割手密SnRK2基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫表达分析

【目的】探究割手密SnRK2基因家族成员在干旱胁迫中的调控机制,为抗旱性甘蔗品种的选育提供侯选基因。【方法】以全基因组数据为基础从割手密中鉴定SnRK2基因,并对其进行生物信息学分析和干旱胁迫下的表达分析。【结果】在割手密基因组中共鉴定出11个SnRK2基因家族成员,命名为SsSnRK2.1-SsSnRK2.11,且这些基因不均匀地分布于8条染色体上。SnRK2蛋白的氨基酸残基数为227~580,分子质量为25683.53~64695.8 kD,等电点为4.62~8.94,且均为亲水性蛋白。系统发育树可将其分为3个亚组,且同亚组中的保守基序基本相似,外显子数量以7~9个为主。SsSnRK2基因家族成员的启动子中含有多种激素类和逆境胁迫响应类的作用元件。割手密SsSnRK2基因家族成员的表达具有组织特异性。所有的SsSnRK2基因均能不同程度地响应干旱胁迫。【结论】割手密SnRK2基因家族在响应干旱胁迫过程中发挥重要作用,可为割手密的抗逆性研究提供一定的理论依据。

30份割手密种质资源苗期抗旱性综合评价

【目的】依据生理生化指标综合评价不同基因型割手密种质资源的苗期抗旱性,为甘蔗抗旱性育种的亲本选育提供参考。【方法】以30份割手密野生种质为试验材料进行盆栽试验,测定割手密苗期干旱胁迫处理前后的6项生理生化指标,采用主成分分析、模糊隶属函数分析和聚类分析对割手密的抗旱性进行综合评价。【结果】与正常供水相比,干旱胁迫下各割手密种质材料的过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性增强,丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)含量增加,但各指标的变化程度因材料不同而存在一定差异。相关性分析结果表明,在干旱胁迫下,不同割手密种质材料叶片的过氧化氢酶活性和脯氨酸含量之间呈显著正相关(P<0.05),超氧化物歧化酶活性和脯氨酸之间呈极显著正相关(P<0.01);过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性之间呈显著负相关;过氧化氢酶活性与丙二醛含量之间也呈显著负相关,其他指标之间无显著相关性(P>0.05)。主成分分析表明,SOD活性、POD活性、CAT活性和Pro含量、SS含量、MDA含量可作为割手密抗旱性评价的重要指标。通过模糊隶属函数分析和聚类分析可将30份割手密种质材料划分为4类,其中高度抗旱材料1份(90⁃53),中高度抗旱材料2份,中度抗旱材料14份,低度抗旱材料13份。【结论】CAT活性、SOD活性、POD活性、MDA含量、SS含量、Pro含量可作为割手密苗期的抗旱性评价指标。30份参试割手密种质中,90⁃53的抗旱性最强,2015⁃22、88⁃301次之,2015⁃104的抗旱性最弱。

低温胁迫下不同甘蔗品种的生理响应及耐寒性评价

低温是影响甘蔗生长发育、产量以及分布的主要环境因子之一。探究甘蔗在低温逆境下的生理反应特性,筛选强耐寒性甘蔗亲本材料,对指导甘蔗育种及推动甘蔗产业发展有重要的意义。本研究以8份不同甘蔗品种及1份甘蔗近缘野生种(蔗茅99-1无性系)为试验材料,研究其在低温胁迫处理后的生理指标响应,并利用主成分分析、模糊隶属函数法和聚类分析对9份材料的耐寒性进行综合评价。研究结果显示:经低温胁迫处理(3℃,3 d)后,绝大部分材料的丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)、可溶性糖(SS)以及可溶性蛋白(SP)含量较CK升高;所有材料的脯氨酸(Pro)含量均较CK升高,而超氧化物歧化酶(SOD)活性均较CK降低;此外,绝大部分材料的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性也较CK升高。并且发现强耐寒性的材料(蔗茅99-1、崖城89-9、ROC10)经低温胁迫处理后能够维持较低的MDA含量,和较高的SS、SP、Pro含量以及POD、CAT活性。结合综合评价值(D),通过聚类分析将9份材料的耐寒能力分别划分为强耐寒类型(蔗茅99-1、崖城89-9、ROC10)、中度耐寒类型(ROC20、粤糖93-159、黄加利、ROC16)和弱耐寒类型(滇蔗01-58、ROC22)3个类群。这些结果表明,不同甘蔗品种对低温的适应能力不同,强耐寒性甘蔗品种在逆境下能够迅速通过自身调节,合理提高渗透调节物质含量及抗氧化酶活性,进一步清除体内的活性氧(ROS)等有害物质,平衡细胞代谢过程,从而更好地适应低温环境。本研究为探明甘蔗低温胁迫应答调控机理,选育强耐寒性甘蔗新品种奠定基础。

