核酸切除修复途径相关基因对酿酒酵母耐受性的影响

酿酒酵母在工业发酵过程中会受到多种环境压力,包括氧化、高温、酸、乙醇及高渗等,因此选育高耐性酿酒酵母对工业生产具有重要意义。微生物中DNA重组酶、核酸修复酶等与核酸修复相关的蛋白与菌体对不良环境的耐受性有关。该实验基于核酸切除修复途径,通过基因工程手段,探究酿酒酵母内源核酸切除修复基因(RAD 16、RAD7、RAD23和RAD4)和外源基因(UVRA)对酿酒酵母耐受性的影响。结果表明,过表达酿酒酵母自身核酸切除修复基因RAD16、RAD7、RAD23及RAD4提高了酿酒酵母高渗耐受性。过表达UVRA基因可以提高菌株高渗耐受性,这意味着该元件在真核和原核细胞中存在功能上的保守性。这些结果有助于提高酿酒酵母对环境胁迫尤其是高渗透压环境的耐受性,并为研究酵母耐受性机制提供了新的思路。

二氢卟吩铁调控辣椒对高温胁迫的耐性及相关基因的表达

为评估高温胁迫下二氢卟吩铁(Iron chlorine e6,ICE6)缓解辣椒幼苗高温伤害效应及对耐高温胁迫相关基因表达量的影响。本研究以艳椒465为供试品种,探究高温胁迫下,二氢卟吩铁对辣椒幼苗相对电导率、可溶性糖含量、抗氧化酶活性、脯氨酸含量等生理生化指标和耐高温相关基因表达的影响。试验结果表明,高温胁迫下,与清水对照比,喷施0.2μg/ml二氢卟吩铁可提高辣椒叶片中可溶性糖、脯氨酸、还原型谷胱甘肽含量,增强超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性,降低相对电导率及丙二醛含量;二氢卟吩铁能提高CaWRKY19、CaWRKY55和CaWRKY40耐高温胁迫相关基因的表达。由此可见,用0.2μg/ml二氢卟吩铁处理可显著提高辣椒耐高温胁迫能力。

植物耐盐相关基因克隆的研究进展

随着植物分子生物学快速发展 ,植物耐盐性研究已深入到耐盐相关基因的克隆、基因的结构分析以及基因表达特性等领域。目前 ,耐盐相关基因的克隆工作进行的如火如荼 ,有很多植物的耐盐基因已经被克隆 ,这些已克隆的耐盐相关基因涉及盐胁迫信号传导、基因表达的调控因子、渗透调节物质、胚胎发育晚期丰富蛋白LEA (Late embryogensis abundant)等 ,本文就盐胁迫涉及的信号传导基因、基因表达调控因子等的克隆研究进展作一简要概述。

利用耐逆植物改良松嫩平原高pH盐碱土研究进展(英文)

松嫩平原是世界上苏打盐碱地分布面积最大的地区,土壤pH多在8.5以上,重度盐碱地pH高达9.0～10.5。随着人类活动的加剧和气候干旱,松嫩平原盐碱化面积逐年扩大,盐碱化程度也逐年加重。文中概述了该区典型土壤盐碱化的成因和传统的治理方法,剖析了以往主要改良方法存在的利弊;重点介绍了近年来中国科学院东北地理与农业生态研究所在耐盐碱水稻品种筛选与育种,水稻耐碱突变体筛选和耐碱基因QTL定位,羊草(Leymus chinensis)移栽快速恢复和重建技术及其生物生态学效应,羊草耐碱基因克隆等研究工作进展,指出了有效利用耐盐碱牧草或种植耐盐碱水稻品种恢复生态和提高劣质土地生产力的重要性。

紫花苜蓿耐盐相关基因克隆研究进展

随着植物分子生物学的快速发展,对植物耐盐性的研究已深入到耐盐相关基因的克隆、基因结构与功能的分析及其表达特性的研究。紫花苜蓿(Medicago sativa)是比较耐盐的植物,从苜蓿中分离克隆耐盐相关的基因,分析其结构与功能。不仅可以加深对耐盐分子机制的认识,而且在植物基因工程领域具有重要的应用前景。本文综述了苜蓿盐诱导相关基因的研究进展。

