甘薯耐非生物胁迫的分子生物学研究进展
分子生物学技术在甘薯育种中的应用
分子生物学技术在甘薯育种中的应用随着科技的日新月异，分子生物学技术的应用也日趋广泛。
分子生物学技术的应用不仅限于医学，而且有助于提高在农业和植物育种方面的生产力和高效利用自然资源。
本文以甘薯育种为例，详细探讨了分子生物学技术在甘薯育种中的应用。
分子生物学技术在甘薯育种中的应用甘薯是世界上最重要的粮食作物之一，其产量占年度国民粮食总产量的20%~30%，而在某些发展中国家(如印度、巴西等)，其产量更是了70%以上，在世界粮食安全中发挥了重要作用。
甘薯育种是提高粮食生产能力，改善物种品质的重要途径，而分子生物学技术在甘薯育种中的应用可以显著提高育种效率，提高品种优势，改善新品种的生产性能，从而有利于改善粮食生产能力和营养质量。
1.分子标记辅助甘薯育种分子标记技术旨在检测物种基因组内的变异类型和分布，通过特异的物质代表某种基因的存在和表达，以及基因组变异的范围。
有了分子标记技术，育种者可以快速筛选出优良品系，而且可以有效地监测出自然自交种群中的基因组变异类型，有效避免利用遗传杂质。
此外，分子标记技术还可以更有效地识别抗病和寄主抗性基因，从而进一步提高甘薯育种的效率。
2.DNA分型技术用于甘薯育种DNA分型技术是一种测定DNA片段与一定酶切特性的分析技术，其应用可以有效地判断植物种类，检测基因变异，并有效利用遗传杂质。
特别是应用DNA分型技术快速定位和克隆某一特定基因，可以大大提高育种的效率，对培育特殊特性的新品种尤为重要。
3.RNA干涉技术用于甘薯育种RNA干涉技术可以通过调节特定基因的表达来改变植物的生长和发育，从而获得新的植物品种。
RNA干涉技术可以帮助研究者更有效地鉴定基因的功能，研究基因之间的相互作用，从而培育出具有多种优良性状的甘薯新品种。
总结本文介绍了分子生物学技术在甘薯育种中的应用，包括分子标记辅助育种、DNA分型技术以及RNA干涉技术。
分子生物学技术的应用可以有效地提高甘薯育种的效率，帮助培育多种优良性状的甘薯新品种，从而为提高粮食生产能力和营养质量做出贡献。
甘薯Ran
甘薯Ran,基因的克隆和表达分析作者：范乾程，王亚，隋炯明，等来源：《农学学报》 2013年第3期（1青岛农业大学生命科学学院/山东省高校植物生物技术重点实验室，山东青岛266109；2威海恩特花木有限公司，山东威海264205；3莱西市农业局，山东莱西266600）摘要：Ran蛋白是小GTP结合蛋白家族成员之一，控制着蛋白和RNA分子的运输过程。
研究发现有些Ran 基因受多种逆境胁迫的诱导表达。
为了获得甘薯Ran 基因，本试验通过RT-PCR 克隆了1 个甘薯Ran 基因。
测序结果显示其含有长666 bp 的完整开放阅读框，编码的蛋白含221 个氨基酸，推测分子量为25.15 kDa。
比对分析发现甘薯与多种生物的Ran 蛋白的氨基酸序列同源性都超过90%，荧光定量PCR研究表明IbRan 基因受低温、PEG、盐和植物激素ABA的诱导表达。
这为利用基因工程手段调控甘薯的抗逆性奠定了基础。
关键词：甘薯；Ran 基因；进化树；表达分析中图分类号：Q781 文献标志码：A 论文编号：2013-00260 引言甘薯是继水稻、小麦、玉米之后的中国第四大粮食作物。
甘薯根系发达，茎蔓再生不定根的能力很强，具有一定的抗逆性，可在贫瘠沙荒地、山坡地和轻度盐渍荒地上栽植。
目前中国有大量的盐碱地，仅山东省东营市就有超过30 万hm2，其中60%以上属于轻度盐碱地。
但是当前推广的一些主栽品种在逆境胁迫条件下产量和品质受到很大影响[1]。
植物为适应和抵抗干旱、高盐等逆境胁迫，进化了一系列的机制，其中之一是信号转导蛋白的激活，小GTP 结合蛋白就是其中的一类。
小GTP 结合蛋白是一类存在于真核生物中的分子量为20~30 kDa 的小蛋白，它分为Ras、Rho、Rab、Arf 和Ran 5 个亚族[2]，它们在囊泡的形成、转运、粘附和融合过程中起着重要作用，参与了信号转导、细胞骨架的构成，其中Ran家族成员在核孔位置调节着蛋白和RNA分子的运输过程[3-4]。
