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彩色马铃薯响应UV-B辐射的转录组学分析

西南农业学报 2024年

作者：董秋菊吴晓杰张晓龙肖继坪虎跳峡镇农业综合服务中心云南农业大学农学与生物技术学院

【目的】探究彩色马铃薯对uv-b 辐射具有较强的耐受性的机理，通过转录组分析马铃薯对UV-B辐射响应的分子机制，为筛选马铃薯耐uv-b 辐射相关基因提供理论依据。【方法】以彩色马铃薯‘花心洋芋’为试验材料，对全生育期进行UV-B辐射处... 详细信息

【目的】探究彩色马铃薯对uv-b 辐射具有较强的耐受性的机理，通过转录组分析马铃薯对UV-B辐射响应的分子机制，为筛选马铃薯耐uv-b 辐射相关基因提供理论依据。【方法】以彩色马铃薯‘花心洋芋’为试验材料，对全生育期进行UV-B辐射处理，选取成熟期的块茎，采用Illumina HiseQ2500平台进行测序分析。【结果】共得到232285320个有效测序读长数，且与参考基因组比对率超过78.5%，GC含量均超过42.1%。通过分析筛选到843个差异表达基因（DEGs），包括544个上调基因和299个下调基因。GO功能分析表明，‘花心洋芋’的DEGs主要富集在代谢过程、细胞组分和催化活性。KEGG富集分析发现，‘花心洋芋’主要通过代谢途径中的碳水化合物代谢通路来响应UV-B辐射，转录因子主要是ARR-b、AP2-EREbP、MADS、bHLH和NAC等与响应光信号和环境胁迫相关的转录因子。【结论】‘花心洋芋’响应UV-B辐射的主要通路为代谢途径中的碳水化合物代谢通路，转录因子ARR-b、AP2-EREbP、MADS、bHLH和NAC均起到一定的调控作用。

关键词：彩色马铃薯 UV-B辐射转录组差异表达转录因子

UV-B辐射对不同品种(品系)辣椒幼苗光合特性及uvR8表达的影响

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江苏农业学报 2023年第7期39卷 1449-1459页

作者：陈艳邓昌蓉侯全刚文军琴刘敏邵登魁青海大学农林科学院青海西宁810016 青海省蔬菜遗传与生理重点实验室青海西宁810016 青藏高原种质资源研究与利用实验室青海西宁810016

为了解紫外线b(uv-b)辐射对辣椒(Capsicum annuum L.)光合特性及uv-b应答基因uvR8表达量的影响,以青海省主栽的9个辣椒品种(品系)为试验材料,紫外线处理剂量为28.56 kJ/(m^(2)·d),设空白对照(无照射),测定幼苗叶片光合特性、形态指标... 详细信息

为了解紫外线b(uv-b)辐射对辣椒(Capsicum annuum L.)光合特性及uv-b应答基因uvR8表达量的影响,以青海省主栽的9个辣椒品种(品系)为试验材料,紫外线处理剂量为28.56 kJ/(m^(2)·d),设空白对照(无照射),测定幼苗叶片光合特性、形态指标等14个指标,同时利用实时荧光定量PCR技术检测uvR8基因在各试验材料中的相对表达量。结果表明,与对照相比,处理组辣椒的叶绿素、类胡萝卜素含量总体降低,光合指标总体下降,从而抑制叶片光合作用,总体上uv-b处理对华美105大多数光合指标的影响较大,对乐都长辣椒的影响较小。荧光定量PCR检测结果显示,uv-b处理后,uvR8在华美105中的相对表达量上升幅度最大且与对照间的差异达显著水平。综合分析可知,华美105的大多数指标显著受到抑制,光能利用率降低,因此华美105为uv-b敏感型品种,且uvR8在该品种中的表达水平较高,说明uvR8能够在不耐紫外辐射辣椒品种(品系)中积极响应uv-b胁迫。

关键词：辣椒 UV-B辐射光合特性 uvR8

UV-B辐射对不同发育时期辣椒主要果实品质的影响

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华北农学报 2023年第S01期38卷 180-187页

作者：陈艳张文娟邓昌蓉侯全刚刘敏邵登魁青海大学农林科学院青海省蔬菜遗传与生理重点实验室青海西宁810016

为了探讨辣椒果实对UV-B辐射的生理应激反应机制,进一步阐述高UV-B辐射地区蔬菜果实品质劣变的机理,以紫外敏感型品种华美105和耐紫外型品种乐都长辣椒的幼果、青果、红果的果实为试材,研究0(CK),2,4,6 h不同UV-B辐射时长(剂量)对果实... 详细信息

