科研产出
LEA蛋白在逆境胁迫下的研究进展
《作物杂志 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：植物在生长发育过程中不可避免地面临逆境胁迫，在应对胁迫的过程中，进化出一类响应逆境胁迫的功能性蛋白，如胚胎晚期发育丰富蛋白（late embryogenesis abundant,LEA）。LEA蛋白是一种高度亲水的富含甘氨酸的蛋白，广泛存在于植物中，其内在的无序性和高亲水性促进了LEA蛋白保护功能机制的多样性。LEA蛋白在响应逆境胁迫、激素信号和参与免疫应答等方面发挥重要作用。本文主要综述了LEA蛋白的结构分类、功能分析及逆境胁迫下LEA蛋白的功能研究，为深入了解LEA蛋白的抗逆机制以及通过基因工程提高生物的耐逆性提供参考。
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伴生不同作物对主栽番茄植株根系内生微生物群落结构的影响
《华中农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为为解决番茄连作障碍、构建番茄可持续发展的生态栽培技术体系,设置番茄伴生生菜(A)、苋菜(B)、菜心(C)、葱(D)、薄荷(E)以及番茄单作(F)处理,在相同环境条件下进行同样栽培管理,利用Illumina MiSeq高通量测序平台,分析不同作物伴生及番茄单作处理下根系内生微生物多样性与群落组成.结果显示:伴生及单作番茄植株根系共有的排名前5的优势细菌属为链霉菌属(Streptomyces)、Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia、德沃斯氏菌属(Devosia)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、马赛菌属(Massilia);番茄伴生生菜(A)特有的优势内生细菌属为新草小螺菌属(Noviherbaspirillum),番茄伴生苋菜(B)特有的优势内生细菌属为游动放线菌属(Actinoplanes);番茄伴生葱(D)特有的优势内生细菌属为爬管菌属(Herpetosiphon),番茄伴生薄荷(E)特有的优势内生细菌属为微杆菌属(Microbacterium),番茄单作(F)特有的优势内生细菌属包括芽孢杆菌属(Bacillus)、栖大理石菌属(Marmoricola)和糖霉菌属(Glycomyces);伴生及单作处理番茄共有的优势真菌属为油壶菌属(Olpidium)、unclassified_o_Sordariales、unclassified_p_Ascomycota,番茄伴生生菜(A)特有的优势内生真菌属为Immersiella,番茄伴生苋菜(B)特有的优势内生真菌包括念珠菌属(Candida)、unclassified_c_Agaricomycetes和Phialemonium,番茄伴生菜心(C)特有的优势内生真菌包括Rhizophagus、Plectosphaer?ella、Geminibasidium,番茄伴生葱(D)特有的优势内生真菌包括unclassified_p_Chytridiomycota、unclassified_f_Ceratobasidiaceae、Ceratorhiza、unclassified_o_Boletales、unclassified_p_Basidiomycota,番茄单作(F)特有的优势内生真菌属为赤霉属(Gibberella).结果表明,与番茄单作相比,番茄伴生不同作物使主栽番茄根系优势内生细菌和内生真菌属组成发生了变化,伴生条件下主栽番茄根系均富集了特异的优势内生细菌和真菌门、属.伴生富集的特异优势内生细菌或真菌门、属组成具有提升主栽番茄植株抵御环境生物或非生物胁迫的潜力.
