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相似文献
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1.
为探究华南地区严重入侵植物五爪金龙(Ipomoea cairica)生物入侵的分子机制,对五爪金龙及其近缘种七爪金龙(I.digitata)和裂叶牵牛(I.nil)进行de novo转录组测序和组装,得到56551条unigenes,其中56522条得到注释,7815条GO注释,15615条COG注释,180201条KEGG数据库注释。转录组分析结果表明,五爪金龙氮代谢通路关键酶基因的表达高于对照。次生代谢关键酶(PAL、4CL、CAD、查耳酮合酶、苯基丙乙烯酮异构酶、槲皮黄3-O-甲基转移酶等)基因在五爪金龙与七爪金龙及裂叶牵牛中均得到协同性的差异表达,而这些代谢通路指导的产物合成对五爪金龙的抗逆境能力、生长、化感作用等均起关键作用。关键基因的RT-q PCR验证结果与转录组结果具有一致性。因此,这从分子生物学层面上对解释五爪金龙在华南地区的入侵机制提供了新的证据。  相似文献   

2.
王宇涛  李春妹  李韶山 《生态学报》2013,33(18):5509-5515
以五爪金龙(Ipomoea cairica (L.) Sweet,重度入侵植物)、裂叶牵牛(Ipomoea nil (L.) Choisy,轻度/非入侵植物)和三裂叶薯(Ipomoea triloba L.,非入侵植物)3种起源于热带美洲、且在华南地区具有不同入侵性的番薯属藤本植物作为研究对象,通过比较它们在低温胁迫下的生理响应探究3种植物对低温的敏感性与它们入侵性之间的关系。通过测定在不同温度(28、15、10 ℃)处理下植物的生物量、活性氧、渗透调节物质、根系活力、光合特征等生理指标发现,五爪金龙、裂叶牵牛及三裂叶薯均通过增加光合系统Ⅱ的热耗散、积累渗透调节物质以及增强根系活力来应对低温环境,但15 ℃的温度条件已经对3种植物形成较为强烈的胁迫作用,表现为H2O2和丙二醛的积累、光合系统Ⅱ受损、根部细胞死亡以及生物量、根长的极显著下降(P<0.01),证明3种植物对低温胁迫均具有较高的敏感性。综合比较3种植物各生理指标的响应幅度发现,它们对低温的耐受性表现为:五爪金龙 > 裂叶牵牛 > 三裂叶薯,这与它们在华南地区的入侵危害程度一致,暗示低温敏感性的差异可能是其入侵性差异的重要原因。结果表明,低温敏感性是影响外来植物入侵性和入侵区域的重要因素,五爪金龙较高的低温敏感性是限制其在华南以外地区形成入侵危害的重要原因。  相似文献   

3.
以切花百合(Lilium brownii var. viridulum)‘卡瓦纳’cDNA为模板,克隆了过氧化氢酶(LbCAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(LbGPX)基因。序列分析表明,这2个基因分别包含1 479 bp和519 bp的开放阅读框(ORF),编码492个和172个氨基酸。进化分析结果表明,LbCAT蛋白与岷江百合CAT蛋白的氨基酸序列相似性最高(99.19%),且亲缘关系最近;LbGPX蛋白与油棕GPX蛋白的氨基酸序列相似性最高(78.61%),亲缘关系最近。qRT PCR结果显示,LbCATLbGPX在百合根、鳞茎、叶和花中都有表达。LbCAT在叶中表达量最高,LbGPX在花中表达量最高。这2个基因在百合花蕾的生长发育过程中均有表达,且表达量逐渐增加;在PEG处理后2个基因的转录水平升高,但独角金内酯(SLs)处理却显著降低了这2个基因的转录水平;该结果为百合抗逆性机理研究以及抗逆育种奠定了基础。  相似文献   

