XRN4/EIN5调控拟南芥对盐胁迫和ABA的耐受性

XRN4/EIN5是植物的5′-3′核酸外切酶,主要参与细胞质中RNA的降解,同时也是乙烯信号通路的核心基因,在植物的生长发育和乙烯信号转导中起着重要作用。为探究该基因在植物抗逆性方面的作用,以XRN4/EIN5 T-DNA插入突变体ein5-6为材料,设计不同浓度NaCl(0、50、100、150、200 mmol/L)和ABA(0、0.10、0.25、0.50、1.00、1.50μmol/L)处理,基于拟南芥种子发芽率、子叶绿化率、叶片数、叶片面积进行统计分析,结果发现,当盐浓度低于50 mmol/L时,ein5-6的种子发芽率、子叶绿化率、叶片数和叶片面积比野生型Col-0高;当盐浓度达到100 mmol/L时,ein5-6的种子发芽率和子叶绿化率在发育前期比Col-0高,60 h和96 h之后比Col-0低,而二者的叶片数和叶片面积没有差异;当盐浓度达到150 mmol/L及以上时,ein5-6的种子发芽率、子叶绿化率、叶片数和叶片面积比Col-0低。另外,ein5-6对ABA与盐胁迫响应的趋势一致,ABA浓度较低时ein5-6的子叶绿化率高于Col-0,但随着处理时间的延长和ABA浓度的增加,其子叶绿化率越来越低,最终明显低于Col-0。表明与野生型相比,ein5-6对盐胁迫和ABA处理更敏感,推测XRN4/EIN5参与了盐胁迫和ABA响应的调节。

转录组测序分析梨种子催芽过程涉及ABA通路的关键基因

种子休眠与萌发受到内源激素和外界环境等多种因素的调控。生产上常采用清水浸泡和低温砂藏层积处理方法打破梨种子休眠进程,促进种子萌发。为解析梨种子休眠解除的分子机制,以翠冠梨干种子为研究对象,通过清水浸泡6 h再低温砂藏60 d进行催芽。对该过程17个时期种仁ABA含量进行测定,结果显示在种子浸泡过程和低温砂藏7 d阶段ABA含量整体呈现下降趋势,随后趋于稳定。选取其中7个关键时期样品进行转录组测序,GO分析结果显示差异基因被分配到40个功能组,KEGG分析结果显示差异基因主要富集在核糖体、多样化环境中微生物代谢、碳代谢、辅因子的生物合成和氨基酸的生物合成通路。通过转录组测序获得的基因FPKM值和ABA含量数据构建共表达网络,结果显示11个基因(Pbr009501、Pbr016256、Pbr011612、Pbr033750、Pbr015393、Pbr000885、Pbr037755、Pbr039726、Pbr020341、Pbr003677和Pbr015873)与ABA含量的相关性均极高,相关性系数达到0.91~0.96。研究结果为挖掘梨种子休眠和萌发过程调控ABA水平的关键基因提供了重要信息。

代谢组和转录组联合解析青花菜芽苗黄酮类物质对外源ABA的响应机制

为探究植物激素脱落酸对青花菜芽苗黄酮类物质合成的作用机制,以青花菜品种耐寒优秀为试材,以清水为对照,外源喷施50μmol·L^(-1)的ABA,对处理后的青花菜芽苗进行代谢组和转录组的联合分析。结果表明,代谢组共检测出14类物质,包含黄酮共212种,具有明显差异的黄酮共30种。其中,儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量明显上升,柚皮苷、银锻苷和枸橘苷含量明显下降。通过代谢组和转录组联合分析,黄酮合成途径、苯丙烷合成途径以及ABA信号通路共筛选出13个相关调控基因,其中LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133对儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量呈明显正相关,推测上述基因可响应ABA信号参与调控黄酮类化合物的生物合成。综上所述,研究结果表征了青花菜芽苗响应外源ABA并调控黄酮类化合物合成的关键基因,为后续黄酮类化合物的生物合成调控奠定了科学理论基础。

