PEPC过表达可以减轻干旱胁迫对水稻光合的抑制作用 被引量：45

1

作者 周宝元 丁在松 赵明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期112-118,共7页

为了明确磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)过量表达能否提高水稻的光合速率,测定了42个表达不同PEPC水平的转玉米PEPC基因水稻株系及对照(受体亲本中花8号)开花期和灌浆期的光合速率。结果表明,在水田条件下,转基因株系光合速率与未转基因... 为了明确磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)过量表达能否提高水稻的光合速率,测定了42个表达不同PEPC水平的转玉米PEPC基因水稻株系及对照(受体亲本中花8号)开花期和灌浆期的光合速率。结果表明,在水田条件下,转基因株系光合速率与未转基因对照相比没有明显差异;而在旱地条件下,转基因水稻的光合速率显著高于对照(27%和24%)。随机选取2个PEPC相对活性分别为10倍和25倍的转基因株系进行网室精确控水盆栽实验得到相似的结果。说明单纯导入PEPC并不能提高水稻的光合速率,而干旱胁迫下转基因水稻的光合优势可能是由于PEPC参与水稻的抗旱反应而减轻了干旱胁迫对光合作用的抑制作用。 展开更多

关键词 干旱 转基因水稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(pepc) 光合速率

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稗草磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因的克隆与分析 被引量：32

2

作者 张桂芳 赵明 +2 位作者 丁在松 张丽 肖俊涛 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1365-1369,共5页

为揭示C4野生植物稗草(Echinochloa crusgalli)PEPCase的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,克隆了稗草(E.crusgalli)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc)的cDNA全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc的cDNA全长为2 886 bp,编... 为揭示C4野生植物稗草(Echinochloa crusgalli)PEPCase的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,克隆了稗草(E.crusgalli)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc)的cDNA全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc的cDNA全长为2 886 bp,编码961个氨基酸(GenBank登录号:AY251482);核苷酸序列与谷子(Setaria italica)C3型、高粱(Sorghumbicolor)C3-2型、玉米(Zea mays)C3-2型、水稻(Oryza sativa)C3型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同源率分别达94.8%、93.2%9、3.0%和89.7%。推导的氨基酸序列中C末端第771位氨基酸是丙氨酸(A),表明是一个C3型基因。与其他植物几种不同形式PEPCase进行的多重序列比对与系统进化分析结果也证实,此基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与所有参与对比的C3型序列的同源性均远远高于与C4型的同源性。与玉米、高粱C3-2型PEPCase的同源性分别高达96.5%9、6.4%,与高粱、玉米的C3-1型PEPCase的同源性分别为84.3%、83.8%,而与谷子、玉米、甘蔗和高粱的C4型PEPCase的一致性相对较低,分别为82.2%、79.1%、77.1%和76.6%。因此进一步推论新克隆的稗草ppc基因属于C3-2型。对其编码的蛋白序列进行了结构域、活性位点和功能位点预测。 展开更多

关键词 稗草 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 基因克隆与分析

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菠萝PEPC基因家族生物信息学分析 被引量：8

3

作者 马海洋 赵秋芳 +2 位作者 陈曙 石伟琦 冼皑敏 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期97-103,共7页

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)在C4和景天酸代谢(CAM)光合途径吸收CO2过程中发挥重要作用,并参与各种非光合作用过程,包括果实成熟、气孔开放、碳氮相互作用、种子形成和萌发以及调节植物对逆境胁迫的... 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)在C4和景天酸代谢(CAM)光合途径吸收CO2过程中发挥重要作用,并参与各种非光合作用过程,包括果实成熟、气孔开放、碳氮相互作用、种子形成和萌发以及调节植物对逆境胁迫的耐受性。菠萝为典型的景天酸代谢途径(CAM)植物,为了解磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)在菠萝景天酸代谢途径(CAM)中的作用,本研究鉴定到3个菠萝PEPC基因,按照基因描述命名为AcPEPC1、AcPEPC3和AcPEPC4,进化树分析结果AcPEPC1和AcPEPC3为植物型PEPC(PTPCs)蛋白,序列同源性较高且基因结构、保守结构域及保守基序均一致。AcPEPC4为细菌型PEPC(BTPCs)蛋白,与AcPEPC1/AcPEPC3间的序列同源性低。组织表达分析表明AcPEPC1菠萝叶片表达量较高,而AcPEPC3和AcPEPC4在菠萝花和果实表达量较高。 展开更多