从回交导入群体中筛选耐盐和抗旱水稻植株

盐害和干旱已经成为水稻产量的限制因子。培育耐盐和抗旱水稻品种的前提是高效筛选携带耐盐和抗旱基因的单株。本研究以黄华占为轮回亲本,来源于不同国家的46个品种为供体培育的BC2F2群体为材料,进行苗期耐盐和生殖生长期抗旱筛选。尽管供体和受体本身不具备耐盐性和抗旱性,但导入后代普遍出现耐盐和抗旱的超亲分离,表明供体品种普遍存在提高导入后代耐盐和抗旱的有利"隐蔽基因"。与耐盐性表现相比,导入后代出现抗旱株的组合数和每个群体中筛选出的抗旱株数均显著多于耐盐性,表明抗旱"隐蔽基因"更广泛分布在不同籼粳水稻品种中,而且抗旱性可能比耐盐性具有更广泛的适应机制。研究表明,培育回交导入系加以适当的选择压是发掘耐盐和抗旱"隐蔽基因"的有效方法。

油莎豆耐盐性评估及盐胁迫下幼苗根系转录组学分析

油莎豆是一种综合利用价值高的新型经济作物,抗逆性极强,具有在盐渍化土壤上种植发展的潜力。为明确其耐盐特性,本研究设置5个NaCl浓度(0、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%),分析了NaCl胁迫对油莎豆茎豆萌发和幼苗生长过程中形态和生理指标的影响。结果表明,在0.3%和0.6%NaCl胁迫下,茎豆发芽率、幼苗根长和苗高受影响程度较小;根系中膜受损程度指标物丙二醛(MDA)和氧化胁迫物过氧化氢(H2O2)的含量增加不显著,而渗透调节物甜菜碱(GB)、脯氨酸(Pro)的含量和抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性显著提高,整体上受到的盐胁迫伤害较小。而在0.9%和1.2%NaCl胁迫下,盐胁迫伤害十分明显,茎豆萌发和幼苗生长受到严重的抑制。为进一步鉴定油莎豆耐盐相关基因,利用RNA-seq技术检测了0、0.3%和0.6%NaCl胁迫下油莎豆根系的基因表达情况。通过基因差异表达分析、加权基因共表达网络分析(WGCNA)以及GO富集分析发现,24个主要与氧化还原、跨膜转运、几丁质水解相关的GOterms显著富集,涉及了15个显著上调表达基因。其中,DN23985_c0_g1、DN2960_c0_g1、DN8384_c1_g1分别编码玉米黄质环氧酶、L-抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽转移酶,具有抗氧化作用,参与抗氧化调节;DN21785_c1_g1和DN6596_c0_g1二者均编码氨基酸转运蛋白,可能通过积累氨基酸类小分子(如Pro)而增强渗透调节;DN14393_c0_g1编码几丁质酶,能够水解几丁质而促进植物应对胁迫响应。本研究明确了油莎豆在0.6%及以下浓度NaCl胁迫时具有较好的耐盐性,并进一步筛选出耐盐相关基因,为油莎豆在盐渍化土壤的种植和耐盐品种的培育提供了重要的参考。

转GsSAMS基因大豆主要农艺性状调查与分析

以非转基因受体绥农28为对照,对前期获得的耐盐碱转GsSAMS基因大豆的5个转基因株系SN28-SA-1、SN28-SA-2、SN28-SA-3、SN28-SA-4和SN28-SA-5的T3植株进行了产量性状、品质性状和形态性状的调查与分析。结果表明:在产量性状上,5个转基因大豆株系的单株荚数、单株粒数和百粒重与对照无显著差异;在株高、结荚习性、花色和叶型4个形态性状上,株系SN28-SA-1、SN28-SA-2、SN28-SA-3、SN28-SA-4与对照无显著性差异,但株系SN28-SA-5的株高与对照存在显著性差异(P<0.05),说明同一品种的不同转化株系产生了形态性状变异;在品质性状上,5个转基因株系的蛋白含量高于对照1.42%～2.12%,差异显著,而油份含量差异不显著。因此,转GsSAMS基因大豆的5个转化株系并未在产量性状和品质性状上产生不良变异,同时蛋白含量还有显著提高,具有良好的应用前景。