旱柳失水枝条中ABA介导的代谢组响应分析

【目的】ABA是植物干旱胁迫的关键激素,通过代谢组学分析揭示旱柳离体枝条ABA介导的失水响应差异代谢物及其相关通路,为旱柳干旱胁迫响应提供研究基础和理论依据。【方法】以旱柳离体枝条为材料,探究ABA合成抑制剂钨酸钠溶液浸泡后旱柳失水至不同水势枝条木质部代谢组的差异响应。【结果】失水至P50(-1.9 MPa)旱柳枝条代谢组与未失水枝条相比,内源ABA含量显著增加了425.032%,D-果糖等可溶性糖含量与L-谷氨酸等氨基酸含量显著增加。ABA抑制剂处理后内源ABA含量显著降低了79.253%,D-1,5-脱水果糖等可溶性糖含量与苯丙氨酸等氨基酸含量显著降低。植物激素信号转导、类胡萝卜素生物合成和淀粉与蔗糖代谢途径等是旱柳枝条失水响应的关键代谢通路。【结论】旱柳枝条失水后ABA含量显著增加,介导多糖水解过程等降低了细胞渗透势以应对干旱胁迫。

NaCl胁迫下宁夏枸杞ABA代谢相关基因差异表达分析

为解析宁夏枸杞响应NaCl胁迫的ABA代谢分子调控机制,检测NaCl胁迫下宁夏枸杞叶片脱落酸(ABA)含量变化,并利用RNA-seq和qRT-PCR技术研究NaCl胁迫下ABA代谢相关基因的差异表达规律。结果表明,不同浓度NaCl胁迫下,宁夏枸杞叶片中ABA含量随NaCl浓度的增加呈现增加趋势;通过转录组测序筛选得到21个ABA代谢相关的差异表达基因,从100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L NaCl处理下的宁夏枸杞叶片中检测到ABA代谢相关的差异表达基因分别有17、11、9个,qRT-PCR检测结果与转录组测序结果基本一致。宁夏枸杞通过相关基因的差异表达调控ABA代谢和信号通路,从而参与调控其响应NaCl胁迫。

外源ABA、ZR及IAA对甘薯脱毒苗生长及结薯的影响

以甘薯品种龙薯9号的脱毒试管苗为试验材料,采用盆栽基质培养、向根部营养液加入植物激素的处理方式,设置单因素试验,分别探究了0(CK)、0.7、7.0、14.0 mg/L的ABA与IAA,以及0(CK)、0.8、8.0、16.0 mg/L ZR对脱毒苗根生长发育及结薯的影响。结果表明:0.8 mg/L ZR处理的单株结薯数和单株薯重分别较CK提高2.25个和5.93 g;0.7 mg/L ABA处理的单株结薯数和单株薯重分别较CK提高2.00个和5.43 g;14 mg/L IAA处理可显著增加脱毒苗的根长和茎长。综上所述,在脱毒薯生产过程中,根部施加0.7 mg/L ABA或0.8 mg/L ZR均可显著增加脱毒苗的单株结薯数和单株薯重,根部添加14 mg/L IAA可显著促进脱毒苗根与茎的伸长。本试验结果可为脱毒种薯种苗高效生产提供技术支撑。

盐胁迫和ABA处理下水稻基因组的可变剪接事件分析

基因的剪接方式在不同发育时期、不同组织以及不同外界环境条件下可以发生改变,即可变剪接。可变剪接在转录后水平上调控基因功能,增加基因功能的复杂性和多样性。目前已发现一些基因在环境因素刺激下会发生可变剪接,但是逆境下全基因组水平上的可变剪接事件在很多植物中还未完全了解,这些事件是否同时受到植物激素的调控目前也不清楚。为了了解水稻在外界逆境胁迫下的全基因组可变剪接事件,特别是脱落酸(ABA)信号途径被激活后哪些基因发生了可变剪接,我们对盐胁迫以及ABA处理后水稻转录组中的可变剪接事件进行了交叉分析,发现一些信号途径的基因在盐胁迫以及ABA处理后均发生了可变剪接。选择其中与DNA损伤修复以及ABA信号转导有关的基因进行了进一步分析,并通过RT-PCR对其中OsPP2C67和OsSADR1基因的可变剪接进行了验证,得到的结果与分析结果一致。

