冷胁迫

摘要： 谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GST)参与调节植物生长、发育和逆境胁迫反应的许多方面。本研究利用双向电泳和质谱技术分析‘16VHNTS309’在冷胁迫下差异表达的蛋白质,基于GO和KEGG分析鉴定出BE、APX、SOD、GST等参与冷胁迫反应的蛋白质。利用qRT-PCR和生理指标鉴定到响应冷胁迫的关键蛋白质GST,采用同源克隆法克隆到‘16VHNTS309’的GST基因。该基因CDS长度为642 bp,编码213个氨基酸,是一个不稳定蛋白,属于GST_N_3谷胱甘肽S-转移酶家族,与甘蓝型油菜‘ZS11’序列相似性为99.22%,与‘ZS11’和‘Vision’两者的氨基酸序列相比较发现第127位亮氨酸(L)突变为脯氨酸(P)。基因家族分析表明,在甘蓝型油菜中共鉴定到153个BnGSTs成员,按其功能主要分为Zeta、Phi、Theta、CHQ、DHAR、Lambda和Tau这七大类型,大部分的BnGSTs属于Phi和Tau这2种类型。系统进化将BnGSTs分为12个亚家族,亚家族I和VIII包含了较多的成员,BnGSTs不均匀的分布在18条染色体上,C06染色体上分布BnGSTs基因数量最多,含有10个保守的蛋白质基序。BnGSTs基因家族中有99对基因存在共线性关系,131个基因来自基因复制事件,片段重复事件在BnGSTs基因的进化中起着重要作用。冷胁迫下BnaA02g35760D、BnaC06g20450D、BnaC06g35490D、BnaA02g03230D和BnaA02g35980D在强抗寒品种中的显著高表达,是弱抗寒品种的7~12倍,并且强抗寒品种具有较高的生理酶活性。另外,在冷冻胁迫下鉴定到一些瞬时和持续表达的关键候选基因。这些结果为进一步研究BnGSTs基因在强抗寒甘蓝型冬油菜抗寒分子调控中的作用奠定基础。

摘要： 以冷胁迫处理青藏高原地方草种青海冷地早熟禾幼苗,并联合施用ABA和保水剂(PAM),经处理后对冷地早熟禾的生长情况、细胞内CAT、SOD、POD等酶的活力、MDA和脯氨酸含量,以及土壤蔗糖酶、磷酸酶、多酚氧化酶、脲酶活性进行测定.结果发现ABA-PAM协同处理可以提升牧草的抗冻能力,提升CAT和SOD的酶活力,降低MDA的含量,提升脯氨酸和叶绿素的含量,对部分土壤酶活力提升有一定促进作用,并能增加土壤中微生物的含量.因此采取低浓度ABA与PAM协同处理对提升牧草的抗冷冻能力有一定的帮助作用.

摘要： 该研究通过生物信息学方法,对萝卜(Raphanus sativus L.)乙烯合成途径关键结构基因(MAT、ACS和ACO)家族成员进行鉴定,并利用转录组数据和荧光定量方法探究其组织表达和对生物及非生物胁迫的响应。结果表明:(1)萝卜基因组中包含8个MAT、16个ACS和7个ACO基因,均可分为3个亚家族。(2)这些基因启动子中至少含有1个光响应顺式作用元件;除ACO1.1和ACO3外,其余基因启动子中均至少含有一种响应植物激素的顺式作用元件;多个基因启动子中含有响应生物及非生物胁迫的顺式作用元件。(3)转录组数据分析发现,萝卜所有MAT、ACS6.1和ACO2/3/4在叶片中均具较高的表达量;根癌农杆菌侵染诱导抗病萝卜的MAT2-4、ACS2/7.1/7.2和ACO1.1/1.2/4显著上调表达,而感病材料多个基因下调表达;铅、镉和铬胁迫均显著促进MAT4.2和ACO1.1/4的表达,但抑制MAT1和ACO5.1的表达;4°C低温显著抑制MAT2.1/2.2/4.1和ACO1.1/5.2的表达。(4)qRT-PCR分析表明,NaCl和PEG-6000均显著促进ACO5.1/5.2的表达,但抑制MAT4.1和ACO4的表达;果糖和蔗糖可能参与了萝卜对PEG-6000胁迫的响应。该结果为研究萝卜乙烯合成途径基因家族成员的功能奠定了基础。

