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高温高湿胁迫下家蚕不同耐受性品种的中肠组织数字基因表达谱分析

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蚕业科学 2015年第4期41卷 620-628页

作者：李庆荣肖阳叶明强李丽邢东旭罗国庆郑茜吴福泉杨琼广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所广州510610 江苏科技大学江苏镇江212003

家蚕属于变温动物,环境温度和湿度对其生长发育有很大影响。选择一对高温高湿耐受性差异显著的家蚕品种932和皓月作为试验材料,采用高通量测序的方法,鉴定2个品种5龄幼虫经高温高湿(35℃±0.5℃,RH 95%±2%)处理后中肠组织中转录水平呈... 详细信息

家蚕属于变温动物,环境温度和湿度对其生长发育有很大影响。选择一对高温高湿耐受性差异显著的家蚕品种932和皓月作为试验材料,采用高通量测序的方法,鉴定2个品种5龄幼虫经高温高湿(35℃±0.5℃,RH 95%±2%)处理后中肠组织中转录水平呈现差异的基因,初步分析这些差异基因参与的相关代谢途径,为探究家蚕品种耐高温高湿的分子机制积累基础信息。在正常环境条件下饲养,2个品种的5龄幼虫中肠组织中有552个表达差异显著的基因,这些差异表达基因共分布于44个GO功能注释小类中,与对高温高湿耐受性较差的皓月相比,对高温高湿耐受性较强的932幼虫,其中肠中与神经突触、抗氧化活性、电子载体活性和受体活性相关的基因高表达。与正常环境条件下饲养相比,在高温高湿环境胁迫下饲养,932与皓月的5龄幼虫中肠中分别有303和276个差异表达基因。通过KEGG Pathway显著性富集分析发现,932的差异表达基因在氧化磷酸化、蛋白质消化与吸收、氨基酸代谢及谷胱甘肽代谢等途径显著富集;皓月的差异表达基因在胰腺分泌、蛋白质消化与吸收、细菌与病毒侵染、m TOR信号等途径显著富集。鉴定的中肠差异表达基因可能与高温高湿胁迫下家蚕体内的生理生化反应及代谢变化等有关。

关键词：家蚕中肠数字基因表达谱高温高湿胁迫差异表达基因功能分类实时荧光定量PCR

生理成熟期高温高湿胁迫对春大豆种子活力、主要营养成分及种皮结构的影响

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应用生态学报 2014年第5期25卷 1380-1386页

作者：舒英杰王爽陶源宋利茹黄丽燕周玉丽麻浩南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室南京210095 安徽科技学院农学院安徽凤阳233100

采用盆栽方式,研究了宁镇1号和湘豆3号2个春大豆品种在种子生理成熟期受到高温高湿胁迫[(40±2)℃/(30±2)℃、相对湿度(95±5)%/(70±5)%、10 h/14 h(昼/夜)]后种子活力指标、主要营养成分及种皮解剖结构的变化.结果表明:生理成熟期植... 详细信息

采用盆栽方式,研究了宁镇1号和湘豆3号2个春大豆品种在种子生理成熟期受到高温高湿胁迫[(40±2)℃/(30±2)℃、相对湿度(95±5)%/(70±5)%、10 h/14 h(昼/夜)]后种子活力指标、主要营养成分及种皮解剖结构的变化.结果表明:生理成熟期植株受到高温高湿胁迫后,2个春大豆品种种子生活力、发芽势、发芽率以及脱氢酶、酸性磷酸酶活性呈下降趋势,种子细胞膜透性增大,浸种液中的H+、可溶性糖和亮氨酸含量上升,种子中的脂肪和蛋白含量无规律性变化,种皮与种脐解剖结构发生改变;短期的高温高湿胁迫(胁迫时间超过48 h,种子活力相关指标急剧降低;湘豆3号较耐高温高湿胁迫,表现为发芽势和相关酶活性下降及浸种液外渗物含量增加的幅度小,种皮致密、厚实,种脐结构完整等特征.