关键词 菠萝 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(pepc) 基因进化 基因表达谱

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四种油料作物中的细菌型PEPC基因的鉴定及在发育种子中的表达 被引量：9

4

作者 王志慧 童超波 +5 位作者 袁午舟 刘学群 程晓辉 于景印 董彩华 刘胜毅 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期8-16,23,共10页

鉴定和获取了四种油料作物(油菜、大豆、花生和芝麻)中的细菌型PEPC基因,分析了所编码蛋白的保守结构域(BOX I-IV)和蛋白作用功能位点。基因包括甘蓝型油菜的Bna10093361、Bna1009749和Bna10093360,大豆的Glyma10g34970.1,Glyma01g2284... 鉴定和获取了四种油料作物(油菜、大豆、花生和芝麻)中的细菌型PEPC基因,分析了所编码蛋白的保守结构域(BOX I-IV)和蛋白作用功能位点。基因包括甘蓝型油菜的Bna10093361、Bna1009749和Bna10093360,大豆的Glyma10g34970.1,Glyma01g22840.1和Glyma02g14500.1,芝麻的SIN1018296和花生的AhPPC5。这8个基因通常含有19～21个内含子,内部插入一个约350～600bp的高度变异区,编码的蛋白在C端形成R/KNTG结构域,在N端缺乏磷酸化作用位点。在种子发育的不同时期,油菜中仅Bna10093360表达,但其表达量不到油菜Bn-Actin表达量的0.1%;大豆中Glyma10g34970.1表达量最高(接近大豆GlymaActin的2%),Glyma02g14500.1次之;花生AhPPC5表达量为花生AhActin的32%～175%,在种子不同发育时期表达量为早期>中期>晚期;芝麻SIN1018296表达量为芝麻SINActin的3%～18%,在种子发育时期的表达趋势和花生AhPPC5相似。8个基因种子中的表达模式差异明显,说明细菌型PEPC基因可能存在着广泛的功能分化。 展开更多

关键词 细菌型pepc基因 甘蓝型油菜 大豆 芝麻 花生 种子发育 荧光定量PCR

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谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)对逆境胁迫的响应 被引量：9

5

作者 赵晋锋 王高鸿 +4 位作者 杜艳伟 李颜方 王振华 赵根有 余爱丽 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期67-74,共8页

为解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,Phosphoenolpyruvate carboxylase)在非生物逆境胁迫下的响应特征。从谷子基因组中鉴定出一个SiPEPC(Seita.1G020700)基因,利用相关软件对其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信号途径、顺势应答元... 为解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,Phosphoenolpyruvate carboxylase)在非生物逆境胁迫下的响应特征。从谷子基因组中鉴定出一个SiPEPC(Seita.1G020700)基因,利用相关软件对其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信号途径、顺势应答元件等参数特征进行分析和预测,随后分析了该基因在幼苗期逆境胁迫下的动态表达模式及在拔节期、抽穗期、灌浆期不同光照处理和干旱胁迫下的表达。结果表明,该基因位于谷子1号染色体,基因组序列长6 652 bp,编码965个氨基酸,基因无可变剪切、不含内含子;功能域分析显示,该基因含PEPC基因的特征结构域;多序列比对发现,该PEPC蛋白与其他植物PEPC蛋白非常相似,具有非常保守的序列结构。实时荧光定量PCR分析表明,SiPEPC(Seita.1G020700)在ABA、低温、PEG、高盐胁迫下表达量均有所上调,其中,在ABA处理时,表达量呈现波动,在12 h被诱导达到峰值。在低温处理时,表达量持续上升,在24 h达到峰值;在PEG和NaCl处理时表达量整体呈上升趋势,均在12 h达到峰值,在24 h其表达量均急剧下降。进一步研究表明,SiPEPC基因在拔节期和抽穗期正常光照强度下参与了对干旱胁迫的响应,推测SiPEPC(Seita.1G020700)基因参与了谷子对非生物逆境的应答,可能在干旱和其他逆境胁迫信号途径中起关键作用。 展开更多

