,导致红麻沉默植株的生长受到抑制;进一步在体外采用基因密码子扩展技术对发生乙酰化修饰氨基酸位点进行突变,成功获得具有体外乙酰化修饰位点的蛋白HcCaM7mut,并成功诱导表达了无乙酰化修饰的蛋白HcCaM7,结果表明HcCaM7蛋白发生乙酰化修饰后可以显著促进NADK(NAD激酶)活性;用点板法检测含有HcCaM7蛋白和HcCaM7mut蛋白的重组菌在盐(400 mmol L^(-1)和500 mmol L^(-1)NaCl)、干旱(400 mmol L^(-1)和600 mmol L^(-1)甘露醇)、重金属(30 mmol L^(-1)和50μmol L^(-1)CdCl2)及低温胁迫后(利用液氮反复冻融模拟)在LB固体培养基上的存活率发现,含有HcCaM7蛋白的重组菌存活率显著高于空载对照菌,而含有乙酰化修饰的HcCaM7mut蛋白的重组菌存活率进一步提升,表明HcCaM7蛋白能够提高大肠杆菌对非生物胁迫的耐受性,并且乙酰化修饰后效果更佳。因此,HcCaM7基因可以调控红麻生长发育和响应非生物胁迫,乙酰化修饰可以促进HcCaM7蛋白发挥作用。

摘要： 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.

摘要： 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.

摘要： 在非生物胁迫下,植物主要通过重新配置转录调控网络与代谢网络以维持平衡。近年来代谢组学与转录组学等生物技术的发展,有助于对非生物胁迫下植物体内的代谢物与转录因子等关键组成部分进行鉴定。本文列举了目前用于分析植物代谢组学与转录组学的主要技术及其特点,介绍了代谢组学及转录组学目前在植物抗逆性中的应用。对近年来植物在温度胁迫、水分胁迫及重金属胁迫等非生物胁迫下的代谢差异与转录调控的研究进展进行了综述,针对当前的问题进行了展望,以期为植物的逆境胁迫响应分子机制的研究提供参考。

摘要： 【背景和目的】NAC(NAM/ATAF/CUS2)家族是植物特有且最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的生长发育调控和逆境胁迫应答。为筛选烟草抗逆NAC目标基因。【方法】以公开的普通烟草品种K326的注释蛋白序列为参考,与拟南芥NAC蛋白序列同源比对,结合功能域分析,进行普通烟草的NAC转录因子鉴定,并利用生物信息学软件分析各烟草NAC转录因子的理化性质及系统进化关系。使用普通烟草TobEA表达谱数据对烟草NAC家族成员组织表达模式进行分析,通过qRT-PCR检测候选抗逆基因所在亚组At NAC3和ATAF各成员在干旱、冷害、盐、ABA处理下的基因表达情况。【结果】从普通烟草中共鉴定出190个Ntab NAC蛋白,平均氨基酸长度为347,除Ntab NAC190外,其余蛋白为亲水性蛋白,大多数定位在细胞核。根据系统进化分析,将拟南芥和烟草NAC家族基因划分为18个亚组,各亚组基因在不同组织中显示表达特异性。At NAC3和ATAF亚组的9个烟草NAC基因,在受到干旱、冷害、盐和ABA处理后基因表达量上调,且NtabNAC004、NtabNAC087和NtabNAC175表达量变化最为明显。【结论】NtabNAC004、NtabNAC087和NtabNAC175参与了烟草植株的逆境胁迫调控,研究结果有助于烟草抗逆调控网络解析和后续抗逆育种。

摘要： 钙通透性阳离子通道蛋白(OSCA)在渗透胁迫感应中发挥重要的作用。本研究利用辣椒(Capsicum annuum L.)全基因组信息,鉴定出14个OSCA基因(CaOSCA),染色体定位及同源性分析表明,它们分别位于1、2、4、6、7、8、9、12号染色体上,亚细胞定位预测表明其编码产物均位于质膜上。系统进化树分析这些基因可分为4个组,分别命名为Ⅰ~Ⅳ,与拟南芥存在11对共线性基因。顺式作用元件预测显示CaOSCA基因能响应激素和非生物胁迫,表达分析显示多数CaOSCA基因能响应干旱、盐和低温胁迫。干旱胁迫24 h时,CaOSCA8和CaOSCA11相对表达量显著高于对照,分别上升14和13倍。

