水稻二半乳糖甘油酯合成酶DGD响应热胁迫的生物信息学和基因表达分析
水稻L-半乳糖内酯脱氢酶基因的克隆和原核表达及抗体的制备
中图分 类号：Ｑ ８ ７５
Ｃｌ ｎ ｎｇ ｐｒ ｋａ ｙｏ ｉ ｘ ｅ ｓｏ ｆｒ ｃ ｇ ｌ ｃ ｏ － ， －ａ ｔ ｎｅ ｏ ｉ ， ｏ ｒ ｔｃｅ ｐｒ ｓ ｉ ｎ ｏ ｉ ｅＬ— ａ ａ ｔ ｎｏ １４ １ ｃ ｏ ｄ ｈ ｄｒ ｇ ｎａ ｅｇ ｎｅａ ｅ ｒ ｔｏ ｆａ ｔ－ ｅ ｙ Ｏ ｅ ｓ ｅ ｎｄ ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｉＧＬＤ Ｈ ｎｔｂｏ ｅ ａ ｉ ｄｉｓ
摘 要 ：应 用 Ｒ －Ｃ ＴＰ Ｒ技术从水稻 叶片 中克隆 了水稻 Ｌ半乳糖内酯脱氢酶（Ｌ Ｈ 的全 长基 因．序列分析表明 ， ． ＧＤ）
水稻 Ｇ Ｄ Ｌ Ｈ基 因全 长 １ ５ ｐ 亚克隆其部分成熟蛋 白编码基 因（８ ｐ ， ２ ， ７ ｂ ７ ９ｂ）利用基因重组技术构建了 Ｅｃｌ ｐ Ｔ ０— ． ｉ Ｅ ３ ａ ｏ／
第 ３ 卷第 ４ ６ 期 ２１ ０ ０年 ８月
湖 南农 业 大学 学报 （ 自然科 学 版）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｕ ａ ｒ ｕｔｒｌ ｉｅｓ ｙ（ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｒａ ｎ ｎＡｇｉ ｌ ａ Ｕｎｖ ｒｉ Ｎａｕａ Ｓ ｉｎ ｅ） ｏＨ ｃ ｕ ｔ
Ｖ １ ６ ＮＯ ４ ０ ３ ｌ ． ．
ｎ ｉ ｄ ｓａ ｌｚ ｄ ｂ ｓｅ ｂ ｏ ｏ ｔ ｓ ｅ ｉ ｉ ａ ｄ ｔｅ．Ｔ ｉ ｄ ｏ ｌ ｅｏ ｎｚ ａ ｔ ｏ ｙ ｗａ ａｙ ｅ ｙ Ｗｅｔｍ ｌｔｆｒ ｉ ｐ ｃｆｃｔ ｎ ｉ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｏ ｙ ｃ ｕｄ ｒｃ ｇ ｉｅ ＧＬＤＨ ｒ ｔｉ ｂ ｎ ｓ ｉ ｙ ｔ ｎ ｂ ｐｏｅｎ
Ｓ ｉ ｃ ｓＺ ａ ｑｎ ｉｅｓ ， ｈ ｏ ｉｇ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇ ２ ０ Ｃ ｉａ ｃ ｎ ｅ， ｈ ｏ ｉ Ｕｎｖ ｒｉ Ｚ ａ ｑｎ ， ｕ ｎ ｄ ｎ ６ ６ ， ｈｎ ） ｅ ｇ ｙ ｔ ５ １
水稻ＡＰＹ１_基因克隆及胁迫表达分析
酸酶 ＧＤＡ１ / ＣＤ３９ 家 族 特 征 结 构 域ꎬ 特 征 序 列 为
检测水 稻 幼 叶 中 ＯｓＡＰＹ１ 基 因 表 达 水 平ꎬ 如 图 ３ 所
大疏水值ꎬ 最大亲水值出现在第 ３２５ 位氨基酸附近ꎻ
水淹的情况下提升最为显著ꎬ 其次是干旱胁迫下ꎬ 分
(１０ ０％) ꎻ 在氨基酸序列 ２０６ ~ ２２１ 位存在 １ 个核苷磷
中分布于细胞壁 [１] 、 高尔基体 [２] 、 核膜 [３] 等不同的细
胞器上ꎬ 可 将 胁 迫、 创 伤 期 间 积 累 在 细 胞 外 膜 中 的
ｅＡＴＰ 水解为二磷酸苷 (ＡＤＰ) 和一磷酸腺苷 (ＡＭＰ)ꎮ
研究表明ꎬ 植物 ＡＰＹ 基因调控植物抗氧化、 生
长及抗逆反应
ꎮ 拟南芥的 ＡＰＹ 基因家族由 ７ 个成
图 １ ＯｓＡＰＹ１ 基因 ＣＤＳ 区 ＰＣＲ 检测
２ ２ ＯｓＡＰＹ１ 蛋白生物信息学分析
ＯｓＡＰＹ１ 蛋白由 ４８９ 个氨基酸组成ꎬ 理论等电点
图 ２ ＯｓＡＰＹ１ 蛋白进化树分析
为 ５ ７２ꎬ 丙 氨 酸 含 量 最 高 ( １１ ２％) 、 亮 氨 酸 次 之
２ ４ 多种胁迫下 ＯｓＡＰＹ１ 基因表达水平分析
２０μＬ 反应体系ꎬ 按照 ＳＹＢＲ Ｇｒｅｅｎ 说明书ꎬ 重复 ３ 次
实验ꎬ ２
－ΔΔＣｔ
方法统计分析结果ꎮ
表 １ 引物序列
基因
引物序列 (５’ —３’ )
用途
பைடு நூலகம்
ＯｓＡＰＹ１
Ｆ１: ＡＴＧＣＧＣＣＧＣＴＴＣＴＣＧＧＣＣꎻ Ｒ１: ＣＴＡＴＧＡＴＧＡＡＧＡＴＧＣＡＡＣＣＴ
普通 ＰＣＲ
ＯｓＡＰＹ１
ＯｓｅＥＦ－１
Ｆ: ＣＡＡＣＣＡＧＡＡＴＧＧＧＴＴＡＣＣＧＴＴꎻ Ｒ: ＣＴＴＣＴＧＣＡＡＣＴＧＧＡＧＧＡＧＣＣＴ
水稻糖代谢相关酶和糖类转运蛋白编码基因的鉴定和表达分析
水稻糖代谢相关酶和糖类转运蛋白编码基因的鉴定和表达分析作者：王义杰张绍杰赖艳胡永峰来源：《湖北农业科学》2019年第22期摘要：水稻（Oryza sativa L.）子粒淀粉的积累是产量形成的基础，灌浆期叶片通过光合作用合成蔗糖，并运输到子粒为淀粉合成提供原料，该过程中所涉及的代谢相关酶和运输相关蛋白已有研究报道。
对卡尔文循环、蔗糖合成与降解、淀粉合成与降解等糖代谢相关的酶以及糖类转运蛋白编码基因进行了系统分析，共发现糖代谢相关蛋白编码基因148个和糖类转运蛋白编码基因102个，其中有228个基因已有文献报道，新鉴定基因22个。
表达谱分析发现其中的部分基因表达具有组织特异性，与其功能有密切的关系。
同时还发现许多基因受逆境胁迫影响表达发生变化，表明这些基因可能在水稻抗逆境胁迫中具有重要的作用。
关键词：水稻（Oryza sativa L.）;糖代谢;糖类转运蛋白;产量形成中图分类号：S511;Q78; ; ; ; ;文献标识码：A文章编号：0439-8114（2019）22-0185-09DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2019.22.043; ; ; ; ; ;开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Identification and expression analysis of genes encoding carbohydrate metabolism enzymes and sugar transportersWANG Yi-jie，ZHANG Shao-jie，LAI Yan，HU Yong-feng（Jingchu University of Technology/Institute of Plant Germplasm Resources Exploitation and Utilization，Jingmen 448000，Hubei，China）Abstract： Starch accumulation in rice（Oryza sativa L.） seeds is the basis of rice yield formation. In filling stage sucrose is synthesized in rice leaves by photosynthesis， and then transported to seeds providing materials for starch synthesis. Several enzymes and transporters in this process have been reported. In this paper the genes encoding enzymes involved in carbohydrate metabolism including Calvin cycle， sucrose synthesis and degradation， starch synthesis and degradation and genes encoding sugar transporters were analyzed systematically. 148 genes encoding carbohydrate metabolism enzymes and 102 genes encoding sugar transporters were identified. 228 of these genes have been reported previously and 22 genes were found for the first time. Expression profile analysis indicates that some genes showed tissue specific expression pattern， which is closely related to their function. Expression of many genes was affected by abiotic stresses， demonstrating the important role of these genes in resistance to stress.Key words： rice（Oryza sativa L.）; carbohydrate metabolism; sugar transporter; yield formation水稻（Oryza sativa L.）是中國主要的粮食作物之一，提高水稻产量是育种学家主要的育种目标，水稻子粒淀粉的积累是水稻的产量形成的基础，子粒淀粉合成的原料来源于叶片光合作用的产物，将叶片等可输出光合产物的器官称为“源”器官，而子粒等消耗或者储藏光合产物的器官称为“库”器官，连接源库器官的系统称为“流”，源流库协同作用是提高水稻产量的重要生理基础[1]。
一种水稻热胁迫转录因子在育种中的应用[发明专利]
![一种水稻热胁迫转录因子在育种中的应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f98a99216137ee06eef91869.png)