摘要： 为进一步发掘棉花中冷胁迫耐受性相关的基因,本研究利用2个四倍体栽培棉种陆地棉(Gossypium hirsutum)TM-1与海岛棉(G.barbadense)Hai7124,对冷处理(4°C)和对照处理(28°C)下不同阶段的叶片进行转录组测序,比较分析了二者冷胁迫响应基因的功能、表达模式和代谢途径的差异。结果显示:Hai7124比TM-1耐冷性差,植株表型受到冷胁迫时变化更快且更明显。转录组数据分析显示,TM-1中有8713个冷胁迫响应基因,Hai7124中有12461个冷胁迫响应基因。比较二者的直系同源基因发现,TM-1中有1518个特异受诱导基因,Hai7124中有3577个特异受诱导基因;对这些特异响应基因进行基因本体(gene ontology,GO)富集和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析发现,TM-1中特异响应基因更多地参与激素信号转导、昼夜节律等调控过程,而Hai7124中特异响应基因更多地参与赖氨酸、精氨酸、丝氨酸、苏氨酸等氨基酸代谢过程。此外,从TM-1和Hai7124中鉴定了脂肪酸合成途径的关键家族基因中的乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合成酶、十八烷-ACP去饱和酶、脂肪酸去饱和酶、长链酰基辅酶A合成酶等,发现在整个冷胁迫处理过程中TM-1中有11个基因整体呈上调表达,而Hai7124中有10个基因整体呈下调表达;根据表达模式选取了5个冷胁迫响应基因,利用实时荧光定量反转录聚合酶链反应(real time quantitative reverse polymerase chain reaction,RT-qPCR)定量分析,发现其表达模式和转录组表达水平高度相关。本研究有助于解析陆地棉TM-1与海岛棉Hai7124种间冷胁迫耐受性差异响应基因,为培育耐冷性好、高产、优质的棉花新品种提供了重要的基因资源。

摘要： 为解析核桃COR413基因家族在响应冷胁迫中的作用,本研究利用生物信息学技术在核桃全基因组筛选并鉴定COR413家族基因,对该家族成员进行结构和表达分析。结果表明,核桃COR413基因家族包含6个基因,编码7条蛋白,分布在4条染色体上,开放阅读框为549~804 bp,翻译蛋白范围为182~267个氨基酸,等电点为8.15~9.93,全部为碱性稳定蛋白;含有典型的WCOR413高度保守的结构域。聚类分析发现,该类基因可与拟南芥高度同源,并分为2个亚组。在低温胁迫48 h后经转录表达分析,JrCOR5在2个核桃品种中显著升高,并且在花器官和嫩茎转录表达较高;结合qPCR分析,JrCOR5在冷胁迫48 h显著升高,达到90倍以上。因此,推测JrCOR5可能在核桃响应冷胁迫过程中起到重要作用。本研究结果将为解析核桃JrCOR413基因家族成员在响应冷胁迫过程中的分子机制研究奠定基础。

摘要： 极端低温会导致细胞内及周围形成冰晶,降低细胞膜的流动性和透过性,导致部分蛋白质及核酸的异常折叠,从而影响细胞的存活性能。本文综述了冷胁迫对乳酸菌细胞膜流动性、蛋白质和核酸功能造成的影响,总结了乳酸菌抗冷胁迫所采用的策略,并归纳了研究乳酸菌抗冷胁迫作用的常用方法。同时,对乳酸菌抗冷胁迫作用未来的研究方向进行展望,即可从基因组学的角度出发,对合成脂肪酸相关基因进行研究,探索乳酸菌调控膜脂组成的具体机制。此外,在未来的研究中应当更加关注冷休克蛋白的结构与功能之间的关联性。