昆虫病原线虫对非生物胁迫的响应机制

昆虫病原线虫是农林害虫生物防治中重要的生防因子之一。它对非生物胁迫的耐受能力决定着线虫在田间的个体生存及控制害虫效果。线虫对环境胁迫的响应是一个整体性的复杂过程,体现在群体遗传、发育阶段、生理生化和抗逆相关基因的表达调控等不同层次、不同水平上。本文综述了昆虫病原线虫抗逆相关领域的主要研究进展,重点介绍线虫响应非生物胁迫的生理生化机制和相关抗性基因的分离鉴定,并对该研究领域发展趋势进行了讨论和展望,期望为我国研究线虫抗逆机理提供一些新的信息。

离子平衡调节基因及其在植物耐盐基因工程中的应用

对耐盐性相关的离子平衡调节基因及其在植物耐盐性中的作用,以及在植物耐盐基因工程中的应用进行了综述,并对前景进行了展望。

转GsGST14耐盐碱基因大豆的农艺性状调查

对前期获得的转耐盐碱基因GsGST14的大豆株系HF55-GST14-1、HF55-GST14-2、HF55-GST14-3、HF55-GST14-4、HF55-GST14-5的T3代群体进行抽样PCR阳性检测,结果后代群体中转基因阳性个体比例高于80%,说明对这些后代群体的调查能够反映出GsGST14基因对转基因大豆农艺性状的影响。因此对这5个株系的T3代群体农艺性状进行调查及统计学分析。结果表明,5个转基因株系与对照在单株荚数、单株粒数、百粒重、生育期、结荚习性、花色、叶形和蛋白质含量上无显著差异,转基因株系HF55-GST14-1、HF55-GST14-3与HF55-GST14-4的株高显著低于对照。油分含量HF55-GST14-1显著高于对照,HF55-GST14-2显著低于对照。因此,5个转GsGST14基因大豆株系并未在农艺性状上产生较大的不良变异,具有良好的应用前景。

水稻耐冷相关基因克隆研究进展

全球约有一半的人口以稻米为主食,然而,大多数栽培水稻品种(尤其是籼稻品种)的耐冷性不强,易受冷害(冰点以上低温危害)。采用分子育种方法培育耐冷水稻新品种是提高水稻耐冷性、减轻冷害的措施之一,对水稻耐冷相关基因进行定位与克隆是水稻耐冷分子育种的重要环节。介绍了以东乡野生稻为研究对象的耐冷相关基因定位以及以栽培稻为研究对象的OsDREB1A与OSISAP1等耐冷相关基因的克隆,并指出了今后该领域研究的重点。

植物耐盐突变体筛选与耐盐转基因研究

随着土壤盐渍化的日益加剧,农业生产的可持续发展受到威胁.人们从改良盐渍土和植物耐盐育种两个方面寻求解决问题的途径.对现有植物物种进行耐盐性筛选和利用现代生物技术创造新的耐盐品种是进行植物耐盐育种的两种主要方法.随着对植物耐盐分子机制研究的不断深入和转基因技术的不断完善,利用现代生物技术方法培育高效耐盐作物品种已成为当今的研究热点.本文对近年来有关植物耐盐突变体筛选、耐盐相关基因的克隆和转基因研究进行了分析讨论.

黄瓜耐盐性与耐盐相关基因的研究进展

黄瓜是重要的设施蔬菜之一,由于其根系具有脆弱、好气、分布较浅的特点,对盐渍环境适应性较差,土壤盐渍化已成为影响其产量和品质的主要限制因素。本文主要从光合作用、离子毒害、细胞膜和抗氧化酶等角度阐述了黄瓜对盐胁迫的反应及其基本的耐盐机理,介绍了黄瓜耐盐(包括与Na+/K+、植物激素和活性氧的调节)相关基因的研究进展,并指出了黄瓜耐盐性研究中存在的问题,旨在为揭示黄瓜的耐盐机理与耐盐育种提供理论参考。

干旱胁迫下耐旱稻中旱3号全长cDNA文库的构建

干旱胁迫导致很多基因的表达发生变化。以干旱胁迫下的耐旱稻品种中旱3号为材料,我们用SMART技术（RNA转录5′末端模板转换技术）成功构建一个高质量的干旱胁迫诱导的节水抗旱稻中旱3号全长cDNA文库。体外包装后感染大肠杆菌XL1-Blue宿主菌,未扩展文库的滴度为1.94×10^6pfu/mL,重组率为85.15%。扩展后文库的滴度为1.45×10^11pfu/mL。将λ噬菌体臂转入pTriplEx2质粒,从中随机挑选100个克隆,PCR扩增检测插入片段长度,结果显示文库插入片段在500～2000bp之间。

