科研产出
西番莲HSF基因家族的全基因组鉴定及成花期对高温胁迫的响应
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）是重要的调节因子，在植物响应高温胁迫中发挥重要作用。高温胁迫对西番莲成花造成了严重的负面影响，因此研究HSF调控西番莲耐热性的意义重大。本研究利用生物信息学技术在西番莲基因组上鉴定了26个热激转录因子基因，分别命名为PeHSF1～PeHSF26。西番莲HSF基因编码蛋白长度为100～1589个氨基酸，分子量为11 544.9～177 157.8 g/mol，理论等电点为4.25～10.80。西番莲26个HSF基因分布在第1、4、5、6、7、8和9染色体上，分为10个亚群。西番莲全基因组复制事件分析结果表明，ZX01G0033270、ZX01G0052790和ZX01G0052980等5个HSF基因位于重复片段内。西番莲HSF基因有1～12个内含子和2～13个外显子，都包含HSF-DNA结合结构域。利用RNA-seq分析黄果原生种与金陵紫果HSF基因对高温环境的响应，发现ZX01G0002530、ZX01G0052790和ZX01G0121040等基因在花蕾中表达量差异显著，并通过RT-qPCR验证候选HSF基因表达水平。综合分析，推测西番莲响应高温胁迫的最理想的候选HSF基因为ZX01G0121040。这些结果有助于了解HSF在西番莲成花期响应高温胁迫过程中的功能，为西番莲耐高温的遗传改良提供重要基因资源和理论依据。
关键词： 西番莲 高温胁迫 热激转录因子 同源基因 成花 转录组测序 候选基因
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澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11响应干旱和高温胁迫的功能分析
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：CCCH型锌指蛋白在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要的调控作用。本研究以澳洲坚果JW和桂热1号品种为试验材料，采用RT-PCR技术获得澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11，分析其编码蛋白的结构特征和亚细胞定位，并利用实时荧光定量PCR技术分析其在不同组织中以及干旱、高温胁迫下的表达水平。RT-PCR克隆结果表明，克隆获得的澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11(GenBank注册号为MT332641)，与CCCH型锌指蛋白基因较高同源。生物信息学分析表明，澳洲坚果MiZFP11蛋白相对保守的C端含有LCCL结构域，属于C3H13亚类锌指蛋白。蛋白基本性质分析表明，MiZFP11蛋白是不稳定的亲水蛋白和非分泌非跨膜蛋白，且以丝氨酸磷酸化修饰为主。蛋白高级结构分析表明，MiZFP11蛋白的二级和三级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。烟草叶片的瞬时表达和共聚焦显微分析显示，MiZFP11蛋白定位于细胞核，与亚细胞定位预测结果一致。实时荧光定量PCR分析表明，澳洲坚果JW和桂热1号品种的MiZFP11基因在叶片中的表达量最高，在根、小花和小果中也有较高的表达量，在茎中的表达量则最低。干旱胁迫1～36 h，叶片中的MiZFP11基因在JW品种中表现出“升-降-升-降”的表达模式，在桂热1号品种中表现出“升-降”的表达模式，2个品种整体上均受诱导上调表达。高温胁迫1～36 h，叶片中的MiZFP11基因在JW和桂热1号品种中均表现出“升-降”的上调表达模式，且JW品种的表达量明显高于桂热1号品种。因此，MiZFP11基因在不同组织中均有显著差异表达，且受干旱和高温胁迫诱导后显著上调表达，推测MiZFP11基因在澳洲坚果组织生长发育，尤其在响应干旱和高温胁迫中起重要作用。
关键词： 澳洲坚果 CCCH型锌指蛋白 干旱胁迫 高温胁迫 功能分析
