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不同品种荷花耐盐碱性评价及鉴定指标筛选 被引量：9
1
作者 刘艺平 张一琪 +3 位作者 苏少文 刘红利 贺丹 孔德政 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期103-111,共9页
为研究不同荷花(Nelumbo nucifera)品种在混合盐碱胁迫下的耐受程度,筛选抗性品种,采用盆栽法,以20个荷花品种为试验材料,对其进行100 mmol·L^(-1)(NaCl∶NaHCO3=2∶1)混合盐碱胁迫处理,7 d后测量株高、叶面积、光合色素、叶绿素... 为研究不同荷花(Nelumbo nucifera)品种在混合盐碱胁迫下的耐受程度,筛选抗性品种,采用盆栽法,以20个荷花品种为试验材料,对其进行100 mmol·L^(-1)(NaCl∶NaHCO3=2∶1)混合盐碱胁迫处理,7 d后测量株高、叶面积、光合色素、叶绿素荧光参数、丙二醛含量、抗氧化物酶活性及渗透调节物质含量,通过耐盐碱系数、相关性分析、主成分分析、隶属函数法、聚类分析等方法对20种荷花耐盐碱性进行综合评价。结果表明:不同荷花品种单项指标的耐盐碱系数变异系数差异较大,除超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性外,其余单项指标的耐盐碱系数均存在显著或极显著相关性,利用主成分分析将12个单项指标转换为5个综合指标,各综合指标贡献率分别为36.175%、18.709%、13.470%、11.379%、6.610%,累计贡献率达到86.344%。以耐盐碱性综合评价值(D值)为依据进行聚类分析,将20个荷花品种分为4类,第一类为强耐盐碱型,共计4个荷花品种,第二类为耐盐碱型,共计5个荷花品种,第三类为不耐盐碱型,共计8个荷花品种,第四类为敏感型,共计3个荷花品种。通过逐步回归分析建立荷花的耐盐碱性最优评价模型,D=0.453+0.148X_(1)+0.122X_(2)-0.122X_(7)-0.033X_(8)+0.093X_(11)+0.037X_(12)(R^(2)=0.992),估计精度95.45%以上,并筛选出株高、叶面积、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量为荷花耐盐碱性评价指标,可以在相同的条件下,通过测定这6项指标,确定荷花的耐盐碱性强弱。 展开更多
关键词 荷花 盐碱胁迫 耐盐碱性 综合评价 鉴定指标
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混合盐碱胁迫下不同抗性荷花品种比较转录组分析 被引量：6
2
作者 刘艺平 张一琪 +3 位作者 苏少文 刘红利 贺丹 孔德政 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第3期1-8,共8页
为研究荷花的耐盐碱机制,以混合盐碱胁迫处理前后的抗性荷花品种黄帅TO及敏感品种台湾磨盘莲SE为试验材料,进行转录组测序,并运用qRT-PCR法验证测序结果的准确性。2个品种在混合盐碱胁迫下共检测到4 916个差异表达基因,其中,上调表达基... 为研究荷花的耐盐碱机制,以混合盐碱胁迫处理前后的抗性荷花品种黄帅TO及敏感品种台湾磨盘莲SE为试验材料,进行转录组测序,并运用qRT-PCR法验证测序结果的准确性。2个品种在混合盐碱胁迫下共检测到4 916个差异表达基因,其中,上调表达基因3 101个,下调表达基因1 815个,对抗性品种的49个特有差异基因进行分析发现,与细胞壁合成有关基因在耐盐碱胁迫中起着重要的作用;GO富集分析发现,敏感品种与抗性品种差异基因富集最多的条目相同,但敏感品种富集的差异基因数目更多,推测不同材料间基因功能的差异在决定材料特性时发挥着重要作用;KEGG通路分析表明,苯丙烷生物合成通路在抗性品种对盐碱胁迫的响应方面发挥了重要作用,而敏感品种抗性弱主要是由于其碳代谢系统紊乱。qRT-PCR结果表明,本次转录组测序结果可靠。荷花耐盐碱胁迫过程是一个复杂的生物学过程,包括生物过程、细胞组分和分子功能多个方面的基因参与,细胞壁合成有关基因是提高荷花耐盐碱能力的关键基因,苯丙烷生物合成、碳代谢很可能是造成2个荷花品种耐盐碱能力差异大小的重要原因。 展开更多
