生物胁迫

摘要： PR10是一种病程相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR),在植物生长发育、应激生物和非生物胁迫时发挥重要作用。本研究利用RT-PCR技术从甘蔗赤条病抗病品种新台糖22号和感病品种闽糖11-610叶片克隆获得ScPR10基因,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、转录组和蛋白质组分析,研究在接种燕麦食酸菌燕麦亚种(Acidovorax avenae subsp.avenae,Aaa)之后这2个品种ScPR10基因的转录和蛋白表达模式。序列分析显示,本研究克隆获得2个ScPR10基因,编码187个氨基酸,比其他植物PR10蛋白多了27个氨基酸,含有保守结构域P-loop和Bet v 1;与已报道的甘蔗、高粱和斑茅的PR10亲缘关系较近。在Aaa胁迫下,RT-qPCR分析表明抗病、感病品种ScPR10基因的表达量均显著上调,尤其在接种24 h时,表达量最高,分别为对照的27.2倍和39.7倍;转录组数据分析结果显示,该基因表达水平在抗病、感病品种上均显著提高,尤其在接种72 h时,表达量最高,log2 FC值为5.3~5.4。蛋白互作预测发现,ScPR10与植物PDR型ABCG转运蛋白(Cluster-13677.282407)、蛋白激酶(Cluster-13677.166559)之间存在互作关系。蛋白质组数据分析显示,在Aaa接种24 h时,抗病、感病品种ScPR10均为上调表达,log2FC值为1.65~1.69;与ScPR10互作的PDR型ABCG转运蛋白成员的表达量在抗病、感病品种上有不同程度提高;蛋白激酶表达量在感病品种上有显著提高,但是,在抗病品种上表达量没有显著变化。本研究结果表明,ScPR10可能与PDR型ABCG转运蛋白正向协同参与甘蔗寄主应答Aaa病菌侵染的防御响应。

摘要： 逆境胁迫在植物生长发育中起重要作用,对植物生长质量产生直接影响。现阶段揭示植物的应答胁迫分子的机理已经成为人们探索研究的重要课题。而植物蛋白质组学研究能揭示不同胁迫状况下,植物蛋白质的具体表达情况,有助于帮助人们深入了解环境胁迫下的植物基因表达调控机制及植物响应胁迫机理,介绍了蛋白质组学研究技术,概述了植物逆境胁迫适应机制在研究中的具体应用,展望了低蛋白质组学在植物逆境生物学领域的发展状况。

摘要： 为探究白细胞介素-22(interleukin-22,IL-22)基因编码序列(codingsequence,CDS)的分子特征以及在不同病原微生物胁迫下IL-22的响应情况,以斑点叉尾鮰为(Ictaluruspunctatus)研究对象,采用PCR扩增技术对该序列进行克隆,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析各组织分布以及不同诱导模式下IL-22 mRNA表达量的变化情况。结果显示:该序列CDS长度为534 bp,编码177个氨基酸;氨基酸序列多重比对分析发现IL-22在鱼类进化中与脊椎动物保守性较高。qRT-PCR结果显示,IL-22广泛分布在斑点叉尾鮰的10个组织中,表达量在后肠中最高,心脏中最低。Poly(I:C)、LPS、PHA、PMA刺激斑点叉尾鮰肾细胞24~48 h后,Poly(I:C)和LPS刺激下IL-22呈上调反应,PHA、PMA刺激下IL-22呈下调反应;细菌、病毒注射实验以及溴氰菊酯浸泡鱼体的攻毒实验结果显示,鳃、皮肤、后肠、脾脏、中肾和头肾组织中IL-22表达量整体上调。上述结果表明,不同刺激下不同组织中IL-22表达模式具差异性,该基因可能参与黏膜和多种免疫反应且发挥关键作用。

