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水稻OsCNGC10基因抗倒伏性以及抗旱性功能研究

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作物学报 2024年第5期50卷 1351-1360页

作者：朱忠林文月周棋巫燕飞杜雪竹盛锋湖北大学生命科学学院/省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室湖北武汉430062 湖北洪山实验室湖北武汉430062

环核苷酸门控离子通道是一种配体门控的阳离子通道,存在于动物和植物体内,是真核生物信号级联反应的重要组成部分。本研究利用水稻环核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channel,OsCNGC10)基因,构建了超表达载体pU1301-CNGC10-... 详细信息

环核苷酸门控离子通道是一种配体门控的阳离子通道,存在于动物和植物体内,是真核生物信号级联反应的重要组成部分。本研究利用水稻环核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channel,OsCNGC10)基因,构建了超表达载体pU1301-CNGC10-Flag和双靶点敲除载体pRGEB32-CRISPR/cas9-cngc10,通过农杆菌介导的遗传转化法获得敲除和过表达材料,并从T2代中分离到纯合植株oscngc10-2及OE-CNGC10-6。转基因植株茎秆特性以及抗倒伏性分析表明,突变体oscngc10-2茎秆强度和抗倒伏性增强;茎秆细胞壁组织切片以及组织成分分析则表明突变体oscngc10-2植株抗倒伏性增强是由于茎秆细胞壁茎壁厚度、薄壁组织细胞丰度以及木质素含量增加所致;过表达OsCNGC10降低了茎秆壁厚、茎秆木质素含量以及茎秆细胞壁细胞丰度,敲除OsCNGC10增加了茎秆木质素含量且增加了茎秆细胞壁薄壁细胞丰度,初步证明OsCNGC10与水稻茎秆细胞壁成分合成相关,负调控水稻抗倒伏性;T2代田间试验结果表明,与野生型相比,突变体oscngc10-2植株的株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率、千粒重和单株产量等农艺性状显著提升;苗期干旱胁迫实验结果表明,在干旱胁迫下,OsCNGC10基因缺陷型植株体内丙二醛(MDA)含量积累速度加快,且无法形成足够的游离脯氨酸,而过表达OsCNGC10植株在遭受干旱胁迫时,体内游离脯氨酸(Pro)含量大量升高,且MDA积累速度相对变慢,初步说明OsCNGC10正向调控水稻苗期抗旱性。本研究结果表明水稻OsCNGC10可能在水稻抗倒伏及抗旱方面有潜在功能,为培育抗倒伏且高产的水稻新品种提供了理论基础和新的种质资源。

关键词：水稻 OsCNGC10 抗倒伏抗旱细胞壁

ERFs转录因子对植物生物胁迫和非生物胁迫反应调控的研究

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分子植物育种 2017年第11期15卷 4433-4440页

作者：潘宣丞居超明杜雪竹湖北大学生命科学学院武汉430062

植物在生长过程中,会遇见各种生物胁迫和非生物胁迫。在植物体内有一套系统的应对机制,通过各种转录因子来发挥作用。本研究介绍的是植物中特有的一个庞大的家族-ERFs,其结构特点是含有58~60个氨基酸组成的结构域。所有的植物中都存在... 详细信息

植物在生长过程中,会遇见各种生物胁迫和非生物胁迫。在植物体内有一套系统的应对机制,通过各种转录因子来发挥作用。本研究介绍的是植物中特有的一个庞大的家族-ERFs,其结构特点是含有58~60个氨基酸组成的结构域。所有的植物中都存在该家族的转录因子。ERFs类转录因子参与脱落酸、茉莉酸,乙烯和水杨酸等信号途径的生物胁迫和非生物胁迫应答,而且是多个信号途径的连接因子。本研究对近年来有关植物中ERFs的结构特点、ERFs因子对生物胁迫应答和非生物胁迫应答反应调控进行了综述。

关键词： ERF转录因子信号途径生物胁迫非生物胁迫

甘蓝型油菜与菘蓝原生质体融合及植株再生体系的研究

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湖北农业科学 2012年第11期51卷 2364-2368页

作者：杜雪竹李再云湖北大学生命科学学院武汉430062 华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室武汉430070

以甘蓝型油菜(Brassica napus)和菘蓝(Isatis tinctoria)叶片为材料提取原生质体,采用PEG—高钙高pH法融合亲本原生质体,采用固液双层培养法诱导愈伤组织的形成。研究适宜原生质体分离的酶种类及浓度,并考察了激素种类和用量对愈伤组织... 详细信息