关键词 荷花 盐碱胁迫 转录组 差异基因 分子机制
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芍药远缘杂交不亲和PlABCG15基因的克隆及表达分析 被引量：6
3
作者 贺丹 曹健康 +4 位作者 何松林 张明星 华超 张佼蕊 刘艺平 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 2021年第6期1074-1080,1096,共8页
为研究芍药ABCG家族基因在芍药远缘杂交不亲和中的作用,以芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交24 h柱头为材料,利用PCR扩增技术克隆得到一个芍药PlABCG15基因。该基因CDS区域全长1098 bp,共编码366个氨基酸;蛋白共有6个跨膜区域,以不规... 为研究芍药ABCG家族基因在芍药远缘杂交不亲和中的作用,以芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交24 h柱头为材料,利用PCR扩增技术克隆得到一个芍药PlABCG15基因。该基因CDS区域全长1098 bp,共编码366个氨基酸;蛋白共有6个跨膜区域,以不规则卷曲为主。qRT-PCR分析显示,PlABCG15在茎中的表达水平最高;在自、杂交不同时期的柱头中,PlABCG15基因的相对表达水平总体呈上升趋势,且自交高于杂交(除第4、11、12天外)。自、杂交不同时期柱头的ABA含量总体呈下降趋势,且基因相对表达量与ABA含量呈负相关关系(自交Pearson相关系数为-0.155,杂交Pearson相关系数为-0.474(P<0.01))。亚细胞定位表明,PlABCG15定位在质膜上,进一步验证了该基因可能具有转运功能。 展开更多
关键词 芍药 杂交不亲和 ABCG转运蛋白 基因克隆 亚细胞定位
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牡丹远缘杂交种子败育PsMTERF2基因的克隆、表达与生理机制分析 被引量：2
4
作者 贺丹 张明星 +4 位作者 何松林 曹健康 华超 张佼蕊 刘艺平 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2022年第12期108-116,共9页
【目的】探究PsMTERF2基因在牡丹远缘杂交种子发育过程中的分子及生理机制,为克服牡丹远缘杂交种子败育的研究提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆得到牡丹MTERF2基因,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技... 【目的】探究PsMTERF2基因在牡丹远缘杂交种子发育过程中的分子及生理机制,为克服牡丹远缘杂交种子败育的研究提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆得到牡丹MTERF2基因,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测并比较PsMTERF2基因在牡丹种子不同发育时期(‘凤丹白’自交与‘凤丹白’ב粉玉奴’授粉后14,18和28 d的正常与败育种子)的表达与牡丹不同组织(根、茎、叶、花瓣、花药、鳞芽、柱头、种子)中的差异性表达;测定不同发育时期正常种子与败育种子中可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉和可溶性蛋白的含量,并分析其与PsMTERF2基因表达量的相关性。【结果】牡丹MTERF2基因CDS全长972 bp,编码323个氨基酸,相对分子质量为3.77×10^(4) D,理论等电点为8.87,具有3个跨膜螺旋区,不具有信号肽切割位点;进化树及三级结构分析显示,牡丹MTERF2基因具有7个MTERF结构域,蛋白结构较为复杂,其碱基序列与AtMTERF2同源性较高,故命名为PsMTERF2,GenBank登录号为MZ505000。