建筑工程管理中现代工程技术的应用研究

为提高建筑工程管理水平和质量,提升建筑企业的经济效益,简要分析现代工程技术的主要特点和重要作用,并基于建筑工程管理现状,重点分析建筑信息模型、虚拟现实、现代成组、自动控制以及铝膜等技术在建筑工程管理中的具体应用,以期为相关人员或工程提供参考。

割手密干旱响应NAC转录因子的克隆及表达分析

NAC转录因子参与植物对生物和非生物胁迫响应过程。本研究以甘蔗野生种割手密为材料,克隆得到3个SsNACs基因,命名SsNAC2、SsNAC3、SsNAC4。生物信息学分析表明,其编码序列CDS全长931 bp、486 bp、781 bp,编码309个、162个、259个氨基酸。亚细胞定位预测3个SsNACs基因位于细胞核,上游启动子含有与逆境胁迫应激相关的ABRE、LTR、MBS、MYB、STRE顺式作用元件。系统进化分析表明SsNAC2与高粱SbNAC68亲缘关系最近,属于OsNAC3亚家族,SsNAC3与南荻MlNAC1亲缘关系最近,属于ATAF亚家族,SsNAC4与高粱SbNAC82同属NAC2亚家族。组织特异性表达分析结果SsNAC2、SsNAC3基因在割手密茎叶生长期表达量较高。基因表达谱分析表明,不同胁迫下3个SsNACs基因的相对表达水平不同,推测SsNAC2、SsNAC3和SsNAC4基因可能参与调控割手密应对干旱、低温、盐分、病原真菌等非生物和生物胁迫,同时又能够被ABA和MeJA诱导表达,以上研究为进一步分析NAC转录因子在割手密响应逆境胁迫中的功能奠定理论基础。

玉米ZmMYB2基因的克隆及表达分析

为了研究MYB转录因子的功能及其对逆境胁迫的响应,本研究对玉米自交系辽3162三叶期幼苗进行干旱和盐胁迫处理,克隆ZmMYB2基因并进行生物信息学分析,探究该基因在胁迫条件下的表达。该基因开放阅读框长1233bp,编码410个氨基酸,具有多个MYB转录因子结合位点,为MYB转录因子。经生物信息学分析推测ZmMYB2蛋白分子量为46.08kDa,等电点为6.38,属于亲水性酸性非分泌蛋白,具有2个MYB保守结构域,定位在细胞核内,与高粱、南荻的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明,该基因在玉米叶片中的表达量最高,具有组织特异性,且能响应干旱和盐等非生物胁迫。初步判断该基因对玉米的非生物胁迫应答起着重要作用。

玉米NAM-2基因的克隆及生物信息学分析

NAC转录因子家族是一类在植物非生物胁迫的应答中起重要作用的转录因子家族,为了明确玉米NAC转录因子NAM-2在应答逆境胁迫中的作用,对其基因序列进行了克隆和生物信息学分析,利用qRT-PCR法对其进行组织表达分析和干旱、盐非生物胁迫条件下的表达模式分析。结果显示,NAM-2基因全长编码框为1122 bp,编码373个氨基酸,相对分子质量为40.59 kDa,理论等电点8.70,为碱性蛋白,亚细胞定位结果显示定位于细胞核中。结构域分析结果表明,在蛋白质N端拥有一个NAM结构域,进化分析显示,它与高粱亲缘关系最近。组织表达分析显示,NAM-2基因在根、茎、叶中均有表达,在叶片中的表达水平最高。胁迫处理表达分析结果表明,在干旱和盐胁迫下基因表达均下调,初步推测NAM-2基因可能与玉米响应逆境胁迫有密切的关系,为进一步探索其在玉米中的抗逆分子机制奠定了基础。

玉米ZmFAR1基因的克隆与表达分析

FARs为脂酰辅酶A还原酶,在植物生长发育和抵御非生物胁迫过程中起着重要作用。为进一步研究FARs在玉米中行使的生物学功能,在玉米中克隆1个脂酰辅酶A还原酶1基因(ZmFAR1),该基因全长1883 bp,开放阅读框长1491 bp,编码496个氨基酸,分子量为55.983 k Da。生物信息学分析表明,ZmFAR1蛋白的分子式为C_(2522)H_(4010)N^(690)O_(701)S_(24),为稳定的碱性亲水蛋白,存在59个磷酸化位点,未发现信号肽,存在跨膜结构域,最大可能定位于细胞质。氨基酸残基组成中主要以α螺旋和无规则卷曲为主。系统进化树分析表明,ZmFAR1蛋白与南荻和高粱的FAR蛋白相似度最高。利用实时荧光定量PCR技术对ZmFAR1在模拟盐、干旱两种非生物胁迫条件下对根、茎、叶3种组织的表达模式进行研究,结果表明,ZmFAR1呈现组织特异性表达,在叶中的表达量最高。盐和干旱处理下,ZmFAR1的表达量出现明显变化,推测ZmFAR1可能在不同程度参与了玉米对非生物胁迫的应答。