小麦穗发芽鉴定方法的比较与分析

穗发芽是小麦生产中较为严重的灾害之一,易受外界环境的影响,一旦发生不仅会影响产量,而且还会严重影响小麦的品质,因此培育抗穗发芽的小麦品种至关重要。该研究通过对65份小麦材料进行穗发芽试验,比较分析了小麦穗发芽抗性的常用方法,即籽粒发芽法、整穗发芽法和大田穗发芽法。结果表明:三种方法之间均呈极显著正相关关系,而且在1%水平上均存在极显著性差异;发芽指数与籽粒发芽率的相关性最高,能够更好地评价小麦材料的休眠特性,但不能得出材料的总体抗性;籽粒发芽法和整穗发芽法的变异程度相对较小,试验条件更易控制,可作为小麦穗发芽抗性评价的简易方法;多数参试材料的平均籽粒发芽率平均整穗发芽率平均大田穗发芽率,且三者差异程度均达到极显著水平,这说明麦穗的外部结构及外部环境对小麦穗发芽的影响显著。因此,籽粒发芽法可以从休眠性方面,对小麦种子资源进行初步筛选;整穗发芽法可用于穗发芽抗性的进一步鉴定和验证,评价小麦材料穗发芽的综合抗性;大田穗发芽法较易受自然条件的影响、变异程度较大,其结果可以作为室内发芽试验的参考数据。     

小麦MTP基因家族分析及其在胁迫下的作用

金属耐性蛋白(metal tolerance protein,MTP)通过结合流入或流出胞质溶胶中的金属来维持植物体内的金属稳态。该研究通过多种生物信息学方法鉴定并分析小麦基因组TaMTP基因,并用qRT-PCR技术分析TaMTP基因在多种重金属胁迫下的表达情况,为深入研究该家族基因对小麦生长发育的调控机理及其抗逆性提供理论依据。结果表明:(1)TaMTPs均具有阳离子外排家族结构域,大多数成员具有锌转运蛋白二聚结构域;系统发育和聚类分析显示,TaMTP蛋白主要分为G1、G5、G6、G7、G8、G9和G12七组;基因结构和基序分析表明,TaMTP基因多具有相对保守的外显子-内含子排列和保守基序。(2)由RNA-Seq数据的基因表达谱分析发现,不同TaMTP基因都有其独特的表达机制,其中TaMTP1-1Bb和TaMTP1-1D在非生物胁迫下表达水平较高,TaMTP1-1A、TaMTP1-1Bb、TaMTP1-1D、TaMTP11-3Ab、TaMTP11-3B和TaMTP11-3D在生物胁迫下有较高的表达量。(3)qRT-PCR分析表明,当小麦遭受锌(Zn)、铜(Cu)、钴(Co)、镉(Cd)、锰(Mn)和铁(Fe)重金属胁迫时,TaMTP1-1A、TaMTP8-4A、TaMTP8-4D、TaMTP11-3Aa和TaMTP11-3B共5个TaMTP基因的表达水平增加,表明每种金属离子均可诱导这些TaMTP基因在根和叶的表达,但TaMTP1-1A和TaMTP8-4A在Fe~(3+)与Cu~(2+)胁迫下的表达情况完全相反,且在Fe~(3+)胁迫下小麦叶和根组织中2个基因的表达量均很低,推测TaMTPs可能参与相应的微量元素的耐受或转运,但不同TaMTP对不同金属的转运功能存在差异。     

环状RNA的生物特征及其在植物中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是真核细胞中广泛存在的一类由3′末端和5′末端共价结合形成的环状非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)。越来越多的研究表明,circRNA具有种类丰富、结构稳定、序列保守以及细胞或组织特异性表达等特点。circRNA具有很多潜在的功能,例如作为天然小RNA(microRNA,miRNA)海绵体吸附并调控miRNA的活性,与转录调控元件结合或与蛋白互作调控基因的转录等。目前关于circRNA的研究多集中在动物和人体中,在植物中的研究还较少,仅在水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、小麦(Triticum aestivum)、猕猴桃(Actinidia chinensis)、番茄(Solanum lycopersicum)和大豆(Glycine max)等中鉴定到了circRNA的存在,并且其作用机理尚不清楚。该文主要针对circRNA的分类、形成机制、分子特征、相关研究方法以及在植物中的主要研究进展进行综述,并对目前植物circRNA研究中存在的问题进行了分析总结。