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安徽农业科学 2024年第12期52卷 66-70页

作者：吴连周程玉琦陈敏氡王彬刘建汀林锦辉叶新如曾美娟温庆放朱海生福建农林大学园艺学院福建福州350002 福建省农业科学院作物研究所福建福州350013 福建省蔬菜遗传育种重点实验室福建福州350013 福建省蔬菜工程技术研究中心福建福州350013 漳州市农业技术推广站福建漳州363000

[目的]通过分析干旱胁迫下“蜜本”南瓜基因Cmgols1(肌醇半乳糖苷合成酶基因1)的表达情况和可溶性糖含量的变化,解析干旱条件下南瓜的生理生化及基因水平变化,提高南瓜耐干旱能力。[方法]选用南瓜属品种‘蜜本’南瓜作为试验材料,干旱处... 详细信息

[目的]通过分析干旱胁迫下“蜜本”南瓜基因Cmgols1(肌醇半乳糖苷合成酶基因1)的表达情况和可溶性糖含量的变化,解析干旱条件下南瓜的生理生化及基因水平变化,提高南瓜耐干旱能力。[方法]选用南瓜属品种‘蜜本’南瓜作为试验材料,干旱处理2~7 d。通过荧光定量PCR和可溶性糖含量测定,获得Cmgols1基因表达量的变化和细胞可溶性糖含量的变化。[结果]Cmgols1在未干旱处理的对照组几乎不表达,随着干旱处理时间延长,表达量上调,在处理第3天达到峰值,随后在干旱处理3~7 d出现一定波动,但始终相对对照组维持在高表达。对照组南瓜第一片真叶的可溶性糖含量在220μg/g左右;在干旱处理第3天开始显著上升,随后维持在320~330μg/g,可溶性糖含量在干旱处理中后期维持相对稳定。[结论]干旱胁迫下,Cmgols1上调表达,其合成产物半乳糖是多种可溶性糖的前体,可能与生理生化中可溶性糖的上调有关。可溶性糖的积累是植物抗旱过程中的一项重要生理反应,有助于降低细胞水势,抵御干旱环境。Cmgols1基因可为南瓜干旱胁迫下的生理生化变化及抗旱育种的分子机制提供重要信息。

关键词：南瓜干旱 gols 可溶性糖

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巨桉抗逆相关基因Egrgols3的鉴定及功能研究

巨桉抗逆相关基因EgrGolS3的鉴定及功能研究

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作者：从青浙江农林大学

学位级别：硕士

肌醇半乳糖苷合成酶(gols)主要参与植物中棉子糖类多糖的合成,在植物碳水化物的分配,种子脱水及非生物逆境响应等生物过程有重要作用。但其具体作用及作用发挥的机制仍不明确,研究gols在植物中所发挥的功能及其相应的分子作用机制,将进... 详细信息

肌醇半乳糖苷合成酶(gols)主要参与植物中棉子糖类多糖的合成,在植物碳水化物的分配,种子脱水及非生物逆境响应等生物过程有重要作用。但其具体作用及作用发挥的机制仍不明确,研究gols在植物中所发挥的功能及其相应的分子作用机制,将进一步完善gols在植物中所发挥的生物学功能及作用机制,为利用其改良农林作物的生长、发育和抗逆等性状的育种工作提供理论支持。本文以巨桉为材料,在全基因组范围内分析鉴定了 gols基因家族成员,对这些基因的基因结构和特征,组织特异性表达以及低温、高温、干旱、高盐、ABA、MeJA处理下的表达情况进行分析,并对其中的Egrgols3(Eucgr.K03563)通过拟南芥的异源转化研究了基因的功能。在拟为桉树的分子辅助育种提供一定的理论参考。主要结果如下:1.在巨桉全基因组范围内鉴定得到22个gols基因。这22个基因大多数为两个外显子、一个内含子结构,在巨桉11条染色体上只有2号、8号、11号染色体上有分布,22个gols基因中除一个(Eucgr.H00902)不表达外,其他成员都存在组织特异性表达。并且22个基因启动子上都含有响应逆境的顺式作用元件。根据22个gols对低温、高温、高盐、干旱、ABA、MeJA六种非生物逆境响应的定量结果可以分为3类,Ⅰ类为ABA、MeJA调控型,共9个,第Ⅱ类为MeJA调控型,共6个,第Ⅲ类为非ABA、MeJA调控型,共7个。***3在巨桉成熟叶片中具有极高的表达量。瞬时转化烟草的结果表明Egrgols3在细胞质和细胞核中都有表达。通过构建35S超表达载体,进行拟南芥的遗传转化,最终筛选获得3个Egrgols3超表达株系:Egrgols3-OE-8,9,15。半定量和ELISA的结果表明,转基因株系中Egrgols3的表达量和gols的含量都高于野生型。蔗糖和棉子糖的含量较野生型有显著增加。***3超表达株系有明显开花提前现象。转基因植株苗龄达到2周左右开始抽薹,抽薹时莲座叶大约为6片,而野生型苗龄达到3周左右才开始抽薹,抽薹时莲座叶大约为11片。FT,CO的定量结果表明,Egrgols3-OE-8,9,15转基因株系中表达量明显高于野生型。短日照条件下也有类似的结果。这表明Egrgols3的超表达能促进拟南芥成花途径相关基因,进而促进植物的成花。但在蔗糖途径中,尽管miRNA156A与miRNA159B的表达受抑制,但其靶基因SPLs却未上调,可能存在另外的途径促进成花。***3超表达株系的种子在ABA,甘露醇,MeJA,NaCl处理下,发芽率高于野生型。同时,在拟南芥中超表达Egrgols3会减弱植株对干旱、低温和高盐的抵抗能力。另外,3%蔗糖处理下的转基因拟南芥花青素含量明显高于野生型。结合所得结果,fgrgols3在拟南芥中的超表达增加了蔗糖和棉子糖含量,同时还可能影响了碳水化物化合物在营养生长和生殖生长之间的分配,从而使转基因株系的开花提前,但Egrgols3导致的碳水化物化合物向生殖生长的倾斜,会导致植株对非生物逆境抗性的降低。因此,Egrgols3可能通过影响碳水化物化合物在营养生长和生殖生长之间的分配参与了植物成花途径的调控。

