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发酵乳杆菌HCS08-005耐逆性及对体外细胞免疫调节作用的研究

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食品安全质量检测学报 2022年第14期13卷 4734-4740页

作者：王婷婷李东红矫艳平宋佳余萍江西仁仁健康产业有限公司樟树331200

目的研究发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)HCS08-005耐逆性及对体外细胞的免疫调节作用。方法考察发酵乳杆菌HCS08-005的耐酸耐胆盐能力,并应用发酵乳杆菌HCS08-005细胞裂解物,处理小鼠单核巨噬细胞RAW264.7和小鼠脾脏细胞,用酶联... 详细信息

目的研究发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)HCS08-005耐逆性及对体外细胞的免疫调节作用。方法考察发酵乳杆菌HCS08-005的耐酸耐胆盐能力,并应用发酵乳杆菌HCS08-005细胞裂解物,处理小鼠单核巨噬细胞RAW264.7和小鼠脾脏细胞,用酶联免疫吸附测定试剂盒检测各类炎症因子包括肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-2(inter-leukin-2,IL-2)、白细胞介素-12(inter-leukin-12,IL-12)、γ干扰素(interferon-γ,IFN-γ)的表达水平。结果发酵乳杆菌HCS08-005有较好的耐逆性,能够耐受酸和胆盐环境到达肠道发挥作用。不同浓度的发酵乳杆菌HCS08-005细胞裂解物对小鼠脾脏细胞和巨噬细胞分泌炎症因子均有极显著影响(P耐逆性,对体外细胞有免疫调节作用。

关键词：发酵乳杆菌HCS08-005 耐逆性免疫调节

甲基乙二醛信号在植物耐逆性形成中的研究进展

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生命科学 2021年第7期33卷 903-911页

作者：向汝华王加琪李忠光云南师范大学生命科学学院生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南省生物质能与环境生物技术重点实验室昆明650500

植物耐逆性形成通常涉及甲基乙二醛(methylglyoxal, MG)脱毒系统、抗氧化保护系统和渗透调节系统。因MG具有细胞毒害剂和信号分子的双重功能,故其在植物细胞中的浓度受MG脱毒系统的严密调控。MG脱毒系统包括乙二醛酶系统和非乙二醛酶系... 详细信息

植物耐逆性形成通常涉及甲基乙二醛(methylglyoxal, MG)脱毒系统、抗氧化保护系统和渗透调节系统。因MG具有细胞毒害剂和信号分子的双重功能,故其在植物细胞中的浓度受MG脱毒系统的严密调控。MG脱毒系统包括乙二醛酶系统和非乙二醛酶系统,乙二醛酶系统在维持细胞内MG动态平衡中起着关键的作用。MG作为信号分子,在细胞分裂、种子萌发、气孔运动、植物生长发育和耐逆性形成中具有重要的调节作用。该文基于最新研究进展,主要讨论了外源MG诱导的植物耐热性、耐冷性、耐盐性和重金属胁迫耐性,以及环境引发和化学引发诱导的植物耐热性、耐盐性、耐旱性、金属胁迫耐性和其他胁迫耐性与MG信号的关系,并对相关研究方向进行了展望。

关键词：甲基乙二醛信号环境胁迫耐逆性信号分子

利用CRISPR/Cas9技术编辑AFP1基因提高水稻耐逆性

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中国水稻科学 2021年第1期35卷 11-18页

作者：周天顺余东刘玲欧阳宁袁贵龙段美娟袁定阳湖南杂交水稻研究中心/杂交水稻国家重点实验室长沙410125 湖南大学研究生院隆平分院长沙410125 湖南省农业科学院长沙410125 湖南农业大学农学院长沙410126

【目的】为鉴定水稻AFP1在非生物胁迫响应中的作用,创制非生物胁迫抗性的水稻新材料。【方法】以优异籼稻恢复系华占为转化受体,利用CRISPR/Cas9技术创制afp1突变体,并对afp1突变体的耐逆性进行初步鉴定。【结果】AFP1靶点1和靶点2的编... 详细信息

【目的】为鉴定水稻AFP1在非生物胁迫响应中的作用,创制非生物胁迫抗性的水稻新材料。【方法】以优异籼稻恢复系华占为转化受体,利用CRISPR/Cas9技术创制afp1突变体,并对afp1突变体的耐逆性进行初步鉴定。【结果】AFP1靶点1和靶点2的编辑效率分别为66.67%和75.00%。所有突变株系中,突变类型仅有插入和缺失突变,90%突变株系的突变长度为小片段突变(性和叶片水分散失率降低,耐干旱、热和渗透胁迫能力提高。【结论】编辑AFP1基因可提高水稻多种非生物胁迫抗性。