PsMTERF2基因在牡丹自交种子各发育时期的表达量均高于同一发育时期的杂交种子,且在种子发育后期二者差异更显著;PsMTERF2基因在牡丹不同组织中均有表达,但在种子、柱头和花药中的表达水平相对较高。授粉后14和28 d,可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉和可溶性蛋白在自交正常种子中的含量均高于杂交败育种子,其中淀粉和可溶性蛋白含量与PsMTERF2基因相对表达量显著正相关,其余指标与PsMTERF2基因相对表达量正相关但相关性不显著(P>0.05)。【结论】PsMTERF2基因可能通过影响代谢产物的合成参与调控种子发育的后期进程。 展开更多
关键词 牡丹育种 种子败育 远缘杂交 PsMTERF2基因 基因表达分析
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芍药PlHSP70和PlDanJ基因的克隆及表达分析
5
作者 贺丹 华超 +4 位作者 何松林 曹健康 张明星 张佼蕊 刘艺平 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 2022年第4期587-598,共12页
【目的】探索芍药PlHSP70与PlDanJ基因在芍药属远缘杂交不亲和中的作用。【方法】利用RNA-seq数据库分析芍药不亲和转录组中的热激蛋白家族基因,以芍药品种‘粉玉奴’柱头为试验材料,采取RACE克隆的方法得到HSP70与DanJ基因,命名为PlHS... 【目的】探索芍药PlHSP70与PlDanJ基因在芍药属远缘杂交不亲和中的作用。【方法】利用RNA-seq数据库分析芍药不亲和转录组中的热激蛋白家族基因,以芍药品种‘粉玉奴’柱头为试验材料,采取RACE克隆的方法得到HSP70与DanJ基因,命名为PlHSP70与PlDanJ,并对其进行生物信息学分析及表达分析。【结果】从RNA-seq数据库筛选出20个HSP家族基因,HSP70在自交24 h的表达量都显著高于杂交24 h的表达量,而DanJ在杂交36 h的表达量都显著高于杂交24 h的表达量。根据芍药与拟南芥之间的系统发育关系,可将HSP家族基因进化树分为5个小簇。PlHSP70基因CDS区域全长为1539 bp,编码513个氨基酸。PlDanJ基因CDS区域全长为1269 bp,编码422个氨基酸。进化树结果分析表明,PlHSP70与TcHSP70同源性较高,PlDanJ与DcDanJ、PeDanJ同源性较高。RT-qPCR分析表明,PlHSP70和PlDanJ在‘粉玉奴’中的时空表达都具有组织特异性,PlHSP70在叶部相对表达量最高,PlDanJ在根部相对表达量最高。PlHSP70在自交和杂交授粉后(2~36 h)其相对表达量均呈现出多峰型变化趋势,在授粉后4 h达到最高。PlDanJ在自交授粉后(2~36 h)的相对表达量呈先升高后降低的单峰型变化趋势,授粉后4 h达到最高;在杂交授粉后呈现为先降低后升高再降低的多峰型变化趋势,授粉后2 h时表达水平最高。【结论】2个芍药HSP家族基因在授粉后的表达水平与花粉管的整体生长情况相吻合,推测PlHSP70和PlDanJ基因通过调控花粉在柱头上的生长来影响芍药与牡丹远缘杂交不亲和性。 展开更多
关键词 芍药 热激蛋白 基因克隆 杂交不亲和 花粉发育
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荷花NnWRKY22基因的克隆与表达分析 被引量：4
6
作者 王婉茹 刘莹 +3 位作者 刘红利 贺丹 刘艺平 孔德政 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期486-491,共6页