关键词 谷子 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 逆境胁迫 响应

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玉米PEPC基因在籼型水稻保持系不同遗传背景下的效应及转PEPC基因后代的耐光氧化特性 被引量：6

6

作者 向珣朝 何立斌 +3 位作者 孙建明 李季航 姚嫣萍 李平 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期257-262,共6页

分别以转PEPCKitaake和Kitaake作父本,以4份不同来源的保持系珍汕97B、K17B、Ⅱ-32B和G2480B为母本构建F1,考查PEPC的表达及其对光合性状和农艺性状的影响。导入PEPC后,水稻净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和PEPC酶活性均表现为增加... 分别以转PEPCKitaake和Kitaake作父本,以4份不同来源的保持系珍汕97B、K17B、Ⅱ-32B和G2480B为母本构建F1,考查PEPC的表达及其对光合性状和农艺性状的影响。导入PEPC后,水稻净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和PEPC酶活性均表现为增加,最突出的是其PEPC酶活性均成倍增加。蒸腾速率方面,只有K17B/PEPC表现为下降。珍汕97B的净光合速率、气孔导度和PEPC酶活性一般配合力相对效应值均最大。在农艺性状上,G2480B/PEPC的有效穗数、结实率和单株产量均大幅度提高,分别增加了31.46%、1.39倍和1.83倍,千粒重也增加了7.84%。珍汕97B/PEPC由于穗变短,即使结实率和千粒重大幅度增加,减产仍达9.84%。G2480B的穗长、每穗粒数、结实率和单株产量一般配合力相对效应值均最大,而珍汕97B最小。在耐光氧化方面,转PEPC基因Kitaake明显优于Kitaake。说明PEPC单个基因对改善籼型三系保持系的光合性能和增加产量有较重要的作用。在供试的4份保持系中选用保持系宜考虑G2480B,PEPC在此遗传背景下的表达丰度较高,提高结实率和单株产量等农艺性状的正效应最好。 展开更多

关键词 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 细胞质雄性不育 保持系 遗传背景 光氧化 基因效应 转基因

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转PEPC基因水稻花粉株系不同生育期的光合生理表现 被引量：3

7

作者 张边江 凌丽俐 +4 位作者 周峰 陈全战 华春 周泉澄 焦德茂 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期184-188,共5页

以父本转玉米PEPC基因水稻、母本粳稻9516和杂交后代稳定的花粉株系JAAS45为材料,研究了JAAS45及其亲本的不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率。结果表明:分蘖期以后,杂交后代JAAS45的单位叶面积Chl含量超过母本9516,... 以父本转玉米PEPC基因水稻、母本粳稻9516和杂交后代稳定的花粉株系JAAS45为材料,研究了JAAS45及其亲本的不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率。结果表明:分蘖期以后,杂交后代JAAS45的单位叶面积Chl含量超过母本9516,并一直维持着较高水平,与PC相近。在整个生育期,JAAS45和PC的叶绿素a/b一直高于9516。JAAS45苗期的净光合速率(Pn)与9516相近,而到了分蘖期,其Pn超过了9516,尤其到了抽穗及灌浆期,其Pn还超过了PC。从苗期到抽穗期,JAAS45的水分利用效率(WUE)与PC相接近,明显高于9516。这些结果说明,JAAS45具有较高的光合能力和水分利用效率,与父本PC相似。通过转PEPC基因水稻和杂交稻的亲本杂交,可将玉米PEPC基因转移到普通水稻品种中,培育出高光合效率和高产的水稻品系。 展开更多

关键词 水稻 pepc基因 净光合速率 水分利用效率

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蜀恢881含玉米C_4型pepc基因改良系的遗传背景及其光合特性 被引量：5

8

作者 何立斌 向珣朝 +3 位作者 李季航 钟黎 张楷正 李平 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期31-35,共5页

