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相似文献
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1.
ROP(Rho of plant)作为植物中唯一具有信号传递功能的小GTP结合蛋白,在极性生长、发育和环境应答等过程中具有重要作用.本文采用酵母双杂交技术,从水稻 幼穗筛选出2种与水稻ROP家族成员OsRac5互作蛋白的基因OsMY1和OsMY2.序列分析显示,OsMY1与OsMY2的核苷酸、氨基酸序列的相似性分别为14%和49%,均含有卷曲螺旋结构域;GST pull down分析显示,OsMY1可以和激活型OsRac5在体外结合;实时定量PCR分析显示,OsMY1和OsMY2在水稻生长发育时期的根、茎、叶中广泛表达,尤其在幼穗中的表达量显著高于其它组织.干旱、低温、高盐等非生物胁迫和植物激素吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)处理能不同程度地上调OsMY1和OsMY2 基因在水稻幼苗中的表达,但油菜素内酯(BR)、水杨酸(SA)、6-苄氨基嘌呤 (6-BA)对2种基因的表达没有显著的影响.本文为进一步研究OsMY1和OsMY2基因在水稻生长发育、植物激素和胁迫应答中的功能提供了重要依据,为研究OsMY1、 OsMY2和OsRac5蛋白质相互作用的功能联系和作用机制奠定了基础.  相似文献   

2.
植物特异性转录因子NAM家族从属于NAC转录因子超家族,在植株生长发育、生理代谢以及应对各种胁迫反应中均发挥重要作用。该研究采用生物信息学方法鉴定水稻基因组中的NAM基因,分析其时空表达模式、亚细胞定位以及蛋白相互作用,并采用实时定量qRT-PCR方法分析不同外源激素(如SA、ABA和MeJA)以及非生物胁迫(包括干旱、盐和冷)处理下各NAM基因的表达特征,为进一步探索NAM基因在非生物胁迫中的功能和应激机制以及激素调控途径奠定基础。结果显示:(1)从水稻基因组中共鉴定出48个NAM基因,进化分析将其分为5个亚家族;NAM基因在水稻基因组中存在9对片段复制事件。(2)组织表达分析显示,NAM基因在水稻不同组织及发育时期表现特异性表达,特别是叶鞘、茎和节的生长过程中高表达,且大多数是核定位,并存在多种蛋白互作。(3)实时定量qRT-PCR表达分析显示,10个NAM基因在不同组织中均特异表达;大部分NAM基因在盐和干旱胁迫下表达上调,而在冷胁迫下表达降低;SA、ABA和MeJA处理均可显著改变各NAM基因的表达水平。研究表明,NAM基因在水稻生长发育、激素应答和非生物胁迫响应中具有重要作用。  相似文献   

3.
高盐和渗透等非生物胁迫是影响农作物产量和品质的重要因素,非生物胁迫发生时,植物通过体内各类转录因子启动胁迫应答反应,进而降低非生物胁迫对植物的损伤。本研究筛选出植物特异性转录因子ANAC055编码基因的纯合T-DNA插入突变体SALK_152738,测序分析发现T-DNA插在ANAC055基因的3'UTR区域。实时荧光定量PCR结果表明叶中ANAC055基因表达量最高;与野生型相比,突变体叶、茎和花中ANAC055基因表达量分别下降了40%、50%和70%。高盐胁迫后,野生型和突变体叶中ANAC055基因表达量分别比对照上升了320%和55.4%;而渗透胁迫时,该基因叶中的表达量分别比对照下降了47.7%和56.3%;电子表达谱分析发现该基因根中的表达可受高盐和渗透等多种非生物胁迫的诱导表达。高盐和渗透胁迫时野生型和突变体幼根的生长均受到明显抑制,但高盐胁迫对突变体根生长的抑制作用比对野生型根生长的抑制作用更大。上述分析表明拟南芥ANAC055基因可受高盐和渗透等非生物胁迫的诱导表达,并且其在拟南芥幼根的生长发育过程中具有一定的作用,本研究有助于进一步明确其在非生物胁迫过程中的作用。  相似文献   

4.
水稻OsMPK15的cDNA克隆和转录水平分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
MAPK基因参与水稻的生物与非生物胁迫应答及生长发育过程,通过克隆水稻OsMPK15并初步研究其表达特性,为后续功能研究奠定基础。采用RT-PCR技术从日本晴水稻的根组织中克隆OsMPK15的cDNA编码区,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析OsMPK15在不同组织中以及不同非生物胁迫下的表达特性。结果表明,从日本晴水稻根组织中克隆的OsMPK15的cDNA编码区序列与生物信息学预测的结果一致,OsMPK15的第13-304位为丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于水稻MAPK家族E组。qRT-PCR结果表明,该基因在水稻幼穗期各组织表达存在差异,主要在叶和叶鞘中表达。干旱和盐胁迫均可诱导OsMPK15在水稻幼苗根中表达量的上调,但表达模式具有不同的规律。同时,OsMPK15对3种胁迫相关激素ABA、JA和SA处理均产生应答,其中以ABA诱导OsMPK15表达上调幅度最大。  相似文献   