关键词：高温高湿胁迫春大豆种子活力发芽解剖结构田间劣变抗性

大豆Hsp20基因家族生物信息学分析及高温高湿胁迫响应的分析

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大豆科学 2023年第5期42卷 565-578页

作者：徐乐何宏泰刘浩然林紫依刘燕敏王泽博魏家萍刘骕骦湖州学院生命健康学院浙江湖州313000 甘肃农业大学农学院/农作物生物学国家重点实验室甘肃兰州730070

热激蛋白(Hsps)家族中的小热激蛋白(Hsp20)在保护植物免受非生物胁迫方面发挥至关重要的作用,为探究大豆Hsp20家族基因的特性及其对高温高湿胁迫的响应,对大豆进行了全基因组分析,本研究采用生物信息学方法对进化关系、保守结构域、染... 详细信息

热激蛋白(Hsps)家族中的小热激蛋白(Hsp20)在保护植物免受非生物胁迫方面发挥至关重要的作用,为探究大豆Hsp20家族基因的特性及其对高温高湿胁迫的响应,对大豆进行了全基因组分析,本研究采用生物信息学方法对进化关系、保守结构域、染色体位置、启动子顺式调控元件和组织特异性表达情况进行预测分析,并采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对湘豆3号和宁镇1号两个大豆品种在高温高湿胁迫下不同时间的蛋白表达量进行了分析。结果表明:在大豆基因组中共查找出33个GmHsp20基因,不均匀分布在16条染色体上并根据系统发育分析和亚细胞定位结果分为11个亚族。序列分析表明GmHsp20蛋白表现出较高的结构保守性,含有典型的ACD结构域,32个GmHsp20基因(96.96%)没有内含子,或只有1个内含子。启动子分析表明,GmHsp20基因含有大量与胁迫相关的顺式作用元件,其中MYB数目最多(110)个。基因组织特异性表达预测分析结果显示,除GmHSP22.6外,其余基因在各种组织和器官中均有表达。其中GmHSP18.5、GmHSP23.7、GmHSP15.2基因在所有组织中均高度表达。蛋白定量分析结果表明,与对照相比,宁镇1号和湘豆3号两个品种中,经高温高湿胁迫处理后,GmHSP18.5、GmHSP23.7、GmHSP26.0B、GmHSP17.8、GmHSP25.95个蛋白均上调表达,并且在两个品种间表达趋势基本一致,表明这些小热激蛋白家族成员可能参与了大豆对高温高湿胁迫的应答反应过程。本研究结果为进一步研究大豆小热激蛋白GmHsp20家族成员的功能提供有价值的信息。

关键词：大豆小热激蛋白Hsp20 生物信息学分析高温高湿胁迫蛋白表达量

高温高湿胁迫对红花荷等植物生理生化指标的影响及评价

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广东林业科技 2012年第3期28卷 1-8页

作者：潘文张方秋张卫强徐斌朱报李明帅广东省林业科学研究院广东广州510520

在人工气候室内采用盆栽方法,研究了高温高湿胁迫对红花荷等26种园林植物叶片相对含水量、细胞质膜相对透性、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标的影响,采用隶属函数分析法进行耐热性综合评价。结果表明,复羽叶栾... 详细信息

在人工气候室内采用盆栽方法,研究了高温高湿胁迫对红花荷等26种园林植物叶片相对含水量、细胞质膜相对透性、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标的影响,采用隶属函数分析法进行耐热性综合评价。结果表明,复羽叶栾树隶属函数值最高,对高温高湿的耐性最强,红花荷、黄槐、杜鹃红山茶、无忧树、火焰木、红花银桦、蓝花风铃木、红花羊蹄甲、黄花风铃木、仪花和芒果耐性较强,澳洲火焰木、宫粉羊蹄甲、红千层、腊肠树、美丽异木棉、深山含笑、樟树、糖胶树和海南红豆耐湿热性中等,而广宁红山茶、红花风铃木、猫尾木、乳源木莲和尖叶杜英耐湿热性弱。研究植物对高温高湿逆境的响应机制将有助于采取有效的措施来抵御高温高湿对植物的危害,为城市森林景观建设提供科学依据。

关键词：红花荷等植物高温高湿胁迫生理生化指标综合评价

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四种景天属植物高温高湿下的耐湿热性

林业科技开发 2012年第1期26卷 54-58页

作者：忻巧丁彦芬南京林业大学风景园林学院南京210037

选择4种景天属植物,研究其在高温高湿胁迫下的形态特征、生理生化变化及其适应高温高湿的机理。结果表明:随胁迫时间延长,植物叶片细胞膜透性增大,叶绿素总量有明显上升又下降趋势,可溶性蛋白含量下降,保护酶系统的平衡受到破坏,膜脂过... 详细信息

选择4种景天属植物,研究其在高温高湿胁迫下的形态特征、生理生化变化及其适应高温高湿的机理。结果表明:随胁迫时间延长,植物叶片细胞膜透性增大,叶绿素总量有明显上升又下降趋势,可溶性蛋白含量下降,保护酶系统的平衡受到破坏,膜脂过氧化程度加重,PRO含量总体呈上升趋势。由主成分分析和隶属函数法得出耐湿热胁迫能力大小为:凹叶景天>胭脂红景天>中华景天>金叶景天。