摘要： 【目的】多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)是一类次级转运蛋白,可以转运离子、激素、多种抗生素与药物等次生代谢产物。通过全基因组分析的方法,已在很多植物中对MATE家族基因进行了系统鉴定,但是在黄瓜中MATE基因的大规模分析还未报道。【方法】基于黄瓜基因组数据,利用生物信息学方法,通过HMMER、PFAM和SMART软件对黄瓜MATE家族基因进行鉴定。采用MEGA、GSDS、PlantCARE、ProtParam和MEME等软件分析黄瓜MATE家族基因的进化关系、基因结构和启动子中含有的顺式作用元件、以及编码蛋白的理化性质和保守基序等。基于已发表的各种转录组数据,分析了MATE家族基因在不同组织中的表达模式,以及响应根结线虫和白粉病菌侵染的表达情况。【结果】在黄瓜全基因组中鉴定得到47个黄瓜MATE基因(CsMATE1-CsMATE47),其不均等地分布在7条染色体上。进化发育分析可将黄瓜MATE成员划分为4组(Group A~Group D)。由蛋白保守基序和基因结构分析可知,同一个组的很多成员有相似的保守基序分布和基因结构。启动子分析结果表明MATE的启动子区域含有很多与发育、激素和胁迫相关的顺式作用元件。基于转录组的表达分析发现很多CsMATE基因有明显的组织表达差异。此外,一些基因的表达量在根结线虫和白粉病菌侵染下发生了明显的变化。【结论】研究结果不仅为黄瓜MATE家族基因功能的研究提供数据参考,也为后续MATE基因在黄瓜分子育种中的应用奠定基础。

摘要： 凝集素类受体激酶(Lectin receptor-like kinases,LecRLKs)是类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)的一个亚族。根据结构域的不同,凝集素类受体激酶可分为L、G和C等3种类型。在植物中,凝集素类受体激酶被报道参与生物/非生物胁迫响应和植物发育调控。近年来,越来越多的研究发现,凝集素类受体激酶参与由细菌、真菌以及食草性昆虫等所引起的植物抗病反应。本文概述了植物凝集素类受体激酶的分类及结构特点,并系统阐述了该类激酶在植物抗病方面的作用,旨在增进对植物凝集素类受体激酶参与抗病功能的了解,并为作物抗病育种提供理论依据。

摘要： 木薯是热带和亚热带地区重要的经济作物和粮食作物,它不仅是近10亿人消费的第三大碳水化合物来源,也是工业淀粉和生物乙醇的主要资源之一。糖基化是一种广泛存在的修饰方式,它通过糖基转移酶(glycosyltransferase,GTs)来催化修饰反应。GTs以糖苷键的形式在底物分子上添加糖基来形成更加稳定的天然糖苷或糖酯,糖基主要包括葡萄糖、鼠李糖、木糖、半乳糖等。UDP依赖型糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因家族属于糖基化转移酶中的一类。UGTs基因在植物的生长发育过程中发挥着重要的作用,其中最普遍的功能是转移反应,如植物中次生代谢产物(植物激素)的激活和影响相关物质的溶解度从而响应生物和非生物胁迫。为分析UGTs基因在木薯中的功能,本研究采用RT-PCR技术从木薯叶片(SC124)中克隆得到MeUGT14基因。MeUGT14基因的表达显著受到病菌(Xanthomonas axonopodis pv.manihotis,Xam)的诱导。因此,构建MeUGT14基因的病毒诱导的基因沉默(virus induced genesilencing,VIGS)载体,沉默片段为285bp。通过对木薯叶片进行基因沉默,qRT-PCR检测结果显示木薯叶片中MeUGT14基因的表达量显著下降。不同干扰植株中MeUGT14基因的表达量被不同程度地降低,分别降低了69%,45%和68%。随后对干扰植株和对照植株进行Xam侵染实验,接种Xam 6 d后,MeUGT14基因表达量的降低导致叶片上细菌数量显著增加,叶片表型也显示MeUGT14基因表达量的降低会导致叶片上菌斑更明显。研究结果表明干扰MeUGT14基因表达使得植株对Xam病菌侵染的抵抗能力显著降低。根据MeUGT14基因和UGT76B1/UGT74F1基因有较近的进化关系及UGT76B1/UGT74F1的功能研究,推测MeUGT14基因可能通过影响水杨酸和茉莉酸的合成来响应Xam病菌侵染。研究结果表明MeUGT14基因在木薯抵抗病菌侵染中发挥了作用,为进一步研究MeUGT14基因在木薯抗生物胁迫中的机制提供了线索。

