简介:植物的耐盐性是一个复杂的数量性状,涉及诸多基因和多种耐盐机制的协调作用。本文综述了近年来国内外在植物耐盐分子方面的研究成果与最新进展。Na^+/H^+反向转运蛋白、K^+转运体HAK和K^+转运的调控基因AtHAL3α、高亲和性K^+转运体HKT等通过调控植物体内离子跨膜转运,重建体内离子平衡来抵御盐渍伤害;△′-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和△′-二氢吡咯-5-羧酸还原酶(P5CR)基因、胆碱单加氧酶(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因、1-磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)和6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因以及海藻糖合成酶基因等通过合成渗透保护物质维持细胞的渗透势、清除体内活性氧和稳定蛋白质的高级结构来保护植物免受盐渍胁迫伤害;植物细胞中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、抗坏血酸-谷光苷肽循环中的酶等在清除细胞内过多的活性氧方面起重要作用;水通道蛋白基因与晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA蛋白)基因参与多种胁迫的应答,它们与保持细胞水分平衡相关;另外,与离子或渗透胁迫信号转导相关受体蛋白、顺式作用元件、转录因子、蛋白激酶及其它调控序列可以启动或关闭某些胁迫相关基因,使这些基因在不同的时间、空间协调表达,以维持植物正常的生长和发育。本文还在小结中从整体水平上阐述了植物感受盐渍胁迫和其应答的基本分子机理。为植物耐盐机理的进一步研究及培育耐盐植物奠定了理论基础。
简介:转录因子可以调节众多下游基因的表达,在植物抗逆境中起重要的调节作用。以南方型紫花苜蓿Medicagosativa‘Millennium’的耐盐突变体为材料,以正常培养(MT_CK2)和盐胁迫(MT_N2)条件下的2个样品叶片进行转录组测序分析,并进行qRT-PCR验证RNA-Seq结果的可靠性,研究耐盐突变体叶片盐胁迫应答相关转录因子基因。结果表明:经过250mmol/LNaCl胁迫72h,共检测到30900个基因表达量发生了变化,7694个基因差异表达,共有隶属于50个转录家族的422个转录因子发生了差异表达,上调表达268个,下调表达154个。盐胁迫应答基因数量最多的是MYB基因家族,其次是WRKY、NAC、bHLH和AP2-EREBP转录家族。此外,候选出MsANT、MsbHLH36、MsNAI1、MsbZIP、MsbZIP73A、MsC3H、MsMYB85、MsNAD、MsMYB、MsNAC、MsTrihelix和MsWRKY等与盐胁迫应答相关的重要转录因子。本研究为揭示紫花苜蓿盐胁迫分子机制奠定基础。
简介:通过利用新一代高通量测序手段——转录组测序(RNA-Seq)技术研究巴西蕉(Musaparadisiaca)叶片在60mmol/LNaCl人工模拟盐胁迫0、12h、24h不同时间点的转录组分析。结果表明:盐胁迫12h上调和下调的DEGs(differential-expressedgenes)分别为2938个和2727个;24h分别有834个和893个。GO富集分析,差异基因主要在细胞过程、代谢过程、刺激响应、结合以及催化活性等。KEGG分析,差异基因主要涉及代谢途径、光合作用、黄酮类生物合成、苯丙素生物合成等。通过GO和KEGG显著性富集分析发现,NaCl胁迫12h后差异表达的基因数明显多于24h胁迫后的差异基因表达数。qRT-PCR验证了DEGs的表达趋势与RNA-Sep测序分析结果的一致,证明了RNA-Sep结果的准确性。本研究通过香蕉叶片转录组分析,为研究香蕉耐盐分子机制提供参考。