5.
干旱、低温、土地盐碱化等非生物胁迫是影响植物生长发育以及作物产量的重要因素。近年来大量研究表明,多种转录因子参与调控植物对各种生物及非生物胁迫的应答与防御反应,与此同时人们对其作用机理的探索也日渐深入。AP2/ERF转录因子家族是植物所特有的一类转录因子,在拟南芥中该家族至少有146个成员;而在水稻中该基因家族多达181个,是已知水稻转录因子基因中最大的家族。这些编码含有一个保守APETALA(AP2)结构域的蛋白质可能在植物多个发育过程及应答外界环境信号过程中发挥重要功能。综述了AP2/EREBP类转录因子的结构特征及其功能特性,并重点讨论了它们在植物抗逆中的调控作用及其在植物抗逆性分子遗传改良上的意义。  相似文献   

6.
OsRac5基因属于水稻小G蛋白ROP家族。该基因参与了水稻的育性调节,但是OsRac5在水稻生长发育中的作用尚不清楚。为鉴定该基因的功能,本文采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,构建了该基因的双靶标载体Cas9-OsRac5,并对水稻进行了遗传转化。对转基因水稻的筛选和分子鉴定显示,在T1代获得了10个纯合突变株系。序列分析显示,在OsRac5编辑水稻中,该基因编码区发生了碱基缺失或/和插入,导致预期产生的不同类型OsRac5截短蛋白均丧失小G蛋白的保守结构域。对抽穗期OsRac5编辑水稻的表型进行统计学分析,结果显示,OsRac5编辑水稻与对照在剑叶角度以及剑叶净光合速率上存在极显著差异,其中OsRac5编辑水稻剑叶角度增大67%,剑叶净光合速率减小32.7%。本研究结果提示,OsRac5基因通过调控剑叶角度,影响水稻光合效率,与水稻生长发育密切相关。  相似文献   

7.
植物特异性转录因子NAM家族从属于NAC转录因子超家族,在植株生长发育、生理代谢以及应对各种胁迫反应中均发挥重要作用。该研究采用生物信息学方法鉴定水稻基因组中的NAM基因,分析其时空表达模式、亚细胞定位以及蛋白相互作用,并采用实时定量qRT PCR方法分析不同外源激素(如SA、ABA和MeJA)以及非生物胁迫(包括干旱、盐和冷)处理下各NAM基因的表达特征,为进一步探索NAM基因在非生物胁迫中的功能和应激机制以及激素调控途径奠定基础。结果显示:(1)从水稻基因组中共鉴定出48个NAM基因,进化分析将其分为5个亚家族;NAM基因在水稻基因组中存在9对片段复制事件。(2)组织表达分析显示,NAM基因在水稻不同组织及发育时期表现特异性表达,特别是叶鞘、茎和节的生长过程中高表达,且大多数是核定位,并存在多种蛋白互作。(3)实时定量qRT PCR表达分析显示,10个NAM基因在不同组织中均特异表达;大部分NAM基因在盐和干旱胁迫下表达上调,而在冷胁迫下表达降低;SA、ABA和MeJA处理均可显著改变各NAM基因的表达水平。研究表明,NAM基因在水稻生长发育、激素应答和非生物胁迫响应中具有重要作用。  相似文献   

8.
孙爽  胡颖  陆晶宇  杨章旗  陈虎 《广西植物》2022,42(4):580-595
MYB类转录因子在植物生长发育、代谢、应答生物胁迫和非生物胁迫的响应等生物过程发挥重要作用。为探究马尾松R2R3-MYB基因结构及功能,该研究以转录组数据为研究区域,从中筛选获得了17个马尾松R2R3-MYB基因,利用生物信息学对基因进行理化性质、系统进化树等分析,同时利用荧光定量PCR技术分析基因的组织特异性以及在花发育时期和非生物胁迫下的表达模式。结果表明:(1)17个PmMYBs亚细胞定位于细胞核,均无跨膜结构,且均含有Motif1、Motif2保守基序。系统发育进化树将马尾松PmMYBs划分为9个亚家族,且与火炬松、白云杉等裸子针叶植物关系较近。(2)17个基因均属于组成型表达,但在不同组织的表达量不同;所有基因均参与了花发育和非生物胁迫,不同基因在花发育不同时期的表达存在差异,有7个基因可能参与了雌雄性状转变;大部分基因响应非生物胁迫上调表达,但响应胁迫的时间存在差异;少数基因在胁迫中下调表达,尤其是PmMYB11基因在所有胁迫中均明显下调表达。该研究较系统地分析了马尾松R2R3-MYB基因的结构特征、系统进化及其在花发育时期和非生物胁迫下的表达模式,为深入探究马尾松R2R3...  相似文献   