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高温胁迫香葱内参基因筛选与稳定表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：香葱（Allium fistulosum L. var. Caespitosum Makino）响应高温胁迫过程中，差异表达基因的鉴定及表达验证对深入了解香葱的高温应答分子响应机理具有重要意义。为筛选高温胁迫下香葱稳定表达的内参基因，本研究以香葱耐热品种‘AF60’和不耐热品种‘AF35’的叶片为材料，分别进行高温胁迫不同时间处理，选取13个候选内参基因（Ac18S, Af18S, Af28S, AcActin, AcActin, AfTUA, AfTUB, AsSAND, AfMYH, AfGAPDH,AfUBQ, AfEF1α, AfCYC），利用实时荧光定量RT-qPCR技术检测香葱高温胁迫处理候选内参基因的表达，采用GeNorm、NormFinder、BestKeeper软件评价其稳定性，并进行综合分析。结果表明：13个内参基因在不同高温处理下的表达稳定性存在差异，综合分析香葱内参AcActin表达最稳定，其次为AfEF1α、Af28S；而AcActin表达最不稳定；同时，结果显示利用香葱转录组开发的内参基因普遍稳定性高于葱属其他作物开发的内参。该结果为香葱基因的表达分析提供了可供选择的内参基因。
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基于隶属函数和聚类分析法的广西韭菜地方种质资源耐热性评价
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]建立韭菜种质资源耐热性评价方法,为选育耐热韭菜品种及丰富广西耐热韭菜品种资源提供参考依据.[方法]以农业农村部第三次种质资源普查与收集行动(2015-2020)期间收集的广西大叶韭、宽叶韭和细叶韭3 类韭菜地方种质资源(分别标记为A、B、C、D、E、F、G、H和I)为试验材料,测定其38℃高温胁迫(实验室组)处理7d后的生长指标(叶片最大生长长度和地上部新增生物量)和生理指标[叶绿素、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量],结合田间自然高温胁迫(田间组)实际耐热表现,利用多元统计分析法(主成分分析、隶属函数法和聚类分析法)综合评价不同类型韭菜种质资源的耐热性.[结果]在38℃高温胁迫下,广西大叶韭、宽叶韭和细叶韭3 类9 份韭菜种质的叶片最大生长长度和地上部新增生物量均较其适温对照(CK)极显著下降(P<0.01),其中,降幅最大的是大叶韭类型,降幅最小的是细叶韭类型;叶绿素含量均有不同程度下降,其中,降幅最大的是大叶韭类型,降幅最小的是细叶韭类型;MDA含量均有不同程度上升,其中,升幅最大的是大叶韭类型,升幅最小的是细叶韭类型;Pro含量均有不同程度上升,其中,升幅最大的是细叶韭类型,升幅最小的是大叶韭类型.综合评价结果表明,广西3 类韭菜地方种质资源的耐热性排序为细叶韭>宽叶韭>大叶韭,9 份韭菜种质中耐热性较强的是种质 G(No.2016451159)和种质 I(No.2016453604),耐热性最弱的是种质C(No.SC20191200).[结论]以叶片最大生长长度、地上部新增生物量及叶绿素、Pro和MDA含量作为韭菜种质资源耐热性评价指标,采用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法可将广西3 类韭菜种质资源的耐热性排序为细叶韭>宽叶韭>大叶韭,并确定种质G和I为耐热性较强种质,种质C为耐热性最弱种质.
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十个铁线莲品种植株形态和生理特性对高温胁迫的响应
《热带农业科学 》 2022
摘要：铁线莲是一种优质的藤本花卉,但大多品种不耐高温.以10个铁线莲(Clematis)品种为试验材料,分析不同品种植株形态和生理特性对高温胁迫的响应,为华南地区铁线莲的园林应用以及耐热机理的研究提供参考.检测高温胁迫下39/28℃(昼/夜)铁线莲的热害指数和抗氧化酶(POD、SOD、CAT)、丙二醛(MDA)以及游离脯氨酸(Pro)的含量,采用相关性分析、隶属函数和聚类分析法评价耐热性.结果表明:(1)不同品种受热害程度不一样,其中紫色旋律热害现象严重,热害指数为100%,而啤酒无热害表现;(2)高温胁迫后(39/28℃),10个铁线莲品种的5个生理指标均高于对照组(25/18℃),且不同品种间差异显著,丙二醛(MDA)含量增幅较小,且抗氧化酶活性和Pro含量增幅较大的品种,其耐热能力显著强于其他品种;(3)热害指数与抗氧化酶活性和Pro含量呈显著负相关(p<0.05),与MDA含量呈极显著正相关(p<0.01);(4)隶属函数结和聚类分析显示,10个铁线莲品种的耐高温能力可分为3类,啤酒、蓝光和乌托邦耐高温品种;前卫、朱莉、青磁和紫玲铛为中度耐高温;红马丁铃铛、伯德和紫色旋律为不耐高温品种.综上所述,热害指数与CAT、MDA以及Pro相关性较强,隶属函数值和聚类分析结果与耐热结果基本一致,因此,可用于铁线莲耐热性综合评价.筛选出的耐热品种啤酒、蓝光和乌托邦,可用于新品种培育及在华南地区推广应用.