摘要： 为筛选林木抗性基因,培育高抗转基因林木,以山新杨为试材,采用RT-PCR技术克隆获得1359 bp的PdPapHSF-A4b(Potri.014G141400.1)基因cDNA,生物信息学分析表明该基因编码452个氨基酸,该蛋白属于亲水性酸性蛋白。蛋白结构分析发现PdPapHSF-A4b与5个杨树品种的8条HSF序列具有高度一致性。qRT-PCR分析显示,PdPapHSF-A4b在老叶中表达量最高。并发现200 mmol/L NaCl、Na_(2)CO_(3)溶液(pH=10)和聚乙二醇6000胁迫48 h其在根中除NaCl溶液胁迫均上调表达,NaCl、聚乙二醇6000使其在茎尖表达显著上调,只有聚乙二醇6000使其在叶中的表达显著上调;5种植物致病病原真菌胁迫48 h均使其在根内表达显著上调,立枯丝核菌使其在叶中表达显著上调,只有金黄壳囊孢菌使其在茎尖的表达显著下调。受激素诱导48 h,ABA(100μmol/L)诱导在茎尖和根中的表达量均显著上调;受JA(100μmol/L)和SA(100μmol/L)诱导根部表达量均显著上调,叶部的表达量均显著下调,而茎尖部分不显著。结果表明,PdPapHSF-A4b参与了植物抵抗逆境胁迫和激素诱导的信号途径。

摘要： 糖基转移酶广泛存在于植物中,其中UDP依赖型糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因家族是糖基转移酶中的一大类。该研究以华南124木薯品种(Manihot esculenta cv.SC124)为材料,利用RT-PCR技术克隆木薯MeUGT41基因,以病毒诱导干扰木薯MeUGT41基因的表达量,并对基因干扰植株进行细菌性枯萎病抗性评价,为研究MeUGT41基因在木薯抵抗细菌性枯萎病的抗病机理奠定基础。结果表明:(1)地毯草黄单胞菌(Xamthomonas axonopodis pv.Manihotis,Xam)可显著诱导木薯MeUGT41基因表达。(2)成功构建MeUGT41的病毒诱导基因沉默(VIGS)载体,将干扰载体转化至木薯叶片进行MeUGT41基因沉默,荧光定量PCR检测结果显示,木薯叶片中MeUGT41基因的表达量显著下降。(3)Xam侵染实验表明,干扰抑制MeUGT41基因表达可显著降低木薯植株叶片对Xam病菌侵染的抵抗能力。研究认为,木薯叶片中MeUGT41基因具有抵抗Xam病菌侵染的能力。

摘要： 由萜烯合酶(TPS)合成的萜类化合物在植物生物和非生物胁迫中起重要作用。作为现代甘蔗栽培种的重要亲本材料,割手密(Saccharum spontaneum)含有大量的抗逆基因。为调查割手密TPS基因家族的特征和功能,通过使用HMMER搜索在割手密基因组中鉴定出39个TPS基因,该基因含有2个保守域(PF01397和PF03936)的蛋白质,系统进化树分析显示Ss TPS蛋白可以分为TPS-a、b、e/f和g四个分支。Ss TPS基因家族主要通过片段复制进行扩展,共有12个Ss TPS基因参与了片段复制事件。定量实时PCR显示,在草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)胁迫和甘蔗白条黄单胞菌(Xanthomonas albilineans)感染的割手密植株中,Ss TPS基因的表达模式不同,其中7个Ss TPS基因的表达受到强烈的调节。值得注意的是,Ss TPS15在草地贪夜蛾的胁迫中显著上调,但被甘蔗白条黄单胞菌感染时表达下调,而Ss TPS26、Ss TPS37和Ss TPS39显示相反的结果。研究结果对于进一步了解萜烯合酶的生物学作用和基于割手密的甘蔗抗逆育种具有重要意义。

摘要： 糖的运输和分配在调节植物的生长发育和应对生物和非生物胁迫中起着关键作用。在植物-病原菌相互作用过程中,存在着对糖的竞争,这种竞争由膜运输体控制且对植物和病原互作的结果具有决定性作用。SWEET糖转运蛋白是细胞外病原菌的靶向目标,病原菌通过修改其表达水平以获得生长所需的糖分营养。本文阐述了植物中SWEET家族的分布和结构,归纳总结了SWEET在细菌、真菌和卵菌入侵寄主植物过程中所扮演的角色,最后展望了通过基因工程手段操纵SWEET基因的表达对于开发抗病栽培品种的前景。