外源ABA对盐胁迫下八棱海棠苗木生长及生理特性的影响

在盆栽条件下,设置空白对照(CK)、盐胁迫(N1)、盐胁迫+20 mg/L ABA(N2)、盐胁迫+35 mg/L ABA(N3)、盐胁迫+50 mg/L ABA(N4)共计5个处理,研究ABA对盐胁迫下八棱海棠苗木生长和生理特性的影响。结果表明,盐胁迫处理与对照相比显著降低了八棱海棠的株高、茎粗、净光合速率、总糖含量和氨基酸含量,提高了八棱海棠的SOD活性和POD活性。外源施加ABA提高了盐胁迫处理下八棱海棠的株高、茎粗、净光合速率、SOD活性、POD活性、总糖含量和氨基酸含量。综合比较来看,35 mg/L是外源ABA改善八棱海棠苗木生理特性并促进其生长的适宜浓度。

脱落酸ABA受体的功能以及翻译后修饰研究进展

脱落酸(Abscisic Acid,ABA)作为植物六大激素之一,在植物应对干旱、渗透等逆境胁迫条件下,维持植物体本身内环境的稳态中都起重要作用.ABA受体RCARs/PYR/PYLs结合ABA后抑制PP2C的活性来激活ABA信号转导途径.ABA受体作为ABA信号传递中的核心成员,其翻译后修饰对其功能有重要意义.本文主要总结了ABA受体的功能以及泛素化、硝基化和磷酸化修饰对其功能的精细调控的研究进展,并对该领域需解决的问题进行了展望.总结发现,ABA受体的不同修饰对其功能的影响不同,因此其翻译后修饰的研究可能对培育抗逆农作物品种具有理论指导意义.

具有木棉纤维的ABA结构隔声性能试验与计算分析

前围隔音垫主要用于隔绝发动机的噪声,防止噪声传到乘客舱,其结构一般为ABA(吸声层-隔声层-吸声层)。ABA结构中吸声层(A)为多孔棉毡,由纤维材料制作而成。该文章使用木棉纤维、超细纤维制作多孔棉毡,测试并对比两种棉毡的吸声系数。基于两种纤维制作ABA结构样件,并进行了隔振性能的测试。建立了ABA结构的隔声特性的计算模型,并验证模型的有效性。利用建立的模型,计算分析不同吸声层材料构成、不同厚度参数的ABA结构的隔声性能。

ABA在小麦幼胚培养中的应用研究

为提高小麦幼胚体细胞再生频率,以豫麦49、豫麦18、兰考906为试验材料,研究不同浓度ABA对小麦幼胚离体培养特性和草酸盐氧化酶活性的影响。结果表明,不同基因型间、ABA浓度间小麦幼胚愈伤组织诱导率、分化率和草酸盐氧化酶活性差异均达到极显著水平,基因型间以豫麦18最高,兰考906最低;不同ABA浓度间以0.10 mg/L处理对幼胚愈伤组织形成和分化最为有利;不同浓度ABA条件下小麦幼胚胚性愈伤组织诱导率与草酸盐氧化酶活性存在极显著相关。