4.
章妮  陈克龙  崔博亮  杨阳 《广西植物》2021,41(12):1964-1973
抗坏血酸过氧化物酶(aseorbate peroxidase, APX)是植物活性氧代谢中重要的抗氧化酶之一,尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶,也是维生素C代谢的主要酶类。该文基于生物信息学方法,利用毛竹的基因组及转录组数据鉴定毛竹中的APX基因家族成员,并对其编码的蛋白基本理化性质、基因结构、启动子元件、系统进化及共线性关系、重复串联基因、GO注释及表达模式进行综合分析,共鉴定出21种编码APX的基因。结果表明:(1)PeAPX基因家族成员多为不稳定疏水蛋白,基因结构、基序及结构域相对较为保守,大多数APX基因具有高度保守的内含子模式。(2)系统进化关系显示毛竹APX基因与水稻APX基因有着较高的同源性关系,PeAPX具有较高的进化保守性。(3)Ka/Ks分析表明PeAPX基因都经历了纯化选择压力,此外在每个APX基因的启动子序列中发现有许多与应激反应和植物激素相关的顺式作用元件,结合表达量分析,表明毛竹APX基因在毛竹生长发育中起着正向促进作用。该研究为进一步了解毛竹APX基因家族基本功能及其抗氧化机制提供了一定的参考,为毛竹APX基因功能的深层次鉴定提供了重要依据。  相似文献   

5.
广东地区外来种五爪金龙的传粉生物学研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
五爪金龙(Ipomoea cairica)是一种匍匐或攀援生长的入侵杂草。2006–2007年作者在广东地区开展了对该入侵种的传粉生物学研究。五爪金龙在广东全年均可开花, 花序为聚伞花序, 花冠为紫色或蓝紫色喇叭状。开花时间在早晨4: 30–5: 20之间, 下午17: 40闭合, 持续大约12 h。每朵花平均分泌花蜜量为5.82 ± 2.47 μL (n = 10), 花蜜平均含糖量为41.03 ± 6.52%, 氨基酸含量为0.042 mg/mL。开花过程中花粉活性和柱头可受性均保持较高水平(>90%)。花粉/胚珠比率(P/O)为4,778.18 ± 264.58 (n = 10)。木蜂(Xylocopa sp.)是其有效的传粉昆虫, 蝇类和蝶类为随机访问者。开花过程中柱头与花药相接触, 有利于自花授粉。然而, 繁育系统的研究表明五爪金龙是自交不亲和植物, 其种子仅能通过异花授粉获得。  相似文献   

6.
根据已获得的广藿香转录组数据中的PSY转录本序列,利用Primer 3在线设计基因全长扩增引物,采用RT-PCR方法获得广藿香的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)基因。并利用在线分析平台和生物软件对该其因进行生物信息学分析。获得的广藿香PSY1基因长1 550 bp,编码439个氨基酸,命名为PcPSY1,GenBank登录号为KC862310; 预测了PcPSY1 编码蛋白的结构与功能,且基于PSY基因利用NJ法构建了与21个不同物种间的进化树,进化树表明广藿香PcPSY1基因与桂花的PSY序列亲缘关系最近。成功克隆并分析广藿香PcPSY1基因的全长序列,为进一步阐明广藿香萜类代谢途径奠定基础。  相似文献   

7.
肌生长抑制素(myostatin,Mstn)也被称为生长/分化因子-8(GDF-8)。敲减或敲除Mstn基因可促进肌肉发育、降低脂肪含量。本研究利用RNA干扰技术制备Mstn干扰小鼠,随后对其骨骼肌形态、骨骼肌甘油三酯(triglyceride,TG)含量、脂肪酸组成及含量进行了分析。结果显示,与对照组相比,Mstn干扰小鼠肌肉中Mstn的表达减少。小鼠骨骼肌肌纤维的横截面积显著增大,而TG含量显著降低,n-3/n-6和不饱和/饱和脂肪酸比值显著升高。通过实时荧光定量PCR检测脂肪酸代谢相关基因的表达,结果表明脂肪酸分解和转运相关基因表达上调,而脂肪酸合成相关基因表达下调。在这些基因中,与β氧化相关的基因Cpt1b的上调尤为明显。对骨骼肌中CPT1的酶活性进行了检测,结果与基因表达情况一致。为探讨其进一步作用机理,通过染色质免疫沉淀实验发现,Mstn基因下游转录因子SMAD3可与Cpt1b基因的启动子直接结合。上述结果表明,Mstn敲减后主要通过调控其下游转录因子SMAD3与Cpt1b基因启动子的结合,上调Cpt1b的表达,从而促进肌内脂肪酸的β氧化代谢。  相似文献   

