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淹水胁迫下鸭茅根系基因差异表达及相关通路分析 被引量:1
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作者 曾兵 尚盼盼 +11 位作者 沈秉娜 王胤晨 屈明好 袁扬 毕磊 杨兴云 李文文 周晓丽 郑玉倩 郭文强 冯彦龙 曾兵 《草业学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期93-111,共19页
近年来我国南方地区洪涝灾害频繁发生,严重制约草牧业的发展。鸭茅作为重要的生态草种和优质牧草,耐淹性较差的特性严重影响其在频繁遭受洪涝区域的推广应用。本研究以国审品种“安巴”鸭茅为研究对象,对淹水胁迫0、8和24 h处理后的幼... 近年来我国南方地区洪涝灾害频繁发生,严重制约草牧业的发展。鸭茅作为重要的生态草种和优质牧草,耐淹性较差的特性严重影响其在频繁遭受洪涝区域的推广应用。本研究以国审品种“安巴”鸭茅为研究对象,对淹水胁迫0、8和24 h处理后的幼苗根系生理和转录等进行分析,以探究鸭茅在淹水胁迫下的响应机制。结果显示,淹水胁迫引起鸭茅根系中可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量显著增加,相对电导率先减少后显著升高。在淹水胁迫处理8 h后(相较于0 h),鸭茅根系中有5788个差异表达基因,包括上调基因2872个,下调基因2916个。胁迫处理24 h后,鸭茅根系中共有8807个差异表达基因,包括上调基因4123个,下调基因4684个。GO富集显示,这些差异表达基因功能主要涉及多糖代谢、微管结合、纤维素代谢过程、抗氧化反应等。KEGG富集显示,鸭茅根系主要通过苯丙烷生物合成、碳代谢、谷胱甘肽代谢、氨基酸生物合成、淀粉和蔗糖代谢以及糖酵解/糖异生等途径来响应淹水胁迫。进一步分析苯丙烷生物合成、碳代谢、谷胱甘肽代谢通路中的差异表达基因,推测HXK1、HXK2、ADH1、GST和APX2等关键基因在鸭茅响应胁迫中发挥重要作用。MYB、NB-ARC、WRKY、GRAS和AP2等转录因子家族基因在淹水胁迫中表达丰富,可能与鸭茅的耐淹性密切相关。本研究结果为进一步探究鸭茅耐淹的分子机理提供了基础数据,也为后续的鸭茅耐淹性状改良工作提供理论支撑。 展开更多
关键词 鸭茅 淹水胁迫 根系 转录组 差异表达基因 代谢通路
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大数据技术在草牧业中的应用浅析 被引量:5
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作者 曾兵 张文浚 +5 位作者 尚盼盼 梅郝文 王宝全 刘舒琦 郑玉倩 屈明好 《中国饲料》 北大核心 2022年第9期141-145,共5页
目前,大数据已经上升为国家重大战略。草牧业作为农业中相当重要的组成部分,引入大数据技术已成必然。为总结大数据在草牧业生产、研究和推广领域中的应用潜力和挑战,文章浅析了大数据时代背景下大数据技术在草牧业领域应用的重要性和... 目前,大数据已经上升为国家重大战略。草牧业作为农业中相当重要的组成部分,引入大数据技术已成必然。为总结大数据在草牧业生产、研究和推广领域中的应用潜力和挑战,文章浅析了大数据时代背景下大数据技术在草牧业领域应用的重要性和将大数据引入草牧业的必要性,并综述了大数据在草地资源管理、草产品加工和贸易、草原生态系统管理、牧草种质资源研究、草食牲畜生产等领域的应用,旨在为大数据助推草牧业发展提供借鉴。 展开更多
关键词 大数据技术 草牧业 生产
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两个鸭茅品种根系响应淹水胁迫的比较代谢组学分析 被引量:3
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作者 沈秉娜 尚盼盼 +9 位作者 曾兵 李林祥 杨兴云 毕磊 郑玉倩 屈明好 李文文 周晓丽 饶骏 曾兵 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期40-57,共18页
鸭茅是世界著名温带冷季型牧草。近年来,我国部分地区涝害频发,严重影响饲草作物生产。为探究淹水胁迫下鸭茅根系的响应机制,以耐涝型鸭茅“滇北”(DB)和涝敏型鸭茅“安巴”(AB)为材料,设置2个淹水处理(时长8和24 h),以不淹水处理为对照... 鸭茅是世界著名温带冷季型牧草。近年来,我国部分地区涝害频发,严重影响饲草作物生产。为探究淹水胁迫下鸭茅根系的响应机制,以耐涝型鸭茅“滇北”(DB)和涝敏型鸭茅“安巴”(AB)为材料,设置2个淹水处理(时长8和24 h),以不淹水处理为对照(0 h),观察形态并对0、8和24 h 3个时间点的幼苗根系进行代谢组学分析。结果表明,淹水胁迫处理后,2个品种的鸭茅根系长势均变弱,根系变黑,且DB在处理24 h后产生了不定根。在DB_(8h)vs DB_(0h)组筛选出了120个差异代谢物;DB_(24h)vs DB_(0h)组筛选出155个差异代谢物;AB_(8h)vs AB_(0h)组筛选出93个差异代谢物;AB_(24h)vs AB_(0h)组筛选出118个差异代谢物;DB_(0h)vs AB_(0h)组筛选出了80个差异代谢物;DB_(8h)vs AB_(8h)组筛选出125个差异代谢物;DB_(24h)vs AB_(24h)组筛选出48个显著差异代谢物。