摘要： 为阐明哈密瓜脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)基因的基本性质及在响应冷胁迫过程中的表达水平,基于生物信息学对2个哈密瓜DHAR基因(CmDHAR)的基本信息、多序列比对、系统进化关系、共线性关系、基因结构域特征、蛋白质三级结构、蛋白质-蛋白质相互作用及冷胁迫下的抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)含量、DHAR活力、DHAR基因的表达水平及其基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)进行研究。结果表明,2个CmDHAR编码蛋白氨基酸的长度分别为297 aa与206 aa,等电点分别为8.67与5.99,分子质量为33 082.9 Da与22 891.6 Da。多序列比对结果表明CmDHAR基因具有保守性较高的谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)-N端功能结构域。基因结构分析结果表明CmDHAR包含6个外显子、6个保守基序、3类顺式作用元件。共线性分析表明哈密瓜与西葫芦、笋瓜和南瓜在物种进化过程中更为接近。蛋白质三级结构预测CmDHAR2主要包含α-螺旋、无规卷曲、延伸链和β-转角等。蛋白互作分析表明CmDHAR家族蛋白与哈密瓜其他GST家族蛋白之间联系紧密。冷胁迫下耐冷型哈密瓜"伽师瓜-310"中的AsA含量、DHAR活力及CmDHAR基因表达量明显高于不耐冷型的"金皇后-308"。GSEA结果表明CmDHAR基因参与结构分子活性、大分子复合物、细胞膜封闭内腔以及抗氧化活性等生物过程。本研究阐明了CmDHAR的生物信息学特点,证明了DHAR基因在哈密瓜抵御冷胁迫过程中的重要性。

摘要： 【目的】探讨植物生长调节剂对冷胁迫下甜瓜幼苗生理特性及相关基因表达的影响,明确其在甜瓜耐冷性调节中的作用。【方法】对甜瓜幼苗喷施不同浓度ABA、氟啶酮(ABA合成抑制剂)和JA并冷处理后,通过测定甜瓜幼苗生长势、相对电导率、脯氨酸、SOD、POD、CAT活性等指标,确定可以提高甜瓜耐冷性的最佳浓度;通过对参与ABA和JA信号途径和活性氧清除酶相关基因进行表达分析,筛选参与甜瓜耐冷性调控的基因;进一步分析甜瓜耐冷、冷敏材料的转录组数据,筛选其他参与ABA和JA信号途径且响应冷胁迫的基因。【结果】外施10μmol·L^(-1) ABA和5μmol·L^(-1) JA均能减缓冷胁迫下甜瓜叶片受损程度,增强叶绿素荧光强度,增加植株的株高、茎粗和鲜质量,提高POD、SOD和CAT活性,降低幼苗相对电导率,提高脯氨酸含量,明显增强甜瓜耐冷性;喷施ABA及JA能显著抑制激素信号途径相关基因CmJAZ1、CmMYC2和CmPP2C3的表达,转录组中差异表达基因MELO3C021422和MELO3C026019在ABA处理后表达显著上调。【结论】外施ABA和JA能够诱导激素信号转导途径相关基因的表达,可能通过不同信号途径调节甜瓜植株的耐冷性。

摘要： 二脂酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是催化三脂酰甘油(TAG)合成途径的关键酶,在植物生长发育和逆境胁迫响应中具有重要的作用。本研究从普通烟草品种K326中克隆得到NtDGAT3基因,利用荧光定量PCR技术分析不同组织中和低温胁迫下NtDGAT3的表达规律。同时,利用CRISPR/Cas9技术制作NtDGAT3敲除植株,对其耐冷性进行了分析。结果表明,NtDGAT3在烟草根、茎、叶中均有表达,且叶部表达量最高;NtDGAT3受冷胁迫强烈诱导,说明该基因可能对冷胁迫有响应。低温处理试验结果表明,敲除突变体ntdgat3对冷敏感,突变体叶片离子渗漏率及丙二醛含量的变化幅度显著高于野生型烟草;在ntdgat3中,膜脂代谢关键基因PLDα1的表达水平显著高于野生型烟草,而PLDδ的表达水平显著低于野生型烟草。以上结果表明,NtDGAT3基因通过PLDα1和PLDδ的表达参与调节植物低温响应。

