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IRT1启动子上TATA-box插入或缺失对苹果耐缺铁的影响

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IRT1启动子上TATA-box插入或缺失对苹果耐缺铁的影响

bHLH转录因子在植物抗非生物胁迫基因工程中的应用进展

中国园艺学会2014年学术年会

作者：张美玲吴婷王忆张新忠韩振海中国农业大学园艺植物研究所北京市果树逆境生理与分子生物学重点实验室农业部园艺作物营养与生理重点实验室

IRT1作为Fe转运系统中重要的铁转运蛋白,其表达水平的高低对苹果属植物铁吸收利用起着至关重要的作用。但是造成IRT1基因表达水平差异的原因尚不清楚。本研究通过分析苹果常用砧木小金海棠和山荆子及其杂交后代中1RT1启动子区域的序列差... 详细信息

IRT1作为Fe转运系统中重要的铁转运蛋白,其表达水平的高低对苹果属植物铁吸收利用起着至关重要的作用。但是造成IRT1基因表达水平差异的原因尚不清楚。本研究通过分析苹果常用砧木小金海棠和山荆子及其杂交后代中1RT1启动子区域的序列差异,初步阐明IRT1启动子上TATA-box这一关键作用元件在小金海棠和山荆子及其后代中的分离现象以及TATA-box的插入或缺失与植株耐缺铁性状的相互关系。在苹果基因组中对IRT1进行搜索,发现在整个苹果基因组中存在两个CDS相似度为100%的IRT1基因,它们均位于第5号染色体上,相距36735 bp。利用该序列对小金海棠和山荆子的IRT1基因和部分启动子进行扩增(2 299bp):5′600bp+:IRT(3Extron+2Intron)1 629bp+70bp 3′,发现其1RT1的5′端的600 bp区域存在ATTATAA序列插入或缺失现象。通过plantcare启动子功能预测网站对该序列进行功能预测,结果显示该序列为一段TATA-box,一般位于转录起始的-30 bp处,是转录起始的核心启动子元件。对其后代利用毛细管电泳进行IRT1启动子TATA-box元件分离情况检测发现,在96个测序样本中(小金海棠×山荆子杂交后代63个,小金海棠×M9杂交后代33个),绝大部分样本在717.05和727.24两个位置中出现明显的峰(ATTATAA与上游TTG紧密连锁共10 bp),说明在绝大部分后代的IRT1基因的启动子为TATA-box插入或缺失的杂合体。其中也鉴定出5个IRT1单峰株系,分别为:小金海棠×山荆子杂交后代,株系号37-007,为727单峰(IRT1启动子TATA-box插入);小金海棠×M9杂交后代,株系号分别为2-048、3-250、3-248和1-063,为717单峰(IRT1启动子TATA-box缺失)。观察其黄化情况,37-007为耐缺铁株系,而2-048、3-250、3-248和1-063均为不耐缺铁株系。初步推测,IRT1的启动子上的TATA-box的插入可能与耐缺铁性状相关,而TATA-box的缺失减弱其耐缺铁能力。

关键词：苹果砧木小金海棠山荆子启动子 TATA-box 耐缺铁

来源： cnki会议评论

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江苏农业科学 2022年第12期50卷 1-9页

作者：李君霞樊永强代书桃秦娜宋迎辉朱灿灿王春义翁鸿燕河南省农业科学院粮食作物研究所河南郑州450002 郑州市农林科学研究所河南郑州450005 郑州市农业技术推广中心河南郑州450002

植物在生长发育过程中,经常会遭遇干旱、高盐和低温等非生物胁迫的伤害,从而影响其生长发育和地理分布,对于作物而言会降低产量和品质,危害农业生产发展,因此植物抗逆育种研究已经成为保障农业生产的一个重要内容。利用基因工程技术提... 详细信息