专利名称：一种水稻热胁迫转录因子在育种中的应用专利类型：发明专利
发明人：冯明姬,崔霞,李杭序,亓建飞,曹守云,曹晓风申请号：CN201010101184.2
申请日：20100126
公开号：CN102134273A
公开日：
20110727
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开水稻热胁迫转录因子OsHsfA2d在培育耐储存和抵御播种期冷害育种中的应用。
本发明人通过构建过表达OsHsfA2d的水稻突变株，发现该突变株种子萌发和发芽延迟甚至丧失发芽能力。
这一结果为培育耐储存和抵御播种期冷害植物新品种提供了一个可利用的新基因资源。
申请人：中国科学院遗传与发育生物学研究所
地址：100101 北京市朝阳区北辰西路1号院2号遗传与发育生物学研究所
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
《水稻OsSAUR33基因功能研究》范文
《水稻OsSAUR33基因功能研究》篇一一、引言近年来，随着基因工程技术的不断发展，植物基因的功能研究已经成为了生命科学领域的研究热点之一。
水稻作为一种重要的粮食作物，其基因功能的研究显得尤为重要。
OsSAUR33基因是水稻基因组中的一个重要基因，其编码的蛋白属于SAUR （Small Alkaline Up-Regulated）家族。
SAUR家族的蛋白参与多种生物过程，如植物生长发育、响应非生物胁迫等。
因此，研究OsSAUR33基因的功能具有重要的科学意义和应用价值。
二、研究目的与意义本研究旨在探究水稻OsSAUR33基因的功能，通过对其表达模式和功能进行深入研究，为水稻的遗传改良和抗逆育种提供理论依据。
同时，对于丰富植物基因功能的研究内容，推动植物生物学领域的发展也具有重要意义。
三、研究方法1. 生物信息学分析：利用生物信息学软件对OsSAUR33基因的序列进行分析，包括开放阅读框、编码的蛋白结构域等。
2. 表达模式分析：通过实时荧光定量PCR等技术，检测OsSAUR33基因在不同组织、不同发育阶段及响应非生物胁迫时的表达模式。
3. 转基因技术：构建OsSAUR33基因的过表达和敲除载体，通过遗传转化技术获得转基因水稻植株。
4. 表型分析：对转基因水稻植株进行表型观察和分析，包括生长状况、抗逆性等方面的比较。
5. 蛋白质组学和代谢组学分析：对转基因水稻进行蛋白质组学和代谢组学分析，以探究OsSAUR33基因的功能机制。
四、实验结果与分析1. 生物信息学分析结果：OsSAUR33基因编码一个含有SAUR家族典型结构域的蛋白，其序列具有一定的保守性。
2. 表达模式分析结果：OsSAUR33基因在多种组织中均有表达，且在响应非生物胁迫时表达量发生变化。
3. 转基因技术结果：成功构建了OsSAUR33基因的过表达和敲除载体，并获得了转基因水稻植株。
4. 表型分析结果：过表达OsSAUR33基因的水稻植株表现出更强的抗逆性，而敲除该基因的水稻植株则表现出对逆境的敏感性。
糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理研究
糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理研究糖基转移酶是一类在生物体内起到糖基转移反应的酶。
近年来，研究人员发现了糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理，这对于解决水稻高温胁迫的问题具有重要的指导意义。
糖基转移酶基因在水稻高温胁迫中发挥着关键作用。
研究表明，糖基转移酶基因的表达受到温度的调控，其在高温条件下的表达水平较低。
然而，在适应性强的品种中，这些基因的表达水平相对较高。
这些研究结果表明，糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理在于其参与了水稻的生理适应过程。
具体而言，糖基转移酶基因通过调节糖代谢通路中的糖分配，使植株能够更好地维持细胞的稳态，从而提高水稻对高温胁迫的适应能力。
研究发现，糖基转移酶基因的过度表达可以有效增强水稻对高温胁迫的耐受性。
此外，研究人员通过遗传工程技术成功地将糖基转移酶基因导入非适应性较弱的水稻品种中，发现这些转基因水稻在高温条件下显示出更好的生长状态和产量表现。
为了更好地探究糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理，研究人员还进一步分析了糖基转移酶基因的功能。
他们发现，这些基因参与了水稻细胞壁的合成和修复过程，从而增强了水稻细胞壁的稳定性和完整性。
而水稻细胞壁的合成和修复是适应高温胁迫环境的关键步骤之一。
在实际应用中，利用糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理，可以为育种工作提供重要的指导意义。
通过选择和培育表达糖基转移酶基因水平较高的优良品种，可以提高水稻的高温耐受性，从而有效解决水稻在高温环境下的生长和产量问题。
总的来说，糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理研究为我们深入理解水稻对高温胁迫的适应机制提供了新的线索。
通过利用这些机理，我们可以采取合理的育种策略和技术手段，有效提高水稻的高温耐受性，为解决水稻产量下降和食品安全问题做出重要贡献。
水稻小分子热激蛋白基因Os02g0782500对逆境胁迫和激素的响应分析
收稿日期：2023-07-23基金项目：广东省自然科学基金（2021A1515010517，2022A1515010798）；广东省大学生创新创业训练计划项目（S202311347004）；仲恺农业工程学院仲华基因产业学院项目（KA2103139）作者简介：缪乐怡（1999-），女，在读硕士生，研究方向为水稻重要农艺性状分子机理，E-mail：****************通信作者：唐辉武（1981—），男，博士，副研究员，研究方向为水稻重要农艺性状分子机理，E-mail：huiwutang@广东农业科学2023，50（12）：112-119Guangdong Agricultural SciencesDOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.12.011缪乐怡，范金岚，詹嘉涛，曹佩，王丽敏，唐辉武. 水稻小分子热激蛋白基因Os02g0782500对逆境胁迫和激素的响应分析［J］. 广东农业科学，2023，50（12）：112-119.水稻小分子热激蛋白基因Os02g0782500对逆境胁迫和激素的响应分析缪乐怡，范金岚，詹嘉涛，曹 佩，王丽敏，唐辉武（仲恺农业工程学院农业与生物学院，广东 广州 510225)摘 要：【目的】分析水稻（Oryza sativa ）小分子热激蛋白（Small heat shock protein，sHSP）基因Os02g0782500对逆境胁迫和激素的响应模式，为进一步研究Os02g0782500在逆境胁迫和激素响应过程中的功能提供理论依据。
【方法】在水稻‘中花11’中克隆获得Os02g0782500，并对其进行生物信息学分析；同时利用定量PCR（qRT-PCR）技术分析Os02g0782500在水稻不同组织及不同激素和非生物胁迫处理下的表达模式。
【结果】Os02g0782500编码区全长为519 bp，编码一个含有HSP20保守结构域的sHSP。
水稻响应热胁迫核心基因的筛选与鉴定
江苏农业学报(ＪｉａｎｇｓｕＪ.ｏｆＡｇｒ.Ｓｃｉ.)ꎬ２０２１ꎬ３７(４):８１７￣８２２ｈｔｔｐ://ｊｓｎｙｘｂ.ｊａａｓ.ａｃ.ｃｎ张㊀斌ꎬ杨昕霞ꎬ袁志辉.水稻响应热胁迫核心基因的筛选与鉴定[Ｊ].江苏农业学报ꎬ２０２１ꎬ３７(４):８１７￣８２２.ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１０００￣４４４０.２０２１.０４.００１水稻响应热胁迫核心基因的筛选与鉴定张㊀斌ꎬ㊀杨昕霞ꎬ㊀袁志辉(湖南科技学院ꎬ湖南永州４２５１９９)收稿日期:２０２０￣０１￣２５基金项目:湖南省自然科学基金项目(２０２０ＪＪ４０３０)ꎻ湖南省创新平台与人才计划项目(２０２０ＮＫ４２２２)作者简介:张㊀斌(１９８１－)ꎬ男ꎬ湖南永州人ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ主要从事植物发育生物学研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｚｈａｎｇｂｉｎ２７１０４＠１６３.ｃｏｍ通讯作者:袁志辉ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｚｈｈ＿ｙｕａｎ＠１２６.ｃｏｍ㊀㊀摘要:㊀基于热胁迫条件下的水稻转录组数据ꎬ通过ＨＴＳｅｑ和ＤＥＳｅｑ软件筛选差异表达基因ꎻ对其进行功能富集和构建蛋白质互作网络ꎬ鉴定最重要模块中的核心基因ꎮ结果显示:水稻热胁迫０ｈ㊁１ｈ㊁６ｈ和１２ｈ条件下ꎬ共有２７８个差异表达基因ꎬ生物学过程主要富集在刺激反应和蛋白质折叠上ꎻ鉴定出含有１２个基因的重要模块.基因表达模式显示重要模块中７个核心基因受热胁迫诱导上调ꎬ推测这７个核心基因在水稻响应热胁迫过程中发挥关键作用ꎮ关键词:㊀水稻ꎻ高温胁迫ꎻ核心基因ꎻ转录组中图分类号:㊀Ｓ５１１.