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番茄黄化曲叶病毒胁迫下外源NO对番茄抗氧化物酶基因表达的影响

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中国农业科技导报(中英文) 2025年第2期27卷 125-135页

作者：罗金城朱晓林魏小红王贤王宝强杜雪芬甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室兰州730070

为探究番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)胁迫下外源一氧化碳(nitric oxide,NO)对番茄抗氧化物酶基因表达的影响,以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料,在对照(CK)、TYLCV(TY)和NO+TYLCV(NO+TY)3种处理下,通过转录... 详细信息

为探究番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)胁迫下外源一氧化碳(nitric oxide,NO)对番茄抗氧化物酶基因表达的影响,以易感病番茄品种金鹏1号为试验材料,在对照(CK)、TYLCV(TY)和NO+TYLCV(NO+TY)3种处理下,通过转录组测序、荧光qRT-PCR和生物信息学分析进行研究。结果表明,在番茄基因组中共筛选出55个抗氧化酶相关编码基因,其中存在于不同亚细胞区室中含有外显子数目最多的抗氧化酶基因均显著响应TYLCV胁迫。NO介导的抗氧化酶编码基因数量在不同亚细胞区室的分布表现为叶绿体>细胞膜>细胞质>过氧化物酶体>液泡,其中Chl Cu-Zn SOD、Chl MR2、Chl GR、Per MR、Pla CAT1和Pla CAT7的表达量显著上调;Chl Fe SOD1、Chl Fe SOD2、Cyt GPX、Cyt APX1、Cyt APX2 L-5、Pla CAT3、Pla CAT8和Vac CAT的表达量显著下调。实时荧光qRT-PCR验证发现,Chl GR、Min Mn SOD和Per CAT2响应TYLCV表达,Chl Cu-Zn SOD、Pla CAT7、Pla CAT8和Cyt APX2 L-5响应TYLCV和NO表达。以上结果为研究NO在提高番茄抗病性机制中的作用提供理论依据。

关键词：番茄番茄黄花曲叶病一氧化氮抗氧化酶基因

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泛素化调控植物免疫反应研究进展

植物遗传资源学报 2025年

作者：郭铭司二静王燕绣姚立蓉汪军成张宏李葆春孟亚雄马小乐王化俊甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作... 详细信息

真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作用成为了植物病理学和分子生物学研究的热点领域。泛素化作为一种关键的蛋白质翻译后修饰机制，参与了模式识别受体介导的信号传导路径，影响这些受体的内吞、降解及再循环过程，从而增强植物对病原菌的识别能力。此外，泛素化还与植物激素信号通路相互作用，共同调节植物的抗病性。特别是E3泛素连接酶作为泛素化过程中的核心成分，其多样性和特异性为植物提供了精确调控免疫反应的能力。本文介绍了泛素-蛋白酶体系统的反应过程，并重点围绕蛋白质泛素化修饰在植物免疫应答中的调控作用以及泛素连接酶在植物应对病原菌侵染后的功能研究开展论述，旨在为深入理解植物自身的抗性调节机制以及培育具有更强抗性的作物品种提供新的策略和技术手段，对于泛素化修饰在植物免疫应答领域的深入研究具有重要意义。

关键词：植物免疫泛素化修饰 E3泛素连接酶

轮作豆科植物对马铃薯连作土壤理化性质及酶活性的影响

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甘肃农业大学学报 2025年第1期60卷 97-104,111页

作者：刘娟娟石铭福孙得翔吴敏娟张卫娜康益晨刘玉汇秦舒浩甘肃农业大学园艺学院甘肃兰州730070 甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070

【目的】缓解马铃薯连作障碍,研究轮作豆科植物对马铃薯连作土壤质量的改良效果。【方法】通过轮作豆科植物,设置5个处理,CK:马铃薯连作3年-马铃薯(不覆膜)、CB:马铃薯连作3年-蚕豆(不覆膜)、CF:马铃薯连作3年-蚕豆(覆膜)、WB:马铃薯连... 详细信息

