新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析北大核心CSCD

AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一。该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员。利用MEGA6、NCBI CDD-batch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析。通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF基因,涵盖全部AP2(17个)、ERF(57个)、DREB(25个)、RAV(5个)和Soloist(2个)5个亚家族。(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1-B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员。(3)RNA-seq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个)。(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRT-PCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用。该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础。     

盐穗木HcmiR172e和预测的靶基因HcTOE3的克隆及盐胁迫下的靶向关系分析

盐穗木(Halostachys caspica)广泛分布于新疆干旱盐碱地区,属于藜科极端耐盐的盐生灌木。从600 mmol?L-1 Na Cl处理48 h的盐穗木根的小RNA文库中筛选到差异极显著的HcmiR172e做为研究对象,利用盐穗木转录组数据预测其靶基因为HcTOE3,开展HcmiR172e-HcTOE3的分子克隆和胁迫表达相关性工作。通过同源克隆和RACE技术获得盐穗木HcmiR172e前体和HcTOE3全长序列;使用生物信息软件分析前体和靶基因信息及相关性;采用q RT-PCR技术检测了不同盐浓度(200、400和600 mmol?L-1 Na Cl)处理48 h的盐穗木HcmiR172e及预测的靶基因HcTOE3的表达变化。结果显示,克隆得到的HcmiR172e前体序列可形成颈环结构,各项指标符合前体要求。其靶基因HcTOE3 c DNA全长为1 744 bp,开放阅读框1 329 bp,在编码区有一个高度匹配HcmiR172e的结合位点(CTGCAGCATCATCAGGATTC);q RT-PCR分析结果表明HcmiR172e与其预测的靶基因HcTOE3均响应盐的处理,二者呈现一定的负相关性。后续将通过实验逐步阐明盐穗木HcmiR172e对HcTOE3在逆境中的靶向调控作用。     

混合盐碱胁迫对灰绿藜(Chenopodium glaucum L.)种子萌发的影响

灰绿藜广泛分布于新疆中低度盐碱地干旱区,属藜科1年生经济盐生植物。本实验研究了混合盐碱胁迫对灰绿藜种子萌发和萌发恢复的影响。结果表明:随着盐浓度和pH值的增高,灰绿藜的种子萌发率呈下降趋势;同一盐浓度不同pH处理的灰绿藜种子萌发率随pH值的升高而减少,同样,随着盐浓度和pH值的增加,灰绿藜种子的萌发速率均为下降;从各胁迫处理的种子萌发的幼苗的生长表型来看,盐浓度和pH值是两个重要的影响因素;将未萌发的种子转移至蒸馏水中复水后,最终萌发率达到90%以上,说明一定程度的混合盐碱胁迫对灰绿藜种子的萌发潜力没有太大的影响,并且萌发恢复率随着盐浓度的增加而增加;盐浓度、pH值及其相互作用对灰绿藜种子萌发有抑制作用;盐浓度是决定性的主导因素,pH值对灰绿藜种子萌发的影响次之;综上,混合盐碱胁迫对灰绿藜的种子萌发和萌发生长的表型均有明显的抑制作用。     

盐生植物盐爪爪的耐盐生理特性探讨

当前土壤盐渍化日益严重,是限制植物生长的一个主要环境因子,然而在盐碱自然环境中生长着许多耐盐植物,为更好地了解盐生植物的耐盐机理,该文从无机离子Na+,K+,Ca2+含量、脯氨酸水平、水势变化、丙二醛含量和盐胁迫的表型等生理参数以及半定量RT-PCR检测脯氨酸合成关键酶基因(P5CS)的表达规律等方面探讨盐胁迫下盐爪爪的耐盐特性。结果表明:(1)随着盐浓度的升高,Na+在根和肉质化的叶中显著地富集,且叶中积累的Na+比根中更多;(2)在盐胁迫条件下,随着盐浓度的增加,脯氨酸的含量和脯氨酸合成关键酶基因的表达显著地增强;(3)Na+和脯氨酸是植物有效的渗透调节剂,可使处于低水势的植物细胞仍能从细胞外高浓度的盐溶液中吸收水分;(4)在0和700 mmol·L-1Na Cl处理下,盐爪爪肉质化叶中丙二醛的含量较其它处理高,这表明植物在这两个处理下可能受到了氧化胁迫;(5)从盐胁迫3个月的生长表型来看,低盐环境中生长的盐爪爪植株的生物量更多,肉质化的叶嫩且绿。综上所述,结合对野外生境的调查和实验室长期的盐胁迫表型结果表明盐爪爪的生长是需盐的,相对低的盐浓度环境对盐爪爪的生长是顺境,而无盐或高浓度盐环境对于盐爪爪的生长来说都是逆境。该研究结果为全面深入研究盐爪爪的耐盐特性,以及更好地利用盐爪爪的生物和基因资源改良土壤和提高作物和林木的耐盐性奠定基础。     

植物激素在苔藓生长发育与逆境响应过程中的作用机制研究进展

植物激素是由植物自身代谢产生的一类从产生部位移动到作用部位发挥调控功能的微量小分子有机物质,在植物生长发育、响应环境胁迫过程中起到关键作用.苔藓植物作为早期登陆的非维管植物,处于陆生植物进化早期的阶段,具有许多不同于维管植物的形态和生理特征.大部分苔藓中普遍存在8种主要的植物激素及其衍生物(包括ABA、JA、ET、SA...