甘薯病毒的分子生物学研究进展
甘薯病毒的分子生物学研究进展
王关林;刘娟
【期刊名称】《商丘师范学院学报》
【年(卷),期】2009(25)3
【摘要】高能源作物甘薯的种植面积不断扩大,病毒的感染日趋严重.关于甘薯病毒的研究国内外已取得较大进展,但是其分子生物学的研究尚需进一步深入.本文对甘薯病毒的分子生物学分类、基因组学、蛋白质组学及致病分子机理的研究进展作一综述,并且提出了今后的研究方向.
【总页数】9页(P7-15)
【作者】王关林;刘娟
【作者单位】辽宁师范大学,生命科学学院,辽宁,大连,116029;辽宁师范大学,生命科学学院,辽宁,大连,116029
【正文语种】中文
【中图分类】S662.5;S603.6
【相关文献】
1.侵染甘薯的马铃薯Y属病毒及其分子生物学研究进展 [J], 付振艳;袁虹霞;陈志申;孙淑君;张振臣
2.甘薯羽状斑驳病毒分子生物学研究概况 [J], 王升吉;尚佑芬;杨崇良;李长松;赵玖华;路兴波;孙红炜
3.甘薯病毒SPFMV、SPLV的生物学特性及分子生物学研究进展 [J], 陈明灿;覃德华;李友军;孔祥生
4.甘薯耐冷组学及分子生物学研究进展 [J], 刘振雷;潘家荃;周桦楠;刘冠求;于涛
5.甘薯病毒病害(SPVD)的分子生物学研究进展 [J], 孙钟毓;龚莺;赵琳;石江;毛碧增因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
植物非生物胁迫响应的分子机制研究
植物非生物胁迫响应的分子机制研究植物是自然界中最富有生命力的生物之一，但很多时候，它们会遭受到生长环境中的一些非生物胁迫的影响，比如盐、水分、寒冷、干旱等。
这些非生物胁迫的存在，会影响植物的生长和发育，给农业生产及生物多样性保护带来了一定影响。
为了更好地抵御这些胁迫，研究人员对于植物非生物胁迫响应的分子机制进行了深入的研究。
植物在遭受复杂环境胁迫的情况下，可以启动不同的适应机制，以保护自身。
然而，这些适应机制的运行离不开分子层面上的控制和协调。
植物利用信号传导来调节响应非生物胁迫的基因表达，从而使植物更好地适应环境变化。
而这一过程需要通过多种信号分子来实现，这些信号分子具有多种多样的功能。
调节植物非生物胁迫响应的信号分子主要分为四类：激素、离子通道、离子平衡及蛋白质翻译后修饰等。
植物激素在非生物胁迫响应中具有举足轻重的作用。
激素如ABA和JA等会启动植物的抗胁迫反应，而其他激素如SA和ET在细胞死亡或抵御病原体入侵时发挥作用。
在植物细胞中，离子通道和离子平衡调节机制也同样重要。
非生物胁迫通常会导致植物细胞内外离子浓度的失衡。
因此，植物会利用离子通道以及钙（Ca2+）等形式的信号分子来恢复环境中的离子平衡。
在植物细胞中，唾液酸、多糖、有机酸和花青素等溶质的积累也有利于细胞的保持非生物胁迫下的稳定状态。
蛋白质翻译后修饰也是重要的非生物胁迫响应信号分子。
在植物细胞中，蛋白磷酸化、去乙酰化和泛素化等修饰反应在非生物胁迫时也起到了关键作用。
另外，各种激酶也对于这些修饰反应的调节起到了重要的作用。
除了上述信号分子之外，选择性基因表达、转录后调节以及RNA剪接等分子机制也与植物的运作息息相关。
非生物胁迫通常会导致细胞内的氧化应激，在氧化应激情况下，植物会启动一系列的抗氧化机制，以缓解氧化应激对植物的影响。
而抗氧化机制的启动，也需要依靠转录后调节和选择性基因表达。
总的来说，植物非生物胁迫响应的分子机制非常复杂。
甘薯基因组bHLH转录因子鉴定与逆境胁迫表达分析
性信号ꎬ在多个信号传导途径中充当调节中心ꎬ而且还可以通过调节拟南芥中脯氨酸的生物合成来调节盐
胁迫下的耐受性 [３] ꎻ研究表明 [４] ꎬ拟南芥中 ｂＨＬＨ１２１ 的功能缺失突变会引起严重的铁缺乏症状ꎬ减少铁
第４期
黄小芳等:甘薯基因组 ｂＨＬＨ 转录因子鉴定与逆境胁迫表达分析
４４１
ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ５ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｍｏｔｉｆｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ｉ.ｂａｔａｔａｓ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｏｍａｉｎ ｔｈａｔ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｍｏｔｉｆ １ ａｎｄ ｍｏｔｉｆ ２ ｅｘｉｓｔｅｄ
标识码( ＯＳＩＤ)
Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂＨＬＨ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ Ｉｐｏｍｏｅａ ｂａｔａｔａｓ ｇｅｎｏｍｅ ａｎｄ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｎｄｅｒ ｓｔｒｅｓｓｅｓ
ＨＵＡＮＧ Ｘｉａｏｆａｎｇ １ꎬ２ ꎬ ＢＩ Ｃｈｕｙｕｎ １ꎬ２ ꎬ ＷＡＮＧ Ｈｅｓｈｏｕ ３ ꎬ ＣＨＥＮ Ｑｉｊｕｎ ４ ꎬ ＨＵ Ｙｕｎｚｈｕｏ ２ ꎬ ＨＵＡＮＧ Ｂｉｆａｎｇ １ ꎬ
含有 ５ 个保守基序ꎬｍｏｔｉｆ １ 和 ｍｏｔｉｆ ２ 共同组成了 ｂＨＬＨ 结构域ꎬ存在于 ９０％以上的家族成员中ꎻ系统进化分析将甘薯 ｂＨＬＨ
基因家族分为 ２２ 个亚组.甘薯 ｂＨＬＨ 转录因子中有 ６ 个家族成员响应尖孢镰刀菌胁迫ꎬ其中 ４ 个基因表达下调ꎬ２ 个基因表
达上调ꎻ在低温胁迫下甘薯 ｂＨＬＨ 家族成员中有 ４４ 个基因表达量发生变化ꎬ其中 １３ 个基因在 ４ 个处理组中表达量均有变
利用转基因途径提高植物非生物胁迫耐受性的研究进展
利用转基因途径提高植物非生物胁迫耐受性的研究进展刘春;曹丽敏;李玉中;彭晚霞;麻浩【摘要】包括干旱在内的非生物胁迫是农业生产中导致作物减产的主要因素.利用现代分子生物学技术阐明非生物胁迫耐受性的控制机理,以及工程化胁迫耐受性作物均基于特异胁迫相关基因的表达.因此,发展胁迫耐受性植物的基因工程可能是增强作物品种胁迫耐受性的一条捷径.但转基因品种产生不仅受限于转化过程的是否成功,而且受限于胁迫耐受性是否适当整合；仍需阐明胁迫条件下转基因植物的评价,以及转入基因在整体植株水平的生理效应.综述利用转基因技术提高植物非生物胁迫耐受性的研究进展,讨论在接近大田环境条件下的非生物胁迫响应的评估和转基因植物耐受性的检测标准.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】9页(P16-24)【关键词】非生物胁迫;干旱耐受性;基因工程;转录因子;蒸腾效率【作者】刘春;曹丽敏;李玉中;彭晚霞;麻浩【作者单位】衡阳师范学院,衡阳421008;衡阳师范学院,衡阳421008;衡阳师范学院,衡阳421008;中国科学院亚热带农业生态研究所,长沙410125;南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,南京210095【正文语种】中文非生物胁迫贻误植物生长和生产率并且引发一系列形态学、生理学、生物化学和分子方面的变化。
干旱、极端温度和盐碱化土壤是植物遇到的最常见的非生物胁迫。
全球约有22%的农业土壤盐碱化［1］，干旱土壤面积已经扩大并且未来将进一步扩大。
常见作物暴露在多种胁迫下，其感受和响应不同环境因子的方式可能是重叠的。
干旱或盐分胁迫下大麦植株的基因表达谱表明，虽然在响应不同胁迫方面各种基因是差异化调控的，但它们可能诱导一种类似的防御反应［2］。
当植物遭遇非生物胁迫时，一系列基因被诱导，导致一些代谢物和蛋白质含量水平的增加，其中一些可能响应这些非生物胁迫从而起到某种程度的保护作用。
与胁迫耐受性相关的常规育种常常从供体亲本带来不理想的农艺性状。
植物非生物胁迫的研究进展