植物在生长发育过程中,经常会遭遇干旱、高盐和低温等非生物胁迫的伤害,从而影响其生长发育和地理分布,对于作物而言会降低产量和品质,危害农业生产发展,因此植物抗逆育种研究已经成为保障农业生产的一个重要内容。利用基因工程技术提高植物的抗逆性是一条优于传统育种途径的快捷有效的途径。bHLH转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及抵御多种非生物胁迫反应(干旱、高盐、低温、缺铁等)中具有重要的调控作用。有研究者发现,很多bHLH转录因子可以提高植物的抗逆性。本文全面系统阐述了植物bHLH转录因子的基本结构特征及其在植物抗旱、耐盐、耐冷、耐缺铁基因工程中的应用进展,以期为bHLH转录因子的利用及植物抗旱遗传改良和育种提供参考。

关键词：植物 bHLH转录因子抗旱耐盐耐冷耐缺铁基因工程

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苹果砧木新品种中砧1号

农业生物技术学报 2013年第7期21卷 879-882页

作者：韩振海王忆张新忠许雪峰孙扬吾沈隽中国农业大学农学与生物技术学院园艺植物研究所

铁是植物生长的必需微量元素,缺铁导致苹果发生失绿症,生长结果受到影响。我国苹果主产区恰在缺铁区域范围内,因此,从丰富的苹果种质资源中筛选出铁高效型资源,通过育种手段选育出耐缺铁苹果砧木新品种,是解决苹果生产上因缺铁造成生长... 详细信息

铁是植物生长的必需微量元素,缺铁导致苹果发生失绿症,生长结果受到影响。我国苹果主产区恰在缺铁区域范围内,因此,从丰富的苹果种质资源中筛选出铁高效型资源,通过育种手段选育出耐缺铁苹果砧木新品种,是解决苹果生产上因缺铁造成生长发育受影响、产量品质受损的根本性途径。1984年开始,本项目组从苹果属40个苹果树砧木种质资源中筛选铁高效基因型,发现小金海棠在Fe含量极低的条件下仍然能够正常生长,未表现出缺铁失绿症状,为铁高效型。随后,以小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)实生苗为基础,建立小金海棠开放授粉杂交后代群体。1990年,从自然实生群体中初选出育种优系。经复选比较试验,选育出苹果无性系砧木中砧1号。中砧1号染色体数为四倍体(2n=4x=68),具有无融合生殖能力,去雄套袋坐果率85%以上。与苹果栽培品种嫁接亲和性好,苗干直立性好,固地性强,半矮化,矮化程度、提早结果作用及丰产能力均与苹果半矮化砧木M7相近。果实风味甜,适口性好,品质极佳。抗苹果早期落叶病和枝干轮纹病,高抗苹果褪绿叶斑病毒(CLSV)、茎痘病毒(SPV)及茎沟槽病毒(SGV)等潜隐病毒。在石灰母质土壤地区用作苹果自根砧木,可有效避免缺铁黄化现象的发生。

关键词：苹果砧木耐缺铁中砧1号

陕南枳雀砧和枳砧温州蜜柑根系微生物群落比较

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中国南方果树 2017年第6期46卷 10-15,18页

作者：孙银亚付丽娜宋放潘志勇彭抒昂华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室武汉430070

为了探讨枳雀Citrus wilsonii耐缺铁的原因,在陕西城固县同一温州蜜柑园中取样后,采用高通量测序技术比较分析了枳雀砧与枳砧根系(根际土与根内)微生物群落,及微生物在枳雀耐缺铁中的可能作用。结果表明,两种砧木根际土中微生物数量均... 详细信息

为了探讨枳雀Citrus wilsonii耐缺铁的原因,在陕西城固县同一温州蜜柑园中取样后,采用高通量测序技术比较分析了枳雀砧与枳砧根系(根际土与根内)微生物群落,及微生物在枳雀耐缺铁中的可能作用。结果表明,两种砧木根际土中微生物数量均显著大于根内;枳雀根际和根内的微生物多样性与枳无显著性差异;两种砧木根系微生物主要属于变形菌门和放线菌门;在两种砧木根系之间相对丰度差异显著的微生物共16个属,其中11个属在枳雀中的相对丰度显著高于枳,另5个属则相反。在枳雀中相对丰度高于枳的微生物属,主要是与铁吸收相关的微生物如产高铁载体菌、根瘤菌、矿物风化菌、耐高盐碱菌,可能与枳雀耐缺铁有关。