关键词：景天属植物生理生化高温高湿胁迫

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大豆Gm2-MMP启动子分离及Gm2-MMP互作蛋白筛选

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大豆Gm2-MMP启动子分离及Gm2-MMP互作蛋白筛选

作者：贾艳红南京农业大学

学位级别：硕士

大豆[Glycine max(L.)Merr.]是世界上重要的粮食作物,是植物蛋白的主要来源。南方春大豆区是我国大豆的主产区之一,该地区大豆在种子生理成熟期(R6期-R7期)常会遭遇高温高湿的天气,种子极易发生田间劣变,导致种子活力下降。基质金属蛋白... 详细信息

大豆[Glycine max(L.)Merr.]是世界上重要的粮食作物,是植物蛋白的主要来源。南方春大豆区是我国大豆的主产区之一,该地区大豆在种子生理成熟期(R6期-R7期)常会遭遇高温高湿的天气,种子极易发生田间劣变,导致种子活力下降。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)属于金属内肽酶中的MA簇M10家族,EC3.4.24亚类,是一类锌钙依赖型的蛋白酶。广泛分布于动物、植物体内,能降解细胞外基质的所有成分。植物MMPs可能参与发育调控、免疫应答及非生物逆境胁迫响应等多个方面。本课题组前期的差异蛋白质组学研究结果表明高温高湿胁迫后田间劣变抗性品种湘豆3号中MMPs蛋白呈上调表达。本研究在此基础上,以种子田间劣变抗性品种湘豆3号和不抗品种宁镇1号为材料开展以下研究:(1)Gm2-MMP启动子的分离,并对其顺式作用元件进行分析;(2)Gm2-MMP互作蛋白的筛选与鉴定;(3)Gm-PM31的生物信息学分析及亚细胞定位;(4)Gm-M31的组织表达特异性分析及高温高湿胁迫下Gm-PM31的表达特性分析。以期为进一步研究MMP在参与大豆生长发育和响应逆境胁迫等方面的生物学功能提供帮助。主要研究结果如下:1.在Gm2-MMP基因5’上游1596 bp内分离到了该基因的启动子序列,其序列中存在热激响应(CCAATBOX1)、脱水黄化诱导(ACGTATERD1)、干旱响应(ABRELATERD1)和光调控(IBOXCORE)等顺式作用元件;通过对Gm2-MMP基因启动子5’端不同缺失片段驱动的GUS基因在烟草叶片中的瞬时表达分析发现,-359 bp～-223 bp对该启动子的高温高湿诱导活性是必须的。2.以Gm2-MMP蛋白为诱饵对高温高湿胁迫下抗种子田间劣变春大豆种子膜蛋白酵母双杂交文库进行筛选,初步获得39个可能与Gm2-MMP互作的蛋白,分别为:球蛋白、油体蛋白、种子成熟蛋白、白蛋白、胰蛋白酶抑制剂、蔗糖结合蛋白、水通道蛋白、富甘氦酸类蛋白、转运蛋白、MYB转录因子、60S核糖体蛋白、钙连接蛋白、脱水素蛋白、Ca2+结合EF手型蛋白以及未知功能蛋白。***-PM31生物信息学分析表明,Gm-PM31与豆科相关蛋白亲缘关系较近,且具典型的ACD-ScHsp26-like和IbpA结构域。对Gm-PM31编码的蛋白进行亚细胞定位结果表明,其定位于高尔基体。通过酵母双杂交和BiFC实验对Gm2-MMP与Gm-PM31在体内的互作进行了验证。***-PCR结果表明,Gm-PM31在宁镇1号和湘豆3号中均表现为在成熟种子中表达量最高,在成熟叶片、老叶及幼荚中有少量表达,其他组织中表达量很低甚至不表达;在大豆种子发育过程中Gm-PM31的表达量呈先上升后下降的趋势,并在开花后第45天表达量达到最大值。在种子生理成熟期进行高温高湿胁迫后,在宁镇1号种子中,与对照相比,Gm-PM31在胁迫处理96h时显著下调,168h时显著上调;在湘豆3号种子中,与对照相比,Gm-PM31在胁迫处理96 h和168 h时显著上调。

关键词：春大豆基质金属蛋白酶(MMPs) 高温高湿胁迫启动子分离蛋白互作