植物非生物胁迫的研究进展作者：于新海李濛周红昕来源：《农业与技术》2016年第09期摘要：植物生长的自然环境是由一系列复杂的生物胁迫和非生物胁迫构成。
且植物对这些胁迫的反应同样复杂，其中干旱、水淹、冷、高盐等非生物胁迫对植物的危害尤为严重。
文章对国内外近年来植物非生物胁迫响应机制、转录因子在非生物胁迫过程中的作用和基因工程对培育具有非生物胁迫耐受性作物的应用进行讨论。
关键词：非生物胁迫；转录因子；基因工程中图分类号：Q789 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532020在植物生长过程中会受到各种各样的非生物胁迫或生物胁迫，其中非生物胁迫包括盐碱胁迫、干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫等等因素。
为了适应在各种不同胁迫条件下的生存环境，植物进化出了响应不同胁迫信号刺激的调控途径。
当植物受到这些胁迫条件胁迫后，将会激活植物体内响应该胁迫的调控途径，使植物能够抵抗该胁迫，从而生存下去。
因此，研究植物的耐非生物胁迫可以帮助科学家们了解植物是如何抵御外界环境胁迫及通过哪些关键途径来进行调节。
目前，随着全测序成本的降低，已经完成了拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）、玉米（Zea mays L.）、大豆（Giycine Max L.）、水稻（Oryza sativa L.）、苹果（Malus domestica.）等许多物种的全基因组测序[1]。
结合全基因组测序结果、差异转录组分析结果和大量基因的功能分析，发现转录因子在这一过程中起着重要作用，其中转录因子包括MYB和AP2/ERF等家族。
当植物受到生物或非生物胁迫刺激后，会激活脱落酸、乙烯等信号途径，从而激活转录因子的表达，再通过转录因子结构域内的反式作用元件特异性结合到下游靶基因启动子区域的顺式作用元件上，来激活或者抑制下游功能基因的表达来完成调节作用。
这一过程中，最终需要通过基因来行使功能，因此本文重点讨论植物非生物胁迫反应中主要的可能机制。
无机纳米酶在增强作物抗非生物胁迫中的应用研究进展
无机纳 米 酶 在 增 强 作 物 抗 非 生 物 胁 迫 中 的 应 用 研 究
进展
徐文龙１ꎬ２ ꎬ 张志杨１ꎬ２ ꎬ 庄林林３ ꎬ 陈赛男１ꎬ２ ꎬ 丁子萱１ꎬ４ ꎬ 冯迎辰１ꎬ５ ꎬ 肖清波１ꎬ２ꎬ４ꎬ５
ｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃｉｎｅꎬ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙꎬ Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２４００ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ４.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ
Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ５.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙꎬ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉ￣
江苏农业学报( Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊ.ｏｆ Ａｇｒ.Ｓｃｉ.) ꎬ２０２３ꎬ３９(９) :１９４５￣１９６０
ｈ ｔｔｐ: / / ｊｓ ｎ ｙ ｘ ｂ.ｊａ ａ ｓ.ａ ｃ.ｃ ｎ
１９４５
徐文龙ꎬ张志杨ꎬ庄林林ꎬ等. 无机纳米酶在增强作物抗非生物胁迫中的应用研究进展[Ｊ].江苏农业学报ꎬ２０２３ꎬ３９(９):１９４５￣１９６０.