以甘蓝型油菜(Brassica napus)和菘蓝(Isatis tinctoria)叶片为材料提取原生质体,采用PEG—高钙高pH法融合亲本原生质体,采用固液双层培养法诱导愈伤组织的形成。研究适宜原生质体分离的酶种类及浓度,并考察了激素种类和用量对愈伤组织诱导和分化的影响。结果表明,5 mg/L纤维素酶+3 mg/L离析酶适合甘蓝型油菜和菘蓝的酶解。各培养基中适宜的激素浓度分别为,诱导培养基PellB 1.0 mg/L6-BA+1.0 mg/L NAA+0.25 mg/L 2,4-D;增殖培养基PellC 2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.1 mg/L2,4-D;分化培养基PellE 2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.02 mg/L 2,4-D。获得了15株再生植株,杂种幼苗叶片均呈深绿色,叶表面覆有厚的蜡质,叶片肥厚,植株在成熟期时株高比甘蓝型油菜矮,开花较晚,雄蕊发育不完全,杂种体细胞染色体数目为48～66。

关键词：甘蓝型油菜(Brassica napus) 菘蓝(Isatis tinctoria) 原生质体融合植株再生

水稻延伸因子复合体家族基因鉴定及非生物胁迫诱导表达模式分析

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作物学报 2022年第3期48卷 644-655页

作者：巫燕飞胡琴周棋杜雪竹盛锋湖北大学生命科学学院/省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室湖北武汉430062

延伸因子复合体(Elongator, ELP)是一类在真核细胞转录中起延伸RNA聚合酶Ⅱ作用的蛋白质复合物,这类复合体在植物生长发育以及生物和非生物胁迫响应等方面均发挥着重要作用。本研究利用生物信息学的方法对水稻(Oryzasativa)ELP基因家族(... 详细信息

延伸因子复合体(Elongator, ELP)是一类在真核细胞转录中起延伸RNA聚合酶Ⅱ作用的蛋白质复合物,这类复合体在植物生长发育以及生物和非生物胁迫响应等方面均发挥着重要作用。本研究利用生物信息学的方法对水稻(Oryzasativa)ELP基因家族(OsELPs)成员进行鉴定,并进一步对其理化性质、亚细胞定位、染色体定位、启动子顺式作用元件及在非生物胁迫下的表达模式进行分析。结果表明:OsELPs基因家族含有6个成员、随机分布在水稻5条染色体上,这6个基因编码含250~1344个氨基酸残基的蛋白质,其分子量介于27.97~148.99kD,等电点介于5.01~8.63。系统进化分析将来源于水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、酵母(Saccharomyces cerevisiae)和人类(Homosapiens)的ELPs蛋白分为4个亚组(GroupⅠ~GroupⅣ),其中第I亚组包含OsELP1,第Ⅱ亚族包含OsELP2和OsELP5,第Ⅲ亚组包含OsELP4,而第Ⅳ亚组包含OsELP3和OsELP6。OsELPs的启动子区域中存在多种顺式作用元件,主要响应光、植物激素、干旱、低温、防御和逆境等信号。在PEG、低温、高盐以及脱水等4种非生物胁迫下,6个OsELPs基因均有不同程度的差异表达,其中OsELP6在4种非生物胁迫下均显著诱导上调表达,该基因可能介导水稻对多种非生物逆境的综合抗性。

关键词：水稻(Oryza sativa) 延伸因子复合体生物信息学非生物逆境胁迫

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中介因子复合体在植物中的功能研究进展

分子植物育种 2018年第23期16卷 7863-7870页

作者：罗骏巫燕飞盛锋杜雪竹湖北大学生命科学学院

中介因子复合体是真核生物转录装置中重要的组成部分。中介因子复合体在转录过程中起着连接转录因子和RNA聚合酶Ⅱ的桥梁作用,参与调控生物体内基因表达,使各种生物信号得以传递。研究发现,植物中介因子复合体由保守的特定亚基组成,其... 详细信息

中介因子复合体是真核生物转录装置中重要的组成部分。中介因子复合体在转录过程中起着连接转录因子和RNA聚合酶Ⅱ的桥梁作用,参与调控生物体内基因表达,使各种生物信号得以传递。研究发现,植物中介因子复合体由保守的特定亚基组成,其功能是与转录因子结合来调节各类反应。本综述概括了关于植物中介因子复合体的最新进展和其在植物生长发育、防御、应对非生物胁迫和新陈代谢等方面具有不同的作用。此外,还介绍了与中介因子复合体相互作用的转录因子。

关键词：中介因子复合体转录因子生长发育生物胁迫非生物胁迫

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芸薹属栽培种与近缘种的远缘杂交及进展

华中农业大学学报 2006年第6期25卷 693-705页

作者：姚行成杜雪竹李再云华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室/国家油料作物改良武汉分中心武汉430070

芸薹属栽培种的众多近缘种是其遗传改良的宝贵种质资源,可提供许多有用的性状及基因。在过去的几十年中,研究者通过有性杂交和原生质体融合的方法,合成了许多远缘杂种及后代材料、异源胞质雄性不育系,极大地促进和丰富了芸薹属栽培种的... 详细信息

芸薹属栽培种的众多近缘种是其遗传改良的宝贵种质资源,可提供许多有用的性状及基因。在过去的几十年中,研究者通过有性杂交和原生质体融合的方法,合成了许多远缘杂种及后代材料、异源胞质雄性不育系,极大地促进和丰富了芸薹属栽培种的遗传研究与育种工作。

