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棉花盐胁迫应答基因GhEXO70B1功能分析 被引量：2
1
作者 丁颜朋 葛晓阳 +3 位作者 王鹏 吴洁 王省芬 李付广 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期423-434,共12页
【目的】为了提高棉花的耐盐性,使棉花能够适应盐碱地的生长环境,挖掘耐盐基因迫在眉睫。【方法】利用生物信息学分析了Gh EXO70B1基因的功能和结构特征;利用定量反转录-聚合酶链式反应(Quantitative reverse transcription-polymerase ... 【目的】为了提高棉花的耐盐性,使棉花能够适应盐碱地的生长环境,挖掘耐盐基因迫在眉睫。【方法】利用生物信息学分析了Gh EXO70B1基因的功能和结构特征;利用定量反转录-聚合酶链式反应(Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析该基因在不同部位的表达量和盐胁迫下根、茎、叶的表达情况;利用病毒诱导基因沉默技术(Virus-induced gene silencing,VIGS)对该基因进行沉默并进行功能验证,并通过台盼蓝染色观察和生化指标测定综合分析了受胁迫的程度及其可能的生理机制。【结果】本研究从陆地棉中分离了1个新的介导自噬的基因Gh EXO70B1,生物信息学分析表明该基因编码产物含有1个保守的EXO70结构域,不具有跨膜结构,为非分泌蛋白,进化中功能高度保守。qRT-PCR表明该基因在各个组织部位中均有表达,其中根和茎中表达量较高,盐胁迫处理诱导其上调表达。利用VIGS成功沉默GhEXO70B1的表达,基因沉默后的棉株相较于对照更加不耐盐,出现叶片发黄、萎蔫和干枯的现象,脯氨酸含量显著降低,丙二醛含量升高,台盼蓝染色叶片着色范围较大,表明Gh EXO70B1基因沉默后应对盐胁迫的能力降低,细胞死亡的数量显著增加。【结论】陆地棉Gh EXO70B1基因与自噬相关,暗示该基因通过介导细胞自噬应对逆境胁迫。 展开更多
关键词 陆地棉 GhEXO70B1 病毒诱导沉默 盐胁迫
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脱落酸对棉花体细胞胚胎发生的影响 被引量：2
2
作者 刘佩佩 魏喜 +3 位作者 陈艳丽 王晔 张桂寅 李付广 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期42-53,共12页
【目的】研究脱落酸(Abscisic acid, ABA)对棉花体细胞胚胎发生过程中下胚轴脱分化和再分化的影响,优化体细胞胚胎发生体系和初步解析脱落酸调控棉花体细胞胚胎发生分子机制。【方法】以棉花品种中棉所24(CCRI 24)下胚轴为外植体,设置5... 【目的】研究脱落酸(Abscisic acid, ABA)对棉花体细胞胚胎发生过程中下胚轴脱分化和再分化的影响,优化体细胞胚胎发生体系和初步解析脱落酸调控棉花体细胞胚胎发生分子机制。【方法】以棉花品种中棉所24(CCRI 24)下胚轴为外植体,设置5个ABA浓度0、0.02、0.04、0.06、0.08μmol·L^-1,分别以A0、A1、A2、A3、A4表示,添加至MSB(MS培养基+B5维生素)培养基诱导愈伤和胚性愈伤,研究ABA对棉花下胚轴初始细胞脱分化、愈伤组织诱导和胚性愈伤组织诱导的影响。【结果】ABA促进下胚轴初始细胞脱分化;显著提高愈伤组织的脱分化率和增殖率;0.02μmol·L^-1ABA显著提高胚性愈伤分化率,0.04~0.08μmol·L^-1ABA显著降低胚性愈伤分化率。ABA处理后胚性愈伤和非胚性愈伤的增殖率均显著提高且质地受到影响。0.02~0.08μmol ABA处理下,LBD和LBD在愈伤起始期上调表达。0.02μmol·L^-1ABA处理下,在愈伤增殖早期和中期BBM、LEC1和AGL15上调表达,愈伤增殖后期FUS3、LEA、ABI3基因上调表达。【结论】脱落酸调控的棉花体细胞胚胎发生与相关标记基因的时空性表达密切相关,这些基因表达水平的增加是ABA调控愈伤和胚性愈伤分化的分子基础。 展开更多
关键词 陆地棉 体细胞胚胎发生 脱落酸 愈伤组织 胚性愈伤组织
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棉花磷胁迫响应基因GhWRKY6克隆及功能分析 被引量：5
3
作者 李智 韩笑 +2 位作者 张一豪 马峙英 杨召恩 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期182-191,共10页