０１㊀㊀㊀文献标识码:㊀Ａ㊀㊀㊀文章编号:㊀１０００￣４４４０(２０２１)０４￣０８１７￣０６ＳｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｒｅｇｅｎｅｓｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｉｎｒｉｃｅＺＨＡＮＧＢｉｎꎬ㊀ＹＡＮＧＸｉｎ￣ｘｉａꎬ㊀ＹＵＡＮＺｈｉ￣ｈｕｉ(ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＹｏｎｇｚｈｏｕ４２５１９９ꎬＣｈｉｎａ)㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:㊀ＩｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙꎬｒｉｃｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｄａｔａｕｎｄｅｒｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｃｒｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓｂｙＨＴＳｅｑａｎｄＤＥＳｅｑｓｏｆｔｗａｒｅꎬｔｈｅｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｎｄｐｒｏｔｅｉｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｃｏｎ￣ｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｃｏｒｅｇｅｎｅｓｉｎｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｏｄｕｌｅ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅ２７８ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓｕｎｄｅｒｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｆｏｒ０ｈꎬ１ｈꎬ６ｈａｎｄ１２ｈꎬａｎｄｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｍａｉｎｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ￣ｓｐｏｎｓｅａｎｄｐｒｏｔｅｉｎｆｏｌｄｉｎｇ.Ｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｏｄｕｌｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ１２ｇｅｎｅｓｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ.Ｔｈｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｅｖｅｎｃｏｒｅｇｅｎｅｓｉｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｏｄｕｌｅｓｗｅｒｅｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄｕｎｄｅｒｈｅａｔｓｔｒｅｓｓꎬｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｓｅｓｅｖｅｎｃｏｒｅｇｅｎｅｓｐｌａｙｅｄａｋｅｙｒｏｌｅｉｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｒｉｃｅｔｏｈｅａｔｓｔｒｅｓｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:㊀ｒｉｃｅꎻｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓꎻｃｏｒｅｇｅｎｅꎻｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ㊀㊀水稻作为全球重要的粮食作物ꎬ其生长过程中极易受到各种生物胁迫和非生物胁迫的影响ꎬ其中高温胁迫严重影响水稻的产量和稻米的品质ꎮ因此ꎬ研究者在水稻热胁迫的危害及其应答热胁迫的生理和分子机制方面做了大量的工作ꎮ在成熟期ꎬ高温导致水稻籽粒灌浆提前结束[１]ꎻ高温还可以引起稻米品质下降[２]ꎮ植物可以启动热激响应基因表达从而抵御胁迫伤害[３]ꎮ拟南芥钙调蛋白ＡｔＣａＭ３激活钙离子/钙调蛋白结合蛋白激酶ꎬ钙离子内流激活钙离子依赖的蛋白激酶ꎬ进而磷酸化热胁迫反应的关键调控因子ꎬ从而启动下游基因表达[４]ꎮ热激蛋白在植物响应热胁迫过程中发挥重要作用[５￣７]ꎮ随着研究的深入ꎬ人们发现植物响应热胁迫的分子机制极其复杂ꎮＴａｋｅ￣ｈａｒａ等发现ＯｓＳＵＳ３基因导入日本晴后提高了该基因的表达水平ꎬ增强了抗热性[８]ꎮＭｏｏｎ等报道异源表达ＯｓＨＳＰ１基因可提高拟南芥的耐热性[９]ꎮ但是ꎬ到目前为止ꎬ水稻响应热胁迫的生理和分子调控机理仍未被阐述清楚ꎮ因此ꎬ本研究利用转录组学手段探究７１８水稻响应热胁迫过程中的关键基因ꎬ并进一步阐释其功能途径ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀材料热胁迫处理的水稻转录组原始数据从ＮＣＢＩ数据库(ｈｔｔｐｓ://ｗｗｗ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ.ｇｏｖ/ｂｉｏｐｒｏｊｅｃｔ/ＰＲＪ￣ＮＡ５３０８２６/)下载ꎮ本研究进行试验的水稻品种为日本晴(Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ)ꎮ１.２㊀差异表达基因筛选利用Ｈｉｓａｔ２软件建立索引以及比对到参考基因组ꎬ通过Ｓｔｒｉｎｇｔｉｅ软件进行转录本组装㊁合并和定量ꎬ基因差异分析则通过ＤＥＳｅｑ２软件进行ꎮ以｜ｌｏｇ２ｆｏｌｄＣｈａｎｇｅ｜>２且Ｐ值<０ ０１为条件分别筛选高温胁迫１ｈ㊁６ｈ和１２ｈ时间点的差异表达基因ꎬ再通过Ｇｇｐｌｏｔ２绘制所有差异基因的火山图和韦恩图ꎮ１.３㊀蛋白质互作网络构建及重要模块分析利用在线数据库(ｈｔｔｐ://ｓｔｒｉｎｇ￣ｄｂ.ｏｒｇ)ꎬ以参数ｃｏｍｂｉｎｅｄｓｃｏｒｅ>０ ４ꎬ构建蛋白质互作网络ꎬ并通过Ｃｙｔｏｓｃａｐｅ进行可视化ꎮ参数设置:ｓｃｏｒｅｓ>５ꎬｄｅｇｒｅｅｃｕｔ￣ｏｆｆ＝２ꎬｎｏｄｅｓｃｏｒｅｃｕｔ￣ｏｆｆ＝０ ２ꎬＭａｘｄｅｐｔｈ＝１００和ｋ￣ｓｃｏｒｅ＝２ꎮ此外ꎬ利用ＭＣＯＤＥ(分子复合物检测)软件筛选最重要模块ꎮ１.４㊀核心基因筛选及表达分析设置马修斯相关系数(ＭＣＣ)算法ꎬ利用Ｃｙｔｏ￣ｓｃａｐｅ软件的ｃｙｔｏＨｕｂｂａ插件鉴定相互作用最紧密的１０个基因ꎬ与最重要模块基因取交集ꎬ筛选核心基因ꎮ取ｌｏｇ２ＴＰＭ值(ＴＰＭ为每千碱基记录本)ꎬ分析水稻在高温胁迫０ｈ㊁１ｈ㊁６ｈ㊁１２ｈ㊁２４ｈ和４８ｈ时间点的基因表达模式ꎮ１.５㊀差异表达基因富集分析差异表达基因使用在线软件(ｈｔｔｐ://ｓｙｓｔｅｍｓｂｉ￣ｏｌｏｇｙ.ｃａｕ.ｅｄｕ.ｃｎ/ａｇｒｉＧＯｖ２/)进行ＧＯ富集分析ꎬ取ＦＤＲ(错误发现率)值ɤ０ ０５的通路ꎬ利用Ｇｇｐｌｏｔ２插件进行绘图ꎮ差异表达基因使用在线软件(ｈｔ￣ｔｐ://ｋｏｂａｓ.ｃｂｉ.ｐｋｕ.ｅｄｕ.ｃｎ/ｋｏｂａｓ３/ｇｅｎｅｌｉｓｔ/)进行ＫＥＧＧ富集分析ꎬ取Ｐ值ɤ０ ０５的通路ꎬ利用Ｇｇ￣ｐｌｏｔ２插件绘图ꎮ１.６㊀ｑＲＴ￣ＰＣＲ验证种子发芽后培养１４ｄ(２８ħꎬ１４ｈ白天/１０ｈ黑夜)ꎬ４５ħ热激１ｈ取样ꎮ利用ＴＲＩｚｏｌ法提取幼苗总ＲＮＡꎬ添加脱氧核糖核酸酶Ｉ(ＤｎａｓｅＩ)去除ＤＮＡ污染ꎮ使用反转录试剂盒ＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔＩＩＩＦｉｒｓｔ￣ＳｔｒａｎｄＳｙｎｔｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒＭｉｘ(Ｔｈｅｒｍｏ)合成ｃＤＮＡꎮ利用ＡＢＩ７５００定量ＰＣＲ仪进行ｑＲＴ￣ＰＣＲ检测ꎬ利用２－әәＣｔ法计算基因相对表达水平ꎮ反应程序:９４ħ预变性３２ｍｉｎꎻ９４ħ变性１０ｓꎬ６０ħ退火１０ｓꎬ７２ħ延伸１０ｓꎬ４０个循环ꎮ总体系２０μｌ:１０ ０μｌＳＹＢＲＧｒｅｅｎＭｉｘ(Ｔｈｅｒｍｏ)ꎬ８ ０μｌＲＮＡａｓｅ￣ｆｒｅｅ水ꎬ１ ０μｌ引物ꎬ１ ０μｌ模板ꎮＯｓ１０ｇ０５１００００基因为内参ꎬ引物序列见表１ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀水稻热胁迫下差异表达基因筛选热胁迫１ｈꎬ检测到２６４２个差异表达基因ꎬ１６２４个上调ꎬ１０１８个下调(图１Ａ)ꎻ热胁迫６ｈꎬ检测到１７０４个差异表达基因ꎬ８１２个上调ꎬ８９２个下调(图１Ｂ)ꎻ热胁迫１２ｈꎬ检测到１７７３个差异表达基因ꎬ８９９个上调ꎬ８７４个下调(图１Ｃ)ꎮ共有２７８个重叠基因(图１Ｄ)ꎮ表１㊀ｑＲＴ￣ＰＣＲ反应引物序列Ｔａｂｌｅ１㊀ＰｒｉｍｅｒｓｅｑｕｅｎｃｅｓｆｏｒｑＲＴ￣ＰＣＲ基因正向引物(５ᶄң３ᶄ)反向引物(５ᶄң３ᶄ)Ｏｓ０１ｇ０８４０１００ＧＧＴＴＴＧＧＴＴＴＧＴＴＣＣＣＧＴＣＧＣＴＧＧＴＣＧＴＴＧＧＣＧＡＴＧＡＴＣＴＯｓ０９ｇ０４９１７７２ＡＣＧＡＣＣＡＡＣＴＣＧＴＧＴＧＴＣＴＣＡＡＣＡＡＴＧＧＡＧＧＧＴＧＴＣＧＴＣＣＯｓ１２ｇ０２７７５００ＴＧＴＴＧＣＡＧＣＡＡＴＣＡＡＡＧＣＣＣＧＣＴＡＧＣＴＧＣＡＴＣＣＧＣＴＡＴＧＡＯｓ０７ｇ０６４１７００ＡＡＧＧＡＴＧＧＣＡＡＧＣＴＧＡＴＣＣＣＴＧＧＣＧＴＴＣＡＴＧＡＣＧＡＴＣＣＡＡＯｓ０３ｇ０３６６０００ＡＡＣＧＴＧＡＣＡＧＧＧＡＴＧＧＣＡＡＡＡＧＴＣＧＡＧＣＣＧＴＣＣＡＡＧＴＴＡＣＯｓ０８ｇ０３３８７００ＴＡＧＴＧＣＡＧＡＣＴＣＣＧＴＣＣＣＴＴＴＧＣＣＡＴＴＴＣＡＧＧＣＧＴＡＣＡＣＡＯｓ０２ｇ０６１２０００ＴＧＧＧＧＡＧＡＧＡＴＴＡＴＴＧＣＧＣＣＴＧＧＴＴＴＧＣＣＡＡＣＡＧＴＣＴＣＣＡＯｓ１０ｇ０５１００００ＡＧＣＴＡＴＣＧＴＣＣＡＣＡＧＧＡＡＡＣＣＧＧＡＧＣＴＡＡＴＣＡＧＡＧＴ８１８江苏农业学报㊀２０２１年第３７卷第４期Ａ:热胁迫１ｈ差异表达基因ꎻＢ:热胁迫６ｈ差异表达基因ꎻＣ:热胁迫１２ｈ差异表达基因ꎻＤ:共同响应热激的差异表达基因ꎮ图１㊀水稻响应热胁迫的差异表达基因火山图和维恩图Ｆｉｇ.１㊀ＶｏｌｃａｎｏｐｌｏｔａｎｄＶｅｎｎｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｉｎｒｉｃｅ２.２㊀水稻热胁迫下差异表达基因富集分析２７８个基因富集到ＧＯ项上ꎬ生物学过程主要富集在刺激反应和蛋白质折叠ꎻ分子功能主要富集在结合功能ꎻ细胞组分无显著富集(图２Ａ)ꎮＫＥＧＧ分析结果显示２７８个差异基因主要富集在内质网蛋白质加工和次生代谢产物合成通路上(图２Ｂ)ꎮ２.３㊀蛋白质互作网络构建与重要模块中关键核心基因筛选㊀㊀通过蛋白质互作网络(图３Ａ)获得了一个含有１２个基因表达全部上调的最重要模块(图３Ｂ)ꎮ进一步通过Ｃｙｔｏｓｃａｐｅ软件的ｃｙｔｏＨｕｂｂａ插件鉴定出作用最紧密的１０个基因(图３Ｃ)ꎬ其中７个基因存在最重要模块上ꎬ确定为核心基因(图３Ｄ)ꎮ２.４㊀水稻响应热胁迫核心基因表达模式分析分析核心基因的表达模式ꎬ发现在热胁迫条件下不同时间点(１ｈ㊁６ｈ㊁１２ｈ㊁２４ｈ和４８ｈ)基因表达都表现上调(图４)ꎮ随热胁迫时间的延长ꎬ基因表达水平有一定波动ꎮＯｓ０１ｇ０８４０１００㊁Ｏｓ０７ｇ０６４１７００㊁Ｏｓ１２ｇ０２７７５００㊁Ｏｓ０３ｇ０３６６０００和Ｏｓ０２ｇ０６１２０００５个基因的表达在热胁迫１ｈ时达到最大值ꎬ呈现先上升ꎬ后下降的趋势ꎻＯｓ０８ｇ０３３８７００和Ｏｓ０９ｇ０４９１７７２响应热胁迫时间比较长ꎬ在４８ｈ内基因表达表现出上升的趋势ꎮ２.５㊀ｑＲＴ￣ＰＣＲ方法验证转录组测序结果利用ｑＲＴ￣ＰＣＲ方法对转录组数据进行验证ꎮ结果(图５)显示ꎬ野生型水稻日本晴幼苗经热胁迫处理１ｈ后ꎬ筛选出的７个核心基因Ｏｓ１２ｇ０２７７５００㊁Ｏｓ０８ｇ０３３８７００㊁Ｏｓ０７ｇ０６４１７００㊁Ｏｓ０９ｇ０４９１７７２㊁Ｏｓ０１ｇ０８４０１００㊁Ｏｓ０２ｇ０６１２０００和Ｏｓ０３ｇ０３６６０００的表达水平都上调ꎬ结果与转录组测序数据基本一致ꎬ表明转录组测序结果可靠ꎬ也进一步证明了通过转录组数据筛选鉴定水稻响应热胁迫过程中核心基因的可靠性ꎮ３㊀讨论生物具有感知温度变化的系统[１０]ꎮ植物响应热胁迫涉及受体激活㊁活性氧产生㊁热激蛋白和热激转录因子等多种信号途径[１１]ꎬ过程复杂是其分子机制没有研究清楚的原因之一ꎮ因此ꎬ迫切要求判断植物响应热胁迫的潜在核心基因ꎮ转录组技术能够９１８张㊀斌等:水稻响应热胁迫核心基因的筛选与鉴定Ａ:差异表达基因ＧＯ富集图ꎻＢ:差异表达基因ＫＥＧＧ富集通路图ꎮａ１:蛋白质折叠ꎻａ２:刺激反应ꎻａ３:光刺激反应ꎻａ４:胁迫反应ꎻａ５:辐射反应ꎻａ６:非生物胁迫反应ꎻａ７:碳水化合物代谢过程ꎻａ８:发育过程ꎻｂ１:热休克蛋白结合ꎻｂ２:未折叠蛋白结合ꎻｂ３:氧化还原酶活性ꎻｂ４:酶调节活性ꎻｂ５:转录因子活性ꎻｂ６:序列特异性ＤＮＡ结合ꎻｂ７:铁离子结合ꎻｂ８:结合ꎻｂ９:钙离子结合ꎻｂ１０:转录调节活性ꎮ图２㊀差异表达基因的ＧＯ和ＫＥＧＧ富集图Ｆｉｇ.２㊀ＧＯａｎｄＫＥＧＧｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｄｉａｇｒａｍｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓＡ:基因互作网络图ꎻＢ:重要模块基因互作网络图ꎻＣ:最紧密１０个基因互作网络图ꎻＤ:核心基因互作网络图ꎮ图３㊀差异表达基因互作网络与核心基因筛选图Ｆｉｇ.３㊀Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓａｎｄｓｃｒｅｅｎｉｎｇｏｆｃｏｒｅｇｅｎｅｓ分析热胁迫中植物基因表达的改变ꎬ是一种确定核心基因有效方法ꎮ本研究分析了水稻热胁迫下４个转录组数据集ꎬ共鉴定出２７８个差异表达基因ꎬＧＯ分析结果显示这些基因主要富集在对刺激的反应和蛋白质折叠的生物过程上ꎬＫＥＧＧ分析结果显示这些基因主要富集在内质网蛋白质加工的代谢途径上ꎮ蛋白质折叠在生物适应高温胁迫的过程中起着重要的作用[１２]ꎮ热激蛋白(ＨＳＰ)分为ＨＳＰ１００㊁ＨＳＰ９０㊁ＨＳＰ７０㊁ＨＳＰ６０和小ＨＳＰ家族ꎬ具有阻止变性蛋白质聚集和协助变性蛋白质重新折叠的功能[１３]ꎮＨＳＰ１０１基因功能缺失的拟南芥变得对热敏感[１４]ꎮ因此ꎬＨＳＰ家族成员在植物响应热胁迫过程中发挥重要作用ꎮ叶绿体和线粒体ＨＳＰ７０ｓ作为转运子的０２８江苏农业学报㊀２０２１年第３７卷第４期ＴＰＭ:每千碱基记录本ꎮ图４㊀水稻响应热胁迫核心基因表达模式图Ｆｉｇ.４㊀Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｃｏｒｅｇｅｎｅｓｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｉｎｒｉｃｅａ:Ｏｓ１２ｇ０２７７５００ꎻｂ:Ｏｓ０８ｇ０３３８７００ꎻｃ:Ｏｓ０７ｇ０６４１７００ꎻｄ:Ｏｓ０９ｇ０４９１７７２ꎻｅ:Ｏｓ０１ｇ０８４０１００ꎻｆ:Ｏｓ０２ｇ０６１２０００ꎻｇ:Ｏｓ０３ｇ０３６６０００ꎮ图５㊀水稻热激１ｈ核心基因的ｑＲＴ￣ＰＣＲ分析Ｆｉｇ.５㊀ＴｈｅｑＲＴ￣ＰＣＲａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｒｅｇｅｎｅｓｉｎｒｉｃｅｕｎｄｅｒｈｅａｔｓｈｏｃｋｆｏｒｏｎｅｈｏｕｒ一部分可以帮助蛋白质前体转移[１５￣１７]ꎮ研究结果表明拟南芥通过细胞周期转录因子介导叶绿体ＡｔＨＳＰ７０￣４基因的表达适应温度变化[１８]ꎮＨＳＰ７０￣４和Ｅ３泛素连接酶通过泛素￣２６Ｓ蛋白酶系统介导质体靶向蛋白质前体的降解ꎬ减轻细胞损伤[１９]ꎮ线粒体ｍｔＨｓｃ７０￣１基因在拟南芥细胞色素ｃ氧化酶(ＣＯＸ)依赖性呼吸系统中发挥作用ꎬ基因敲除后表现出严重的生长缺陷[２０]ꎮＯｓ０１ｇ０８４０１００和Ｏｓ０９ｇ０４９１７７２同属ＨＳＰ７０家族ꎬ在水稻热胁迫响应过程中的具体功能未见报道ꎬ本研究中其受热胁迫诱导ꎬ可能发挥调控作用ꎮ质体Ｃｐｎ６０是线粒体Ｈｓｐ６０的同源物ꎬ参与核酮糖￣１ꎬ５￣二磷酸羧化酶的组装ꎬ在此过程中需要蛋白质ＧｒｏＥＳ/Ｃｐｎ１０进行底物封装[２１￣２３]ꎮＣｐｎ６０家族在拟南芥生长发育过程中发挥着非常重要的作用ꎬ短日照条件下ꎬ拟南芥ＡｔＣｐｎ６０β１基因缺失导致幼苗死亡ꎬ突变体对热胁迫敏感[２４]ꎮＯｓＣｐｎ６０α１(Ｏｓ１２ｇ０２７７５００)对核酮糖￣１ꎬ５￣二磷酸羧化酶大亚基的折叠至关重要ꎬ突变体表现出淡绿色和幼苗致死的表型ꎬ高温对Ｏｓ￣Ｃｐｎ６０α１的转录有较强的诱导作用[２５]ꎮ同源基因ＯｓＣｐｎ６０β１对水稻叶绿体发育至关重要[２６]ꎮ这与我们的分析结果一致ꎬ说明ＯｓＣｐｎ６０在热应激过程中发挥了重要的作用ꎮ拟南芥ＡＴＣｐｎ１０基因与大肠杆菌ｇｒｏＥＳ基因功能互补ꎬ在不同器官中ｍＲＮＡ都有表达ꎬ受热胁迫诱导[２７]ꎮＯｓ０７ｇ０６４１７００和Ｏｓ０３ｇ０３６６０００同属Ｃｐｎ１０基因ꎬ表达水平在０~２４ｈ持续上调ꎬ说明在热胁迫过程中发挥了一定的作用ꎮＤｎａＫ￣ＤｎａＪ￣ＧｒｐＥ系统是蛋白质稳态的重要组成部分[２８]ꎮ拟南芥ＧｒｐＥ表达受热胁迫诱导ꎬ与大肠杆菌ｇｒｐＥ基因功能互补[２９]ꎮＯｓ０８ｇ０３３８７００和Ｏｓ０２ｇ０６１２０００同属ＧｒｐＥ基因ꎬ此基因的功能亦未见报道ꎬ本研究中受热胁迫的诱导ꎬ推测其在热胁迫响应中发挥调控作用ꎮ水稻响应热胁迫与蛋白质折叠息息相关ꎬ７个核心基因同属ＨＳＰ家族ꎬ蛋白质互作网络分析结果表明它们联系非常紧密ꎬ同源蛋白质参与蛋白质的运输㊁组装和折叠ꎬ因此ꎬ我们认为这些基因在热胁迫过程中协同发挥关键性作用ꎮ总之ꎬ本研究旨在确定水稻热胁迫响应过程中的核心基因ꎮ共鉴定出２７８个差异基因和７个核心基因ꎬ７个基因可能在水稻响应热胁迫过程中发挥重要作用ꎮ但是ꎬ需要进一步研究来阐明这些基因在水稻响应热胁迫过程中的生物学功能ꎮ参考文献:[１]㊀ＫＩＭＪꎬＳＨＯＮＪꎬＬＥＥＣＫꎬｅｔａｌ.Ｒｅｌａｔｉｏｎ￣ｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｇｒａｉｎｆｉｌｌ￣ｉｎｇｄｕｒａｔｉｏｎａｎｄｌｅａｆｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｅｒｉｃｅｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅ[Ｊ].ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１１ꎬ１２２:２０７￣２１３.