关键词：芸薹属远缘杂交原生质体融合近缘种

水稻DUF1644基因家族的鉴定与非生物胁迫的表达分析

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分子植物育种 2022年第19期20卷 6265-6275页

作者：敖传伟盛锋杜雪竹胡琴湖北大学生命科学学院省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室武汉430062

未知功能结构域(domain of unknown function,DUF)蛋白家族是一类成员数量较多的蛋白家族,因其蛋白功能未知而得名。DUFs蛋白一般都含有一个或多个保守的DUF结构域,依据DUF结构域的类型,将其分成不同的家族。DUF1644s是植物特有的一类DU... 详细信息

未知功能结构域(domain of unknown function,DUF)蛋白家族是一类成员数量较多的蛋白家族,因其蛋白功能未知而得名。DUFs蛋白一般都含有一个或多个保守的DUF结构域,依据DUF结构域的类型,将其分成不同的家族。DUF1644s是植物特有的一类DUF蛋白家族,在植物生长发育和非生物胁迫应答中发挥重要调控作用。本研究通过生物信息学的研究方法,对水稻OsDUF1644s家族基因特征、亚细胞定位、系统进化和非生物胁迫响应模式进行了系统的分析。结果显示,OsDUF1644s基因家族含有9个成员,分布在第1、2、4、6、7和9号染色体上,其编码蛋白质含有1~2个高度保守的DUF1644结构域;系统进化结果表明,该基因家族可分为4个亚族(Ⅰ~Ⅳ)。启动子顺式作用元件预测发现,OsDUF1644s基因家族成员的启动子中含有多种与非生物逆境响应相关的顺式作用元件;进一步对OsDUF1644s进行多种非生物逆境诱导表达模式分析,发现大部分OsDUF1644s基因对至少2种非生物逆境有显著响应。所有OsDUF1644s基因的表达都受到Na Cl胁迫诱导,且在3 h时达到峰值;PEG胁迫下,OsDUF1644-7呈下调表达模式,而大部分成员呈上调表达模式;冷胁迫和脱水胁迫下,OsDUF1644s家族成员均不同程度地受到冷胁迫和脱水胁迫诱导差异表达。本研究为进一步解析水稻DUF1644基因家族在水稻应对非生物胁迫中的生物学功能提供了依据。

关键词：水稻未知功能结构(DUF) DUF1644基因家族非生物逆境生物信息学

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聚γ-谷氨酸催芽对水稻种子萌发的影响

分子植物育种 2022年

作者：文月朱忠林赵岩赵雪杨杜雪竹盛锋省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室湖北大学生命科学学院

目前聚γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid， γ-PGA)在水稻(Oryza sativa L.)中的研究多集中于增加其产量以及应对非生物胁迫方面，但关于γ-PGA促进其水稻种子萌发的生理机制鲜有报道。因此，探讨γ-PGA对水稻种子萌发的影响，对生产上...

目前聚γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid， γ-PGA)在水稻(Oryza sativa L.)中的研究多集中于增加其产量以及应对非生物胁迫方面，但关于γ-PGA促进其水稻种子萌发的生理机制鲜有报道。因此，探讨γ-PGA对水稻种子萌发的影响，对生产上水稻播种快速成苗、齐苗、壮苗等均具有重要意义。为明确聚γ-谷氨酸对水稻种子萌发的影响，采用室内培养皿滤纸法，设置6个处理，γ-PGA浓度分别为0 g/L (control check， CK)、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 g/L，研究不同处理下‘丰两优4号’水稻种子发芽率(Germination rate， GR)、发芽势(Germination potential， GP)、根长、芽长、α-淀粉酶含量、可溶性糖含量和抗氧化物酶活性的差异。结果表明，γ-PGA显著提高水稻种子的GP和GR，促进水稻种子根和芽的生长，增加了α-淀粉酶和可溶性糖含量，显著降低氧化物歧化酶(superoxide dismutase， SOD)和过氧化物酶(peroxidase， POD)活性。与CK相比，γ-PGA处理不同程度的加快了水稻种子的萌发，提高GR (2.3%～7.3%)和GP (5%～18.6%)，促进了根长(27.8%～87.2%)和芽长(8.6%～52.2%)，显著增加α-淀粉酶(10.9%～99.8%)和可溶性糖含量(11.2%～38.7%)，显著降低SOD和POD含量(50.8%， 7.8%～75%)，加快了种子的萌发速度。浓度为0.2 g/L的γ-PGA溶液对‘丰两优4号’进行催芽，能有效促进该水稻种子萌发。

关键词：

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提高生物类专业本科毕业论文质量的几点思考

课程教育研究 2017年第19期 149-150页

作者：杜雪竹盛锋湖北大学

针对当前本科生毕业论文指导和管理过程中的存在的实际问题,分析了影响毕业论文质量的主要原因。以生物类本科专业为例,对如何提高本科生毕业论文质量做了初步地分析和探讨。

关键词：生物类本科生毕业论文质量