摘要： 本研究通过分析tae-miR167d及其靶基因ARF12在小麦品种济麦22和西农889相同时期不同器官和不同时期相同器官中的表达水平,以及冷胁迫前后8个小麦品种叶片和幼穗中表达水平,以明确tae-miR167d及其靶基因ARF12在小麦中的表达时空分布情况以及不同品种中冷胁迫前后的变化趋势.结果表明,在济麦22和西农889相同发育时期的叶片、叶鞘、茎和幼穗中tae-miR167d和ARF12的表达水平不同,并且随着发育时期的变化,tae-miR167d和ARF12的表达水平也发生变化.分析8个品种正常条件和冷胁迫下叶片和幼穗中tae-miR167d和ARF12的表达情况,发现除临麦4号的幼穗及周麦22和濮麦053的叶片以外,其余品种的叶片和幼穗中tae-miR167d和ARF12表达呈负调控关系;以济麦22的叶片和幼穗为参照,发现多数情况下,叶片中tae-miR167d的表达量低于ARF12,而幼穗中tae-miR167d的表达量高于ARF12.上述结果表明,在小麦的发育过程中,tae-miR167d和ARF12表达水平在不同器官和不同发育时期处于动态变化中,受到冷胁迫后二者呈负调控关系.

摘要： 本研究进行了正常温度和低温条件下锦葵科植物品种部分耐冷生理生化指标的变化趋势研究,阐明了耐冷品种在冷胁迫条件下电导率上升明显小于不耐冷品种,而脯氨酸含量、可溶性蛋白含量均比不耐冷品种高,这些生理指标的变化与锦葵科植物品种的耐冷性有明显的相关性.上述生理指标均可作为锦葵科植物品种耐冷性筛选指标,也为筛选其它园林植物的耐冷品种提供理论指导.

摘要： 本研究进行了正常温度和低温条件下锦葵科植物品种部分耐冷生理生化指标的变化趋势研究,阐明了耐冷品种在冷胁迫条件下电导率上升明显小于不耐冷品种,而脯氨酸含量、可溶性蛋白含量均比不耐冷品种高,这些生理指标的变化与锦葵科植物品种的耐冷性有明显的相关性.上述生理指标均可作为锦葵科植物品种耐冷性筛选指标体系,也为其他园林植物的耐冷筛选提供理论指导.

摘要： 低温是限制结缕草属(Zoysia Willd.)植物在过渡地区和温带地域分布和应用的主要因子.结缕草属植物中的结缕草(Zoysia japonica L.)是暖季型草坪草中抗寒性最强的植物,因此被作为暖季型草坪草冷胁迫过程细胞变化研究的模式植物.为探索结缕草属植物在冷胁迫下的蛋白质组学反应,本研究中应用蛋白质组学手段来分析冷胁迫下结缕草属植物匍匐茎的蛋白表达变化.

摘要： 麦蛾柔茧蜂是一种重要外寄生蜂,寄主范围非常广泛,其寄主涉及仓库鳞翅目40多种害虫.货架期短是包括麦蛾柔茧蜂在内的天敌昆虫从实验室走向应用最主要的制约因素,正常条件下饲养的麦蛾柔茧蜂初羽化成虫在5°C冷藏超过20天后,其寄生能力和繁殖能力会显著下降(Chen et al.,2011).同时麦蛾柔茧蜂作为一种潜在的重要生物防治因子,由于昆虫发育的周期性,在实际应用的过程中很大程度上受制于释放的时候数量不足.用于实验室内饲养一般以大腊螟为主,但由于大腊螟的饲养成本较高,用其作为中间寄主规模化饲养麦蛾柔茧蜂存在一定的困难.本研究以印度谷螟幼虫作为中间寄主规模化饲养麦蛾柔茧蜂,代替前人用大腊螟饲养麦蛾柔茧蜂,并开展麦蛾柔茧蜂的冷藏研究,探讨麦蛾柔茧蜂冷胁迫的分子机理.为麦蛾柔茧蜂储运提供理论基础.为利用麦蛾柔茧蜂防治印度谷螟等鳞翅目害虫奠定坚实的基础,推动麦蛾柔茧蜂应用于生物防治的进程.

