大麦耐盐近等基因系叶片响应盐胁迫的转录组学分析

为解析大麦耐盐基因QSl.TxNn.2H响应盐胁迫的分子机制,以包含耐盐基因QSl.TxNn.2H的1对近等基因系N53(盐敏感)和T66(耐盐)为供试材料,通过转录组测序(RNA-Seq)分析对照和盐胁迫(300 mmol/L NaCl)处理120 h的近等基因系叶片中响应盐胁迫的差异表达基因,根据测序结果进行DEG筛选、GO富集和KEGG分析,并使用qPCR技术分析基因的表达水平,验证转录组测序结果。研究表明,从N53中共鉴定到6652个DEG,其中3348个基因上调,3304个基因下调;T66中只鉴定到1447个DEG,716个基因上调,731个基因下调。GO富集表明,DEG主要富集在细胞过程、代谢过程、转运蛋白活性、细胞膜等。KEGG富集表明,耐盐系T66中特异性富集激素信号转导和植物MAPK信号通路,并筛选到12个在近等基因系间差异表达的基因。使用qPCR技术分析了盐胁迫中与离子运输相关的HvHKT、HvNHX和HvVHP基因的表达水平,结果与转录组里基因表达趋势一致,验证了转录组数据的准确性。QSl.TxNn.2H可能通过调控离子相关基因如HvNHX1、HvNHX4、HvHTK1.3、HvHTK2.2、HvVHP1.2和HvVHP1.1的表达调控大麦耐盐性。此外,在QSl.TxNn.2H定位区间内,有10个DEG,为QSl.TxNn.2H候选基因鉴定提供了参考。研究结果初步探索了耐盐基因QSl.TxNn.2H调控大麦耐盐性的分子机制,并分析了QSl.TxNn.2H定位区间内的DEG,为大麦耐盐育种提供了候选基因及理论依据。

驯化对玉米Rubisco活化酶基因RCAβ序列变异的影响

对20份大刍草和80份玉米自交系RCAβ基因的启动子区和编码区进行测序,进行核苷酸序列变异、氨基酸序列变异、DNA多样性以及最小生成树分析,并对49份大刍草和201份玉米RCAβ基因启动子区的2个与基因表达量显著相关的位点进行单倍型分析。结果表明:在大刍草向玉米的驯化过程中,RCAβ基因受到强烈选择,导致其DNA序列变异程度降低。与玉米相比,大刍草RCAβ基因的启动子类型和编码蛋白质种类更加丰富。在玉米中未检测到T02、T03、T04和T05等4种功能域完整的大刍草RCAβ蛋白和Hap4类型大刍草启动子。大刍草RCAβ基因丰富的序列变异可为改良玉米光合效率提供遗传资源。

水稻种子休眠遗传调控机制研究进展

种子休眠可确保种子在最适宜的条件下萌发,对植物的生存和环境适应具有重要意义。种子休眠的强弱关系到种子穗发芽、萌发率、整齐度及后续生长,对作物的产量和品质十分重要。种子休眠受内源激素、环境和复杂遗传网络等多种因素的调控。其中植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellic acid,GA)是水稻休眠调控网络中最重要的2个激素,大多数休眠相关基因通过直接或间接调控ABA和GA相关基因来介导种子的休眠。过去几十年,育种家对水稻种子休眠进行了一些数量性状座位(Quantitative trait locus,QTL)定位研究,并结合一系列水稻穗发芽的突变体,初步揭示了种子休眠的分子机制。该研究归纳总结近几年控制水稻休眠的关键基因及其调控机制,以期为该方向的研究以及水稻抗穗发芽分子育种提供帮助。

DNA甲基化对水稻花药培养过程中黄化的影响

花药培养是一种常见的植物组织培养技术,其培养过程中易产生黄化苗,从DNA甲基化的角度探究水稻花药培养中幼苗高频黄化的机制。结果表明:水稻花药培养产生的黄化苗叶绿素含量降低,叶绿体形态异常。黄化苗基因组DNA甲基化水平明显升高。进一步分析发现绿苗和黄化苗差异甲基化基因主要富集在光合作用相关的途径。通过转录组分析发现,LOC_Os04g58200(OsPORA)、LOC_Os01g01280(OsTLP27)、LOC_Os06g01850(OsLFNR1)、LOC_Os11g01140(OsNPH1a)、LOC_Os02g15640(OsPYL3)、LOC_Os12g08830、LOC_Os07g053600、LOC_Os06g40640(OsAld-Y)和LOC_Os07g01769个与光合作用相关的基因表达量发生改变,且甲基化水平也发生变化。综上,水稻花药培养过程中由于DNA甲基化而抑制光合作用中相关基因的表达,从而导致黄化苗的产生。