摘要： 为了解大蒜PEX7基因及其编码的蛋白质结构特性,分析该基因对不同非生物胁迫的响应情况,从大蒜品种徐紫1号的叶片RNA中克隆获得AsPEX7基因。序列分析结果表明,AsPEX7基因含有1个长度为951 bp的开放阅读框(ORF),编码316个氨基酸,其相对分子质量为35.57 ku,理论等电点为5.55,为亲水性蛋白。氨基酸组成中脂肪族氨基酸的比例最高,其次为碱性氨基酸,酸性氨基酸和芳香族氨基酸最低。AsPEX7蛋白含有25个磷酸化位点,无信号肽和跨膜结构,二级结构由α-螺旋、延伸主链和随机卷曲组成,比例分别为5.06%、40.19%和47.15%。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果显示,在高温(38°C)、低温(4°C)、干旱(质量体积分数为20%的PEG 6000)和高盐(200 mmol/L NaCl)4种非生物胁迫处理条件下,AsPEX7基因的相对表达水平总体升高,表明该基因可能在抵抗非生物胁迫中发挥重要作用。本研究结果为深入解析PEX7基因调控大蒜生长发育及非生物胁迫的分子机制提供了理论参考基础。

摘要： 端粒酶是真核生物中维持染色体末端DNA完整性的一类特殊逆转录酶,研究拟南芥AtTERT对大肠杆菌生长及非生物胁迫的影响,为深入研究TERT蛋白非端粒功能奠定基础。将拟南芥AtTERT转入大肠杆菌,成功构建pET32a-AtTERT原核表达载体,优化诱导条件,纯化并鉴定GST-AtTERT融合蛋白,运用Western blotting验证,同时采用点板法检测转AtTERT大肠杆菌的非生物胁迫抗性。结果表明,优化诱导条件为感受态细胞Transetta(DE3)诱导温度20°C、诱导剂(IPTG)浓度为0.5 mmol/L;纯化的GST-AtTERT融合蛋白相对分子量大小为156 kD;Western blotting验证结果显示在诱导全菌、上清及沉淀中均出现并与预期分子量大小结果一致的蛋白条带。转AtTERT重组菌在NaCl(400和500 mmol/L)、甘露醇(400和600 mmol/L)和H_(2)O_(2)(0.4 mmol/L)的LB固体培养基上的存活率显著高于空载对照菌,而利用液氮反复冻融6次时,转AtTERT重组菌存活率显著低于空载对照菌。转AtTERT大肠杆菌NaCl盐胁迫、甘露醇渗透胁迫、过氧化氢氧化胁迫抗性增强,但低温抗性减弱,表明拟南芥AtTERT具有抗非生物胁迫的非端粒功能。

摘要： [目的]本文旨在验证茶树小G蛋白基因CsRAC5在非生物胁迫下的功能,并进一步探索茶树RAC/ROP蛋白的生物学功能。[方法]以茶树品种‘龙井长叶’为材料,研究盐胁迫、干旱处理和脱落酸(ABA)处理对茶叶中CsRAC5表达量的影响。通过农杆菌介导浸染法获得纯合的转基因拟南芥,并通过对盐胁迫、干旱处理和ABA处理下转基因拟南芥的萌发率、根长和生理生化等指标的测定,验证CsRAC5在非生物胁迫下的功能。[结果]盐胁迫、干旱处理和ABA处理均使茶树叶片中CsRAC5表达量显著下降;转基因拟南芥在盐胁迫和ABA处理下的萌发率、成活率及根长明显降低;干旱处理延缓了转基因拟南芥(OE6和OE7)的萌发时间,但OE6、OE7的7 d萌发率明显高于野生型拟南芥,且3个拟南芥株系的成活率和根长无显著差异。盐胁迫下转基因拟南芥丙二醛含量显著高于野生型拟南芥,但其可溶性糖含量和叶绿素含量显著低于野生型。[结论]转基因拟南芥对盐胁迫和ABA处理的敏感性明显提高,且呈现梯度依赖效应;CsRAC5基因降低了转基因拟南芥在干旱胁迫初期的抗旱能力。