【目的】克隆荷花(Nelumbo nucifera)NnWRKY22基因,分析该基因在荷花根、茎、叶、花中的表达模式及不同天数铜胁迫处理下的表达情况,为进一步研究该基因功能和荷花抗铜胁迫机制奠定基础。【方法】采用RTPCR方法从荷花cDNA中克隆得到NnWR... 【目的】克隆荷花(Nelumbo nucifera)NnWRKY22基因,分析该基因在荷花根、茎、叶、花中的表达模式及不同天数铜胁迫处理下的表达情况,为进一步研究该基因功能和荷花抗铜胁迫机制奠定基础。【方法】采用RTPCR方法从荷花cDNA中克隆得到NnWRKY22基因,利用Prot Param等工具对NnWRKY22氨基酸序列进行分析,利用qRT-PCR方法分析Nn WRKY22组织表达特异性以及在铜胁迫下表达量的变化。【结果】成功克隆得到荷花NnWRKY22基因,该基因ORF全长573 bp,编码190个氨基酸,含有1个保守的WRKY结构域。该蛋白理论分子量、等电点、不稳定系数和亲水性指数分别为:21.33 kDa、9.03、71.93和-0.692,属于不稳定的亲水性蛋白。进化树分析表明荷花与洛矶山耧斗菜(Aquilegia coerulea)和博落回(Macleaya cordata)亲缘关系较近。qPCR结果表明,NnWRKY22在荷花的根、茎、叶、花中均有表达,但具有组织表达特异性,在根中表达量最高,花中表达量最低。NnWRKY22基因在铜胁迫下表达增强,胁迫7 d表达量达到最高值。【结论】克隆了荷花NnWRKY22基因,该基因在荷花中特异性表达,在根中表达量最高。NnWRKY22在铜胁迫下表达增强,推测该基因在荷花抗铜胁迫中发挥重要作用。 展开更多
关键词 荷花 NnWRKY22基因 表达分析 抗铜性
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荷花NnXTH6基因克隆、亚细胞定位及表达分析 被引量：1
7
作者 翟允汝 王婉茹 +5 位作者 倪梦辉 贺丹 刘红利 张曼 孔德政 刘艺平 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 2022年第4期599-610,共12页
【目的】明确荷花(Nelumbo nucifera)木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(xyloglucan endotransglycosy-lase/hydrolase,XTH)的基因结构特征及在荷花花瓣不同发育时期的表达差异情况。探究NnXTH6基因对荷花花瓣发育和衰老的调控功能,以期为研究... 【目的】明确荷花(Nelumbo nucifera)木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(xyloglucan endotransglycosy-lase/hydrolase,XTH)的基因结构特征及在荷花花瓣不同发育时期的表达差异情况。探究NnXTH6基因对荷花花瓣发育和衰老的调控功能,以期为研究荷花花瓣生长和衰老的分子机制奠定理论依据。【方法】在荷花花发育转录组数据分析的基础上,利用已获得的荷花XTH基因序列,通过RT-PCR方法从荷花重瓣品种‘晚霞’(Nelumbo nucifera‘Wan xia’)中克隆得到NnXTH6基因序列,对基因结构和所编码蛋白质的理化性质进行生物信息学分析,并通过分析其亚细胞定位情况,以及在荷花不同花发育时期花瓣中的表达差异情况初步揭示基因功能。【结果】荷花NnXTH6基因序列完整开放阅读框(ORF)为870 bp,编码289个氨基酸,理论等电点为6.38,预测其相对分子质量为33.18 kD。NnXTH6蛋白质定位在细胞质中,与其他物种同源XTH蛋白进行的序列对比及系统进化树分析结果显示,荷花NnXTH6蛋白与本源植物荷花(Nelumbo nucifera)XTH蛋白的同源性最高(84.08%),与沉水樟(Cinnamomum micranthum)和芝麻(Sesamum indicum)的亲缘关系更近。实时荧光定量PCR结果表明,NnXTH6基因在初花时期(IF)的表达量远远大于喧蕾时期(SB)的表达量,在转色时期(CC)表达量最低,并且在谢花时期(FW)显著下调。【结论】荷花NnXTH6基因的表达随荷花的花发育时期的不同而变化,推测NnXTH6很大程度上参与调控了荷花的开花和衰老过程。 展开更多
关键词 荷花 木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶 NnXTH6基因 基因克隆 表达分析
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