关键词：水稻 CRISPR/Cas9基因编辑技术 AFP1 耐逆性

水稻AFP家族的生物信息学分析和afp1突变体耐逆性研究

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水稻AFP家族的生物信息学分析和afp1突变体耐逆性研究

作者：周天顺湖南大学

学位级别：硕士

非生物胁迫是阻碍作物生长发育、生存繁殖的主要因素之一,选育高抗性品种是降低非生物胁迫对作物危害的最有效途径。因此,如何高效创新高抗性种质资源成为育种家的研究热点。AFP家族基因通过ABA信号途径广泛参与植物非生物胁迫响应,而水... 详细信息

非生物胁迫是阻碍作物生长发育、生存繁殖的主要因素之一,选育高抗性品种是降低非生物胁迫对作物危害的最有效途径。因此,如何高效创新高抗性种质资源成为育种家的研究热点。AFP家族基因通过ABA信号途径广泛参与植物非生物胁迫响应,而水稻AFP基因的功能研究较少。因此,分离鉴定水稻AFP逆境响应基因,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术快速创制抗逆新种质对于水稻抗性改良具有重要意义。本研究利用生物信息学方法对水稻AFP基因进行了全基因组鉴定,并系统分析了AFP家族成员的进化关系、保守性、自然变异和表达模式等;利用CRISPR/Cas9技术对胁迫响应基因AFP1（MODD）进行了定向突变,分析了CRISPR/Cas9技术的编辑效率,afp1突变体的突变类型、遗传特征、脱靶情况及农艺性状等;最后对突变体的耐逆性进行了研究。主要结果如下:（1）从水稻基因组中鉴定到3个AFP基因,Os AFP1和Os AFP2分布在Chr3上,而Os AFP3位于Chr7上。家族成员之间的等电点、疏水性和稳定系数相似,基因结构和基序分布保守性高;AFPs可能起源于单双子叶植物分化之后,片段复制和全基因组复制是AFP扩张的主要方式;AFPs均在生殖生长阶段高表达,其启动子区域含有多种胁迫和激素响应顺式作用原件,且受多种激素和胁迫处理的诱导,表明AFP家族基因可能参与水稻生长发育和多种胁迫抗性的调控;不同品种AFP基因之间存在大量SNP和In Del,有8个有较大可能产生功能差异的自然变异位点,其中3个具有明显的籼粳差异。（2）在AFP1基因5’端CDs区域设计两个靶位点,构建了AFP1基因的敲除载体MT-AFP1,并获得12株T0代阳性转基因植株;靶点1和靶点2的编辑效率分别为66.67%和75.00%;突变类型仅有插入和缺失突变,突变长度主要为小片段（＜5bp）,突变位置主要为PAM结构上游第三和第四个碱基之间;创制的突变体是可遗传的,且后代分离符合经典孟德尔遗传;无外源基因的纯合突变体KO1-KO6中的潜在脱靶位点均未出现脱靶现象;表型分析表明,和野生型相比,afp1突变体株高和结实率降低,生育期稍微提前,有效分蘖和穗长显著升高,单株产量呈现不同的变化趋势;此外,afp1突变体中AFP1基因的表达量显著下调,而AFP1抑制基因Osb ZIP46表达量显著上调。这些结果表明CRISPR/Cas9技术能够快速精准高效的创制水稻新种质资源。（3）3μM ABA处理时,afp1敲除突变体萌发期的种子萌发率显著降低,而幼苗期植株株高和根长显著缩短;干旱处理时,afp1突变体幼苗的存活率显著提高,叶片的水分散失率显著降低;150m M甘露醇处理时,突变体的株高和根长显著高于野生型;而盐胁迫和冷胁迫条件下,突变体和野生型存活率无显著差异;高温胁迫处理后,突变体的绿叶面积和生长状况明显好于野生型;这些结果表明,突变AFP1基因提高了水稻多种非生物胁迫耐逆性。

关键词：水稻（Oryza sativa L.） AFP基因家族生物信息学分析 AFP1（MODD） CRISPR/Cas9基因编辑技术耐逆性

菊花DmDREBa/b基因提高转基因烟草耐逆性研究

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分子植物育种 2016年第11期14卷 3063-3072页