为了探讨辣椒果实对UV-B辐射的生理应激反应机制,进一步阐述高UV-B辐射地区蔬菜果实品质劣变的机理,以紫外敏感型品种华美105和耐紫外型品种乐都长辣椒的幼果、青果、红果的果实为试材,研究0(CK),2,4,6 h不同UV-B辐射时长(剂量)对果实生长发育、还原型保护及营养品质相关的物质含量的影响。结果表明:随着辐射时间的延长,华美105青果期和红果期的单果质量、纵横径显著降低,从而抑制其果实的生长;2个品种各个生育期的果实中保护性物质Vc、总酚含量随着处理时长的延长逐渐增加,可溶性蛋白含量逐渐下降,其中6 h大幅度提高了Vc、总酚的含量,可溶性蛋白含量下降幅度最大,且华美105各处理下Vc、总酚、可溶性蛋白含量的变化幅度较乐都长辣椒要大;2个品种果实各生育期营养风味品质物质可溶糖随着辐射时间的延长其含量表现为先升高后降低的趋势,纤维素含量表现为先降低后升高的趋势。总之,uv-b对2个品种幼果期生长发育指标的影响不大,高剂量uv-b可以显著抑制紫外敏感型品种青果期和红果期的生长,并能显著增加2个品种Vc、总酚、纤维素等物质的含量,显著减小可溶性蛋白、可溶性糖含量;而低剂量的uv-b能大幅度提升可溶性糖含量,且上升或下降幅度为紫外敏感型品种>耐紫外性品种。因此,低于1/4致死剂量的uv-b能促进果实品质,高于1/2致死剂量的uv-b使得辣椒果实品质开始劣变。

关键词：辣椒果实 UV-B辐射不同生育期果实品质

植物对UV-B辐射增强响应的跨代可塑性特征及机制研究进展

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植物生理学报 2022年第5期58卷 797-805页

作者：王修蘋李想李祖然凌成婷何永美李元云南农业大学资源与环境学院云南省农业污染控制与生态修复工程实验室昆明650201 云南农业大学园林园艺学院昆明650201

臭氧层衰减导致地表UV-B辐射增强,对植物的生长发育产生不利影响。植物产生的适应性表型变化一般是受基因和环境因素调控的,遗传分化和表型可塑性是植物适应环境的两种可塑性方式。母本环境释放的某些信号会影响后代的表型。后续世代中... 详细信息

臭氧层衰减导致地表UV-B辐射增强,对植物的生长发育产生不利影响。植物产生的适应性表型变化一般是受基因和环境因素调控的,遗传分化和表型可塑性是植物适应环境的两种可塑性方式。母本环境释放的某些信号会影响后代的表型。后续世代中,植物的跨代可塑性将有助于提高其胁迫环境适应能力。植物对UV-B辐射增强响应的跨代可塑性特征包括植株形态、叶片形态、光合作用响应、内源激素适应性变化等,这些响应特征可能与表观遗传DNA甲基化等机制有关。这种环境诱导产生的跨代可塑性不仅能调控植物的正常生长发育,而且促进植物适应性进化。这在提高作物适应性方面为作物育种提供新思路,减轻全球气候变化对作物产量的危害。

关键词： UV-B辐射跨代可塑性形态生理 sRNA

植物响应UV-B辐射的表观遗传调控和胁迫记忆研究进展

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植物生理学报 2023年第7期59卷 1195-1210页

作者：张琳王修蘋李祖然何永美李元云南农业大学资源与环境学院云南省农业污染控制与生态修复工程实验室昆明650201 云南农业大学园林园艺学院昆明650201

地表UV-B辐射增强对植物生长发育产生不利影响,植物在抵御uv-b胁迫过程中形成胁迫记忆适应环境。本文综述了植物应对UV-B辐射的防御策略及其胁迫记忆的研究成果。植物通过形态调整、生理变化和损伤修复对UV-B辐射进行响应。但uv-b胁迫... 详细信息

地表UV-B辐射增强对植物生长发育产生不利影响,植物在抵御uv-b胁迫过程中形成胁迫记忆适应环境。本文综述了植物应对UV-B辐射的防御策略及其胁迫记忆的研究成果。植物通过形态调整、生理变化和损伤修复对UV-B辐射进行响应。但uv-b胁迫在短时间内无法改变植物的DNA碱基序列,表观遗传机制可以通过DNA甲基化、组蛋白修饰调控基因表达,特别是上调了胁迫反应相关基因的表达快速响应uv-b胁迫,并为胁迫记忆提供可能。uv-b引发的胁迫记忆可能受到频率和剂量影响,若形成胁迫记忆,母体携带的记忆信息能通过影响后代表型提高对胁迫环境的适应能力。理解植物对UV-B辐射的响应有助于提高植物抵御uv-b胁迫的能力。此外,对植物进行UV-B辐射逆境锻炼,可以显著增强植株抗逆性。