从通过分子标记辅助选择育成的含玉米C4型pepc基因蜀恢881中筛选10株，利用530对SSR引物进行遗传背景分析，发现与蜀恢881表现差异的位点仅有1～4个，相似度在95．15％以上，最高的达99．03％。进一步对相似度为99．03％的转育玉米C4型p... 从通过分子标记辅助选择育成的含玉米C4型pepc基因蜀恢881中筛选10株，利用530对SSR引物进行遗传背景分析，发现与蜀恢881表现差异的位点仅有1～4个，相似度在95．15％以上，最高的达99．03％。进一步对相似度为99．03％的转育玉米C4型pepc基因蜀恢881的6个生长时期测定有关光合指标，表明6个时期的PEPC酶活性均比蜀恢881增强，PEPC酶活性值最大时期是拔节期，为1264．2μmol／（mg·h），分蘖初期增加的幅度最大达到23．3倍；其净光合速率与蜀恢881相比，在分蘖初期、分蘖盛期、拔节期和始穗期都得到不同程度的提高，其中拔节期最高，达到22．3％。研究表明通过杂交利用C4型pepc基因特征引物对C4型pepc基因进行分子标记辅助选择，能够获得携有c4型pepc基因且与受体亲本遗传背景十分接近的籼型水稻材料，而且C4型pepc基因在新的遗传背景下能够高水平表达和稳定地遗传。据此，建立了分子标记辅助选择、光合生理生化指标鉴定和田间综合农艺性状考查相结合的筛选玉米C4型pepc基因水稻的技术体系；同时认为在拔节期进行转育c4型pepc基因水稻光合生理指标的测定和筛选的效果可能较理想。 展开更多

关键词 水稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 分子标记辅助选择 光合特性 遗传背景

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外源玉米pepc基因对小麦C_3、C_4途径相关基因表达的效应 被引量：2

9

作者 王永霞 许为钢 +4 位作者 胡琳 李艳 齐学礼 王会伟 李小博 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-8,共8页

为进一步探讨外源玉米pepc基因改良小麦光合性能的机制，以基因枪介导T。代的转玉米pepc基因小麦为试验材料，研究了抽穗期和灌浆期外源pepc基因对小麦内源光合相关酶基因表达的影响，并分析了转基因小麦的光合生理特性及其产量性状表... 为进一步探讨外源玉米pepc基因改良小麦光合性能的机制，以基因枪介导T。代的转玉米pepc基因小麦为试验材料，研究了抽穗期和灌浆期外源pepc基因对小麦内源光合相关酶基因表达的影响，并分析了转基因小麦的光合生理特性及其产量性状表现。结果表明，小麦抽穗期，pepc基因的表达上调了小麦C4微循环Ppdk基因（丙酮酸磷酸双激酶基因）、hadp-me基因（NADP-苹果酸酶基因）、ca基因（碳酸酐酶基因）和C3循环rbcL基因（Ruhisco大亚基基因）的表达；小麦灌浆期，pepc基因的表达仍显著上调C4微循环ppdk基因和nadp—me基因的表达，而ca基因和c3循环rbcL基因、rbcS基因（Rubisco小亚基基因）的表达量与对照差异不大。相应的酶活性在转基因植株中比对照有所提高，灌浆期增幅最大。两个测定时期的转基因小麦旗叶净光合速率（Pn）均比对照显著提高，在灌浆期增幅最大，比对照提高10．35％～22．77％。产量性状方面，转基因小麦的单穗粒数和收获指数均有所提高。上述研究结果表明，玉米C4型pepc基因导入小麦后，促进了小麦原有的C4循环，从而提高了小麦的光合效率和籽粒产量。 展开更多

关键词 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 转基因小麦 基因表达 净光合速率

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Floral-dip转化法将PEPC基因ihpRNA干扰表达载体导入甘蓝型油菜 被引量：4

10

作者 付绍红 张汝全 牛应泽 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期764-769,共6页

根据磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)基因控制油菜籽中蛋白质与脂肪酸合成的原理,构建了PEPC基因片段ihpRNA干扰表达载体,该载体包含了一个PEPC基因片段正反向序列的回文结构.表达RNA干扰的载体结构(ihpRNA),在大肠杆菌体内进行克隆的过程... 根据磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)基因控制油菜籽中蛋白质与脂肪酸合成的原理,构建了PEPC基因片段ihpRNA干扰表达载体,该载体包含了一个PEPC基因片段正反向序列的回文结构.表达RNA干扰的载体结构(ihpRNA),在大肠杆菌体内进行克隆的过程中易被大肠杆菌自身携带的某种酶剪切,剪切位点不确定,可能是一种随机性的剪切.通过反复实验,最终获得了一个与我们设计一致的PEPC基因片段正反向序列结构,RNA干扰表达载体构建获得成功.利用花序浸渍法(floral-dip)转基因将构建的PEPC基因ihpRNA干扰表达载体转移到甘蓝型油菜中,并通过抗性筛选、PCR特异扩增、PCR-Southern杂交和克隆测序,对获得的转基因植株进行了鉴定,转化率达到了0.69%,说明floral-dip方法有效地实现了ihpRNA干扰表达载体的遗传转化. 展开更多