摘要： 以转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯苗以及其非转基因对照植株为实验材料，研究了其经历5°C冷胁迫一夜后植株的冷后恢复情况。结果显示：在短时间(12h)冷胁迫后，转基因植株较非转基因对照株展现出更高的APX，SOD抗氧化酶活性，较低的MDA含量以及膜透性，且具有较强的光合色素以及光合电子传递系统的保护能力，表现出更高的光合作用速率，因而可以得出通过转入Cu／Zn SOD和APX基因增强了甘薯幼苗的冷后恢复能力。

摘要： 水杨酸(salicylic acid, SA)是植物体内产生的一种简单酚类物质，作为植物内源信号分子，在植物许多生理过程中的作用越来越受到重视。SA浸种处理可促进水稻种子萌发、提高抗冷性。叶面喷施SA 24 h后可以提高水稻幼苗5°C条件下的POD, CAT和SOD活性，从而提高抗寒性。向水稻幼苗培养液加入SA可促进根系生长。但是，尚未见到有关SA对保护酶同工酶活性的影响。本文拟探讨外源SA根浇对水稻幼苗常温下这些酶活性的影响，并在这个基础上深入探讨SA处理对低温胁迫下这3种酶及其同工酶活性的影响，以进一步提高水稻幼苗的抗冷性。

摘要： 本发明提供了水稻低温胁迫响应基因SAMDC基因的SNP分子标记，该SNP标记位于水稻第4号染色体24,917,025bp位置，等位基因为C和T，同时依据此SNP位点设计了PCR引物，引物的核苷酸序列如表1所示。该SNP位点基因型为C/C的水稻品种的耐冷性显著的高于位点基因型为T/T的水稻品种。本发明的SNP分子标记可用于水稻耐冷育种，加速水稻耐冷新种质的创制和水稻耐冷分子育种的进程。

摘要： 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动补水增加湿度，避免高温导致水分挥发引起的干旱胁迫的用于冷季型草坪草高温胁迫处理装置。该装置包括储水箱、水泵、空气加热装置、吹气装置、供电电源、第一控制器、第二控制器、封闭的箱体，箱体上设置有开口，箱体内设置有雾化装置。该装置在使用时，先打开活动盖板，将实验样品放入箱体内，然后将活动盖板盖上，向储水箱内加入适量的水，然后打开电源并启动第一控制器和第二控制器，启动空气加热装置和吹气装置进行高温胁迫处理，通过湿度传感器和第一控制器控制水加热装置和水泵的给箱体内补水分。操作简单，适合在冷季型草坪草种植研究领域推广应用。

摘要： 本发明涉及OsPIN9基因在调控水稻抗冷胁迫中的应用，属于植物基因工程技术领域，本发明采用CRISPR/Cas9基因编辑敲除系统，对OsPIN9基因进行定点编辑，研究发现，OsPIN9敲除后获得的阳性纯合植株，表现出抗低温的特性，为培育强抗冷性转基因水稻品种、提高水稻抗冷性方面提供了依据和可能。

摘要： 蛹虫草菌丝体冷胁迫下内参基因、引物、筛选方法及应用，所述内参基因为UBC，核苷酸序列为SEQ ID NO:1。UBC的正向、反向引物的核苷酸序列依次为SEQ ID NO:13‑14。所述筛选方法为：（1）选择12个内参基因为备选内参基因，设计引物；（2）将蛹虫草冷胁迫处理，提取菌丝体总RNA，测RNA浓度，将RNA反转录合成cDNA，以cDNA为模板，用实时荧光定量PCR对备选内参基因进行分析；（3）实时荧光定量PCR数据进行Ct值分析，筛选出稳定内参基因。所述应用是以UBC为内参基因，用实时荧光定量PCR检测目的基因在冷胁迫下的相对表达量。所述内参基因稳定性好；所述方法简单、快捷、成本低。