摘要： 可溶性糖增加会提高植物的抗逆性,糖的转运和平衡在调控植物生长发育和植物适应非生物/生物胁迫中具有重要作用,研究茶树中可溶性糖在逆境下的变化与平衡,对高抗茶树的培育具有重要意义.目前,已鉴定出许多单糖和蔗糖特异转运蛋白,其中包括2010年鉴定到的SWEET家族糖转运体.SWEET家族糖转运体具有7个跨膜α-螺旋结构,包含了2个MtN3结构域,广泛存在于原核生物、真核生物、高等植物和动物中,在进化上,该家族分为4个亚家族(CladeⅠ-Ⅳ).本研究克隆了茶树SWEET糖转运体中I亚家族3个基因的全长cDNA序列，分别命名为CsSWEETl、CsSWEET2和CsSWEET3。与拟南芥I亚家族的3个AtSWEET转运体的氨基酸序列比对显示，6个蛋白具有多个保守的氨基酸位点。实验发现，CsSWEETl和CsSWEET2可能在茶树响应非生物胁迫中起作用。而CsSWEET2和CsSWEET3在酵母中不能转运半乳糖和2-脱氧葡萄糖。研究表明，CsSWEETl可能通过转运半乳糖来调控/分配非生物胁迫(如低温)下茶树中的半乳糖含量，在茶树响应非生物胁迫中发挥重要作用。

摘要： 非生物胁迫是影响农作物生产的重要因素.本文总结了盐、旱、高温胁迫对植物生长代谢的影响及对害虫发生影响的研究进展.

摘要： ASRs(Abscisic acid-,Stress,and Ripening-induced protein)是一类高亲水性和热稳定性的小蛋白,富含丙氨酸、组氨酸、谷氨酸和赖氨酸,缺少色氨酸及半胱氨酸,普遍存在于高等植物中.编码的基因受干旱、高盐、低温等许多非生物胁迫诱导表达.尽管生理作用机制尚不清楚,但相关研究表明ASR可能作为一个转录调控复合体,在植物衰老、抗逆、果实成熟、葡萄糖代谢及花粉成熟等生长发育时期起着重要作用.SiASR1的表达受ABA. NaCI和PEG诱导。通过将SiASR1在拟南芥中异源超表达，在谷子中超表达和抑制该基因表达，明确了SiASR1在抵抗非生物胁迫中的功能。同时，对SiASR1的作用机制也进行研究和探讨。研究结果有利于ASR蛋白在抗逆中作用机制研究和谷子抗逆机制的解析。

摘要： 内生真菌印度梨形孢(Piriformosporaindica)是一种能进行纯培养的类菌根真菌,可在多种植物中定殖,并具有良好的促生作用及提高植物抗逆性的能力.笔者综述了印度梨形孢在促进植物抗非生物胁迫和生物胁迫方面的研究,为印度梨形孢在农业应用领域上的研究与应用提供参考.

摘要： NAC(NAM,ATAF1/2和CUC2)是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育、器官建成、激素调节和防御抵抗多种生物和非生物胁迫等方面都发挥着重要作用.本文从毛竹基因组数据库bamboo GDB中得到PeNAC10的编码区预测序列,并进行克隆.该基因编码区为1086bp,可编码362个氨基酸.基因组分析显示,PeNAC10有3个外显子,2个内含子.蛋白质功能分析显示,PeNAC10可能参与毛竹的激素调节、干旱胁迫、盐胁迫、寒冷胁迫等非生物胁迫.

摘要： 木栓质是一种以甘油酯—酚类为基本单元的生物聚酯,包含聚脂肪族和聚芳香族两个结构域.典型的聚脂肪族聚酯包括ω-羟基脂肪酸、α,ω-双羧基酸、脂肪酸和伯醇,阿魏酸则是聚芳香族的主要成分.木栓质通常沉积于特定组织的细胞壁,例如根内皮层、外皮层、周皮、种皮以及其他的边缘组织,形成木栓层.木栓层作为一种保护性屏障,不仅在控制根系径向水分及营养元素运输中发挥重要作用,而且能有效抵御病原菌和有毒气体的入侵.近年来随着生物化学分析技术及遗传学研究方法的发展,木栓质的相关研究取得了极大进展.本文在概述木栓质在植物体内的分布、化学组成和超微结构、木栓质单体的跨膜转运及其聚合组装的基础上,重点对木栓质合成途径及其在植物响应非生物胁迫及生物胁迫中的功能等方面的最新研究进展进行总结讨论,为通过改变植物根系适应性结构特征以改良作物及牧草提供重要的理论参考.