关键词 花序浸渍法(floral-dip) 磷酸烯醇丙酮酸羧化酶基因 ihpRNA表达载体 甘蓝型油菜 遗传转化

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导入玉米pepc基因杂交稻的光合特性和杂种优势 被引量：2

11

作者 李季航 向珣朝 +2 位作者 何立斌 张楷正 李平 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期499-504,共6页

用含pepc基因的改良蜀恢881与3个不育系冈46A、776A、2480A配组,同时以野生型亲本蜀恢881与上述3个不育系杂交得到的F1为对照,比较了3个含有pepc基因F1及其相应对照在分蘖初期、分蘖盛期、拔节期、始穗期、齐穗期、成熟期以及剑叶完全... 用含pepc基因的改良蜀恢881与3个不育系冈46A、776A、2480A配组,同时以野生型亲本蜀恢881与上述3个不育系杂交得到的F1为对照,比较了3个含有pepc基因F1及其相应对照在分蘖初期、分蘖盛期、拔节期、始穗期、齐穗期、成熟期以及剑叶完全展开后不同时期的光合指标的动态变化。含有pepc基因的3个F1在不同生育期和剑叶展开后的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活力均显著高于各自对照,净光合速率也有所提高,分析表明PEPCase活力与净光合速率有极显著的相关性(0.6081)。3个含有pepc基因F1的表观量子效率、光补偿点、羧化效率均高于对照,CO2补偿点较对照低,在光饱和点和CO2饱和点时的净光合速率也高于相应对照。在单株产量表现中,含pepc基因的F1较对照的平均增幅达37.10%。试验表明,杂交稻由于pepc基因的导入,光合特性得到了一定改善,奠定了水稻高产的生理基础。 展开更多

关键词 杂交稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 光合特性 高光效育种 杂种优势

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橡胶树PEPC基因的克隆、生物信息学和表达分析 被引量：1

12

作者 王岳坤 阳江华 +2 位作者 丁丽 黄红海 桂红星 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期2436-2443,共8页

【目的】克隆橡胶树磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因的全长cDNA,通过生物信息学和基因表达分析,为基因功能研究奠定基础。【方法】根据橡胶树PEPC基因片段序列设计引物,通过RACE获得cDNA全长,用DNAMAN软件预测编码多肽序列,用Prot Pa... 【目的】克隆橡胶树磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因的全长cDNA,通过生物信息学和基因表达分析,为基因功能研究奠定基础。【方法】根据橡胶树PEPC基因片段序列设计引物,通过RACE获得cDNA全长,用DNAMAN软件预测编码多肽序列,用Prot Param工具分析多肽基本理化性质,用NCBI-Blast工具搜索同源的核酸及多肽序列,用Clustal X2.0软件比对不同植物来源的多肽序列,并用MEGA 6.06软件构建系统进化树,用Real-time RT-PCR分析基因表达模式。【结果】从橡胶树胶乳中克隆到一个新的PEPC基因的全长cDNA,其长度为3206 bp,包含一个2898 bp的开放读码框(ORF),112 bp的5’UTR和196 bp的3’UTR。预测该基因编码965个氨基酸的多肽(HbPPC2),其分子量为110.35 kDa,等电点为5.76;该基因的编码区核苷酸序列和其编码多肽氨基酸序列分别与早期克隆的橡胶树HbPPC1基因(KJ721228)的编码区和编码多肽序列有81.3%和92.1%的同源性。预测HbPPC2定位于细胞质,为不稳定蛋白,其活性受多种因素调控。预测HbPPC2酶活性中心是其第172位残基His,磷酸化位点是其第11位残基Ser,单泛素化位点是其第628位残基Lys。其第178、179、226和366位残基Arg在三维结构中靠近,构成葡萄糖-6-磷酸(G6P)的结合位点;其第450、641、753、767位残基Arg在三维结构中靠近,构成PEP的结合位点。HbPPC2基因在叶片、树皮、胶乳、雄花、雌花均有表达,在胶乳表达量最高;乙烯利处理显著下调该基因在胶乳的表达。【结论】本研究可为橡胶树PEPC功能研究提供理论基础。 展开更多