外源ABA对藜麦种子萌发及ABA相关基因表达的影响

穗发芽会导致藜麦籽粒产量和品质严重受损,而脱落酸(ABA)与种子萌发和休眠密切相关。该研究以易穗发芽的‘大黑藜3’(BBQ3)、‘白藜6’(WQ6)和抗穗发芽的‘小黑藜1’(SBQ1)和‘白藜4’(WQ4)为试验材料,在种子萌发3 d内施加不同浓度ABA和氟啶酮(FL),探究ABA和FL对两种粒色藜麦种子萌发、ABA含量以及ABA合成基因NCED、裂解基因8′OH和信号转导基因ABI3表达的影响。结果表明:(1)各藜麦种子萌发均受到各浓度外源ABA抑制,并以25μmol·L^(-1)浓度效果最佳,同时受到外源低浓度FL促进,且施用2.5μmol·L^(-1)浓度即可;外源ABA和FL处理的SBQ1和WQ4发芽率降低和升高幅度分别小于BBQ3和WQ6。(2)对照组SBQ1和WQ4种子内源ABA含量分别显著高于BBQ3和WQ6;外源ABA处理可显著提高藜麦种子内源ABA含量,且WQ4显著高于WQ6,种皮略厚的SBQ1内源ABA含量显著低于BBQ3;外源FL处理下4份材料种子内源ABA含量均有所下降,但只有SBQ1达到显著水平。(3)对照组中,SBQ1和WQ4萌发种子中NCED、8′OH、ABI3基因的表达量分别高于BBQ3和WQ6;外源ABA处理下,SBQ1萌发种子中NCED和ABI3表达量在12 h才显著上调,BBQ3的3个基因表达量均在6 h时就显著上调,同时WQ4的3个基因表达量上调时间也迟于WQ6;在外源FL处理下,SBQ1中3个基因表达量均上调,但NCED表达量明显低于8′OH,BBQ3中NCED和ABI3的表达量下调,8′OH表达量显著上调;FL对WQ4中NCED和8′OH的表达主要起抑制作用,对ABI3无显著调控作用,而对WQ6中8′OH基因表达的促进作用高于NCED基因。(4)黑藜和白藜中种子发芽率、ABA含量与NCED、ABI3基因的表达量均显著相关。研究发现,抗穗发芽藜麦材料种子发芽率低于易穗发芽材料,ABA含量高于易穗发芽材料;外源ABA可显著抑制种子萌发,且易穗发芽藜麦材料对ABA的敏感性高于抗穗发芽材料,ABA敏感性高材料的相关基因表达对ABA的响应早于其他材料;FL对种子萌发有促进作用,但可能不是直接通过抑制NCED、ABI3的表达和促进8′OH的表达来调控ABA合成,而是通过影响其他关键结合位点进行调控。

ABA调控种子发育的研究进展

种子发育是一个复杂的生物学过程,受各种遗传和外界因素的调节,显著影响农作物特别是禾谷类作物的种子活力和产量与质量。脱落酸(ABA)是调控种子发育和萌发最重要的植物激素之一,其活性水平、信号转导及其LAFL网络在种子发育包括胚胎发生和成熟过程的调控中起关键作用。该文主要综述了近年来ABA调控种子发育的研究取得的重要进展,包括ABA代谢和信号转导对种子发育的调控,ABA与种子成熟转录因子(AFL-B3、FUS3、ABI3、LEC2等)的作用,以及ABA在种子发育中的作用机制,并提出了需要进一步研究的科学问题,为深入理解种子发育的分子机制提供参考,从而提高种子的活力、产量和质量。

外源ABA对低温胁迫下越橘花期和幼果期抗寒性的影响

以半高丛越橘品种‘北陆’为试材,采用综合评价的方法,研究了在低温胁迫下不同浓度外源ABA对花期和幼果期各项抗寒性生理指标的影响,以期得到提高越橘抗寒性的最适ABA浓度。结果表明:在低温胁迫下,对越橘花蕾、花朵以及幼果喷施外源ABA,可使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,可溶性糖、可溶性蛋白质以及脯氨酸含量增加,并且随着喷施ABA浓度的增大,呈先上升后下降的趋势;外源ABA也能够降低丙二醛(MDA)含量和电解质渗出率,随着喷施ABA浓度的增大,呈先下降后上升的趋势。用隶属函数法对在低温胁迫下各抗寒性指标进行综合性评价,得出喷施浓度为20 mg·L^(-1)的外源ABA可有效缓解越橘花期和幼果期冻害,提高越橘抗寒性。