8.
五爪金龙和圆叶牵牛对某些除莠剂的反应   总被引:13,自引:1,他引:13  
五爪金龙Ipomoeacairica和圆叶牵牛Pharbitispurpurea是华南地区重要的草质藤本杂草。 6 5× 10 - 6以上浓度的 2甲 4氯和 36 0× 10 - 6以上的 2 ,4 -D丁酯完全能使圆叶牵牛种子不能萌发 ,幼苗致死。叶片喷洒 6 50× 10 - 6以上浓度的 2甲 4氯及 36 0 0× 10 - 6以上浓度的 2 ,4 -D丁酯能杀灭五爪金龙和圆叶牵牛成熟植株。分别在茎干基部注射 1ml的 2 ,4 -D丁酯、“恶草灵”和“毒莠定”能较彻底地灭除五爪金龙。  相似文献   

9.
WRKY转录因子基因家族是植物特有的转录因子,在防御中起着重要作用。通过生物信息学分析,本研究在古四倍体大豆(Glycine max)基因组中找到一对同源性高达93%的WRKY33同源基因,并将其命名为GmWRKY33B。从GmWRKY33B的两个同源基因保守区域选取一个315 bp片段构建至菜豆豆荚斑驳病毒(bean pod mosaic virus, BPMV)沉默载体(BPMV-VIGS)上,以期同时沉默上述2个GmWRKY33B基因。结果表明,同时沉默2个GmWRKY33B基因并不显著改变沉默植株的表型,但却显著降低了大豆对大豆斑点病菌以及大豆花叶病毒的抗性,说明GmWRKY33B在大豆免疫反应中起正调控作用。激酶分析表明,GmWRKY33B沉默植株中flg22诱导的GmMPK6的磷酸化水平较空载体BPMV-0植株显著降低,说明GmWRKY33B可以通过调控GmMPK6的激酶活性而参与大豆的免疫反应。抗毒素为大豆中主要起防御作用的植保素,而大豆异黄酮类特异性异戊烯基转移酶(prenyltransferase, PT)基因家族是参与大豆抗毒素生物合成的主要基因,许多PT基因启动子区含有与WRKY特异性结合的W-box序列。在丁香假单胞菌pv.甘氨酸(Pseudomonas syringae pv. glycinea, Psg)侵染条件下,4个PT基因的表达水平在沉默株系中显著降低,说明GmWRKY33B参与PT基因的转录激活。综上所述,GmWRKY33B通过调控GmMPK6的激活以及调控大豆抗毒素生物合成途径中关键酶编码基因的表达而参与免疫反应。  相似文献   

10.
萜烯合成酶(terpene synthase,TPS)能催化不同的前体物质生成不同的萜类化合物,是合成萜类物质的关键酶。为探究杜鹃花TPS基因家族成员在萜类物质代谢过程中的表达模式,本文基于杜鹃花基因组数据库,利用生物信息学方法对杜鹃花TPS基因(TPS)进行家族成员鉴定;通过云锦杜鹃和诺娃杜鹃两种不同种高山杜鹃的转录组测序结果,结合qRT-PCR、顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析两种杜鹃不同发育时期花瓣中TPS家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明,从杜鹃花基因组数据库中共鉴定获得47个RsTPS成员,RsTPS家族成员长度在591-2 634 bp之间,含有3-12个外显子不等,编码196-877个氨基酸;RsTPS家族成员主要分布在叶绿体和细胞质;系统进化分析结果显示RsTPS基因分为5个亚组。通过分析转录组数据得到7个功能注释为TPS的基因家族成员,发现TPS1TPS10TPS12TPS13的表达量在4个时期中呈现出先上升,到盛开期达到顶峰后再下降的趋势。对基因表达量变化与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现TPS1TPS4TPS9TPS10TPS12TPS13表达量与云锦杜鹃不同时期花瓣中萜类物质含量变化呈显著性正相关,推测这6个基因家族成员可能是参与云锦杜鹃花香调控的关键基因。  相似文献   

11.