关键词 橡胶树 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 克隆 生物信息学 基因表达

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干旱条件下DCMU对高表达转C4-pepc水稻的花青素合成基因及其相关信号的影响 被引量：5

13

作者 何亚飞 许梦洁 李霞 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期409-421,共13页

为了揭示高表达转玉米C4-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,EC 4.1.1.31)基因水稻(PC)在耐旱中光合与花青素调节途径的内在联系,本研究以PC和未转基因野生型原种(WT)的水培苗为试验材料,在4~5叶期,通过50μmol·L-1光合抑制剂DCMU[3-(3... 为了揭示高表达转玉米C4-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,EC 4.1.1.31)基因水稻(PC)在耐旱中光合与花青素调节途径的内在联系,本研究以PC和未转基因野生型原种(WT)的水培苗为试验材料,在4~5叶期,通过50μmol·L-1光合抑制剂DCMU[3-(3’,4’-dich-lorophenyl)-1,1-dimethyl-urea]预处理1 h,观察其在12%PEG-6000模拟干旱处理下的表现。结果表明,在模拟干旱条件下,DCMU预处理使两种供试材料相对含水量显著下降,且PC相对含量显著高于WT;干旱处理下,两种材料的花青素含量显著升高,DCMU和干旱处理使两种材料的花青素含量下调,且PC水稻中始终伴随着较高的花青素含量。光合数据表明,与单独12%PEG-6000处理相比,DCMU联合12%PEG-6000处理显著抑制了两种水稻材料的净光合速率、气孔导度、胞间CO2含量及羧化效率,但PC的各指标显著高于WT。同时,DCMU联合12%PEG-6000处理显著下调两种供试材料的内源蔗糖含量,但PC中蔗糖含量显著高于WT。进一步研究发现PC中更高的蔗糖含量与花青素合成有关转录因子b HLH(Os B1,Os B2)、R2R3-MYB(Os C1)、COP1(constitutively photomorphogenic 1)、HY5(elongated hypocotyl 5)更高的转录水平同步,下游花青素合成相关基因Os PAL、Os CHI、Os CHS、Os F3H、Os F3’H、Os DFR、Os ANS的表达量增加。PC水稻可能通过诱导NO和Ca2(10)感受干旱信号,参与转录因子的调节,进而参与花青素合成基因的调控,合成较多的花青素,增强PC水稻对干旱逆境的响应,增强保水能力,最终表现耐旱。 展开更多

关键词 转C4-pepc基因水稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 蔗糖 花青素 DCMU 干旱

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小麦导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因的初步研究 被引量：1

14

作者 张彬 马建军 +3 位作者 贾栋 石云鹭 高志强 丁在松 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2009年第11期4900-4901,共2页

[目的]将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因导入普通小麦临优145。[方法]利用根癌农杆菌遗传转化系统,以普通小麦临优145为材料,将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因,导入小麦胚性愈伤组织中,用含潮霉素(hyg)的筛选培养基连续筛选... [目的]将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因导入普通小麦临优145。[方法]利用根癌农杆菌遗传转化系统,以普通小麦临优145为材料,将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因,导入小麦胚性愈伤组织中,用含潮霉素(hyg)的筛选培养基连续筛选,并从分子水平上检测该基因。[结果]获得了hyg抗性植株,经GUS组织化学染色检测表明,抗性苗叶片被染成了深蓝色;PCR检测出目标条带。[结论]初步证明磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因已经导入受体材料中。 展开更多

关键词 小麦 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(pepcase)基因 农杆菌介导法 抗性植株

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农杆菌介导的PEPCase基因导入小麦的初步研究

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作者 贾栋 张彬 马建军 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第4期323-326,共4页