作者：武剑杨艳芳王慧朱凯刘黎卿陈发棣喻德跃南京农业大学大豆研究所国家大豆改良中心作物遗传与种质创新国家重点实验室南京210095 中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业局林木培育重点实验室北京100091 福建省植物生理生化重点公共实验室福建省亚热带植物研究所厦门361009 南京农业大学园艺学院观赏园艺系南京210095

本研究组前期从菊花(Dendranthema morifolium)中克隆得到两个DREB同源基因-Dm DREBa/b,发现两者都受到低温诱导。为了进一步探究该基因的功能,本研究通过农杆菌介导的叶盘转化法将Dm DREBa/b分别导入烟草,并对这两个基因进行了耐逆性... 详细信息

本研究组前期从菊花(Dendranthema morifolium)中克隆得到两个DREB同源基因-Dm DREBa/b,发现两者都受到低温诱导。为了进一步探究该基因的功能,本研究通过农杆菌介导的叶盘转化法将Dm DREBa/b分别导入烟草,并对这两个基因进行了耐逆性分析。结果表明,在4℃低温处理下,过表达Dm DREBa和Dm DREBb基因的烟草的鲜重和存活率都显著高于对照,并且转基因烟草的MDA含量低于对照,而POD活性高于对照;在高盐胁迫下,过表达Dm DREBb基因烟草株系的鲜重、POD活性以及脯氨酸含量都显著高于对照和过表达Dm DREBa基因烟草株系,并且过表达Dm DREBb烟草的存活率达到53%,显著高于对照的存活率20%;而对转基因烟草进行干旱胁迫后,过表达Dm DREBa烟草株系鲜重、POD活性和脯氨酸含量则均显著高于对照和过表达Dm DREBb烟草,且有60%的过表达Dm DREBa烟草恢复生长,显著高于对照(13%)和过表达Dm DREBb烟草(27%)。因此,本研究进一步证明菊花Dm DREBa和Dm DREBb基因均参与低温胁迫调控网络途径,能够提高转基因烟草耐低温能力,其中,Dm DREBa表现为更加积极调控转基因烟草的干旱胁迫,而Dm DREBb则更可能参与响应转基因烟草的高盐胁迫。

关键词：菊花 DREB 耐逆性烟草转化

油菜素内酯对夏季草莓育苗素质及耐逆性的影响

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浙江农业学报 2015年第10期27卷 1735-1738页

作者：忻雅张青裘劼人马华升王淑珍阮松林杭州市农业科学研究院浙江杭州310024 临安市农业技术推广中心浙江杭州311300

在夏季高温条件下,对4个草莓品种幼苗进行大田喷施油菜素内酯,研究其对草莓育苗素质及耐逆性的影响。结果表明,油菜素内酯提高了章姬草莓苗素质,表现出高繁殖系数和根系活力,而其余品种未见明显变化。油菜素内酯能够显著降低红颊和章姬... 详细信息

在夏季高温条件下,对4个草莓品种幼苗进行大田喷施油菜素内酯,研究其对草莓育苗素质及耐逆性的影响。结果表明,油菜素内酯提高了章姬草莓苗素质,表现出高繁殖系数和根系活力,而其余品种未见明显变化。油菜素内酯能够显著降低红颊和章姬品种叶片细胞质膜透性和MDA含量,提高其抗逆能力,而其余品种未见明显变化。油菜素内酯提高了红颊和章姬草莓的APX活性,但也明显降低了红颊、丰香和甜查理草莓的CAT活性。因此,油菜素内酯可以提高抗逆性较差草莓品种章姬和红颊草莓苗的耐逆性。

关键词：油菜素内酯草莓育苗素质耐逆性

水稻OsNRAMP5基因突变系的锰积累特性及其耐逆性

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水稻OsNRAMP5基因突变系的锰积累特性及其耐逆性

作者：吴天昊湖南大学

学位级别：硕士

锰是水稻生长发育必需的微量元素,OsNRAMP5蛋白是水稻中介导锰与镉离子吸收的主效转运蛋白。前人通过基因编辑获得osnramp5突变系,并发现其稻米镉含量大幅下降的同时,植株锰含量也显著降低,并且在不同遗传背景水稻及不同种植条件下,突... 详细信息