Background

Invasive plants are often confronted with heterogeneous environments and various stress factors during their secondary phase of invasion into more stressful habitats. A high tolerance to stress factors may allow exotics to successfully invade stressful environments. Ipomoea cairica, a vigorous invader in South China, has recently been expanding into salt marshes.

Methodology/Principal Findings

To examine why this liana species is able to invade a stressful saline environment, we utilized I. cairica and 3 non-invasive species for a greenhouse experiment. The plants were subjected to three levels of salinity (i.e., watered with 0, 4 and 8 g L−1 NaCl solutions) and simulated herbivory (0, 25 and 50% of the leaf area excised) treatments. The relative growth rate (RGR) of I. cairica was significantly higher than the RGR of non-invasive species under both stress treatments. The growth performance of I. cairica was not significantly affected by either stress factor, while that of the non-invasive species was significantly inhibited. The leaf condensed tannin content was generally lower in I. cairica than in the non-invasive I. triloba and Paederia foetida. Ipomoea cairica exhibited a relatively low resistance to herbivory, however, its tolerance to stress factors was significantly higher than either of the non-invasive species.

Conclusions/Significance

This is the first study examining the expansion of I. cairica to salt marshes in its introduced range. Our results suggest that the high tolerance of I. cairica to key stress factors (e.g., salinity and herbivory) contributes to its invasion into salt marshes. For I. cairica, a trade-off in resource reallocation may allow increased resources to be allocated to tolerance and growth. This may contribute to a secondary invasion into stressful habitats. Finally, we suggest that I. cairica could spread further and successfully occupy salt marshes, and countermeasures based on herbivory could be ineffective for controlling this invasion.  相似文献   

12.
为更好地挖掘八角(Illicium verum)挥发油合成相关基因,该文对挥发油性状差异显著的优良无性系桂角69号及普通品种砧01号叶片进行了转录组测序及组装注释,并对差异表达基因进行了GO分类和KEGG通路分析。结果表明:(1)转录本经组装后获得84 182条序列,使用NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、KOG、GO和Pfam数据库进行序列比对,共注释了59 161条序列,筛选出30 572个差异表达基因。与砧01号相比,桂角69号叶片中上调基因有15 025个,下调基因有15 547个。(2)GO分类结果显示共有20 287个差异基因被注释。KEGG分析结果表明,有21 600个差异基因被注释到133条KEGG通路上,其中挥发油合成相关的单萜生物合成通路、萜类骨架生物合成通路、苯丙素合成通路中的芳樟醇合酶、月桂烯合酶、香叶基香叶基焦磷酸合酶、肉桂酰辅酶A还原酶、咖啡酸3-O-甲基转移酶、肉桂醇脱氢酶等关键酶基因呈差异表达。(3)转录因子分析发现差异表达基因分布于31个转录因子家族,其中MYB家族序列数量最多。该文利用转录组测序技术分析八角优良无性系与普通品种叶片的差异基因及...  相似文献   