利用根癌农杆菌遗传转化系统，以普通小麦扬麦158为材料，将玉米泛生素基因启动子（Ubi）驱动下的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEP Case）基因，以及潮霉素磷酸转移酶基因（hpt）导入预培养10～12d小麦胚性愈伤组织中。经过在含100-150mg&#... 利用根癌农杆菌遗传转化系统，以普通小麦扬麦158为材料，将玉米泛生素基因启动子（Ubi）驱动下的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEP Case）基因，以及潮霉素磷酸转移酶基因（hpt）导入预培养10～12d小麦胚性愈伤组织中。经过在含100-150mg·L^-1潮霉素（hyg）的筛选培养基上连续筛选，获得了hyg抗性植株。经GUS组织化学染色检测和PCR鉴定，其中的9棵含有Ecppc基因，PCR阳性植株比例为3．03％。初步鉴定已成功地建立了小麦遗传转化系统，为进一步探讨PEP Case基因在植物中的转化和表达奠定了基础。 展开更多

关键词 小麦 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(pepcase) 农杆菌介导法 转基因植株

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海藻糖对转C_(4)型PEPC水稻种子萌发耐旱性的影响 被引量：8

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作者 李佳馨 谢寅峰 +1 位作者 李霞 王净 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2879-2892,共14页

为揭示海藻糖参与高表达转玉米C_(4)型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因(C_(4)-PEPC)水稻(Oryza sativa)(简称PC)在干旱胁迫下种子萌发的生理机制,本研究以PC及其未转基因野生型受体Kitaake(简称WT)种子为材料,研究外施不同浓度海藻糖... 为揭示海藻糖参与高表达转玉米C_(4)型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因(C_(4)-PEPC)水稻(Oryza sativa)(简称PC)在干旱胁迫下种子萌发的生理机制,本研究以PC及其未转基因野生型受体Kitaake(简称WT)种子为材料,研究外施不同浓度海藻糖联合干旱处理下,其种子活力、萌发过程中可溶性糖和脯氨酸含量、α-淀粉酶活性,以及α-淀粉酶、PEPC、糖信号、部分海藻糖相关基因的表达。结果表明,干旱处理均显著抑制了两材料的发芽率,并且抑制了芽的生长;外施低浓度海藻糖可缓解干旱对种子萌发的抑制,与WT相比,PC对海藻糖更加敏感,当海藻糖浓度为0.5 mmol·L^(-1)时已表现出明显的缓解效应,且较10 mmol·L^(-1)海藻糖对WT的缓解效果更佳。外施0.5 mmol·L^(-1)海藻糖联合干旱处理可以维持水稻的种子活力、种子内渗透调节物质含量以及α-淀粉酶活性,尤其有益于PC。外施0.5 mmol·L^(-1)海藻糖通过上调PC内依赖钙信号的CBL1-OsSnRK3.1/3.23基因的表达,激活OsK1a-OsMYBS1/2-OsAmy3/8途径;同时诱导OsTPP1/7合成海藻糖,上调蔗糖和葡萄糖含量,进而增强糖代谢,维持种子萌发。此外,海藻糖也上调了SAPK8/9/10和C_(4)-PEPC的转录水平,使PC在芽期表现耐旱。本研究结果为改善直播稻田的发芽率和"C_(4)稻"的创制提供了新线索。 展开更多

关键词 高表达转C_(4)-pepc基因水稻 干旱胁迫 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 海藻糖

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蔓花生PEPC基因家族的生物信息学分析 被引量：3

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作者 涂嘉琦 甘璐 +2 位作者 冯兰兰 袁良兵 黎茵 《热带亚热带植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期107-115,共9页

为了解花生中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)的功能,对二倍体祖先种野生蔓花生(Arachis duranensis)基因组数据库进行分析,发现存在9个Ad PEPC基因家族成员,这些基因的序列长度为3 584~12 956 bp,开放... 为了解花生中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)的功能,对二倍体祖先种野生蔓花生(Arachis duranensis)基因组数据库进行分析,发现存在9个Ad PEPC基因家族成员,这些基因的序列长度为3 584~12 956 bp,开放阅读框(ORF)长度为702~3 168 bp,分布在3、5、7、8、9、10号染色体上。蔓花生Ad PEPC家族蛋白的氨基酸序列中均含有HCO3-结合位点和PEP结合位点等保守结构域,根据序列特征可分为植物型、细菌型和序列较短的PEPC等3类,同类蛋白序列的同源性较高,基因结构中的内含子与外显子的数目也较相似。基因表达分析表明,多数成员在花或茎中的表达量较高,Ad PEPC1;2和Ad PEPC4;2在茎中的表达量最高,其他家族成员尤其是Ad PEPC2、Ad PEPC1;5和Ad PEPC1;3在花中的表达量明显高于其他组织,Ad PEPC1;5基因在叶中不表达。Ad PEPC3在根、茎、叶和花中均不表达,推测该基因为假基因。这为深入研究Ad PEPC家族基因的功能奠定了基础。 展开更多