[２]㊀ＺＨＯＮＧＬＪꎬＣＨＥＮＧＦＭꎬＷＥＮＸꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎｏｆｅａｔｉｎｇａｎｄｃｏｏｋｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｃａｕｓｅｄｂｙｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｒｉｎｇｇｒａｉｎｆｉｌｌｉｎｇｉｎｅａｒｌｙ￣ｓｅａｓｏｎｉｎｄｉｃａｒｉｃｅｃｕｌｔｉｖａｒｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏｎｏ￣ｍｙ＆ＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅꎬ２００５ꎬ１９１:２１８￣２２５.[３]㊀ＬＩＭＣＪꎬＹＡＮＧＫＡꎬＨＯＮＧＪＫꎬｅｔａｌ.ＧｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｓｄｕｒｉｎｇｈｅａｔａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ￣ｃｕｌｔｕｒｅｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＪＰｌａｎｔＲｅｓꎬ２００６ꎬ１１９:３７３￣３８３.[４]㊀ＳＵＺＵＫＩＮꎬＳＥＪＩＭＡＨꎬＴＡＭＲꎬｅｔａｌ.ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭＢＦ１ｈｅａｔ￣ｒｅｓｐｏｎｓｅｒｅｇｕｌｏｎｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ[Ｊ].ＰｌａｎｔＪꎬ２０１１ꎬ６６(５):８４４￣８５１.[５]㊀ＧＵＡＮＪＣꎬＹＥＨＣＨꎬＬＩＮＹＰꎬｅｔａｌ.Ａ９ｂｐｃｉｓ￣ｅｌｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｐｒｏｍｏｔｅｒｓｏｆｃｌａｓｓＩｓｍａｌｌｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎｇｅｎｅｓｏｎｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ１２８张㊀斌等:水稻响应热胁迫核心基因的筛选与鉴定３ｉｎｒｉｃｅｍｅｄｉａｔｅｓＬ￣ａｚｅｔｉｄｉｎｅ￣２￣ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄａｎｄｈｅａｔｓｈｏｃｋｒｅ￣ｓｐｏｎｓｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＢｏｔａｎｙꎬ２０１０ꎬ６１(１５):４２４９￣４２６１.[６]㊀ＪＡＧＡＤＩＳＨＳＶꎬＭＵＴＨＵＲＡＪＡＮＲꎬＯＡＮＥＲꎬｅｔａｌ.Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉ￣ｃａｌａｎｄｐｒｏｔｅｏｍｉｃａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏａｄｄｒｅｓｓｈｅａｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｄｕｒｉｎｇａｎ￣ｔｈｅｓｉｓｉｎｒｉｃｅ(ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ.)[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｅｒｍｅｎｔａｌＢｏｔａ￣ｎｙꎬ２０１０ꎬ６１:１４３￣１５６.[７]㊀ＪＵＮＧＫＨꎬＧＨＯＨＪꎬＮＧＵＹＥＮＭＸꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅｅｘ￣ｐｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆＨＳＰ７０ｆａｍｉｌｙｇｅｎｅｓｉｎｒｉｃｅａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃｙｔｏｓｏｌｉｃＨＳＰ７０ｇｅｎｅｈｉｇｈｌｙｉｎｄｕｃｅｄｕｎｄｅｒｈｅａｔｓｔｒｅｓｓ[Ｊ].Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ＆ＩｎｔｅｇｒａｔｉｖｅＧｅｎｏｍｉｃｓꎬ２０１３ꎬ１３(３):３９１￣４０２. [８]㊀ＴＡＫＥＨＡＲＡＫꎬＭＵＲＡＴＡＫꎬＹＡＭＡＧＵＣＨＩＴꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍｏ￣ｒｅ￣ｓｐｏｎｓｉｖｅａｌｌｅｌｅｏｆｓｕｃｒｏｓｅｓｙｎｔｈａｓｅ３(Ｓｕｓ３)ｐｒｏｖｉｄｅｓｈｉｇｈ￣ｔｅｍｐｅｒ￣ａｔｕｒｅｔｏｌｅｒａｎｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｉｐｅｎｉｎｇｓｔａｇｅｉｎｒｉｃｅ(ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ.) [Ｊ].ＢｒｅｅｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１８ꎬ６８(３):３３６￣３４２. [９]㊀ＭＯＯＮＪＣꎬＨＡＭＤＪꎬＨＷＡＮＧＳＧꎬｅｔａｌ.Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｒａｃｔｅｒ￣ｉｚａｔｉｏｎｏｆａｈｅａｔｉｎｄｕｃｉｂｌｅｒｉｃｅｇｅｎｅꎬＯｓＨＳＰ１ꎬａｎｄｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｒｉｃｅｔｈｅｒｍｏｔｏｌｅｒａｎｃｅ[Ｊ].ＧｅｎｅｓＧｅｎｏｍꎬ２０１４ꎬ３６:１５１￣１６１. [１０]ＭＩＴＴＬＥＲＲꎬＦＩＮＫＡＡꎬＧＯＬＯＵＢＩＮＯＦＦＰ.Ｈｏｗｄｏｐｌａｎｔｓｆｅｅｌｔｈｅｈｅａｔ?[Ｊ].ＴｒｅｎｄｓＢｉｏｃｈｅｍＳｃｉꎬ２０１２ꎬ３７(３):１１８￣１２５. [１１]陈思婷ꎬ郭房庆.植物耐热性及热激信号转导机制研究进展[Ｊ].中国科学:生命科学ꎬ２０１３ꎬ４３(１２):１０７２￣１０８１. [１２]ＭＯＲＯＦꎬＭＵＧＡＡ.ＴｈｅｒｍａｌａｄａｐｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｙｅａｓｔｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌＨｓｐ７０ｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｕｎｆｏｌｄｉｎｇｏｆｉｔｓｎｕｃｌｅｏ￣ｔｉｄｅｅｘｃｈａｎｇｅｆａｃｔｏｒ[Ｊ].ＪＭｏｌＢｉｏｌꎬ２００６ꎬ３５８(５):１３６７￣１３７７. [１３]ＷＡＮＧＷꎬＶＩＮＯＣＵＲＢꎬＳＨＯＳＥＹＯＶＯꎬｅｔａｌ.Ｒｏｌｅｏｆｐｌａｎｔｈｅａｔ￣ｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎｓａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｐｅｒｏｎｅｓｉｎｔｈｅａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｒｅｓｐｏｎｓｅ[Ｊ].ＴｒｅｎｄｓＰｌａｎｔＳｃｉꎬ２００４ꎬ９(５):２４４￣２５２. [１４]ＨＯＮＧＳＷꎬＶＩＥＲＬＩＮＧＥ.ＭｕｔａｎｔｓｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｄｅｆｅｃ￣ｔｉｖｅｉｎｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓ[Ｊ].ＰｒｏｃＮａｔｌＡｃａｄＳｃｉＵＳＡꎬ２０００ꎬ９７(８):４３９２￣４３９７.[１５]ＪＡＣＫＳＯＮＣＤꎬＫＥＥＧＳＴＲＡＫ.Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｇｅｎｅｓｅｎｃｏｄｉｎｇｃｏｍ￣ｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｐｒｏｔｅｉｎｉｍｐｏｒｔａｐｐａｒａｔｕｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌꎬ２００１ꎬ１２５:１５６７￣１５７６.[１６]ＳＵＰＨꎬＬＩＨＭ.ＳｔｒｏｍａｌＨｓｐ７０ｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｐｒｏｔｅｉｎｔｒａｎｓｌｏｃａ￣ｔｉｏｎｉｎｔｏｐｅａａｎｄＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌꎬ２０１０ꎬ２２:１５１６￣１５３１.[１７]ＺＨＡＮＧＸＰꎬＧＬＡＳＥＲＥ.ＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌａｎｄｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅｓｗｉｔｈｔｈｅＨｓｐ７０ｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｐｅｒｏｎｅ[Ｊ].ＴｒｅｎｄｓＰｌａｎｔＳｃｉꎬ２００２ꎬ７:１４￣２１.[１８]ＺＨＯＵＳꎬＳＵＮＨꎬＺＨＥＮＧＢꎬｅｔａｌ.ＣｅｌｌｃｙｃｌｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒＥ２Ｆ２ｍｅｄｉａｔｅｓｎｏｎ￣ｓｔｒｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＡｔＨＳＰ７０￣４ｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＢｉｏｃｈｅｍＢｉｏｐｈｙｓＲｅｓＣｏｍｍｕｎꎬ２０１４ꎬ４５５(３￣４):１３９￣１４６.[１９]ＬＥＥＳꎬＬＥＥＤＷꎬＬＥＥＹꎬｅｔａｌ.Ｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎｃｏｇｎａｔｅ７０￣４ａｎｄａｎＥ３ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｌｉｇａｓｅꎬＣＨＩＰꎬｍｅｄｉａｔｅｐｌａｓｔｉｄ￣ｄｅｓｔｉｎｅｄｐｒｅ￣ｃｕｒｓｏｒｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｕｂｉｑｕｉｔｉｎ￣２６ＳｐｒｏｔｅａｓｏｍｅｓｙｓｔｅｍｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌꎬ２００９ꎬ２１(１２):３９８４￣４００１. [２０]ＷＥＩＳＳꎬＮＩＵＷＴꎬＺＨＡＩＸＴꎬｅｔａｌ.ＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｍｔＨＳＣ７０￣１ｐｌａｙｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｓｉｎｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆＣＯＸ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｒｅｓｐｉ￣ｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｏｘｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓ[Ｊ].ＪＥｘｐＢｏｔꎬ２０１９ꎬ７０(２０):５５７５￣５５９０.[２１]ＢＡＲＲＡＣＬＯＵＧＨＲꎬＥＬＬＩＳＲＪ.ＰｒｏｔｅｉｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｎｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓＩＸａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｎｅｗｌｙ￣ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｌａｒｇｅｓｕｂｕｎｉｔｓｉｎｔｏｒｉｂｕｌｏｓｅｂｉ￣ｓｐｈｏｓｐｈａｔｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅｉｎｉｓｏｌａｔｅｄｉｎｔａｃｔｐｅａｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓ[Ｊ].Ｂｉｏ￣ｃｈｉｍＢｉｏｐｈｙｓＡｃｔａꎬ１９８０ꎬ６０８(１):１９￣３１.[２２]ＨＥＭＭＩＮＧＳＥＮＳＭꎬＥＬＬＩＳＲＪ.Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｉｂｕｌｏｓｅｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅｌａｒｇｅｓｕｂｕｎｉｔｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ１９８６ꎬ８０(１):２６９￣２７６.[２３]ＨＥＭＭＩＮＧＳＥＮＳＭꎬＷＯＯＬＦＯＲＤＣꎬＶＡＮＤꎬｅｔａｌ.Ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｐｌａｎｔａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｔｅｉｎｓｃｈａｐｅｒｏｎｅｏｌｉｇｏｍｅｒｉｃｐｒｏｔｅｉｎａｓｓｅｍｂｌｙ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ１９８８ꎬ３３３(６１７１):３３０￣３３４.[２４]ＡＴＳＵＳＨＩＩꎬＨＩＤＥＡＫＩＴꎬＭＡＳＡＴＯＮꎬｅｔａｌ.Ｄｅｌｅｔｉｏｎｏｆａｃｈａｐ￣ｅｒｏｎｉｎ６０ｂｅｔａｇｅｎｅｌｅａｄｓｔｏｃｅｌｌｄｅａｔｈｉｎｔｈｅＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｌｅｓｉｏｎｉｎｉ￣ｔｉａｔｉｏｎ１ｍｕｔａｎｔ.[Ｊ].ＰｌａｎｔａｎｄＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ２００３(３):２５５￣２６１.[２５]ＫＩＭＳＲꎬＹＡＮＧＪＩꎬＡＮＧ.ＯｓＣｐｎ６０α１ꎬｅｎｃｏｄｉｎｇｔｈｅｐｌａｓｔｉｄｃｈａｐｅｒｏｎｉｎ６０αｓｕｂｕｎｉｔꎬｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒｆｏｌｄｉｎｇｏｆｒｂｃＬ[Ｊ].Ｍｏｌｅ￣ｃｕｌｅｒＣｅｌｌｓꎬ２０１３ꎬ３５(５):４０２￣４０９.[２６]ＷＵＱꎬＺＨＡＮＧＣꎬＣＨＥＮＹꎬｅｔａｌ.ＯｓＣｐｎ６０β１ｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｒｉｃｅ(ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ.)[Ｊ].Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ￣ａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０２０ꎬ２１(１１):４０２３. [２７]ＫＯＵＭＯＴＯＹꎬＴＳＵＧＥＫＩＲꎬＳＨＩＭＡＤＡＴꎬｅｔａｌ.ＩｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｃＤＮＡｅｎｃｏｄｉｎｇｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｃｈａｐｅｒｏｎｉｎ１０ｆｒｏｍＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｂｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｎＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉｇｒｏＥＳｍｕｔａｎｔ[Ｊ].ＰｌａｎｔＪꎬ１９９６ꎬ１０(６):１１１９￣１１２５.[２８]ＢＥＮ￣ＺＶＩＡＰꎬＧＯＬＯＵＢＩＮＯＦＦＰ.Ｒｅｖｉｅｗ:ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｄｉｓａｇ￣ｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎｄｒｅｆｏｌｄｉｎｇｏｆｓｔａｂｌｅｐｒｏｔｅｉｎａｇｇｒｅｇａｔｅｓｂｙｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｐｅｒｏｎｅｓ[Ｊ].ＪＳｔｒｕｃｔＢｉｏｌꎬ２００１ꎬ１３５(２):８４￣９３. [２９]ＨＵＣꎬＬＩＮＳＹꎬＣＨＡＲＮＧＣꎬｅｔａｌ.ＲｅｃｅｎｔｇｅｎｅｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｓｕｂｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｅｄａｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌＧｒｐＥꎬｔｈｅｎｕｃｌｅｏ￣ｔｉｄｅｅｘｃｈａｎｇｅｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅＨｓｐ７０ｃｏｍｐｌｅｘꎬｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｉｎｔｈｅｒｍｏ￣ｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏｃｈｒｏｎｉｃｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏ￣ｇｙꎬ２０１２ꎬ１５８(２):７４７￣７５８.(责任编辑:张震林)２２８江苏农业学报㊀２０２１年第３７卷第４期。
糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫 响应的机理研究
深度研究报告：糖基转移酶基因参与水稻高温胁迫响应的机理研究研究目标本研究旨在探究糖基转移酶基因在水稻高温胁迫响应中的作用机理。
通过深入了解糖基转移酶基因的功能、调控机制以及其与高温胁迫响应相关的信号通路，揭示其在水稻抗高温适应性中的重要作用，为进一步改良水稻品种提供理论依据。
方法1. 文献调研首先，我们对已有的文献进行了广泛的调研，包括相关领域的综述、原创研究论文以及专利数据库等。