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热区葡萄育种研究进展
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：葡萄是温带果树，葡萄生产及新品种培育主要分布在气候干燥凉爽的温带地区。随着避雨、破眠、一年两收等葡萄栽培新技术的推广，热区葡萄由于早熟、错季经济效益明显，近年发展迅猛，该区已成为我国特色优势栽培区。葡萄新品种对葡萄产业的快速发展起着重要推动作用。文章结合国内外研究进展提出热区葡萄育种的必要性，概述当前热区葡萄产业现状、主栽葡萄品种及存在问题：由于我国热区葡萄育种工作起步较晚，目前热区主栽葡萄品种仍为温带地区育成，均不耐湿热，存在着色障碍、品质下降、抗性差、易感多种病虫害、需冷量较高、发芽不整齐和易发生日灼等“水土不服”问题。文章分析了热区育种的优势：热区积温高，实生苗生长量大，结果早，育种效率高；热区分布的野生耐热葡萄资源丰富，是培育耐热抗性强新品种的宝贵材料；热区逆境条件可为耐热抗病葡萄新品种的选育提供天然的筛选环境。总结湿热地区葡萄育种研究进展，包括葡萄栽培技术基础、育种机构和专业技术人才队伍情况。阐述广西葡萄种质资源引进与评价的基础，介绍巴西热区葡萄遗传育种研究计划的代表性新品种及广西热区葡萄选育品种的登记及保护情况，并提出我国热区葡萄育种下一步工作计划。在高热高湿、降雨多、日照时数少、冬季低温时数少的热区逆境气候环境下选育早熟优质、抗性强、易栽培和耐储运葡萄新品种是热区葡萄产业健康高质量可持续发展的保障，对提升热区葡萄新质生产力具有重要意义。
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甘蔗HSP20基因克隆、原核表达及逆境胁迫响应
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：热激蛋白(HSP)以分子伴侣形式参与蛋白质组装、折叠、跨膜传导等生物过程,可以提高植物对多种逆境胁迫的耐受性。我们前期通过转录组测序技术(RNA-seq)研究发现甘蔗(Saccharum officinarum)HSP20基因在宿根矮化病菌(Leifsonia xyli subsp. xyli, Lxx)诱导下差异表达。为了探讨HSP20基因与甘蔗抗逆性的关系,本研究从甘蔗品种‘Badila’中克隆了HSP20基因,分析了甘蔗HSP20蛋白原核表达诱导条件以及HSP20基因在不同非生物胁迫[4°C (低温)、聚乙二醇(PEG;干旱)、NaCl (高盐)]及脱落酸(ABA)处理下的诱导表达情况。结果表明,甘蔗HSP20基因(GenBank登记号:MZ220548)全长735 bp,编码244个氨基酸,与高粱(Sorghum bicolor)亲缘关系最近;该基因编码蛋白分子质量为26.79 kDa,有较好的脂溶性,为不稳定亲水蛋白,且亚细胞定位预测HSP20蛋白位于叶绿体。HSP20蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)感受态Transetta (DE3)中诱导表达效果好于大肠杆菌感受态BL21 (DE3),使用0.05 mmol·L-1异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)在28°C下诱导4 h,即可获得较好的诱导表达效果。实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析表明,低温、干旱、高盐胁迫和脱落酸处理均能诱导甘蔗茎、叶中HSP20基因表达,茎、叶中HSP20基因通过不同表达模式响应这些非生物胁迫以及ABA处理,说明甘蔗HSP20基因在响应逆境胁迫中有重要作用。研究结果为甘蔗HSP20基因生物学功能研究以及甘蔗多重抗逆性研究提供参考。
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剑麻苯丙氨酸裂解酶基因的鉴定及表达分析
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：剑麻是热带地区重要的纤维作物,但其分子生物学研究基础薄弱,纤维发育机制尚未明确。苯丙氨酸裂解酶（phenylalanineammonia-lyase,PAL）是纤维重要组分木质素生物合成的起始酶,近年来转录组测序技术快速发展,使开展剑麻PAL基因相关研究更为便利。本文根据已报道转录组数据成功鉴定出2个含完整编码序列的剑麻PAL基因,其在剑麻叶片发育过程中的表达模式与前人报道的PAL在纤维发育过程中的活性变化规律一致,表明其与木质素生物合成密切相关。遗传进化分析结果显示,剑麻和番麻PAL基因进化关系更近,选择压力分析结果显示,剑麻和番麻PAL基因序列选择压力一致且高于太匮龙舌兰PAL基因,这一现象可能由剑麻和番麻纤维性状的趋同进化引起。此外,剑麻PAL基因在铜铅胁迫后差异表达不显著,其可能在重金属胁迫后受到转录后调控。值得一提的是,在烟草疫霉侵染后,剑麻PAL基因表达水平上调倍数较高,其可能同时参与苯丙烷类代谢途径中抗病相关次生代谢产物的合成和细胞壁介导的免疫机制。因此开展剑麻PAL基因功能解析可加深对剑麻纤维发育机制和抗病机制的理解,对培育高产、优质、多抗剑麻新品种具有重要意义。
关键词： 剑麻 苯丙氨酸裂解酶基因 遗传进化 选择压力 表达模式 逆境胁迫
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濒危半红树植物玉蕊对潮汐淹浸逆境的应答特性分析
《福建农业学报 》 2020 CSCD
摘要：[目的]分析濒危半红树植物玉蕊对潮汐淹浸逆境的应答特性,为玉蕊在城市内河、滨湖、湿地恢复等景观应用中的适宜淹水时长选择提供科学依据.[方法]以二年生玉蕊实生幼苗为材料,试验模拟半日潮,研究各幼苗在不同淹水时长的潮汐淹浸逆境中的植株形态、生理生化及矿质元素的应答特性.[结果](1)玉蕊幼苗经过250 d的潮汐淹浸逆境胁迫处理都能存活,其株高、叶片数、叶面积都显著低于对照植株,穿袋株数量、产生气生根及皮孔的数量均显著高于对照组.(2)玉蕊叶片叶绿素a、叶绿素总量(16 h·d-1除外)整体呈下降趋势;MDA含量整体呈上升趋势(14 h·d-1除外),并与脯氨酸、可溶性糖含量在淹水10 h·d-1时达到最大值,且均显著大于CK;(3)淹浸逆境胁迫促进叶片N、P、Fe元素的吸收,但抑制K、Cu元素的吸收.[结论]叶面积、叶片磷元素含量、叶绿素总含量、侧根表面积、CAT活性、POD活性、可溶性蛋白含量是玉蕊应答淹浸胁迫的主要指标;玉蕊对淹水时长≤20 h·d-1的半日潮淹浸逆境有很强的耐受性和适应性,可配植于城市内河易淹水的岸域、滨湖绿带及淡水湿地等景观环境中.