在耐涝型鸭茅DB中发现了6个黄酮类化合物,即:橙皮素、甘草素、芹黄素、新橙皮苷、柚皮素和柚皮苷,参与的代谢途径是类黄酮生物合成途径;而在涝敏型鸭茅中发现4个氨基酸及其衍生物,分别是:O-磷酸-L-丝氨酸、L-谷氨酸、L-酪氨酸和色氨酸,参与的代谢途径是氨酰-tRNA生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、硫代葡萄糖苷生物合成、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成以及色氨酸代谢途径。通过比对相同淹水胁迫时长下DB和AB的差异代谢物发现,DB中存在的差异代谢物主要是蔗糖、异麦芽糖、6-磷酸海藻糖、L-鸟氨酸、L-组氨酸、D-鸟氨酸和芹菜素,参与的代谢途径分别是ABC转运因子、淀粉和蔗糖代谢、β-丙氨酸代谢、类黄酮生物合成以及黄酮和黄酮醇的生物合成代谢途径。这些差异代谢物可能是2个品种耐涝性存在差异的原因。该结果为解析鸭茅响应淹水胁迫过程中的差异代谢物质和代谢途径奠定了基础,为进一步研究鸭茅对淹水胁迫调控的分子机理提供参考。 展开更多
关键词 鸭茅 淹水胁迫 代谢组学 差异代谢物 代谢通路
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鸭茅响应水淹胁迫的miRNA差异表达分析 被引量:3
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作者 杨兴云 乔丹丹 +8 位作者 张雅洁 王少青 任俊才 李明阳 屈明好 尚盼盼 杨成 黄琳凯 曾兵 《草业学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期150-162,共13页
水淹胁迫是限制我国西南地区鸭茅产量和品质提升的主要环境因子,已经成为一种不容忽视的非生物胁迫。鉴定鸭茅耐涝相关的功能基因,并探究其调控机制是鸭茅种质创新,提高鸭茅耐涝能力的必要途径。以鸭茅耐涝品种“滇北”为试验材料,分别... 水淹胁迫是限制我国西南地区鸭茅产量和品质提升的主要环境因子,已经成为一种不容忽视的非生物胁迫。鉴定鸭茅耐涝相关的功能基因,并探究其调控机制是鸭茅种质创新,提高鸭茅耐涝能力的必要途径。以鸭茅耐涝品种“滇北”为试验材料,分别经水淹胁迫处理0、8和24 h后,利用Illumina Hiseq测序平台对鸭茅叶片进行小RNA测序。结果表明,在水淹胁迫处理下共鉴定得到208个差异表达基因(DEGs),经过筛选后有38个基因上调表达,34个基因下调表达,共占差异表达基因的34.62%。“滇北”鸭茅在水淹胁迫下差异表达基因主要属于miR166、miR167、miR159、miR396和miR156这5个miRNA基因家族。基于对差异miRNA进行靶基因预测及靶基因的GO和KEGG功能分析,发现这些靶基因主要参与细胞生理过程、代谢过程、IL-17信号通路、Th17细胞分化等植物逆境响应过程,为进一步揭示鸭茅在水淹胁迫下的分子调控机制提供了研究线索。 展开更多
关键词 鸭茅 水淹胁迫 耐涝 MIRNA 差异表达
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红三叶响应淹水胁迫的相关通路及差异表达基因分析 被引量:3
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作者 尚盼盼 曾兵 +7 位作者 屈明好 李明阳 杨兴云 郑玉倩 沈秉娜 毕磊 杨成 曾兵 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期112-128,共17页
淹水胁迫是影响植物生长发育和分布的重要非生物胁迫,对植物淹水胁迫的研究是解决近年来极端强降水天气下植物生产管理的关键。红三叶作为优质豆科牧草,耐淹性较差,长期水淹会导致烂根死亡。为研究红三叶淹水胁迫下的分子响应机理,本研... 淹水胁迫是影响植物生长发育和分布的重要非生物胁迫,对植物淹水胁迫的研究是解决近年来极端强降水天气下植物生产管理的关键。红三叶作为优质豆科牧草,耐淹性较差,长期水淹会导致烂根死亡。为研究红三叶淹水胁迫下的分子响应机理,本研究通过Illumina高通量测序平台,以耐涝型品种“红龙”淹水胁迫下0、8和24 h三个时间点的幼苗叶片为材料进行转录组测序,将测序数据与参考基因组比对后进行差异表达基因(DEGs)分析和功能注释。结果显示,与对照0 h相比,“红龙”在淹水胁迫8 h后,有5065个DEGs,其中,上调表达基因2442个,下调表达基因2623个;在淹水胁迫24 h后,有9022个DEGs,其中,上调表达基因4279个,下调表达基因4743个。基因本体数据库富集结果显示,DEGs主要富集于代谢过程、细胞过程、生物调节、细胞、催化活性等条目;东京基因与基因组数据库富集结果显示,DEGs显著富集于植物激素信号调节、植物-病原互作、碳代谢和乙醛酸及二羧酸代谢等通路中,其中乙醛酸及二羧酸代谢通路中过氧化氢酶和甲酸脱氢酶等抗氧化酶相关基因高表达;并且发现差异表达的AP2/ERF、WRKY、bHLH、NAC、bZIP等重要转录因子在红三叶响应淹水胁迫中也发挥重要作用。最后利用qRT-PCR对DEGs进行表达模式的分析验证,发现其与RNA-Seq结果一致,证实了测序结果的准确性。本研究根据转录组信息对DEGs展开功能注释、代谢通路、转录因子等方面的分析研究,初步了解红三叶对淹水胁迫的分子响应机理,为后续候选基因功能挖掘提供了基础数据和理论支撑。 展开更多
关键词 红三叶 淹水胁迫 转录组测序 代谢通路 差异表达基因
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