通过分析已有数据和观点，明确了本次研究的方向和目标，并确定了合适的实验方法。
2. 实验材料准备选择一种耐高温水稻品种作为实验材料，并进行种子处理、无菌培养等预实验准备工作。
确保实验材料的纯度和可比性。
3. 高温胁迫处理将水稻幼苗暴露在高温环境中，通过控制温度和处理时间来模拟高温胁迫条件。
同时，设置对照组进行对比分析。
4. 糖基转移酶基因表达分析采集高温胁迫处理后的水稻样品，并提取总RNA。
利用逆转录酶将RNA转录成cDNA，然后使用定量PCR或实时荧光定量PCR技术，测定糖基转移酶基因在不同处理条件下的表达水平。
5. 蛋白质组学分析采集高温胁迫处理后的水稻样品，并进行蛋白质提取和净化。
利用二维凝胶电泳技术分离蛋白质，并通过质谱仪进行鉴定和定量分析。
结合生物信息学方法，对差异表达的蛋白质进行功能注释和通路分析。
6. 生理指标测定测定高温胁迫处理后水稻样品的生理指标，包括叶绿素含量、叶片相对电导率、超氧化物歧化酶活性等。
通过比较不同处理组之间的差异，评估糖基转移酶基因参与高温胁迫响应的效果。
7. 数据分析与结果解读对实验获得的数据进行统计学分析和生物学解读，绘制图表展示结果。
通过对比不同组间的差异和趋势，验证糖基转移酶基因在水稻高温胁迫响应中的作用机制。
发现通过以上实验和分析，我们发现： 1. 糖基转移酶基因在水稻高温胁迫响应中呈现明显上调表达趋势。
2. 高温胁迫处理后，糖基转移酶基因过表达水稻叶片的生理指标较对照组有所改善。
水稻根系不同强度干旱胁迫下5个基因表达分析
水稻根系不同强度干旱胁迫下5个基因表达分析马廷臣;陈荣军;余蓉蓉;曾汉来;张端品【摘要】通过不同浓度的PEG处理,模拟不同强度的干旱胁迫,研究水稻幼苗根系中5个基因的表达情况,结果表明:不同强度干旱胁迫下,根系中各基因表达也各不相同,但是在轻度干旱和中等干旱胁迫下,主要以下调为主,少数表达上调,严重干旱胁迫下情况比较复杂,有基因以上调为主的(抗坏血酸过氧化物酶4基因、核内小RNA Z274基因、甲酸四氢叶酸连接酶基因),也有基因以下调为主的(木聚糖酶抑制子蛋白1前体基因),还有基因以上调为主,但是上调倍数不大,下调倍数很大(酸性内切几丁质酶基因);5个基因表达的日变化表现出6种类型,每种类型的日表达都是上下波动的;抗旱品种的水稻根系对不同强度的干旱可能采取不同的应对策略,对轻度干旱和中等干旱可能是减少不必要的能量和物质消耗,过度干旱、严重干旱胁迫下才调动大量抗逆相关物质,抵抗干旱的伤害.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2010(025)002【总页数】5页(P51-55)【关键词】Real-time;PCR;干旱胁迫;基因表达变化;根系【作者】马廷臣;陈荣军;余蓉蓉;曾汉来;张端品【作者单位】安徽省农业科学院,水稻研究所,安徽省水稻遗传育种重点实验室,国家水稻改良中心合肥分中心,安徽,合肥,230031;华中农业大学,作物遗传改良国家重点实验室,湖北,武汉,430070;中国科学院,亚热带农业生态研究所,湖南,长沙,410125;华中农业大学,作物遗传改良国家重点实验室,湖北,武汉,430070;华中农业大学,作物遗传改良国家重点实验室,湖北,武汉,430070;安徽省农业科学院,水稻研究所,安徽省水稻遗传育种重点实验室,国家水稻改良中心合肥分中心,安徽,合肥,230031;安徽省农业科学院,水稻研究所,安徽省水稻遗传育种重点实验室,国家水稻改良中心合肥分中心,安徽,合肥,230031【正文语种】中文【中图分类】S511.03干旱半干旱地区占世界总面积的36%，近年来随着淡水资源的匮乏，干旱的危害越来越严重[1]。
干旱胁迫下水稻转录因子表达变化
2.2 干旱胁迫下水稻品种转录因子表达变化 在干旱胁迫下， 水稻 Azucena、 Bala、 DK151、 IR64、 Vandana、 Zhonghua11 分 别 有 3117、 3549、 8204、 4607、 6961、 3958 个差异表达基因。分别对这些差异基因进 行转录因子分析， 发现 Azucena 中有 83 个转录因子的 表达活性有显著性差异， 分属于 14 个转录因子家族； Bala 中有 97 个转录因子的表达活性有显著性差异， 分 属于 16 个转录因子家族； DK151 中有 173 个转录因子 的表达活性有显著性差异 ， 分属于 19 个转录因子家 族。 IR64 中有 83 个转录因子的表达活性有显著性差 异， 分属于 17 个转录因子家族； Vandana 中有 135 个转
淮安市农业委员会， 江苏淮安 223001）
摘 要： 本研究是探索在干旱应激下水稻转录因子的变化及可能的调控机制。本研究整合 GEO 数据库 中关于水稻耐旱研究的基因芯片数据， 通过 TAC 软件对基因芯片数据分析筛选出差异基因， 利用在线 数据库 DAVID 6.8 和 Plant TF DB 筛选出相应的转录因子。敏感品种有 9 个转录因子表达方向一致 （同时 上调表达的有 7 个转录因子， 下调的有 2 个转录因子） ， 耐旱品种有 34 个转录因子表达方向一致 （同时上调 表达的有 23 个转录因子， 下调表达的有 11 个转录因子） 。敏感品种和耐旱品种间有 8 个表达方向一致的 重叠转录因子。干旱胁迫会显著影响转录因子的表达， 不同水稻品种中， 这些转录因子的表达既有较强 的品种特异性， 也有部分相似性。水稻可通过诱导和抑制转录因子的表达， 来提高自身抗旱能力。 关键词： 水稻； 敏感品种； 耐旱品种； 生物信息学分析； 转录因子 中图分类号： S511.03 文献标志码： A 论文编号： casb18100015
水稻OsMGD2和OsMGD3基因的功能鉴定及其对烟草耐低磷胁迫的影响
水稻OsMGD2和OsMGD3基因的功能鉴定及其对烟草耐低磷胁迫的影响席源;张梅娟;李莎莎;王灵龙;殷俐娜;王仕稳【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2024(44)5【摘要】【目的】单半乳糖甘油二酯合酶(MGD)是合成单半乳糖甘油二酯(MGDG)的关键酶,在植物响应低磷胁迫过程中起着重要作用。
为系统了解水稻OsMGD2和OsMGD3基因在低磷胁迫响应中的作用和功能。
【方法】用盆栽试验分析正常和低磷条件下野生型(SR1)、过表达OsMGD2和OsMGD3转基因烟草的生理响应及脂质组分的变化。
【结果】无论在正常还是低磷条件下,转基因与野生型烟草的磷含量无显著差异,但转基因烟草的生物量、叶绿素含量和光合能力均显著高于野生型。
转基因烟草在低磷胁迫下的磷脂(PL)含量、双半乳糖甘油二酯(DGDG)含量、DGDG与MGDG的比值和半乳糖脂(GL)与PL的比值均显著高于野生型烟草,且OsMGD3转基因烟草的脂质含量和比值均高于OsMGD2转基因烟草。
【结论】通过调控水稻OsMGD2/3基因表达,可提高植物低磷下的膜脂重塑能力,进而维持植物在低磷胁迫下较高的光合和生长能力,增加植物的低磷耐受性。
【总页数】13页(P716-728)【作者】席源;张梅娟;李莎莎;王灵龙;殷俐娜;王仕稳【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院;商洛学院生物医药与食品工程学院;西北农林科技大学农学院;中国科学院水利部水土保持研究所【正文语种】中文【中图分类】Q945.78;S511【相关文献】1.超表达水稻MGD基因(OsMGD)烟草植株的耐低磷胁迫能力2.钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米生长和磷吸收的影响3.低钾胁迫对耐低钾基因型杂交水稻呼吸代谢的影响4.低磷胁迫对不同磷效率基因型烟草苗期生长及生理特征的影响5.磷、砷双重胁迫对不同耐低磷水稻苗期生长及磷、砷吸收的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻双组分系统基因干旱胁迫表达谱分析
/zwxb/ E-mail: xbzw@
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.01628
摘 要: 利用全基因组表达芯片, 系统分析干旱胁迫条件下水稻双组分信号系统(two component system, TCS)相关基 因在其不同发育阶段、不同组织以及抗旱能力不同的株系中的表达谱变化特征。结果表明, 双组分信号系统基因在 干旱胁迫环境下的表达具明显的时空特异性, 表现为不同组织的 TCS 基因干旱胁迫表达谱差异较大, 而同一组织内 表达谱相似, 其中生殖生长期(幼穗分化期和孕穗期)两个叶片材料中 TCS 基因表达谱最为接近; 与细胞分裂素信号 传导负向调控相关的 A 型应答调控器在旱胁迫下表达下调, 而与 CK 信号传导正向调控相关的 B 型应答调控器呈现 明显上调趋势, 推测与干旱胁迫下 CK 信号传导增强有关, 同时乙烯受体基因在干旱胁迫环境下的表达下调, 从激素 间相互关系的角度更好地印证了上述推测; 与拟南芥细胞分裂素受体基因(AHK2、AHK3 和 AHK5)序列相似的磷酸感 应激酶基因 HK5 和 HK3 在干旱胁迫下表达上调, 与拟南芥中不依赖细胞分裂素的 AHK5 序列接近的 HK6 则表达下 调, 进一步验证上述推测; 干旱胁迫下抗旱能力不同的水稻株系其 TCS 基因表达谱没有明显差异, 推测 TCS 基因差 异表达可能源于对干旱胁迫反应, 而其表达对抗旱能力的增强还有待进一步研究。 关键词: 双组分信号系统; 干旱胁迫; 表达谱; 水稻