【目的】缓解马铃薯连作障碍,研究轮作豆科植物对马铃薯连作土壤质量的改良效果。【方法】通过轮作豆科植物,设置5个处理,CK:马铃薯连作3年-马铃薯(不覆膜)、CB:马铃薯连作3年-蚕豆(不覆膜)、CF:马铃薯连作3年-蚕豆(覆膜)、WB:马铃薯连作3年-豌豆(不覆膜)和WF:马铃薯连作3年-豌豆(覆膜)分析不同处理对连作土壤理化性质及酶活性的影响。【结果】与CK相比,轮作处理能降低土壤pH和电导率,增加土壤有机质、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)的含量,提高土壤中过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,并显著提高土壤含水量。其中,CF处理效果最佳,块茎膨大期,CF处理土壤pH和电导率较CK分别降低20.42%和30.30%,土壤全N、P、K和有机质含量较CK分别增加16.51%、16.90%、8.71%和28.01%,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性较CK分别提高38.57%、40.20%和23.67%。【结论】覆膜轮作蚕豆对马铃薯连作土壤质量的影响最为显著,可作为改善马铃薯连作土壤质量的方法。

关键词：马铃薯豆科植物轮作土壤养分土壤酶活性

外源甲基乙二醛对干旱胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的影响

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江苏农业学报 2025年第1期41卷 28-34页

作者：赵瑞宁李永生汪军成方永丰董小云周文期连晓荣王晓娟何海军杨彦忠刘忠祥周玉乾甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070

甲基乙二醛(Methylglyoxal,MG)是一种从植物体内发现的新型信号分子,具有调控植物的生长发育、种子萌发、细胞分裂、气孔运动及非生物胁迫耐受性等功能。为明确干旱胁迫条件下施用外源MG对玉米种子萌发和幼苗生长的影响及机制,本研究以... 详细信息

甲基乙二醛(Methylglyoxal,MG)是一种从植物体内发现的新型信号分子,具有调控植物的生长发育、种子萌发、细胞分裂、气孔运动及非生物胁迫耐受性等功能。为明确干旱胁迫条件下施用外源MG对玉米种子萌发和幼苗生长的影响及机制,本研究以玉米杂交品种郑单958为材料,分析不同浓度外源MG浸种对干旱胁迫玉米种子萌发和生长的影响,并用3叶期玉米幼苗进行干旱胁迫和MG叶面喷施处理,进一步探讨外源MG对玉米幼苗叶片活性氧积累、膜质过氧化水平、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响。结果显示,干旱胁迫下,外源MG溶液浸种可提高玉米种子发芽势、发芽率及生长指标,适宜的MG浸种浓度为0.10 mmol/L。干旱胁迫下对玉米幼苗进行叶面喷施0.10 mmol/LMG处理可显著降低叶片中丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,增强叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性,并提高叶片中抗坏血酸(ASA)含量和谷胱甘肽(GSH)含量。综上,适宜浓度的外源MG可显著增强玉米种子的萌发能力和玉米幼苗的抗氧化能力,缓解干旱胁迫对玉米植株带来的氧化损伤,促进玉米的生长。本研究结果可为玉米的抗旱栽培和抗旱剂研发提供参考。

关键词：玉米甲基乙二醛抗氧化酶干旱胁迫

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三种外源植物生长物质对玉米幼苗耐寒性的影响

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作物杂志 2025年

作者：金梓浩赵文清王芳王威彭云玲常芳国甘肃农业大学农学院甘肃省干旱生境作物学重点试验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点试验室

以玉米低温敏感自交系T165为试材，10 ℃模拟低温胁迫，用不同浓度的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和独脚金内酯（SL）进行灌根，测定与幼苗耐寒性相关的12个生长生理指标，比较不同处理间指标的综合差异性。结果表明，1... 详细信息

以玉米低温敏感自交系T165为试材，10 ℃模拟低温胁迫，用不同浓度的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和独脚金内酯（SL）进行灌根，测定与幼苗耐寒性相关的12个生长生理指标，比较不同处理间指标的综合差异性。结果表明，1-30 mg/L的5-ALA、0.1-20 mg/L的MeJA和0.05-0.4 mg/L的SL能促进低温下玉米幼苗地上部及地下部物质积累和渗透调节物代谢，增强细胞质膜稳定，缓释效果随浓度呈现先增后减的趋势。主成分分析显示5-ALA最佳低温胁迫缓释浓度为20 mg/L，综合评价值（D）为2.72；MeJA最佳低温胁迫缓释浓度为1 mg/L，综合评价值（D）为2.24；SL最佳低温胁迫缓释浓度0.3 mg/L，综合评价值（D）为3.01。