摘要： 小分子RNA是一类重要的基因调控因子,在植物生长发育、抗性等多个方面都具有重要的调节作用.前期研究表明miR408与植物铜代谢相关,但同时miR408表达还在多个非生物逆境中有响应,如冷胁迫、干旱胁迫等.本研究通过miR408过表达和miR408突变体株系分析研究miR408在植物非生物胁迫中的作用.通过对miR408表达修饰株系的研究发现,miR408能够提高植物冷胁迫、盐胁迫和氧化胁迫抗性.相反,它能够降低植物干旱胁迫和渗透胁迫抗性.研究表明miR408在植物非生物抗性中具有重要的调控功能,它可能通过提高细胞抗氧化能力来提高植物抗性.

摘要： 一氧化氮(NO)是一个重要信号分子参与和调控许多植物生理过程.本文综述了一氧化氮的来源及生物属性,以及在植物耐受生物胁迫和非生物胁迫中的作用,并对今后的植物逆境胁迫与一氧化氮关系的研究作了展望.

摘要： 逆境胁迫是影响植物生长发育以及生物产量等的主要因素之一.MiRNA作为一种非编码基因在植物生长发育以及抗逆等过程中起着重要的调控作用.通过茎环引物法和RT-PCR技术,从毛竹(Phvllostachvs edulis)中分别克隆出miR397和miR1432的前体序列.前体序列二级结构预测发现,二者均能形成稳定的茎环结构,且成熟序列均产生于前体茎环结构5'端臂上.组织表达特异性分析表明,phe-miR397和phe-miR 1432均在叶鞘中表达丰度最高,phe-miR397的最低丰度出现在幼茎中,而phe-miR 1432则在叶片中.实时定量PCR结果显示,经强光(1500μmol.m-2.s-1)、黑暗、高温(42°C)、低温(4°C)、NaCl(250 mmol·L-1)等胁迫处理后,phe-miR397和phe-miR 1432的表达均下调;干旱处理后,phe-miR397的表达下调,而phe-miR 1432的表达则上调;GA3(100 μmol.L-1)处理后,phe-miR397的表达上调,phe-miR 1432的表达下调;ABA(100 μmol.L-1)处理后,phe-miR397的表达下调,phe-miR1432的表达上调.这暗示着phe-miR397和phe-miR1432可能在毛竹应对非生物胁迫的抗逆过程中起重要的调控作用,且与内源激素的调节相关联.

摘要： 小麦在生长过程中会受到多种逆境胁迫的影响,但小麦通过改变自身的蛋白质表达水平对各种胁迫作出响应.蛋白质组学技术能够很好地揭示受胁迫响应的小麦蛋白质组的动态变化规律,并发现小麦响应环境胁迫的重要标志物.本文综述了蛋白质组学在研究小麦响应非生物(低温、高温、干旱、盐碱)和生物(病原菌)胁迫机制应用上的最新进展,并对其应用前景进行了展望,为深入研究小麦响应逆境胁迫的分子机制提供了重要信息.

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，用于提高植物耐旱性、低氮耐性和/或耐冷性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的植物或种子组合物，以及利用这些重组DNA构建体的方法。所述重组DNA构建体包括一个多核苷酸和与其可操作连接的植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性多肽、低氮耐性多肽和/或耐冷性多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA的构建体方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码耐旱性的FTR1多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物提高的氮利用效率和/或耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA构建体的方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码非生物胁迫耐性多肽。

摘要： 本发明公开了分离的多核苷酸和多肽，和赋予植物提高的氮利用效率和/或耐旱性的重组DNA构建体，包含这些重组DNA构建体的组合物如植物或种子，以及利用这些重组DNA构建体的方法。这些重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与其可操作连接的一个植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码非生物胁迫耐性多肽。