ABA和干旱胁迫下菊花脑ZF-HD基因家族的表达分析

干旱是影响菊花生长发育和产量的重要非生物因子,在应对干旱胁迫时ZF-HD转录因子家族起着重要的作用。菊花脑是研究菊花遗传育种机制的模式植物,筛选其抗旱相关基因可为菊花相关研究奠定基础。本研究在菊花脑基因组基础上,建立了本地数据库以实现本地BLAST,并利用Pfam数据库、HMMER、DNAMAN、MEGA、Tbtools、ExPASy、WOLF PSORT在线网站及实时荧光定量技术,对ZF-HD基因家族进行筛选以及生物信息学和表达分析。最终在菊花脑基因组中共鉴定出19个CnZFHD基因,分为ZHD、MIF两个亚家族,其中ZHD亚族包括I-VI亚群。家族成员的组织特异性表达具有时间和空间差异性,且启动子区富含与生长发育、胁迫和激素相关的响应元件。RT-qPCR结果显示,19个CnZF-HD基因均响应干旱胁迫和ABA处理,且在干旱条件下均被诱导表达。CnZF-HD4、CnZF-HD5、CnZF-HD9、CnZF-HD10、CnZF-HD14、CnZF-HD15、CnZF-HD19这7个基因在ABA处理中被诱导表达,亚群VI在调控菊花脑抗旱性方面起着重要作用。另外,CnZF-HD1基因的表达在干旱条件下持续上调,可作为抗旱相关的候选基因,但其对ABA的敏感性需要进一步研究。

盐胁迫下ABA对樱桃幼苗光合及生理特性的影响

为探讨盐胁迫下脱落酸(ABA)对樱桃幼苗生长的影响,本试验以‘大青叶’的幼苗为材料,研究了施用不同浓度(0、2.5、5、10、20、40 mg·L^(-1))ABA对盐胁迫下樱桃幼苗光合及生理特性的影响。结果表明:施用ABA浓度为10 mg·L^(-1)时,叶绿素含量、光合指标、抗氧化酶活性、脯氨酸含量有明显提高,其他浓度ABA对缓解盐胁迫也具有一定作用,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)的含量随喷施ABA浓度的增加呈先上升后下降的趋势;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)、脯氨酸含量,以及POD活性变化趋势与叶绿素基本相同;可溶性蛋白含量及SOD活性随ABA浓度的增加基本呈现逐渐升高的趋势。综合分析,当喷施外源ABA浓度为10 mg·L^(-1)时,对缓解盐胁迫下樱桃幼苗光合及生理特性效果最显著。

拟南芥CARK11参与ABA介导的生理功能研究

为了探究CARK11在ABA介导的生理进程中的具体作用,本研究以拟南芥哥伦比亚生态型(WT)、CARK11功能缺失突变体cark11和回补激酶丧失CARK11 N203A(com-CARK11m)以及过表达转基因株系(OE-CARK11)为研究对象,探究CARK11在种子萌发、幼苗形态构建、主根生长与干旱响应中发挥的作用.结果显示:相比WT,ABA促进了cark11和com-CARK11m的种子萌发、子叶变绿和主根伸长,而OE-CARK11被抑制.qRT-PCR检测RAB18和RD29a的表达量,发现过表达CARK11促进RAB18和RD29a表达;ABA处理后,这种促进作用更强.干旱实验发现,OE-CARK11耐旱性增加,而cark11和com-CARK11m耐旱性弱于WT.这些结果表明:CARK11作为ABA信号通路的正调控因子抑制拟南芥的种子萌发、子叶变绿和主根生长;同时在干旱胁迫中具有积极作用;另外CARK11在ABA信号途径中的功能依赖激酶活性.