种纳米材料 [１０] ꎮ 尽管目前对纳米酶的定义仍有争
科
域 [３] ꎮ 纳米材料具有独特的小尺寸效应ꎬ可作为药
谢ꎬ促进作物生长
被称为纳米酶
[８]
[７]
ꎮ 在众多纳米材料中ꎬ一些纳
ꎮ
２００４ 年ꎬＭａｎｅａ 等 [９￣１０] 首次将具有类核糖核酸
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摘
要
本 文 介 绍 了甘 薯 耐 非 生 物 胁 迫 的分 子 生 物 学 研 究 进展 ， 主 要 集 中在 甘 薯 渗 透 性 物质 、 抗 逆 蛋 白、
抗 氧化 酶 、 离子 平衡 以及 应答 调 控 因子 等方 面 。 甘薯 抗 盐 、 抗 旱分 子 生物 学 研 究 己取得 阶 段性 进 展 ， 从 分子
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影 响 植物生 长 发 育 的非 生 物胁 迫 因素 主要 有 干 及 水 稻 ，而 甘薯 的耐非 生 物胁 迫 的基 础研 究 仍 相对 旱、 盐碱 、 高温、 冷（ 冻） 害和 涝 害等 不 良环境 因子 。植 滞 后 。本 文 主要 对甘 薯 在 耐非 生物 胁 迫方 面 的研 究 物 耐 非 生 物 胁 迫 的 抗 性 依 赖 于 调 控 信 号 途 径 的 基 进 展 进行介 绍 。 因， 以及 编 码抗 逆 蛋 白、 结构 代 谢产 物 合成 途 径相 关
ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｓ ｗｅ ｅ ｔ ｐ ｏ ｔ ａ ｔ ｏ ． Ｔｈ ｅ ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｓ ａ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｓ ｗｅ ｅ ｔ ｐ ｏ ｔ ａ ｔ ｏ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｐ ｒ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｙ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｓ ｗｅ ｅ ｔ ｐ ｏ ｔ ａ ｔ ｏ ｂ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ｉ ｓ ｏ ｆ ｒｅ ｇ ａ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉ ｆ ｃ ｎｃ ａ ｅ ｔ ｏ
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评 述 与展 望
Ｒｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ａ ｎｄ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
甘 薯耐非生 物胁 迫 的分子生物 学研 究进展
王福 琴 侯夫 云 ｚ 秦桢 ｚ 李爱 贤 董顺 旭 王庆 美 张 立 明
１山东大学生命科学学院， 济南， ２ ５ ０ １ ０ ０ ； ２山东省农业科 学院作物研究所， 济南， ２ ５ ０ １ ０ ０
基因组学与应用生物学， ２ ０ １ ５ 年， 第 ３ ４卷 ， 第 １ 期， 第 ２ ２ 卜２ ２ ６页
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水 平为 甘 薯 育种 提供 了更 多 的理 论依 据 ， 对 甘 薯新 品种 的选 育具有 重 要 意义 。 关键 词 甘 薯， 非 生物 胁迫 ， 相 关基 因
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