植物耐盐性的信号转导途径及相关基因研究进展

土壤盐碱化是一个世界性的难题,严重影响作物生长,因此,培育抗盐作物具有重要的生态意义。随着分子生物学的发展,已发现与植物耐盐性相关的转导途径有盐超敏感信号途径、钙调磷酸酶(CaN)信号途径、乙烯信号途径、蛋白激酶参与的信号途径等,目前已分离和克隆了多种耐盐基因,为耐盐新品种选育提供了新的途径。本文综述了耐盐信号转导途径及相关基因的研究进展。

转GsCa^(2+)-ATPase基因大豆主要农艺性状调查与分析

为对转基因大豆新株系的主要农艺性状进行科学评价,对已获得耐盐碱性状显著的转GsCa2+-ATPase基因大豆的3个株系HF50-CA-1、HF55-CA-1、HF55-CA-2的T3植株进行种子萌发率、种子落粒性、产量性状、品质性状和形态性状的调查与分析。结果表明:在种子萌发率、种子落粒性、形态性状和产量性状上,3个转基因大豆株系与对照相比无显著差异。在品质性状上,3个转基因株系的蛋白含量与对照差异不显著。表明没有因导入耐盐碱基因而导致上述性状产生不良变化。油分含量与对照相比,株系HF50-CA-1和HF55-CA-1分别显著下降1.01%和0.56%,而HF55-CA-2株系则差异不显著。

丝状真菌抗逆相关基因研究进展及其应用

丝状真菌作为真菌中一类重要的微生物类群,在食品加工、酶剂和有机酸的生产、生物防治等方面发挥着重要作用。但是在实际应用当中,由于丝状真菌的生长、代谢等严格受到自身抗逆性能及对外界环境的适应性能的影响,因此丝状真菌的应用受到环境条件的严格限制。而菌株的抗逆相关基因直接决定了其自身的抗逆能力及环境的适应能力。因此,就丝状真菌抗逆相关基因的研究方法及其在提升菌株抗逆性能的应用上进行了综述,为今后的丝状真菌菌株的改良及规模化的运用具有推动作用。

不同耐盐性水稻材料对盐胁迫的生理响应及分子机制

【目的】研究不同耐盐性水稻材料应答高盐胁迫的生理及分子机理,对筛选和培育耐盐水稻新品种具有重要的参考价值。【方法】分别以耐盐水稻品系X1、X2、X3和盐敏感水稻品系X20、X30为试验材料,分析其在高盐胁迫(200 mmol·L^(−1) NaCl的1/2KB溶液)条件下的生理代谢及耐盐相关功能基因表达差异。【结果】在高盐胁迫条件下,耐盐水稻材料体内脯氨酸及可溶性糖含量、超氧化物歧化酶及过氧化氢酶的活性,以及耐盐相关功能基因OsP5CS1、OsProt、OsCu/Zn-SOD、OsAPX2、OsNCED3及OsNCED5的表达水平明显高于盐敏感型,而丙二醛和过氧化氢含量明显低于盐敏感型。【结论】耐盐性水稻材料主要通过提高渗透调节能力、活性氧清除能力及耐盐相关功能基因的表达来提高其耐盐性。

水稻耐低温逆境研究:分子生理机制及育种展望

低温严重影响水稻的地理分布、生长发育及产量。水稻在低温逆境下会产生一系列的生理及代谢变化,如:叶绿素荧光的改变,电解质渗漏增加,活性氧、丙二醛、蔗糖、脂质过氧化物、脯氨酸等代谢物含量升高,植物内源激素ABA和GA的改变等。了解水稻在低温逆境下的生理代谢变化及低温应答分子机理对水稻耐低温性状的遗传改良具有重要的意义。本文系统总结了水稻在低温逆境下的生理代谢变化、已定位和克隆的耐低温基因/QTL,以及水稻应答低温逆境信号转导机制的最新研究进展,以期为水稻的耐低温育种提供参考。