水稻成花素基因Hd3a在ABA调控种子萌发中的功能研究

Hd3a(Heading date 3a)是拟南芥成花素基因FT(Flowering Locus T)的同源基因,作为水稻开花的强诱导因子,对短日照条件下水稻的开花具有重要的促进作用。Hd3a在水稻发育中是否具有其他功能,目前的认识仍非常有限。在我们的研究中,通过对Hd3a基因组序列进行生物信息学分析,发现Hd3a的启动子序列包含响应脱落酸(Abscisic Acid,ABA)信号的ABRE(ABA-Responsive Element)元件。荧光素酶发光反应和RT-qPCR分析都证实了Hd3a的转录表达随外源ABA增加而减少。通过不同浓度的ABA处理水稻野生型和hd3a缺失突变体种子,结果表明hd3a缺失突变体种子萌发明显被抑制,暗示了Hd3a缺失导致种子萌发中对ABA敏感性增强,同时hd3a突变体中ABA信号途径响应基因ABI5(ABA Insensitive 5)、ABL1(ABI5-Like1)的表达量升高,表明Hd3a可负调控ABA信号。综上所述,Hd3a可以响应ABA信号调控水稻种子萌发,这些研究结果对于深入理解水稻Hd3a基因的生物学功能具有重要意义。

外源ABA对低温胁迫下21世纪与久硕桃枝条抗寒性的影响

【目的】探明外源ABA处理对桃抗寒性的影响。【方法】以不同质量浓度ABA(0、25、50、75、100 mg·L^(-1))喷施处理的21世纪和久硕1年生枝条为试验材料,分别进行人工模拟低温(0、-5、-10、-15、-20、-25、-30℃)处理,研究相对电导率和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖及内源激素(ABA、GA、IAA、CTK)含量以及ABA/GA的差异。【结果】在低温胁迫下,外源ABA处理的21世纪和久硕枝条可溶性蛋白、可溶性糖含量较对照均增加,丙二醛(MDA)含量和相对电导率均降低,ABA、GA、IAA、CTK含量及ABA/GA均呈无规律变化。用隶属函数法对低温胁迫下各项抗寒指标进行综合评价,不同ABA质量浓度对21世纪抗寒影响顺序为50>75>100>25>0 mg·L^(-1)(CK),不同ABA质量浓度对久硕抗寒影响顺序为50>25>75>100>0 mg·L^(-1)(对照)。【结论】50 mg·L^(-1)ABA为最佳质量浓度,能有效缓解冻害,提高抗寒性。

贵州本土半野生番茄砧木介导ABA生物合成信号通路调控植株耐旱性的机理研究

随着全球气候变暖,干旱胁迫成为限制番茄等蔬菜作物安全生产的重要因素之一。前期研究发现嫁接贵州本土半野生番茄GZ-01砧木其可以提高植株的耐旱性。为探究野生番茄GZ-01增强植株耐旱性的分子机理,以半野生番茄GZ-01砧木和红果番茄为试验材料,结合形态生理学和分子生物学,比较嫁接番茄和自嫁接番茄植株对干旱胁迫的响应。结果表明,干旱胁迫下,与自嫁接植株R/R相比,GZ-01/R嫁接植株细胞膜的损伤显著降低,植株的抗氧化能力、干物质累积量、CO_(2)同化率和水分利用率显著提高,离体叶片失水率显著降低,下气孔闭合比率显著提高,脱落酸(ABA)合成相关基因表达量和ABA含量显著提高。嫁接植株GZ-01/R可能通过调控ABA的合成来影响气孔开闭,调控叶片失水率,提高植株水分利用率,从而影响植株对干旱胁迫的响应。本研究为开发利用贵州本土半野生番茄资源奠定了基础,为增强干旱胁迫和分子调控网络途径提供了理论支撑。