【目的】提高棉花在低磷胁迫下的抗性,挖掘棉花磷胁迫相关功能基因。【方法】用生物信息学方法分析Gh WRKY6基因的结构特征和进化关系;构建基因超表达载体转化拟南芥,分析转基因拟南芥在低磷胁迫下的抗性;利用荧光定量PCR(Real-time qua... 【目的】提高棉花在低磷胁迫下的抗性,挖掘棉花磷胁迫相关功能基因。【方法】用生物信息学方法分析Gh WRKY6基因的结构特征和进化关系;构建基因超表达载体转化拟南芥,分析转基因拟南芥在低磷胁迫下的抗性;利用荧光定量PCR(Real-time quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析拟南芥中磷信号途径Marker基因表达量的变化。【结果】以陆地棉cDNA为模板克隆得到Gh WRKY6基因,生物信息学分析表明该基因序列含有一个WRKY保守结构域,是WRKY家族转录因子。在低磷胁迫下,转基因拟南芥与野生型相比,种子萌发速度、主根长度、侧根数目、生物量均低于野生型,而在正常生长条件下两者并无差别。qRT-PCR分析表明GhWRKY6能够影响关键的磷转运蛋白基因的表达。【结论】GhWRKY6作为一个负调控因子参与到植物低磷胁迫响应信号途径中。 展开更多
关键词 棉花 WRKY转录因子 低磷胁迫
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棉花雄性不育细胞质对ATP和H2O2含量的影响分析
4
作者 韩阳 臧榕 +10 位作者 张梦 陈亮亮 张学贤 郭立平 戚廷香 唐会妮 王海林 乔秀琴 邢朝柱 张艳 吴建勇 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期350-360,共11页
【目的】探究哈克尼西棉不育胞质(CMS-D2)和三裂棉不育胞质(CMS-D8)对ATP和H_(2)O_(2)含量的影响。【方法】选用CMS-D2和CMS-D8两套“三系”(不育系、保持系及其恢复系)材料,测定其不同发育时期的叶片和花蕾中ATP和H_(2)O_(2)含量;并结... 【目的】探究哈克尼西棉不育胞质(CMS-D2)和三裂棉不育胞质(CMS-D8)对ATP和H_(2)O_(2)含量的影响。【方法】选用CMS-D2和CMS-D8两套“三系”(不育系、保持系及其恢复系)材料,测定其不同发育时期的叶片和花蕾中ATP和H_(2)O_(2)含量;并结合已有研究测定候选不育基因orf610a超表达拟南芥植株中ATP和H_(2)O_(2)含量;通过实时荧光定量聚合酶链式反应分析ATP合成相关基因在不育系、保持系以及转基因拟南芥花蕾中的表达量。【结果】与其保持系和恢复系相比,CMS-D2不育系叶片在蕾期和铃期均表现为ATP含量极显著降低、H_(2)O_(2)含量极显著升高;CMS-D8不育系叶片在蕾期表现为ATP含量极显著降低、H_(2)O_(2)含量极显著升高,在铃期表现为ATP含量极显著升高;CMS-D2不育系3 mm、4 mm花蕾中ATP含量极显著降低,4 mm花蕾中H_(2)O_(2)含量极显著上升;CMS-D8不育系5 mm、6 mm花蕾中ATP含量极显著降低。与其保持系相比,CMS-D2和CMS-D8不育系花蕾中,多个ATP合成相关基因的表达量极显著降低。与野生型材料相比,orf610a超表达拟南芥角果和花蕾中的H_(2)O_(2)含量显著升高,ATP含量极显著降低,且大多数ATP合成相关基因均极显著下调表达。【结论】不育胞质会对棉花不同发育时期的叶片和花蕾中ATP和H_(2)O_(2)含量产生一定的影响,二者动态平衡的破坏可能会影响花粉的正常发育。 展开更多
关键词 棉花 细胞质雄性不育 ATP含量 H2O2含量 orf610a
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陆地棉纤维发育相关基因GhEXPs的分析及表达研究 被引量：2
5
作者 吕丽敏 左东云 +5 位作者 王省芬 张友平 程海亮 王巧连 宋国立 马峙英 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期280-290,共11页
【目的】扩展蛋白是1种细胞壁蛋白,能够松弛细胞壁从而促进细胞伸长。本研究旨在挖掘棉花纤维发育过程中特异的扩展蛋白基因。【方法】利用转录组测序和定量PCR(Polymerase chain reaction)研究棉花扩展蛋白基因的表达模式,并运用生物... 【目的】扩展蛋白是1种细胞壁蛋白,能够松弛细胞壁从而促进细胞伸长。本研究旨在挖掘棉花纤维发育过程中特异的扩展蛋白基因。【方法】利用转录组测序和定量PCR(Polymerase chain reaction)研究棉花扩展蛋白基因的表达模式,并运用生物信息学的方法分析扩展蛋白进化关系、预测三维结构和关键氨基酸位点。【结果】以陆地棉cDNA(Complementary DNA,互补DNA)为模板,克隆得到4个棉花扩展蛋白基因GhEXPA1d、GhEXPA4b、GhEXPA23b和GhEXPB3a,开放阅读框长度分别为768 bp、795 bp、798 bp和804 bp。进化树分析表明,GhEXPA1d、GhEXPA4b、GhEXPA23b属于EXPA(α-expansin)亚家族,GhEXPB3a属于EXPB(β-expansin)亚家族。组织特异性表达分析表明它们是纤维发育特异基因;定量PCR验证了这4个GhEXPs都是在纤维发育的起始期和伸长期表达量较高。根据序列比对以及三维结构模型预测了4个棉花扩展蛋白的关键氨基酸位点,分别是苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸,均为芳香族氨基酸,在三维结构模型中处于同一个平面上。【结论】获得的4个棉花扩展蛋白基因在棉花纤维发育起始期和伸长期特异表达,为进一步阐明GhEXPs对棉花纤维发育的分子机制提供了参考。 展开更多