关键词：巨桉非生物逆境胁迫 gols Egrgols3 成花基因功能

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遮光和盐胁迫对黄瓜RFOs合成及SnRK1表达的影响

遮光和盐胁迫对黄瓜RFOs合成及SnRK1表达的影响

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作者：王亚敏扬州大学

学位级别：硕士

黄瓜是全球广泛栽培的重要蔬菜,栽培过程中经常会遭遇各种非生物胁迫。棉子糖寡糖家族(RFOs)是黄瓜同化物的主要运输形式,同时这类寡糖在蔗糖运输型植物受到逆境胁迫时往往会在细胞内积累,起保护作用。RFOs在水苏糖运输型植物受到非生... 详细信息

黄瓜是全球广泛栽培的重要蔬菜,栽培过程中经常会遭遇各种非生物胁迫。棉子糖寡糖家族(RFOs)是黄瓜同化物的主要运输形式,同时这类寡糖在蔗糖运输型植物受到逆境胁迫时往往会在细胞内积累,起保护作用。RFOs在水苏糖运输型植物受到非生物胁迫后,是否也会像在蔗糖运输型植物中那样积累并起保护作用目前并不清楚。蔗糖非发酵基因相关蛋白激酶(SnRK1)在蔗糖运输型植物逆境胁迫过程中的中心调节作用已被深入研究,但在RFOs运输型植物逆境反应中是否也具有类似的调节功能尚未见报道。为此,本研究以4叶1心的黄瓜幼苗为材料,对其进行遮光、NaCl和ABA处理,研究上述处理对黄瓜幼苗叶片中可溶性糖含量、同化物代谢相关酶的mRNA表达水平和活性的影响,以期为探明(光照,盐及激素)等胁迫对黄瓜各项生理指标的影响提供基础数据,从而为研究黄瓜对非生物胁迫的响应机制提供数据支持,进而为改进黄瓜逆境栽培技术提供理论基础。所得结果如下：1遮光处理增加了黄瓜叶片中的蔗糖含量,降低了肌醇半乳糖苷、棉籽糖和水苏糖的含量,肌醇半乳糖苷合成酶(gols)基因golsl、gols2、gols3、gols4,棉籽糖合成酶(RS)的基因以及水苏糖合成酶(STS)的3个转录本STS1、STS2、STS3的表达量下降,gols和STS的活性下降,但对RS活性的影响不显著。遮光条件下SnRK1表达显著上升。4个gols基因中gols4遮光处理后下降幅度最大,可能在调节遮光胁迫后同化物合成过程中起重要作用。2 NaCl胁迫下,黄瓜叶片蔗糖、棉籽糖、肌醇半乳糖苷和水苏糖含量显著提高,gols1和gols3mRNA表达低于对照,而gols2表达显著高于对照,且其表达水平和活性与肌醇半乳糖苷的积累趋势一致,在盐胁迫下黄瓜叶片RFOs积累过程中起重要作用。RS和STS的表达水平和活性在NaCl胁迫下都有所升高。SnRK1表达上升。3对黄瓜幼苗叶片喷施0.2mmol/L的ABA可以增强gols、RS和STS的表达和各自的酶活性,促进肌醇半乳糖苷和RFOs在叶片中积累,且SnRK1表达显著升高。上述结果表明遮光处理降低了黄瓜的同化能力,黄瓜叶片在遮光条件下不能通过积累RFOs缓解胁迫伤害,但RFOs在盐胁迫下积累,可能起到类似于在蔗糖运输型植物中的保护作用。ABA可诱导黄瓜RFOs的合成和SnRK1的表达,黄瓜叶片中的SnRK1在遮光和盐胁迫后表达上升,可能起到类似于蔗糖运输型植物中的逆境调节作用。

关键词：黄瓜遮光胁迫 NaCl胁迫 gols RS STS SnRK1

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