关键词： UV-B辐射胁迫记忆表观遗传 DNA甲基化

UV-B辐射对元阳红米籽粒酚类含量及其抗氧化能力的影响

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农业环境科学学报 2022年第1期41卷 10-18页

作者：周应嫄李想凌成婷祖艳群何永美杨雍康李元云南农业大学资源与环境学院昆明650201

为阐明UV-B辐射增强对水稻籽粒中酚类化合物含量及其抗氧化能力的影响,通过大棚盆栽种植元阳梯田传统水稻品种——白脚老粳(OryzamIaponicamantiquam cum pedibusalbis)。在水稻各生长期进行不同强度UV-B辐射处理(自然光和2.5、5.0、7.5... 详细信息

为阐明UV-B辐射增强对水稻籽粒中酚类化合物含量及其抗氧化能力的影响,通过大棚盆栽种植元阳梯田传统水稻品种——白脚老粳(OryzamIaponicamantiquam cum pedibusalbis)。在水稻各生长期进行不同强度UV-B辐射处理(自然光和2.5、5.0、7.5 kJ·m^(-2)·d^(-1)),研究UV-B辐射增强对水稻籽粒酚类化合物含量(包括总酚、总黄酮、总酚酸)的影响和酚类清除活性氧自由基[包括1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2′-联氮-双-3-6-磺酸(2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),AbTS)和羟自由基]的影响。结果表明:当UV-B辐射强度增加至7.5 kJ·m^(-2)·d^(-1)时,相较于自然光,千粒质量降低了34.9%,每株籽粒生物量下降了45.8%,同时对水稻籽粒酚类含量及其清除自由基的能力产生影响。水稻籽粒中酚类含量在自然光下无显著变化,当UV-B辐射达到2.5 kJ·m^(-2)·d^(-1)时酚类含量显著升高,但7.5 kJ·m^(-2)·d^(-1)时酚类含量会显著降低,同样地,酚类对自由基的清除率在自然光下无显著影响,在2.5 kJ·m^(-2)·d^(-1)时清除率显著上升,7.5 kJ·m^(-2)·d^(-1)清除率显著下降。研究表明,UV-B辐射增强对酚类合成作用表现为低强度促进高强度抑制,且酚类含量的高低直接影响自由基的清除率。

关键词： UV-B辐射红米籽粒酚类化合物抗氧化能力

UV-B辐射和施氮对满江红生长、矿质营养和抗氧化生理的影响

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农业资源与环境学报 2022年第3期39卷 567-574页

作者：杨竞张光群李明锐湛方栋李元祖艳群何永美云南农业大学资源与环境学院昆明650201

为探讨UV-B辐射和施氮对满江红(Azolla)生长、矿质营养和抗氧化生理的影响,以元阳梯田稻田满江红为材料,室内模拟UV-B辐射(0 kJ·m^(-2)与5.0 kJ·m^(-2))和施N处理(无氮和0.06 g·L^(-1)氮),研究其对满江红生长、矿质营养和抗氧化生理... 详细信息

为探讨UV-B辐射和施氮对满江红(Azolla)生长、矿质营养和抗氧化生理的影响,以元阳梯田稻田满江红为材料,室内模拟UV-B辐射(0 kJ·m^(-2)与5.0 kJ·m^(-2))和施N处理(无氮和0.06 g·L^(-1)氮),研究其对满江红生长、矿质营养和抗氧化生理的影响。结果表明,与CK(0 kJ·m^(-2)、无氮)相比,uv-b+N(5.0 kJ·m^(-2)、0.06 g·L^(-1)氮)、UV-B辐射(5.0 kJ·m^(-2)、无氮)处理均显著降低满江红光合色素含量,抑制其生长,导致生物量显著下降。UV-B辐射与施N单独或复合处理均显著增加满江红的N含量与累积量,降低植株Mg、Ca的含量。UV-B辐射与施N单独或复合处理均显著增加满江红丙二醛(MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性,降低类黄酮含量和过氧化物酶(POD)活性。此外,UV-B辐射导致满江红抗坏血酸(AsA)含量下降、总酚含量增加,UV-B辐射与N处理显著增强满江红的总抗氧化能力。相关性分析发现,类黄酮、类胡萝卜素含量与生物量呈显著正相关。双因素分析表明,UV-B辐射显著增加了满江红氮、总酚、MDA含量,提高SOD、GR活性与总抗氧化能力;N处理显著增加AsA、MDA含量及SOD、GR活性;uv-b+N处理对满江红的生长系数、生物量、磷、钙、镁、叶绿素a、类胡萝卜素、AsA、总酚和类黄酮含量及POD、SOD活性和总抗氧化能力的影响存在交互作用。综上,UV-B辐射增强会抑制满江红生长,导致满江红N含量与累积量增加,施氮不能缓解UV-B辐射对满江红生长的抑制效应。