摘要： 本发明公开了棉花基因GhDTX27在提高植物耐盐、干旱和冷胁迫能力上的应用，所述棉花基因GhDTX27的基因ID是Gh_D06G0281。本发明通过转基因技术获得的转GhDTX27基因的拟南芥纯合系对盐、干旱和冷胁迫的耐受性显著提高，通过盐、干旱和冷处理后表型变化、叶绿素含量测定、叶片相对含水量测定、离子电导率测定、离体叶片失水测定、发芽率统计、根长伸长量的比较、幼苗鲜重变化、逆境胁迫响应基因的表达分析、抗氧化酶活性和氧化剂含量测定多种验证。以上结果说明，GhDTX27在植物耐盐、干旱和冷胁迫中扮演重要角色。

摘要： 本发明公开了棉花基因GhGTG1在提高植物耐冷胁迫能力上的应用，所述棉花基因GhGTG1的基因ID是Gh_A02G1206。本发明通过转基因技术获得的转GhGTG1基因的拟南芥纯合系对冷胁迫的耐受性显著提高通以及VIGS技术获得GhGTG1基因沉默棉花植株对冷胁迫的耐受性显著降低，通过冷处理后表型变化、发芽率统计、根长伸长量的比较、逆境胁迫响应基因的表达分析、离子电导率测定、离体叶片失水率测定、叶片相对含水量测定、抗氧化酶活性和氧化剂含量测定等双向验证。以上结果说明，GhGTG1在植物冷胁迫响应过程中扮演重要角色。

摘要： 本发明提供了一种NtNAC083基因在负调控烟草冷胁迫应答中的应用，属于基因调控技术领域。本发明发现NtNAC083基因可作为一个负调控因子参与植株对低温冷胁迫的响应，通过过表达株系地上部分冷表型发现，其有效降低了烟草植株对低温的耐受性；通过生理和分子实验数据进一步揭示NtNAC083基因可能通过调节冷胁迫关键基因CBF1或NCED3的表达来调节植物对低温的响应。该发现的获得对于研究烟草低温胁迫应答分子机理研究，通过基因工程方法培育耐低温抗早花新品种拓展了有效解决途径。

摘要： 本发明涉及OsPIN9基因在调控水稻抗冷胁迫中的应用，属于植物基因工程技术领域，本发明采用CRISPR/Cas9基因编辑敲除系统，对OsPIN9基因进行定点编辑，研究发现，OsPIN9敲除后获得的阳性纯合植株，表现出抗低温的特性，为培育强抗冷性转基因水稻品种、提高水稻抗冷性方面提供了依据和可能。

摘要： 蛹虫草菌丝体冷胁迫下内参基因、引物、筛选方法及应用，所述内参基因为UBC，核苷酸序列为SEQ ID NO:1。UBC的正向、反向引物的核苷酸序列依次为SEQ ID NO:13‑14。所述筛选方法为：（1）选择12个内参基因为备选内参基因，设计引物；（2）将蛹虫草冷胁迫处理，提取菌丝体总RNA，测RNA浓度，将RNA反转录合成cDNA，以cDNA为模板，用实时荧光定量PCR对备选内参基因进行分析；（3）实时荧光定量PCR数据进行Ct值分析，筛选出稳定内参基因。所述应用是以UBC为内参基因，用实时荧光定量PCR检测目的基因在冷胁迫下的相对表达量。所述内参基因稳定性好；所述方法简单、快捷、成本低。

摘要： 本发明公开了棉花基因GhDTX27在提高植物耐盐、干旱和冷胁迫能力上的应用，所述棉花基因GhDTX27的基因ID是Gh_D06G0281。本发明通过转基因技术获得的转GhDTX27基因的拟南芥纯合系对盐、干旱和冷胁迫的耐受性显著提高，通过盐、干旱和冷处理后表型变化、叶绿素含量测定、叶片相对含水量测定、离子电导率测定、离体叶片失水测定、发芽率统计、根长伸长量的比较、幼苗鲜重变化、逆境胁迫响应基因的表达分析、抗氧化酶活性和氧化剂含量测定多种验证。以上结果说明，GhDTX27在植物耐盐、干旱和冷胁迫中扮演重要角色。