简介:虎尾草(Chlorisvirgata)是禾本科虎尾草亚族的一种一年生草本植物,适应性极强,能在恶劣的盐碱化土壤上生长。本实验构建了虎尾草的cDNA基因文库,随机挑选出2300个克隆,并且通过点杂交分析在NaCl胁迫下这些基因的表达情况。结果表明有59个基因在NaCl胁迫下强烈表达,这些上调基因中23个同时也被NaHCO3胁迫表达。这个结果暗示了NaCl逆境与NaHCO3逆境在基因表达的应答机制存在明显的差异。59个基因可以分成8类:能量代谢(21.70%),信号转导(5.0%),氧化逆境(13.30%),光合作用(10.0%),生长发育(5.5%),转录因子(1.67%),各种酶类00.0%)和一些未知基因(28.3%)。从中选出了一些上调基因进行Northern杂交分析,Northern杂交表明这些基因中的有些是在根或叶中表达,与点杂交的结果有一致的趋势。
简介:甘氨酸甜菜碱是植物细胞内一种重要的调渗物质,盐胁迫下,甘氨酸甜菜碱的积累可以保护细胞内蛋白质的结构和功能,降低细胞水势,从而增强植物自身的耐盐能力。从大肠杆菌中克隆的胆碱脱氢酶基因(betA)是甘氨酸甜菜碱合成的关键酶基因,该基因编码的胆碱脱氢酶(CDH)可将胆碱一步合成为甜菜碱。本实验室已将胆碱脱氢酶基因(betA)转入到小黑杨花粉植株基因组中,并最终获得了4个转基因株系。本研究以4个转betA基因株系(TB1、TB2、TB3、TB4)及非转基因对照为试材,在浓度为1.2%的NaCl盐胁迫下,测定其甜菜碱含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量,并调查试材的盐害情况,计算盐害指数,目的是为了研究转基因株系的耐盐效果,从中筛选出耐盐能力较强的转基因株系。试验结果表明,4个转基因株系的甜菜碱含量均高于非转基因对照;在1.2%NaCl胁迫下TB1、TB2、TB3的超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均高于非转基因对照,TB3低于对照:TB1、TB4的丙二醛含量低于对照,TB2、TB3与对照相近。进一步的盐害分析表明4个转基因株系中的TB1和TB4株系的盐害指数低于对照的42.1%和33.4%,TB2、TB3与对照无显著差异。综合各转基因株系的耐盐性及生理指标测定结果,4个转基因株系中,TB1、TB2的耐盐性明显优于对照,有希望用于盐碱地造林及推广。
简介:本研究通过卷丹百合在不同浓度的盐胁迫下确定了盐浓度阈值,利用同源克隆和RACE技术获得了盐阈值浓度处理下卷丹百合MAPK基因的保守区(Genbank登录号:JQ437268),并对其进行生物信息学分析。同时利用了DNAman软件和Blastn序列比对在基因和蛋白角度分析了MAPK基因在盐阈值浓度处理下的表达情况。分析表明,卷丹百合盐阈值浓度为1.09mg/mL,MAPK基因保守区长627bp,推测编码209个氨基酸,有1个高度保守的区域(TRWYRAPE)存在于MAPK氨基酸序列中,通过NCBI上的BLAST比对分析,发现这段保守区序列为促分裂原活化蛋白激酶超家族的催化活性区。
简介:通过增加外源CaCl2和钙离子螯合剂EGTA处理后,研究香蕉幼苗在60mmol/LNaCl人工模拟的盐胁迫0、4h、8h、12h、24h和48h不同时间下,测定其叶片和根的CaM和Ca^2+-ATPase基因的相对表达量。结果表明,在NaCl胁迫过程中,香蕉幼苗在正常的生长条件下,其根和叶片的CaM基因和Ca^2+-ATPase基因均有表达。巴西蕉幼苗根在盐胁迫过程中CaM基因没有发生显著变化,但是粉蕉根却发生了显著变化,这可能与粉蕉耐盐性高于巴西有关。随着盐胁迫时间的延长,巴西蕉和粉蕉幼苗根的Ca^2+-ATPase基因的相对表达量均呈现先上升后下降的趋势。