小麦胁迫相关基因TaLEAL3的克隆及分子特性分析

第3组LEA蛋白(late embryogenesis abundant protein)介导干旱、高温、高盐等非生物胁迫响应,关于普通小麦LEA基因的研究鲜有报道。利用噬菌体原位杂交技术,从小麦苗期干旱胁迫条件构建的cDNA文库中筛选出LEA蛋白基因TaLEAL3,其全长750bp,编码区长501bp,编码166个氨基酸,含有一个明显的核定位信号区。氨基酸同源性分析发现,TaLEAL3属于第3组LEA蛋白,序列中含有由11个氨基酸组成的3个不完全重复的基序和α-螺旋的LEA结构。电子定位结果显示,TaLEAL3基因位于4BL、4DL和5AL染色体上,主要在茎中表达,而在根中几乎无表达。实时荧光定量PCR分析表明,在干旱、低温和ABA诱导下,TaLEAL3基因表达量明显增加。在该基因上游1.7kb序列处,预测具有启动子的核心序列和增强子序列,及与干旱和低温等多种逆境胁迫相关的调控序列。本研究为深入分析小麦LEA蛋白基因的功能,初步解析LEA蛋白的作用机制提供了数据。

杂种优势形成的表观遗传学研究进展

杂种优势是一种复杂的生物学现象,在农业生产上得到了广泛的应用,但对其形成的遗传机理和分子基础尚不清楚。随着表观遗传学的深入研究,尤其是DNA甲基化、小分子RNA和组蛋白修饰等技术的发展,为杂种优势形成的分子基础提供了新的研究策略和技术手段。DNA甲基化、小分子RNA、组蛋白三者在杂交种中水平的改变与杂种优势有着一定关系,同时,三者之间相互作用调节基因表达影响杂种优势。本文简述了近年来表观遗传学在杂种优势形成中的作用和遗传机制等方面的研究进展,并且提出了目前存在的问题和下一步的研究方向。本综述将有助于从表观遗传学的角度认识杂种优势的形成机理,从而促进对杂种优势的表观遗传学基础的理解及其在植物杂交育种上的应用研究。

水稻低温胁迫不同时间的代谢物谱图分析

苗期低温严重影响水稻幼苗生长,分析低温胁迫下幼苗体内代谢物变化特征有助于解析水稻应对胁迫的生理机制。采用气质谱联用仪(GC-MS)技术系统分析水稻品种IR64遭遇不同时间段低温后代谢物图谱的变化特征。结果表明,草酸、戊糖酸-1,4-内酯、海藻糖及水杨酸参与了水稻低温胁迫早期应激性反应;在低温胁迫过程中,水稻植株主要通过苯丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、缬氨酸、木糖醇、尿囊素和鼠李糖等含量的提高维持细胞渗透平衡。代谢物动态分析发现参与低温胁迫反应及胁迫恢复后进程的主要代谢物不同。研究结果为全面系统剖析水稻耐冷胁迫的分子生理机制打下了基础。