关键词： UV-B辐射施氮满江红生长抗氧化

不同水分梯度下UV-B辐射对2个稻田土壤碳氮转化的影响

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环境科学 2017年第11期38卷 4819-4827页

作者：蒋梦蝶王秋敏徐鹏周维邬磊胡荣桂华中农业大学资源与环境学院武汉430070 湖北省襄阳市环境保护监测站襄阳441000 华中农业大学环境生态中心武汉430070

UV-B辐射对土壤碳氮转化的影响与土壤物理化学性质有关,为明确土壤水分状态对UV-B辐射的影响,以有机质含量不同的两个水稻土(有机质含量低的记为L,高的记为H)为研究材料,在室内研究了含水量为25%(W1)、50%(W2)和100%(W3)时,UV-B辐射对... 详细信息

UV-B辐射对土壤碳氮转化的影响与土壤物理化学性质有关,为明确土壤水分状态对UV-B辐射的影响,以有机质含量不同的两个水稻土(有机质含量低的记为L,高的记为H)为研究材料,在室内研究了含水量为25%(W1)、50%(W2)和100%(W3)时,UV-B辐射对土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、铵态氮(NH_4^+-N)、硝态氮(NO_3^--N)以及累积净矿化氮量的影响.结果表明:120 h后,与避光(对照,CK)相比,UV-B辐射显著降低了土壤TOC的含量(PUV-B辐射下,水分从低到高,L土壤的TOC分别降低了9.9%、4.5%和6.3%,H土壤降低了10.9%、5.6%和6.3%.但与对照相比,UV-B辐射却促使土壤DOC增加;且在UV-B辐射下水分为100%的处理中,土壤DOC含量高于25%和50%的处理,120 h时,L土壤的DOC分别增加了21.5%(W1)、9.4(W2)和26.3%(W3),H土壤分别降低了26.7%(W1)、14.2%(W2)和33.8%(W3).与对照相比,UV-B辐射使NH_4^+-N含量有所下降;且在UV-B辐射中,NH_4^+-N含量的变化幅度在不同水分条件下的整体表现为W1UV-B辐射促进NO_3^--N的累积,NO_3^--N变化幅度在不同水分条件下的表现为:W1UV-B辐射对土壤累积净矿化氮量有显著影响(PUV-B辐射下累积净矿化氮量在不同水分之间差异显著(PUV-B辐射会加速土壤有机碳的损失,影响土壤矿质态氮的转化,且水分不同,UV-B辐射对土壤碳氮转化的影响存在一定差异.

关键词： UV-B辐射水分 TOC DOC 矿质态氮

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彩色马铃薯响应UV-B辐射的转录组分析

西南农业学报 2024年第4期37卷 697-706页

作者：董秋菊吴晓杰张晓龙肖继坪云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 虎跳峡镇农业综合服务中心云南香格里拉674402

[目的]探究彩色马铃薯对UV-B辐射具有较强耐受性的机理,通过转录组分析马铃薯对UV-B辐射响应的分子机制,为筛选马铃薯耐UV-B辐射相关基因提供理论依据。[方法]以彩色马铃薯‘花心洋芋’为试验材料,对全生育期进行UV-B辐射处理,选取成熟... 详细信息

[目的]探究彩色马铃薯对UV-B辐射具有较强耐受性的机理,通过转录组分析马铃薯对UV-B辐射响应的分子机制,为筛选马铃薯耐UV-B辐射相关基因提供理论依据。[方法]以彩色马铃薯‘花心洋芋’为试验材料,对全生育期进行UV-B辐射处理,选取成熟期的块茎,采用Illumina HiseQ2500平台进行测序分析。[结果]共得到232 285 320个有效测序读长数,且与参考基因组比对率超过78.5%,GC含量均超过42.1%。通过分析筛选到843个差异表达基因(DEGs),包括544个上调基因和299个下调基因。GO功能分析表明,‘花心洋芋’的DEGs主要富集在代谢过程、细胞组分和催化活性。KEGG富集分析发现,‘花心洋芋’主要通过代谢途径中的碳水化合物代谢通路来响应UV-B辐射,转录因子主要是ARR-b、AP2-EREbP、MADS、bHLH和NAC等,与响应光信号和环境胁迫相关。[结论]‘花心洋芋’响应UV-B辐射的主要通路为代谢途径中的碳水化合物代谢通路,转录因子ARR-b、AP2-EREbP、MADS、bHLH和NAC均起到一定的调控作用。

关键词：彩色马铃薯 UV-B辐射转录组差异表达转录因子