13.
  • 1 The sweet potato butterfly Acraea acerata is an indigenous species in Ethiopia that has become a major pest on the introduced sweet potato Ipomoea batatas. To assess the role of wild Ethiopian Ipomoea species as host plants, the presence of larvae on wild ipomoeas was studied, and female oviposition choice and larval performance were tested on five wild ipomoeas, as well as on sweet potato.
  • 2 In laboratory tests, oviposition and larval development were successful on two wild ipomoeas (Ipomoea tenuirostris and Ipomoea cairica) but no oviposition occurred on the remaining three species. Of the latter, larvae did not feed on Ipomoea hochstetteri and Ipomoea indica, and survival rates were extremely low on Ipomoea purpurea.
  • 3 Sweet potato was a better host plant than I. tenuirostris and I. cairica in terms of oviposition preference, larval survival and pupal size; pupae were larger, resulting in more fecund female butterflies.
  • 4 In the wild butterfly populations were abundant on I. tenuirostris but absent on I. cairica. Females also tended to prefer I. tenuirostris to I. cairica in oviposition choice experiments. However, no significant differences in performance were found between larvae raised on I. tenuirostris and I. cairica in the laboratory.
  • 5 Wild populations of A. acerata also existed on Ipomoea obscura, a plant not investigated in the present study.
  • 6 The abundance of A. acerata on wild ipomoeas is too low to likely affect butterfly population densities on sweet potato. However, wild populations may act as reservoirs subsequent to butterfly population bottlenecks on sweet potato.
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14.
为筛选出促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)生长的差异表达基因和差异代谢物,对瘤菌根菌与无菌盆栽铁皮石斛苗共生后形成的侧根根系进行转录组、代谢组和双组学联合分析。结果表明,转录组分析共找到262条差异表达基因富集到了35条通路中,其中内质网蛋白质加工通路途径的差异基因最多,其次为氨基糖和核苷酸糖代谢通路。代谢组分析共检测出194个差异代谢物富集到33个KEGG通路中,其中代谢途径的差异代谢物最多有133个,其次为不同环境的微生物代谢途径的差异代谢物有70个。通过联合分析,有9个差异基因的差异表达导致丝氨酸、谷氨酸、D-甘露糖和激素等代谢物的积累量发生变化,这可能是瘤菌根菌促进铁皮石斛生长的重要原因。因此,推测瘤菌根菌促进铁皮石斛生长与氨基酸、糖、植物激素的积累及相关基因的表达变化有关。  相似文献   

15.
[目的]小麦叶锈病是影响小麦生产主要病害之一,其病原菌新小种的出现和劣势小种上升为优势小种导致抗病品种的抗病性不断被克服.小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段差异表达谱分析对于揭示该病菌致病的分子机制,进而有效防控小麦叶锈病具有重要意义.[方法]利用转录组分析小麦隐匿柄锈菌致病生理小种与感叶锈病小麦品种MuTcLr19亲和...  相似文献   

16.
Xu  Hua  Chang  Ping  Li  Shaoshan  Lu  Jianguo  Lin  Xuejun  Xie  Can 《Journal of Plant Growth Regulation》2022,41(3):1207-1218

Plant growth-promoting microbial symbionts have been found in many plants, but their association with invasive plant Ipomoea cairica remains largely unknown. The present study aimed to screen such microbes from the fungal epiphyte community of I. cairica. A total of 858 culturable isolates grouped into 20 morphotypes associated with 10 genera were recovered from healthy leaves of I. cairica. According to morphological and molecular identification, morphotypes Ep2 with 51.74% and Ep19 with 39.86% relative abundance in the epiphyte community were determined as dominant and identified as Fusarium fujikuroi and Fusarium oxysporum. In vitro analysis revealed that both epiphytes were active in producing indole-3-acetic acid (IAA) but not gibberellin-3 (GA3). Compared to F. oxysporum, F. fujikuroi accumulated significantly higher IAA concentration in its culture. The belowground biomass of I. cairica cuttings was significantly increased by F. oxysporum culture extract. Besides belowground biomass, F. fujikuroi culture extract significantly increased the aboveground biomass, and the number and total length of secondary shoots. In vivo inoculation showed that the conidial suspension of F. oxysporum significantly increased endogenous IAA level, the aboveground and belowground biomass of I. cairica cuttings, while the conidial suspension of F. fujikuroi slightly elevated endogenous IAA level only resulting in a significantly improved aboveground biomass. Our results revealed both of the dominant epiphytes promoted the growth of I. cairica through hormone interactions.