关键词 花生 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 基因家族 生物信息

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香格里拉水韭磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)的克隆及其表达载体构建

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作者 鲁维维 刘星 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期812-819,共8页

以中国特有植物香格里拉水韭(Isoetes shangrilaensis X.Liu)为材料,通过转录组测序数据分析筛选出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(IsPEPC),根据该基因序列,从香格里拉水韭cDNA中克隆获得磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的编码基因IsPEPC... 以中国特有植物香格里拉水韭(Isoetes shangrilaensis X.Liu)为材料,通过转录组测序数据分析筛选出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(IsPEPC),根据该基因序列,从香格里拉水韭cDNA中克隆获得磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的编码基因IsPEPC,并将此基因插入pCAMBIA-2300-N-eGFP及pMD质粒载体上,再采用农杆菌介导的花序浸染法将2个重组载体分开转入野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)中。结果显示:IsPEPC基因蛋白编码序列长度为2928 bp,编码975个氨基酸;同源性检索分析结果表明,该蛋白与其近源物种江南卷柏(Selaginella moellendorffii Hieron.)的PEPC基因蛋白序列同源性为79.8%。对转基因的T1代拟南芥通过抗性筛选并在gDNA水平上阳性鉴定,初步鉴定得到pC2300-N-eGFP-IsPEPC转基因株系26个和pMD-IsPEPC转基因株系32个。 展开更多

关键词 香格里拉水韭 CAM代谢 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 拟南芥 载体构建 遗传转化

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根癌农杆菌介导获得稗草Ecppc转基因小麦的研究 被引量：26

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作者 张彬 丁在松 +5 位作者 张桂芳 石云鹭 王金明 方立锋 郭志江 赵明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期356-362,共7页

采用携带pUbi-Ecppc质粒的3个根癌农杆菌菌株(LBA4404、EHA105和C58c1),对经过预培养10-12 d的春小麦品种扬麦158、Bobwhite和扬麦12的幼胚愈伤组织进行了遗传转化,对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、受体基因型、菌株... 采用携带pUbi-Ecppc质粒的3个根癌农杆菌菌株(LBA4404、EHA105和C58c1),对经过预培养10-12 d的春小麦品种扬麦158、Bobwhite和扬麦12的幼胚愈伤组织进行了遗传转化,对筛选中的抗生素浓度、菌液浓度、共培养温度和时间、受体基因型、菌株-质粒组合等影响转化的重要因素进行了研究。首次将单子叶野生C4植物稗草的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ecppc)导入不同基因型小麦受体,并得到具有潮霉素(Hyg)抗性的转化植株。从816块共培养愈伤组织中转化得到34株抗性植株,其中14株PCR检测为阳性。扬麦158的转化效率达3.03%。Southern和RT-PCR分析表明,外源基因已整合到小麦基因组并得到正确的转录。生理学检测显示,转基因小麦植株的光合速率和PEPC活性都有所提高。说明Ubiqintin基因启动子控制的稗草PEPC cDNA基因在小麦中可以正确表达和起到一定的生理作用。这些工作为进一步探讨PEPC对小麦光合作用及其他生理过程的影响奠定了基础。 展开更多

关键词 小麦 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(pepc) 农杆菌介导法 转基因植株

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转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究 被引量：22

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作者 方立锋 丁在松 赵明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1220-1226,共7页

通过C4转基因技术改善C3作物光合作用,以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而,目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T4代转ppc基因水稻为材料,进... 通过C4转基因技术改善C3作物光合作用,以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而,目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T4代转ppc基因水稻为材料,进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明,在旱作栽培条件下,两个转ppc基因株系(T1,T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%,分蘖增加27%和40%;T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率;干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加,T1和T2SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%),而MDA含量增幅显著低于WT,表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力;T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度,说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下,得到的结果相似。 展开更多

关键词 水稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(pepc) 转基因 干旱

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