9.
OsGRF6隶属于GRF家族,参与调控植物的生长发育和调控植物对非生物胁迫的耐受性。为了研究OsGRF6调控水稻初生根发育的分子机制,该研究从水稻品种‘ZH11’中克隆得到转录因子基因OsGRF6,并对其进行了进化树构建,启动子分析,并对OsGRF6-OE和osgrf6进行了基因型分析和qRT-PCR鉴定及水稻表型观察,并通过酵母单杂交检测了OsGRF6的结合基序,进一步通过ChIP-seq和RNA-seq数据分析了OsGRF6下游的候选靶基因。结果显示:(1)OsGRF6含有一个QLQ和一个WRC保守的功能结构域,与拟南芥AtGRF1和AtGRF2以及水稻OsGRF7亲缘关系较近。OsGRF6启动子区域含有多个非生物胁迫和激素响应顺式作用元件。(2)OsGRF6在水稻种子、幼穗和根中表达量较高,而在叶中表达量较低。亚细胞定位显示,OsGRF6定位于细胞核,并且OsGRF6具有转录激活活性。(3)与野生型相比,过表达OsGRF6的转基因材料表现出初生根长度较长,而突变体材料则表现出初生根变短的表型。(4)OsGRF6能与CGGCA基序结合。(5)结合ChIP-seqs和RNA-seqs分析发现,OsGRF6靶基因中包含多个参与调控水稻根发育的基因,如OsARF7,OsARF4等。  相似文献   

10.
非生物胁迫相关NAC转录因子的结构及功能   总被引:2,自引:0,他引:2  
NAC是植物特有的一类转录因子,参与植物多个生长发育过程,还参与植物对逆境胁迫的响应。本文对非生物胁迫相关NAC转录因子的结构特征、功能预测、表达特性、在转基因植物中的作用及调控路径进行综述。非生物胁迫相关NAC转录因子具有典型的NAc胁迫亚家族结构特征,根据这些结构特征可以预测其功能;非生物胁迫相关NAc转录因子能响应多种非生物胁迫,其转基因过表达大多能使转基因植物提高一种或几种胁迫耐受性;非生物胁迫相关NAc转录因子有着复杂的调控路径。这些NAc转录因子可用于提高转基因植物的逆境耐受性。  相似文献   

11.
OsRac5 belongs to the rice Rho of plants family, and acts as the molecular switch in the signal pathway which is pivotally involved in the rice fertility control. One of its putative partners, OsMY1, was isolated by yeast two-hybrid screening from rice panicle cDNA library. Bioinformatics analysis shows that OsMY1 contains a coiled-coil domain which generally appeared in the partners of Rho GTPases. By yeast two-hybrid assay, it is confirmed that OsMY1 binds both the wild type (WT) and constitutively active (CA) OsRac5, but does not interact with dominantly negative OsRac5. In addition, the interactions between OsMY1 and WT-OsRac5 or CA-OsRac5 in vivo are demonstrated by bimolecular fluorescence complementation assay. Using PCR-mediated sequence deletion and point mutation of OsMY1, the interaction between OsMY1 and OsRac5 was identified to be mediated by the coiled-coil domain in OsMY1, and their binding was quantified by O-nitro-phenyl-β-d-galactopyranoside assay. Real-time PCR shows that OsMY1 and OsRac5 are coordinately expressed in rice leaves and panicles with similar expression patterns. Our results suggest that OsMY1 is an important target of OsRac5 and that these two genes are involved in the same biological processes in rice growth and development.  相似文献   