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17.
【目的】虫草酸是虫草中重要的活性成分之一,但其低含量极大地限制了其工业应用。水杨酸(salicylic acid, SA)是一种非生物诱导子,可以显著提高蝙蝠蛾拟青霉中虫草酸的合成,但蝙蝠蛾拟青霉虫草酸代谢途径及其对水杨酸的响应尚不明确。本研究旨在获得蝙蝠蛾拟青霉响应SA处理的转录组学信息,挖掘蝙蝠蛾拟青霉中虫草酸代谢途径关键酶基因。【方法】采用SA诱导培养蝙蝠蛾拟青霉,8 h后选取诱导和未诱导的菌丝进行转录组高通量测序分析。【结果】测序最终获得40.37 Gb的clean data,拼接得到20 317条unigene,平均长度为1 357.13 bp,功能注释共获得13 592条unigene。差异基因分析共筛选出差异基因2 574个,其中有1 135个上调,1 439个下调。KEGG富集分析表明,差异基因主要富集于细胞周期、减数分裂、半乳糖代谢、DNA复制、糖醇脂类生物合成、甘油脂类代谢等KEGG通路中。进一步分析得到与虫草酸代谢相关的基因13条,其中参与虫草酸生物合成的基因glk、gpi、gla、mpi、fbp、mtld在SA处理后表达量上调,而涉及虫草酸消耗的基因mdh在SA...  相似文献   

18.
本研究旨在探究草珊瑚叶和根中萜类化合物的组织特异性分布差异,解析其药效品质差异形成的分子机制。采用液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和Illumina HiSeqTM高通量测序技术获得草珊瑚[Sarcandra glabra (thunb) naka]叶和根的代谢组学和转录组学数据。代谢组学结果表明参与叶和根中萜类合成的差异代谢物有50个,包括法尼西基半胱氨酸、甘油醛-3-磷酸、甲羟戊酸-5-磷酸等。转录学结果表明差异代谢酶基因有57条,包括ACTCHMGCRMVKDXSKS等,并预测了MYBC2H2AP2/ERF-ERF等7个转录因子参与调控草珊瑚不同组织部位中萜类的合成和积累差异。实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果显示,随机选取的8个参与萜类合成的酶基因在草珊瑚不同组织部位中的表达趋势与转录组学测序结果一致。本研究有助于阐明草珊瑚叶和根临床疗效差异形成的分子机制,同时为草珊瑚的资源开发利用奠定基础。  相似文献   

19.
为了解树葡萄(Myrciaria cauliflora)类黄酮合成相关酶差异表达基因信息,对其幼叶和成熟叶进行全转录组测序并比较分析。结果表明,从树葡萄幼叶和成熟叶中获得59 321条单基因簇(Unigenes),在8大数据库共注释到32 912条Unigenes信息,其中类黄酮合成代谢相关酶基因77个,在成熟叶片中显著下调表达的基因6个,包括2个CHI、1个CHS、1个F3H、1个2-羟基异黄酮脱水酶基因和1个ANS。5个差异表达基因经qRT-PCR验证的结果与转录组测序结果相符合。因此,树葡萄叶片中含有大量不同种类黄酮合成代谢相关酶家族基因,成熟叶片中类黄酮含量显著减少是由于少量相关基因显著下调。  相似文献   

20.
用3种除草剂(2,4-D丁酯、麦草畏和塔隆)对五爪金龙(Ipomoea cairica L.Sweet)进行化学防除试验。结果表明:1.00 mL L-1的2,4-D丁酯可以彻底杀灭五爪金龙。喷施1.00 mL L-12,4-D丁酯20 d后,五爪金龙茎叶枯死率接近100%;60 d后五爪金龙的总生物量显著低于其它处理及对照;90 d后未出现生长恢复,最终盖度防效为99.8%。而喷施1.00 mL L-1的麦草畏40 d后,五爪金龙的茎叶枯死率为99.0%,但仍有少量存活的根,90 d后再次萌生率为10.0%;喷施1.00 mL L-1塔隆40 d后,五爪金龙的茎叶枯死率为100%,90 d后再次萌生率为100%。土壤残留分析表明:在有机质含量较高[(10.14±1.01)g kg-1]的土壤中2,4-D丁酯降解速率较快,半衰期为14 d,施药后80 d的土壤中已检测不到2,4-D丁酯。此外,在野外喷洒1.0 mL L-1的2,4-D丁酯对其它植物是安全的,施药1年后,样地内的植物均能恢复生长。因此,实践中可用1.00 mL L-1的2,4-D丁酯来防除五爪金龙。  相似文献   

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