关键词 GhEXPs 纤维发育 三维结构 陆地棉
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陆地棉苗期低温响应基因GhZAT10的克隆及功能研究 被引量：2
6
作者 杨永飞 葛常伟 +9 位作者 沈倩 张思平 刘绍东 马慧娟 陈静 刘瑞华 李士丛 赵新华 李志坤 庞朝友 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期305-315,共11页
【目的】挖掘棉花耐冷相关基因,为培育棉花耐冷品种奠定基础。【方法】克隆陆地棉基因GhZAT10(Zinc finger of Arabidopsis thaliana 10),通过实时荧光定量聚合酶链反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分... 【目的】挖掘棉花耐冷相关基因,为培育棉花耐冷品种奠定基础。【方法】克隆陆地棉基因GhZAT10(Zinc finger of Arabidopsis thaliana 10),通过实时荧光定量聚合酶链反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析冷处理前后该基因在根、茎、叶的表达;通过生物信息学方法分析Gh ZAT10基因结构及其编码的蛋白质性质及进化关系;通过Gateway技术构建蛋白表达载体35S::GhZAT10-GFP进行亚细胞定位;利用病毒诱导的基因沉默技术研究低温胁迫下GhZAT10在棉花耐冷反应中的功能。【结果】GhZAT10基因开放阅读框长度为813 bp(base pair,碱基对),编码270个氨基酸;GhZAT10在根中表达量高于茎和叶,低温胁迫下在3种组织中均上调表达。GhZAT10蛋白无信号肽,不包含跨膜螺旋,且其活性与其磷酸化调控关系密切。陆地棉GhZAT10与可可、拟南芥、甜橙中的ZAT10蛋白亲缘关系较近;GhZAT10蛋白定位在细胞核;沉默GhZAT10基因使棉花的耐冷能力减弱。【结论】GhZAT10蛋白属于C2H2型锌指蛋白,在陆地棉冷胁迫响应信号途径中具有积极作用。 展开更多
关键词 陆地棉 低温胁迫 GhZAT10 转录因子
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陆地棉重组自交系群体纤维品质性状遗传多样性分析及育种应用
7
作者 史丽萍 张梦 +10 位作者 唐会妮 吴建勇 郭立平 戚廷香 张学贤 陈亮亮 臧榕 王海林 乔秀琴 张艳 邢朝柱 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第15期65-72,共8页
为进一步明确棉花重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)分离群体纤维品质的性状表现,并筛选品质性状优异的陆地棉新材料,本研究选用2个产量高但纤维品质差异较大的陆地棉品系,以高产且纤维品质高的SJ48-1为母本,高产但纤维品质较低... 为进一步明确棉花重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)分离群体纤维品质的性状表现,并筛选品质性状优异的陆地棉新材料,本研究选用2个产量高但纤维品质差异较大的陆地棉品系,以高产且纤维品质高的SJ48-1为母本,高产但纤维品质较低的Z98-15为父本,构建含有140个F6家系的RIL群体。通过表型变异、性状分布、环境稳定性、简单相关性分析,对亲本及其衍生的RIL子代的纤维品质性状遗传多样性进行系统评估。结果表明,在9个环境中纤维品质性状均近似正态分布,并且表现出少部分超亲分离现象。棉花3个主要纤维品质性状中,纤维长度、纤维比强度、马克隆值均表现出较低的超亲比例;纤维长度较其他性状在不同年份的各个环境表现稳定,马克隆值则易受环境影响。简单相关分析发现,纤维比强度与纤维长度呈极显著正相关,而纤维比强度、纤维长度与马克隆值均呈极显著负相关。进一步筛选出8个高产且纤维长度均大于30.33 mm、纤维比强度均大于30.32 cN/tex、马克隆值均小于4.72的优异RIL家系,在6个以上环境均表现较好。 展开更多
关键词 陆地棉 RIL群体 纤维品质 遗传多样性 简单相关分析 优质育种
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