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： 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： 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： ERF类转录因子在植物抗生物和非生物胁迫反应中发挥了重要的转录调控作用,主要论述了在棉花和其它植物中的ERF功能的研究进展,及其对提高棉花抗病性的意义。

摘要： 阐述了硅在植物中的分布,存在形态,植物对硅的吸收机理、硅与其他营养元素的关系及其对非胁迫和胁迫条件下植物生长发育的有益作用.不同种类的植物吸收硅的方式和机理存在差异,硅可影响植物对其他元素的吸收利用.硅可以增加植物对多种生物胁迫和非生物胁迫的抗性.在园艺作物生产上得到了广泛的应用.

摘要： 气态植物激素乙烯在植物生长发育和应对生物及非生物胁迫过程中起着重要作用.在过去的十几年中,对模式植物拟南芥的分子遗传研究已建立从信号感知到转录调控的乙烯信号转导线性模型.拟南芥共有5个乙烯受体ETR1、ERS1、ETR2、ERS2和EIN4,目前已知ETR1定位在内质网上,与类似于Raf的蛋白激酶CTR1协同负调控乙烯反应.EIN2和EIN3/EILs位于CTR1下游,正调控乙烯反应.两个F-box蛋白EBF1和EBF2通过泛素/26S蛋白体降解途径调控EIN3的稳定性.5'→3'的外切核酸酶EIN5通过启动EBF1和EBF2mRNA的降解,拮抗EBF1和EBF2对EIN3的负反馈调控.目前对于乙烯信号转导途径关键组分的生化功能和乙烯下游反应途径的了解甚少,乙烯信号转导途径与其它途径之间还存在着广泛的交叉反应,这些问题的解决将大大增加我们对乙烯信号转导途径的了解。

摘要： 环境胁迫是指环境对养殖动物的刺激.环境胁迫主要包括物理胁迫、化学胁迫、生物胁迫和管理胁迫.用于评价环境胁迫的指标主要涉及可的松、血糖、乳酸和热休克蛋白等.环境胁迫对养殖动物的生理状态、免疫力、生长和繁殖都有一定的负面效应.通过调控养殖动物的营养可以缓解环境胁迫所带来的负面效应.这些营养因素主要包括:维生素、脂肪酸、微量元素以及免疫多糖等非营养型添加剂.通过营养调控提高养殖动物抗胁迫能力的机制值得进一步探讨.

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： 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： 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CrSMT基因在提高植物对于生物胁迫以及非生物胁迫抗性中的用途。本发明将来源于莱茵衣藻的CrSMT基因通过农杆菌介导的遗传转化方法，将CaMV 35S启动子驱动的CrSMT基因导入陆地棉受体材料R15中，经过PCR鉴定，获得了多个转基因阳性株系。室内抗虫实验表明害虫对转基因棉花植株的取食偏好性降低，而且取食转基因棉叶显著延长了害虫的生育期；此外，转基因棉花的耐盐性也有显著的提高，盐胁迫下其长势和一些生理指标均优于野生型棉花。因此，将CrSMT基因在植物中进行过表达能够提高转基因植物对于生物胁迫以及非生物胁迫的抗性。

摘要： 本发明公开了CrSMT基因在提高植物对于生物胁迫以及非生物胁迫抗性中的用途。本发明将来源于莱茵衣藻的CrSMT基因通过农杆菌介导的遗传转化方法，将CaMV 35S启动子驱动的CrSMT基因导入陆地棉受体材料R15中，经过PCR鉴定，获得了多个转基因阳性株系。室内抗虫实验表明害虫对转基因棉花植株的取食偏好性降低，而且取食转基因棉叶显著延长了害虫的生育期；此外，转基因棉花的耐盐性也有显著的提高，盐胁迫下其长势和一些生理指标均优于野生型棉花。因此，将CrSMT基因在植物中进行过表达能够提高转基因植物对于生物胁迫以及非生物胁迫的抗性。