锰是水稻生长发育必需的微量元素,OsNRAMP5蛋白是水稻中介导锰与镉离子吸收的主效转运蛋白。前人通过基因编辑获得osnramp5突变系,并发现其稻米镉含量大幅下降的同时,植株锰含量也显著降低,并且在不同遗传背景水稻及不同种植条件下,突变系的农艺性状受影响程度不同。但锰含量的大幅减少对逆境条件下植株生长发育及农艺性状的影响未见报道。本论文分析了苗期水培条件下osnramp5突变系锰积累特性、高温耐性和稻瘟病抗性,低锰和高温环境下osnramp5突变系大田综合农艺性状,取得以下结果。1.通过CRISPR/Cas9技术,获得了粳稻中花11背景下的osnramp5突变系3501和3502,突变位点位于第九外显子并导致蛋白翻译提前终止。脱靶分析显示未发现脱靶事件,设计的靶点特异性高。结合课题组前期工作所得籼稻华占背景下的osnramp5突变系P7和P8,进行锰浓度梯度实验,结果表明华占和中花11突变系在缺锰条件下表型一致,均在0.4 μM锰浓度水培条件下水稻长势受到抑制。在过量锰处理下,华占和中花1 1两个背景的突变系锰浓度大幅提升,OsNRAMP5作为高亲和性锰转运蛋白基因对锰吸收总量的贡献降低。2.正常锰浓度下,两种遗传背景osnramp5突变系对高温的耐受性较野生型均无显著差异,突变系MDA含量以及SOD活性变化均与野生型一致;但低锰浓度条件下,两种背景突变系对高温均更敏感,MDA含量涨幅、SOD活性降幅较野生型变化更大。在正常和较低锰浓度环境下,突变系与野生型的稻瘟病抗性无明显差异。3.在土壤锰含量为312 mg/kg的大田条件下,籼稻华占osnramp5突变系的主要农艺性状和米质较野生型均无显著差异,但粳稻中花 1 1 osnramp5突变系的千粒重显著降低,垩白粒率和垩白度显著增加。齐穗期和扬花期高温使两种遗传背景osnramp5突变系的每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降。在土壤锰含量为102 mg/kg的低锰大田条件下,两种遗传背景osnramp5突变系的有效穗、每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降,垩白粒率和垩白度上升。

关键词：水稻 osnramp5突变系锰积累特性耐逆性农艺性状米质

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杂草稻的竞争优势及耐逆性研究进展

中国农学通报 2019年第31期35卷 115-123页

作者：李其勇李星月朱从桦向运佳杨晓蓉张鸿四川省农业科学院植物保护研究所/农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室

为了有效防除杂草稻和利用杂草稻的抗逆特性,本研究分析了杂草稻在田间出苗、分蘖、生长环境、光合作用、物质积累、养分吸收利用、产量形成等方面对栽培稻的生长影响和竞争优势;概述了杂草稻在长期适应生态环境过程中形成的耐深播、耐... 详细信息

为了有效防除杂草稻和利用杂草稻的抗逆特性,本研究分析了杂草稻在田间出苗、分蘖、生长环境、光合作用、物质积累、养分吸收利用、产量形成等方面对栽培稻的生长影响和竞争优势;概述了杂草稻在长期适应生态环境过程中形成的耐深播、耐低温、耐干旱、耐盐碱、耐重金属、抗病性等主要耐逆特性。指出了发掘杂草稻的优异特性基因资源应用于水稻遗传改良具有重要意义,研究杂草稻化感作用对合成植物源除草剂有借鉴意义。

关键词：杂草稻竞争优势耐逆性遗传改良

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BR调控蛋白PMRP与拟南芥耐逆性的关系

BR调控蛋白PMRP与拟南芥耐逆性的关系

作者：张海丽河北农业大学

学位级别：硕士

植物在自然界中经常会遇到环境条件的剧烈变化,其幅度若超过了植物正常生命活动的范围时,植物就会受到伤害,甚至死亡。因此提高植物的抗逆性对提高作物产量具有十分重要的意义。油菜素内酯（Brassinosteroids,BRs）是迄今为止国际上公... 详细信息

植物在自然界中经常会遇到环境条件的剧烈变化,其幅度若超过了植物正常生命活动的范围时,植物就会受到伤害,甚至死亡。因此提高植物的抗逆性对提高作物产量具有十分重要的意义。油菜素内酯（Brassinosteroids,BRs）是迄今为止国际上公认的高效、广谱、无毒的植物生长激素。BRs可以改善植物的生理代谢,提高植物抵抗逆境的能力,因此明确BRs提高植物耐逆性的机理,对其在农业生产中经济、有效的利用具有指导意义。参与逆境调控的BR调控蛋白的功能及作用机制分析是揭示BR提高植物抗逆性的基础。PMRP（Putative membrane-related protein,AT3G13062）是一个推测的受BR调控的膜蛋白,很可能在植物逆境调控中起着重要的作用。本研究对PMRP在逆境调控中的功能及作用机制进行了分析,获得以下主要结果:1.PMRP由411个氨基酸组成,含有START（the lipid/sterol-binding St AR-related lipid transfer protein domains）保守结构域,具有参与脂类运输和代谢的功能;PMRP含有磷脂酰胆碱结合位点,推测PMRP可能会参与植物的逆境调控过程。2.通过对PMRP功能获得和缺失的转基因拟南芥对干旱胁迫、盐胁迫和冷胁迫的响应,分析了PMRP在拟南芥逆境调控中的作用。（1）PMRP在拟南芥耐旱过程中发挥了作用。把Col-0野生型拟南芥和PMRP转基因拟南芥株系的种子种在含300 mmol·L-1甘露醇的1/2MS培养基上,培养10 d后发现,在含有300 mmol·L-1甘露醇的1/2MS培养基上,野生型拟南芥绿叶率为62.2%,而3个过表达PMRP转基因拟南芥株系的绿叶率则分别为35.6%、31.8%、25.2%,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系的绿叶率分别为62.8%、60.7%、61.4%,表明,PMRP表达量的升高降低了拟南芥的耐旱性,而PMRP表达量的降低对拟南芥的耐旱性无显著影响。（2）PMRP在拟南芥耐盐过程中发挥了作用。把Col-0野生型拟南芥和PMRP转基因拟南芥株系的种子种在含有150 mmol·L-1 Na Cl的1/2MS培养基上,培养10 d后发现,在含有150 mmol·L-1 Na Cl的1/2MS培养基上,野生型拟南芥的绿叶率为64.6%,3个过表达PMRP转基因拟南芥株系的绿叶率分别为10.6%、19.7%和18.2%,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系绿叶率分别为56.8%、63.7%、57.6%,表明,PMRP表达量的升高也降低了拟南芥的耐盐性,同样,PMRP表达量的降低对拟南芥的耐盐性无显著影响。（3）PMRP在拟南芥耐冷过程中发挥了作用。选取16 h光照、21°C条件下培养的21 d的野生型拟南芥、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系和3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,用冷光源培养箱培养,先在4℃下培养7 d,然后在-8°C下培养1.5 h,取出放到16 h光照、21°C条件下培养7 d后,野生型拟南芥的绿叶率为48%,过表达PMRP转基因拟南芥的绿叶率分别为48.6%、47.8%、49.2%,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥的绿叶率分别为65.9%、67.4%、68.3%,表明,PMRP表达量的降低增强了拟南芥的耐冷性。3.PMRP参与拟南芥逆境调控的作用机制分析。在逆境胁迫下,细胞膜的透性及光合作用是胁迫反映的生理指标,冷胁迫下能够影响叶绿体的结构,因此我们对PMRP功能获得和缺失的转基因拟南芥进行了细胞膜透性和光合速率的测定及叶绿体超微结构的观察。（1）PMRP对细胞膜稳定性的影响。选取14 d的野生型拟南芥、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系和3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,对其莲座叶细胞渗出液电导率进行测定。结果表明,用150 mmol·L-1 Na Cl处理4 h后,野生型拟南芥莲座叶的渗出液电导率为70.7μS·cm-1,过表达PMRP转基因拟南芥莲座叶的渗出液电导率分别为83.8、96.17和85.1μS·cm-1,可见,PMRP表达量的升高加剧了盐胁迫对细胞膜的损伤。在-8°C下处理30 min,野生型拟南芥莲座叶的渗出液电导率为70.67μS·cm-1,3个PMRP-RNAi拟南芥株系莲座叶渗出液电导率分别为48.57、45.40和52.10μS·cm-1。表明,PMRP表达量的降低明显降低了逆境对细胞膜的损伤。（2）PMRP对拟南芥光合速率的影响。选取在16 h光照、21℃条件下培养,生长14 d的野生型拟南芥和3个PMRP-RNAi转基因株系,分别测定莲座叶的光合速率,结果表明,野生型拟南芥的光合速率为7.3 umol/m2·s,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系的光合速率分别为8.8、7.8和8.5 umol/m2·s,说明,PMRP表达量的降低略增强了拟

关键词：拟南芥油菜素内酯 PMRP 耐逆性