关键词：玉米低温胁迫外源物质缓解效应

大麦PRX基因家族全基因组鉴定及其干旱胁迫下的表达分析

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作物学报 2025年

作者：陆雯佳汪军成姚立蓉张宏司二静杨轲孟亚雄李葆春马小乐王化俊省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

过氧化物酶（Class III peroxidase， PRX）基因家族在调控植物生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要作用。大麦（Hordeum vulgare L.）是典型的C3植物，目前关于HvPRXs基因家族的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对大麦PR... 详细信息

过氧化物酶（Class III peroxidase， PRX）基因家族在调控植物生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要作用。大麦（Hordeum vulgare L.）是典型的C3植物，目前关于HvPRXs基因家族的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对大麦PRX基因家族（HvPRXs）成员进行了分析，探究其在20% PEG-6000胁迫下的表达模式。大麦全基因组中共鉴定出了178个HvPRXs基因家族成员，并根据其在染色体上位置顺序依次命名为HvPRX1～HvPRX178。通过对大麦、水稻和拟南芥的过氧化物酶进行进化树分析将其分为5个亚家族，基因结构和Domain分析表明同一亚家族具有较高的保守性。基因复制分析显示，15个HvPRX基因（8%）存在片段复制，34个HvPRX基因（67%）存在串联复制，串联复制事件在HvPRX基因扩增中起重要作用。大麦与拟南芥的物种间共线性分析显示，大麦与拟南芥有4个PRX直系同源基因对，说明基因从单子叶到双子叶进行了大规模的分子进化事件。转录组分析显示，HvPRXs基因家族成员在大麦根、叶中表达存在差异。启动子顺式作用元件分析显示，99个HvPRXs含有与干旱胁迫响应相关的顺式作用元件。最后基于qRT-PCR分析其干旱胁迫下的表达特征，结果表明，HvPRX1、HvPRX18、HvPRX63、HvPRX160和HvPRX167受20% PEG-6000诱导在3 h时表达量显著升高。本研究结果为全面探索HvPRXs基因的生物学功能、其调控大麦抗旱性的分子机制以及抗逆作物新品种的培育提供参考。

关键词：大麦 PRX基因家族生信分析干旱胁迫

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盐生草HgS5基因的克隆与抗旱性鉴定

草业学报 2025年第2期34卷 184-195页

作者：汪欣瑶彭亚萍姚立蓉汪军成司二静张宏杨轲马小乐孟亚雄王化俊李葆春甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

为应对日益严峻的干旱环境问题,发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果,盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高,故选其为研究对象,对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位;通过... 详细信息

为应对日益严峻的干旱环境问题,发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果,盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高,故选其为研究对象,对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位;通过qRT-PCR检测目的基因在拟南芥植株叶片和根系的相对表达量,并利用农杆菌完成拟南芥异源表达,以验证目的基因的抗旱能力。结果表明,HgS5基因中碱基对的数量为1738,编码370个氨基酸,编码蛋白为酸性亲水性蛋白且没有跨膜区;具有116个启动子顺式作用元件;HgS5基因和巨人柱、苋菜和甜菜相关同源基因拥有相同的A_thal_3526保守结构域;亚细胞定位显示HgS5基因主要在细胞膜上表达;荧光定量结果显示HgS5基因主要在拟南芥根系表达,处理第6天表达量与其他组别差异显著(P<0.05);抗旱鉴定结果显示过表达拟南芥的抗旱性明显增强,具体表现为植株枯萎程度减缓;基因HgS5通过影响酶活性来对抗干旱环境,过表达拟南芥根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在干旱胁迫后期整体高于野生型。综上所述,基因HgS5在抗旱过程中起到了积极的调控作用。研究结果旨在为进一步探索HgS5基因应对干旱胁迫的分子响应机制提供理论依据。

关键词：盐生草基因家族生物信息学分析基因克隆抗旱性鉴定

水稻种质资源淹水成苗特性评价及优异种质筛选

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植物遗传资源学报 2025年第2期26卷 249-259页

作者：张硕何永刚李博杨晓龙査中萍郭英焦春海徐延浩蔡海亚湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室武汉430064

水稻淹水直播既可以免去育苗、插秧、排水等人工成本,又可以有效防控杂草和鸟害、鼠害,具有广阔的应用前景。然而,目前水稻栽培品种大多低氧成苗率低,不适宜淹水直播,品种匮乏问题严重制约淹水直播技术发展与推广。鉴定筛选淹水成苗性... 详细信息