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镉胁迫对甘蔗体内镉及游离氨基酸含量的影响
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】揭示镉(Cd)胁迫下甘蔗体内Cd的吸收及游离氨基酸的变化情况,为进一步研究甘蔗对Cd胁迫的耐受机制提供依据。【方法】通过土壤盆栽试验,采用不同浓度的Cd(0、25、50和100 mg/kg)对糖料甘蔗进行胁迫处理至成熟期,再利用氨基酸分析仪和原子荧光光谱仪测定Cd在甘蔗体内的吸收以及甘蔗游离氨基酸的变化。【结果】随着土壤Cd浓度的升高,甘蔗受害程度加重,甘蔗茎和叶中的Cd含量随Cd处理浓度的升高而增加,呈显著正相关;精氨酸(Arg)和亮氨酸(Leu)等氨基酸含量随Cd处理浓度的升高而增加,苏氨酸(Thr)和丝氨酸(Ser)等氨基酸含量在Cd处理浓度为25 mg/kg时降低,此后随Cd处理浓度的升高而增加。【结论】Cd胁迫使得甘蔗地上部的Cd含量显著增加,茎叶受到毒害,检测到的17种游离氨基酸含量均随之发生变化。
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甘蔗Cu/Zn-SOD的克隆和表达分析
《中国农业科学 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆甘蔗铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因,并分析其序列特征、组织特异性表达及在不同逆境胁迫下的表达模式。【方法】以甘蔗桂糖28号为材料,利用RT-PCR技术克隆获得Cu/Zn-SOD,采用生物信息学方法分析所推测的氨基酸序列,通过实时荧光定量PCR研究Cu/Zn-SOD在不同组织及逆境条件下的表达情况。【结果】克隆获得甘蔗Cu/Zn-SOD,NCBI登录号为JQ958328,其开放阅读框为456 bp,编码151个氨基酸,与禾本科植物聚于同一进化分支。实时荧光定量PCR分析表明Cu/Zn-SOD在根、茎、叶中均有表达,为组成型表达,在叶中表达量最高;Cu/Zn-SOD在聚乙二醇(PEG)、NaCl、低温(4℃)和H2O2四种非生物胁迫下均诱导表达,表达模式因调控机制的不同而异。【结论】克隆获得Cu/Zn-SOD,其主要在甘蔗绿色组织中表达,其在铜/锌SOD超氧化物歧化酶的功能区域保守型很高,可能与甘蔗抵御渗透胁迫相关。
关键词： 甘蔗 铜/锌超氧化物歧化酶 逆境 表达分析 实时荧光定量PCR
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DREB/CBF类转录因子研究进展及其在草坪草和牧草抗逆基因工程中的应用
《草业学报 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：草坪草和牧草是可持续农业的重要组成部分,但它们的生存力、生物量及产量的增长往往受限于各种逆境胁迫因素。作为受多基因控制的数量性状,抗逆性分子基础的研究显得尤为重要。转录因子调控着与逆境相关的多个下游靶基因的表达。其中,DREB/CBF类转录因子能与脱水应答顺式作用元件结合,由DREB1/CBF和DREB2两个亚家族成员组成。前者受低温诱导,后者受干旱诱导。近年来草坪草和牧草的遗传转化技术突飞猛进,通过转化DREB/CBF类转录因子来改良草种的抗逆性是今后草业育种工作的一个重要发展方向。本研究综述了该类转录因子的结构特征及其在植物逆境信号转导中的作用,并对它们在草坪草和牧草抗逆基因工程中的应用作了相关介绍。
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