谷子SiMAPK3基因的克隆和表达特性分析

丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶,在植物生长发育、响应逆境胁迫及激素信号转导等方面具有重要作用。以谷子品种豫谷1号为试材,克隆与拟南芥AtMAPK3同源性最高的谷子SiMAPK3基因,并系统利用生物信息学方法分析SiMAPK3蛋白理化性质、结构与功能;利用RT-qPCR技术检测SiMAPK3基因在谷子拔节前期不同组织和不同非生物逆境胁迫下的表达水平。结果表明,谷子SiMAPK3基因开放阅读框为1 128 bp,编码一个含有376个氨基酸的蛋白,预测蛋白分子量为43 427.85 Da,等电点为5.46。谷子SiMAPK3为不含信号肽的亲水性膜外蛋白,其二级结构包含44.27%的α螺旋、14.67%的β折叠、5.07%的延伸链及36.00%的无规则卷曲,其第44-328位氨基酸之间含有Pkinase保守结构域,属于MAPK蛋白激酶家族。谷子SiMAPK3三级结构与拟南芥MAPK具有很高的相似度,存在着11个丝氨酸、8个苏氨酸、4个酪氨酸及大量潜在磷酸化位点。RT-qPCR分析表明,SiMAPK3在拔节前期谷子根、茎和叶中均有表达,其在叶片中的表达量最高,约为...     

植物谷氨酰胺合成酶研究进展及其应用前景

氮素是制约作物产量的主要营养元素之一,谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthase,GS;EC 6.3.1.2)是氮素代谢途径中的关键酶。目前,拟南芥、水稻、小麦和玉米等植物中的GS成员均已被分离鉴定。研究表明,超表达GS能够提高植物对氮素的利用效率,从而在植株的生长发育特别是产量形成过程中发挥重要作用,但是其功能在不同植物上并不完全一致,可能与GS基因受到转录和翻译后等水平的调控有关。以下综述了植物GS基因分类、QTL定位、对氮素代谢响应、组织表达特异性、生物学功能及其分子调控机制等方面的研究进展,并展望了植物GS基因的应用前景,以期为利用GS基因来提高植物氮素利用效率提供具有参考价值的信息。     

外源EBR和NO信号对低温胁迫下玉米种胚抗氧化系统和低温响应基因表达的影响

以玉米主栽品种先玉335为试材,研究24-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下玉米种胚抗氧化能力和低温响应基因表达的影响.结果表明:EBR浸种处理后,玉米种子活力指数和早期幼苗生长显著提高,种胚中超氧自由基(O2(-))含量明显降低,抗氧化酶(包括超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT和谷胱甘肽还原酶GR等)活性和非酶类抗氧化物质谷胱甘肽GSH及脯氨酸含量升高,同时促进一氧化氮(NO)的累积,而使用NO清除剂c-PTIO和NO合成酶抑制剂L-NAME处理后,种胚中CAT、POD和脯氨酸含量有所下降,但是外源NO可提高种胚中CAT、POD和脯氨酸的含量,表明EBR诱导的玉米种胚抗氧化能力增加是通过NO介导的.低温胁迫诱导玉米幼胚中P5CS1、CBF1、CBF3和COR15a等基因的表达,EBR处理基因表达进一步提高,而c-PTIO和L-NAME处理基因表达降低;NO供体SNP则提高了这些基因的表达,这表明EBR可能通过NO途径调控低温响应基因的表达.可见,外源EBR可通过NO途径增强玉米种胚抗氧化能力和调控低温响应基因的表达,进而提高低温胁迫的耐受性.     

全基因组关联分析:基因组学研究的机遇与挑战

全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)是利用全基因组范围内筛选出高密度的分子标记对所研究的群体进行扫描,分析扫描得出的分子标记数据与表型性状之间关联关系的方法。GWAS的出现为全面系统地研究基因组学掀开了新的一页,目前主要应用于人类疾病复杂性状的分析,已鉴定出大量与人类复杂疾病或数量性状相关的遗传变异,成为研究人类基因组学的关键手段。在植物基因组中的研究应用虽刚刚起步,但也取得了良好的效果,应用GWAS发掘植物复杂数量性状基因、为植物分子育种提供依据已成为国际植物基因组学研究的热点。然而,GWAS的结果还存在一些问题,并非早期预测和想象的那样简单。现针对GWAS的特点,对其在人类基因组和植物基因组中的应用及其未来发展进行综述。     

植物响应低磷胁迫的功能基因组研究进展

磷对植物的生长发育起着重要的作用,但土壤有效磷含量不足已成为世界范围内制约作物产量和品质提高的重要因素。植物在遭受低磷胁迫时,体内会形成适应性机制,因此解析调控植物对低磷胁迫适应性的分子机制也成为科学领域的一大热点。从功能基因组的角度,包括磷胁迫诱导的差异基因表达谱、差异基因的功能类别、基因调控网络、非编码RNA以及植物激素参与的植物耐低磷调控机制等方面综述了近年来植物响应低磷胁迫的分子机制。     

改良钼锑抗比色法测定不同谷子材料组织磷含量

缺磷已成为目前制约作物产量提高的非生物胁迫之一,筛选作物耐低磷资源,进行作物耐低磷育种已成为作物科学当前研究的热点之一,因此植物体内磷含量的及时有效的监测也变得尤为重要。本文通过改良前后的钼锑抗比色法测定谷子新鲜幼嫩叶片和幼嫩根系的组织磷含量,发现改良后的钼锑抗比色法所测的磷含量在一定范围内有良好的线性关系,线性方程为y=1. 060 3x-0. 010 3,线性相关系数达0. 998 1。用该方法对谷子新鲜幼嫩叶片、幼嫩根系、成熟叶片、成熟根系、新鲜幼穗、成熟茎秆及液氮冷冻后的相应组织和谷子籽粒的磷含量以及不同磷浓度处理下(0. 005、0. 250 mmol/L)的谷子材料的磷含量进行测定,进一步证实了其具有良好的灵敏度和精密度。该方法所测得的标准偏差较小,在0～0. 015 8范围之内;相对标准偏差(RSD)的范围在0%～1. 81%;检出限的范围在0～0. 047 4μg/mL,重复性较好,利用该方法还可有效地筛选具有磷吸收效率差异的谷子品种。改良后的钼锑抗比色法测定结果线性良好,标准差低,精密度很理想,适合植物中低浓度磷的测定,可为不同谷子材料总磷测定提供依据和参考。