关键词：枳雀枳耐缺铁微生物群落高通量测序

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柑橘砧木枳和枳雀根系中FRO2基因的表达差异研究

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柑橘砧木枳和枳雀根系中FRO2基因的表达差异研究

作者：赵柳莹华中农业大学

学位级别：硕士

在我国重庆、四川、陕南、丹江水库等主要柑橘产区,是以石灰岩为母质的碱性土壤,柑橘果园缺铁黄化现象十分普遍,严重影响了柑橘的产量和品质。目前生产上常用的缺铁矫正措施不仅作用微小,而且容易对环境造成污染。众所周知,柑橘是以嫁... 详细信息

在我国重庆、四川、陕南、丹江水库等主要柑橘产区,是以石灰岩为母质的碱性土壤,柑橘果园缺铁黄化现象十分普遍,严重影响了柑橘的产量和品质。目前生产上常用的缺铁矫正措施不仅作用微小,而且容易对环境造成污染。众所周知,柑橘是以嫁接苗的形式进行繁育,通过选用不同的砧木和接穗进行组合扩繁,不同的砧木对养分的吸收和利用均有较大差异,因此通过筛选或培育耐缺铁的砧木是解决柑橘缺铁黄化问题公认的最经济的策略之一。本课题组前期在陕西城固的果园中发现了以枳雀为砧木的温州蜜柑具有良好的耐缺铁特性,并通过前期温室中的生理实验证实了枳雀的这一优良特性,但是其在分子水平的机制还不清楚。柑橘是双子叶植物,在铁吸收机制上属于机理I植物。机理I植物的根系主要通过铁的酸化、还原和转运三个过程共同完成铁的吸收。本研究以耐缺铁的柑橘砧木枳雀和对缺铁敏感的枳为材料,探究柑橘高铁还原酶FRO2基因的功能,比较两种砧木在缺铁下FRO2基因的表达以及FRO2启动子活性差异。通过对FRO2的研究,了解柑橘根系铁吸收过程的还原机制,为铁高效砧木资源的筛选和培育提供理论依据。本课题主要研究结果如下:1.枳和枳雀FRO2基因的开放阅读框均为2157 bp,编码718个氨基酸,但有19个氨基酸序列的差异。2.拟南芥突变体互补实验证明,柑橘的FRO2基因在缺铁条件下使拟南芥突变体fro2-1的表型部分恢复至野生型水平,维持拟南芥的铁稳态。3.枳和枳雀的实生苗在水培缺铁处理的条件下,FRO2基因的表达趋势都是先升高后降低,均在处理的第10 d达到峰值,但枳和枳雀FRO2基因表达量有所差异,在缺铁第10 d时,枳FRO2基因的表达量显著高于枳雀,是枳雀的1.86倍,缺铁第15 d时,枳雀FRO2基因的表达量显著高于枳,是枳的1.63倍。4.在缺铁处理第7 d时,Promoter::GUS实验结果显示枳的FRO2启动子的活性比枳雀强,但高铁还原酶显色实验结果为枳雀根系的高铁还原酶分泌比枳强。有可能存在基因转录后水平的调控导致枳雀和枳的高铁还原酶活性的差异。5.枳和枳雀FRO2启动子共预测到25个相同类型的功能元件,主要涉及光反应、非生物胁迫、植物激素应答和分生组织特异表达等,每个元件的数量存在部分差异。此外枳有2个特有的功能元件,分别为抗氧化反应相关元件ARE和光响应元件TCT-motif。枳雀有8个特有的功能元件,其中涉及乙烯反应的元件ERE和光响应相关的元件chs-CMA1a位于枳雀启动子MITE中。启动子顺式作用元件的差异可能与枳和枳雀在转录水平上的差异有关。

关键词：枳枳雀耐缺铁 FRO2 MITE 铁还原