水稻淹水直播既可以免去育苗、插秧、排水等人工成本,又可以有效防控杂草和鸟害、鼠害,具有广阔的应用前景。然而,目前水稻栽培品种大多低氧成苗率低,不适宜淹水直播,品种匮乏问题严重制约淹水直播技术发展与推广。鉴定筛选淹水成苗性强的水稻种质资源是培育淹水直播稻新品种的重要基础。本研究利用湖北省农作物种质资源中期库保存的国内外水稻种质材料,通过测定淹水成苗率、发芽势、低氧萌发率、低氧相对萌发率、胚芽鞘长度、低氧胚芽鞘长度、低氧相对胚芽鞘长度等指标,鉴定筛选出淹水成苗率达50%以上的水稻种质17份。相关性分析表明,发芽势、低氧萌发率、胚芽鞘长度、低氧胚芽鞘长度、低氧相对胚芽鞘长度等指标与淹水成苗率呈极显著正相关,其中低氧胚芽鞘长度与淹水成苗率的相关性最高,可作为鉴定评价淹水成苗特性的重要指标。通过对254份水稻种质资源淹水成苗特性重要调控基因OsGF14h的单倍型类型检测分析,鉴定出8份淹水成苗率高(>30%)而OsGF14h单倍型为无功能型的材料,为淹水成苗特性相关新基因的挖掘提供了线索。本研究对于提高耐淹水稻种质资源的筛选鉴定效率,挖掘淹水成苗特性调控基因,进而培育淹水直播稻新品种具有一定的参考价值。

关键词：水稻种质资源淹水成苗鉴定筛选

小麦蛋白质二硫键异构酶基因家族的鉴定与表达

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生物技术通报 2025年第2期41卷 85-96页

作者：葛仕杰刘怡德张华东宁强朱展望王书平刘易科湖北省农业科学院粮食作物研究所农业农村部作物分子育种重点实验室粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室武汉430064 长江大学农学院农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建) 荆州434025

【目的】通过对小麦蛋白质二硫键异构酶PDIL基因家族成员进行鉴定及表达分析,分析其在小麦不同器官和不同发育时期以及响应生物和非生物胁迫中的表达模式,为明确小麦PDIL基因家族功能奠定基础。【方法】以模式植物拟南芥和禾本科作物大... 详细信息

【目的】通过对小麦蛋白质二硫键异构酶PDIL基因家族成员进行鉴定及表达分析,分析其在小麦不同器官和不同发育时期以及响应生物和非生物胁迫中的表达模式,为明确小麦PDIL基因家族功能奠定基础。【方法】以模式植物拟南芥和禾本科作物大麦PDIL基因家族蛋白序列为诱饵,在基因组数据库对小麦PDIL家族基因进行全基因组鉴定,利用生物信息学方法对其基因的理化性质、系统进化、染色体位置及基因结构进行分析,并分析PDILs基因在小麦生长发育、生物及非生物逆境的表达模式。【结果】鉴定得到31个小麦PDIL基因家族成员均为亲水蛋白,其中26个为稳定蛋白;亚细胞定位预测表明,小麦PDIL蛋白主要分布在细胞质和叶绿体中,在内质网和细胞核中也有分布;小麦PDIL基因家族可分为7个进化分支,同一分支基因结构和保守基序相似或相同,非均匀分布在19个染色体上;小麦PDIL基因家族成员含有多种响应逆境胁迫以及与水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和生长素(IAA)等5类植物激素相关的顺式作用元件,部分基因具有与昼夜节律控制以及种子特性调控相关的元件;转录组数据表明,TaPDIL4-1A、TaPDIL4-1B和TaPDIL4-1D在不同生长时期组织都有较高的表达量;转录组分析和RT-PCR结果显示,TaPDIL4-1B在禾谷镰刀菌侵染后相对表达量升高,TaPDIL1-4A在干旱胁迫下表达量提高。【结论】31个小麦PDIL基因家族成员在进化过程中具有保守性,不仅参与小麦品质形成,还广泛参与生物和非生物逆境调控,其中TaPDIL4-1B可能参与小麦赤霉病抗性的调控,TaPDIL1-4A可能参与小麦干旱胁迫的应答。

关键词：小麦 PDIL基因家族表达分析生物胁迫非生物胁迫

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