12.
Development of specialized epidermal cells and structures plays a key role in plant tolerance to biotic and abiotic stresses. In the paddy field, the bright green leaf (bgl) mutants of rice (Oryza sativa) exhibit a luminous green color that is clearly distinguishable from the normal green of wild-type plants. Transmission and scanning electron microscopy revealed that small cuticular papillae (or small papillae; SP), nipple-like structures, are absent on the adaxial and abaxial leaf surfaces of bgl mutants, leading to more direct reflection and less diffusion of green light. Map-based cloning revealed that the bgl locus encodes OsRopGEF10, one of eleven OsRopGEFs in rice. RopGEFs (guanine nucleotide exchange factors for Rop) activate Rop/Rac GTPases, acting as molecular switches in eukaryotic signal transduction by replacing the bound GDP (inactive form) with GTP (active form) in response to external or internal cues. In agreement with the timing of SP initiation on the leaf epidermis, OsRopGEF10 is most strongly expressed in newly developing leaves before emergence from the leaf sheath. In yeast two-hybrid assays, OsRopGEF10 interacts with OsRac1, one of seven OsRac proteins; consistent with this, both proteins are localized in the plasma membrane. These results suggest that OsRopGEF10 activates OsRac1 to turn on the molecular signaling pathway for SP development. Together, our findings provide new insights into the molecular genetic mechanism of SP formation during early leaf morphogenesis.  相似文献   

13.
14.
15.
Jain M  Tyagi AK  Khurana JP 《The FEBS journal》2008,275(11):2845-2861
Homeobox genes play a critical role in regulating various aspects of plant growth and development. In the present study, we identified a total of 107 homeobox genes in the rice genome and grouped them into ten distinct subfamilies based upon their domain composition and phylogenetic analysis. A significantly large number of homeobox genes are located in the duplicated segments of the rice genome, which suggests that the expansion of homeobox gene family, in large part, might have occurred due to segmental duplications in rice. Furthermore, microarray analysis was performed to elucidate the expression profiles of these genes in different tissues and during various stages of vegetative and reproductive development. Several genes with predominant expression during various stages of panicle and seed development were identified. At least 37 homeobox genes were found to be differentially expressed significantly (more than two-fold; P < 0.05) under various abiotic stress conditions. The results of the study suggest a critical role of homeobox genes in reproductive development and abiotic stress signaling in rice, and will facilitate the selection of candidate genes of agronomic importance for functional validation.  相似文献   

16.
Sphingolipids, including sphingosine-1-phosphate (S1P), have been shown to function as signaling mediators to regulate diverse aspects of plant growth, development, and stress response. In this study, we performed functional analysis of a rice (Oryza sativa) S1P lyase gene OsSPL1 in transgenic tobacco plants and explored its possible involvement in abiotic stress response. Overexpression of OsSPL1 in transgenic tobacco resulted in enhanced sensitivity to exogenous abscisic acid (ABA), and decreased tolerance to salt and oxidative stress, when compared with the wild type. Furthermore, the expression levels of some selected stress-related genes in OsSPL1-overexpressing plants were reduced after application of salt or oxidative stress, indicating that the altered responsiveness of stress-related genes may be responsible for the reduced tolerance in OsSPL1-overexpressing tobacco plants under salt and oxidative stress. Our results suggest that rice OsSPL1 plays an important role in abiotic stress responses.  相似文献   

17.
赤霉素调节植物对非生物逆境的耐性   总被引:1,自引:0,他引:1  
赤霉素(GAs)是一类重要的植物激素,调控植物生长发育的诸多方面.最近的研究表明,GA也参与对生物与非生物胁迫的响应,然而GA参与非生物胁迫响应的遗传学证据及其机制有待于进一步研究.本实验室前期研究证明,水稻EullfELONGATEDUPPERMOSTINTERNODE)通过一个新的生化途径降解体内的活性赤霉素分子,并参与调控水稻对病原菌的基础抗病性.本研究发现,euil突变体对盐胁迫能力降低,而超表达EUll基因的水稻和拟南芥耐盐性显著提高.进一步研究发现,积累高含量赤霉素的水稻euil突变体对脱落酸(ABA)的敏感性下降,而赤霉素缺失的EUll超表达转基因水稻和拟南芥均改变了对于ABA的敏感性.EUll基因的转录受逆境诱导,其功能缺失与超表达调控了逆境标志基因的表达.综上推测,GA可能是通过影响ABA的信号途径从而改变了植物对非生物胁迫的响应.  相似文献   

18.
Type 2C protein phosphatase plays an important role in the signal transduction of stress response in plants. In this paper, we identified a novel stress-induced type 2C protein phosphatase gene OsSIPP2C1 from rice. OsSIPP2C1 contains a complete open reading frame of 1,074 bp, encoding a protein with 357 amino acids. OsSIPP2C1 expression was up-regulated by high salt, PEG6000 and exogenous ABA, and enhanced in the abl1 mutant under normal, salt, or drought condition. Interestingly, OsSIPP2C1 expression was increased during the early panicle development. Subcellular localization assay using rice protoplast cells indicated that OsSIPP2C1 was predominantly located in the nucleus. Together, it is suggested that a nuclear PP2C protein OsSIPP2C1 negatively regulated by ABL1 is involved in abiotic stress and panicle development in rice.  相似文献   

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