关键词： 铁线莲 高温胁迫 相关分析 隶属函数法 聚类分析 综合评价
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瓜实蝇热激蛋白Hsp90基因克隆及表达分析
《应用昆虫学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】热激蛋白基因Hsps在生物体抗逆性过程中具有重要的作用,本文旨在通过阐释瓜实蝇Bactrocera cucurbitae (Coquillett)热激蛋白基因Hsp90在其对环境温度适应性及抗药性过程中的功能作用,为瓜实蝇综合治理提供理论基础。【方法】采用RACE-PCR技术克隆瓜实蝇的Hsp90基因cDNA序列,利用生物信息学工具分析序列特征,并通过实时定量PCR技术分析高温胁迫、阿维菌素诱导和抗性及敏感品系中该基因的表达情况。【结果】克隆获得的瓜实蝇Hsp90基因cDNA全长2 654 bp,命名为Bc-Hsp90,GenBank登录号为KP864677,含2 145 bp的开放阅读框,编码715个氨基酸蛋白,具有HSP90蛋白家族共有模式和1个基序标签,C-末端具有MEEVD基序,属于胞质型热激蛋白。系统发育分析显示,Bc-Hsp90基因高度保守。不同高温(32-40℃)胁迫处理1 h和2 h后,瓜实蝇成虫体内Bc-Hsp90的相对表达量均显著高于对照组(26℃),并在38℃和40℃表达量最高;阿维菌素长期筛选的RS品系,Bc-Hsp90表达量是对照SS品系的2.13倍,但RS品系以LC90剂量诱导后,Bc-Hsp_(90)表达量显著下调,随着恢复时间延长其表达量逐渐升高,96 h后恢复到对照水平。【结论】推测Bc-Hsp90在瓜实蝇耐热性和抗阿维菌素过程中可能起着重要作用。
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高温胁迫对不同西瓜幼苗生长和生理特性的影响及综合评价
《中国瓜菜 》 2015
摘要：以15份不同性状西瓜为试验材料,研究高温胁迫对西瓜幼苗3项生长指标和6项生理指标的影响,并采用隶属函数方法和系统聚类分析对各西瓜幼苗耐热性进行综合评价,初步筛选出耐热试材,为西瓜耐热育种提供条件。结果表明:高温胁迫后各西瓜幼苗的生长受到抑制,与对照相比株高、茎粗度、叶面积、总叶绿素含量和SOD活性均出现不同程度下降,相对电导率、丙二醛含量和POD活性均呈现不同程度上升,脯氨酸含量变化趋势不一致,表现为耐热材料含量增加,不耐热材料含量下降。通过综合评价得到4类不同耐热性试材,其中耐热性差试材1个,耐热性一般试材8个,耐热性较好试材2个,耐热性好试材4个。
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高温胁迫下不同皮色西瓜耐热性评价研究
《南方农业学报 》 2014 CSCD
摘要：【目的】研究高温胁迫条件下不同皮色西瓜耐热性,为耐热西瓜品种育种提供理论依据。【方法】采用大田试验,设闷棚和普通大棚(对照)两种处理,测定不同皮色西瓜相关生理和品质指标,采用隶属函数方法对其耐热性进行综合评价。【结果】与对照处理相比,闷棚处理不同西瓜品种的叶绿素总含量、MDA、脯氨酸含量均出现不同程度下降;POD活性均出现不同程度上升,SOD活性均出现不同程度下降,而CAT活性既有上升、又有下降;果实单瓜重、硬度、可溶性固形物含量、Vc和可溶性蛋白含量均出现不同程度下降。不同西瓜品种隶属函数平均值由大到小依次为R2、R3、R1、R11和R6。【结论】明花皮色的西瓜耐热性最好,暗花和墨绿色皮色的西瓜耐热性次之,黄皮和绿皮西瓜耐热性较差。
关键词： 高温胁迫 不同皮色西瓜 耐热性 生理生化指标 品质指标
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高温胁迫下辣椒生理生化响应机理初步探讨
《西南农业学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：为阐明辣椒耐热的生理生化机制,以耐热自交系A11和热敏自交系B22为材料,研究了高温(42℃)胁迫下辣椒相对电导率、丙二醛、游离脯氨酸、总叶绿素含量和保护酶活性的变化。结果表明:高温胁迫后,随着时间的延长,不同耐热性材料的相对电导率、丙二醛含量增加,热敏材料增幅高于耐热材料,而热敏材料的游离脯氨酸含量的上升幅度低于耐热材料;总叶绿素含量呈下降趋势,热敏材料总叶绿素含量的下降幅度大于耐热材料;SOD和POD活性均表现为先下降后上升趋势,其中热敏材料下降幅度高于耐热材料,上升幅度则相反。
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水稻花期高温胁迫影响颖花育性生理机理研究进展
《南方农业学报 》 2012 CSCD
摘要：全球气候变暖产生的局部短期极端高温,会对水稻形成高温胁迫,影响水稻的各种生理代谢过程,其出现频率有增加趋势。高温胁迫对水稻的影响主要是在开花期,极易导致严重的颖花不育。水稻耐高温胁迫能力存在基因型间的差异。在当天温度较低的时段开花,花粉活性高,花药长,花药基部开裂长度较长、开裂孔较大,是水稻耐高温胁迫的重要表型指标。热激蛋白的表达,提高花药的抗氧化能力,以及维持结构蛋白、酶和细胞膜的稳定性是增强柱头及柱头上花粉粒耐高温胁迫的重要生理机制。目前,国内外学者对高温胁迫影响水稻颖花受精结实的特征、水稻耐高温胁迫的形态与生理机理方面进行了大量研究,但未深入研究缓解水稻高温胁迫伤害的方法与策略,今后应结合水稻耐高温胁迫的形态与生理机理,加强有效缓解高温胁迫方法的探索与研究。
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