水稻TCS相关基因功能研究起步较晚。Jain等[9] 采用定量PCR的方法系统研究了A型RR基因在不同 器官中、不同外源激素处理以及不同环境胁迫下的 表达情况, 结果显示大部分RR基因受细胞分裂素 (cytokinin, CK)诱导表达, 同时OsRR6 在受到高盐、 缺水及低温胁迫时表达水平明显提高。而OsRR6 基 因的超表达研究发现其在CK的信号传导过程中起负 调控作用, 影响水稻植株的形态建成[10]。采用全基因 组表达谱分析策略研究水稻TCS所有基因在种子发 育不同时期的表达情况, 结果显示少量TCS基因在 胚及胚乳发育过程中特异性调控表达[11]。所有这些 研究结果表明, TCS基因广泛参与水稻发育生长调 控以及应对外界环境变化过程中的信号传导过程, 但全面系统地分析TCS基因在水稻应对干旱胁迫的 时空表达情况至今未见报道。本研究采用全基因组 表达谱分析方法, 对水稻抗旱基因导入系的TCS基 因在干旱胁迫环境下的时空表达情况进行详细分析,
水稻转录数据系统分析其对冷胁迫的响应和昼夜节律揭示与多种生物过程相关的分子网络
水稻转录数据系统分析其对冷胁迫的响应和昼夜节律揭示与多种生物过程相关的分子网络导读水稻（Oryza sativa L.）是一种主要的农作物，是大约50％的人口热量的主要来源，它对温度胁迫表现出各种生理反应，这些响应通过与内在生物钟的串扰进行灵活的适应。
然而，这种潜在的串扰的分子调控网络还知之甚少。
因此，作者进行了系统的转录组数据分析，以鉴定参与冷应激反应和昼夜节律模式的基因。
在这里，研究者首先确定冷调节基因，然后从这些基因中确定昼夜节律基因。
将冷反应性昼夜节律基因定义为CD基因。
通过KEGG和GO富集分析进一步分析了这些CD基因的功能特征，并进行了文献检索以鉴定功能特征性CD基因。
随后发现参与光合作用的光捕获复杂蛋白与串扰强烈相关。
此外，研究者构建了包含四个核心基因的蛋白质-蛋白质相互作用网络，并分析了Stay-Green（SGR）基因在调节与sgr突变体的串扰中的作用。
研究者预测这些发现将为理解作物对气候变化的环境胁迫响应提供新的见解。
实验设计结果1 利用Meta表达数据集对昼夜节律表达模式的冷胁迫响应基因进行全基因组鉴定为了系统分析未知的冷胁迫响应和昼夜节律的分子机制，研究者鉴定了响应冷胁迫和昼夜节律表达模式的候选基因（以下称为冷应答昼夜节律基因；CD基因）。
利用由干旱、盐、冷和淹水等四种非生物胁迫组成的元表达数据集，鉴定了水稻对冷胁迫反应特有的基因。
研究者鉴定出885和572个冷响应基因分别上调或下调至少2倍。
接下来，利用自然田间条件下水稻叶片的Agilent 44K芯片数据分析了这些基因的日表达模式，包括营养期、生殖期和成熟期，每个发育阶段每2天间隔2小时。
最后，分别鉴定了119个和346个CD上调/下调基因，昼夜节律表达模式如图1，这些基因被用于进一步的分析。
图1. 具有昼夜节律表达的冷调节基因的热图。
（A）鉴定到885个上调表达基因，其中有119个表现出昼夜节律。
（B）鉴定到572个下调表达基因，其中有346个表现出昼夜节律。
二化螟取食胁迫下的水稻转录组分析及相关基因OsHI-LOX的功能解析的开题报告
二化螟取食胁迫下的水稻转录组分析及相关基因OsHI-
LOX的功能解析的开题报告
一、研究背景和意义：
二化螟是水稻上常见的害虫之一，能够取食水稻幼苗的叶片、茎和穗部，导致水稻减产和甚至死亡。
目前，也有很多水稻品种已经被研发成具有较好的二化螟抗性，但是与普通品种相比其产量仍然存在一定的差距。
因此，对于二化螟的生物学特性及对水稻的危害机制进行深入研究，对于提高水稻的抗螟能力，提高水稻产量与质量具有重要的意义。
在此背景下，本研究旨在通过分析二化螟取食胁迫下的水稻转录组数据，筛选出与水稻抗蝼蚁性相关的差异表达基因，从而揭示水稻与二化螟的互作机制，为进一步研究水稻的防御反应及提高水稻品种的抗螟能力提供参考和依据。
二、研究内容和方法：
1. 分析二化螟取食胁迫下的水稻转录组数据，获取差异表达基因并进行注释和富集分析；
2. 对不同表达水平的差异基因进行功能分析，筛选出与水稻抗二化螟性相关的基因并进行验证；
3. 对于验证出的抗二化螟相关基因进行功能解析，探究其在水稻防御反应机制中的作用。
三、预期结果：
本研究将揭示二化螟取食胁迫下水稻转录组差异表达及相关基因的变化情况，通过生物信息学分析及功能验证，筛选出与水稻抗二化螟性相关的关键基因，为进一步研究水稻的抗螟能力和提高水稻产量与质量提供科学依据和理论基础。
同时，本研究结果有望为水稻抗其他昆虫害虫提供思路和方法，对于保障国家粮食安全具有重要意义。
水稻响应盐胁迫关键转录因子的鉴定
水稻响应盐胁迫关键转录因子的鉴定
张斌;杨昕霞
【期刊名称】《生物技术通报》
【年(卷),期】2022(38)3
【摘要】盐胁迫是影响水稻生产的重要非生物胁迫之一。
本研究以盐胁迫条件下的水稻转录组数据为材料,通过HTSeq和DESeq软件分析转录因子在转录组水平上的表达变化。
主要结果如下:水稻在盐胁迫1、3和6 h三个时间点共有26个相同的差异表达转录因子,通过蛋白互作筛选出14个基因组成的重要模块;重要模块基因GO分析主要富集在ATP结合功能、对胁迫反应的过程以及细胞质膜囊泡组分上,KEGG分析主要富集在内质网蛋白质加工和内吞作用的通路上;同时鉴定出受盐胁迫诱导表达的关键热激转录因子基因Os03g0745000和Os06g0553100。
推测这两个基因可能通过调控HSP70基因的转录表达,影响蛋白质折叠和组装,从而在水稻响应盐胁迫的过程中发挥作用。
该研究为后续进行水稻遗传改良提供了候选基因,对进一步认识耐盐机制提供科学启示。
【总页数】7页(P9-15)
【作者】张斌;杨昕霞
【作者单位】湖南科技学院湖南省银杏工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】S51
【相关文献】
1.水稻根系盐胁迫响应miRNA和tRF的鉴定
2.中国辣椒热胁迫转录因子的全基因组鉴定及热胁迫响应的初步分析
3.大豆GmWIN1-6转录因子的鉴定、表达分析及盐胁迫响应
4.水稻OsWRKY78转录因子响应盐胁迫的表达与功能研究
5.藜麦ZF-HD转录因子的全基因组鉴定及其对盐胁迫的响应分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻转录数据系统分析其对冷胁迫的响应和昼夜节律揭示与多种生物过程相关的分子网络
水稻转录数据系统分析其对冷胁迫的响应和昼夜节律揭示与多种生物过程相关的分子网络导读水稻（Oryza sativa L.）是一种主要的农作物，是大约50％的人口热量的主要来源，它对温度胁迫表现出各种生理反应，这些响应通过与内在生物钟的串扰进行灵活的适应。
然而，这种潜在的串扰的分子调控网络还知之甚少。
因此，作者进行了系统的转录组数据分析，以鉴定参与冷应激反应和昼夜节律模式的基因。
在这里，研究者首先确定冷调节基因，然后从这些基因中确定昼夜节律基因。
将冷反应性昼夜节律基因定义为CD基因。
通过KEGG和GO富集分析进一步分析了这些CD基因的功能特征，并进行了文献检索以鉴定功能特征性CD基因。
随后发现参与光合作用的光捕获复杂蛋白与串扰强烈相关。
此外，研究者构建了包含四个核心基因的蛋白质-蛋白质相互作用网络，并分析了Stay-Green（SGR）基因在调节与sgr突变体的串扰中的作用。
研究者预测这些发现将为理解作物对气候变化的环境胁迫响应提供新的见解。
实验设计结果1 利用Meta表达数据集对昼夜节律表达模式的冷胁迫响应基因进行全基因组鉴定为了系统分析未知的冷胁迫响应和昼夜节律的分子机制，研究者鉴定了响应冷胁迫和昼夜节律表达模式的候选基因（以下称为冷应答昼夜节律基因；CD基因）。
利用由干旱、盐、冷和淹水等四种非生物胁迫组成的元表达数据集，鉴定了水稻对冷胁迫反应特有的基因。
研究者鉴定出885和572个冷响应基因分别上调或下调至少2倍。
接下来，利用自然田间条件下水稻叶片的Agilent 44K芯片数据分析了这些基因的日表达模式，包括营养期、生殖期和成熟期，每个发育阶段每2天间隔2小时。
最后，分别鉴定了119个和346个CD上调/下调基因，昼夜节律表达模式如图1，这些基因被用于进一步的分析。
图1. 具有昼夜节律表达的冷调节基因的热图。
（A）鉴定到885个上调表达基因，其中有119个表现出昼夜节律。
（B）鉴定到572个下调表达基因，其中有346个表现出昼夜节律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ａ ｓ ｅ （ ＤＧ Ｄ） ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ ｒ ｉ ｃ ｅ
Ｐ ｅ ｎ ｇ Ｐ ｅ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ ｕ Ｌ ａ ｎ ｌ ａ ｎ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ， Ｒ ａ ｏ Ｌ ｉ ｑ ｕ ｎ ‘ ｒ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ １ ２ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｙ ｏ ｕ ｎ ｇ ｐ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｔ ６ － ７ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｖ ａ ｒ Ｏｒ ｙ ｚ ａ ｓ ａ ｔ ｉ ｖ ａ Ｎｉ ｐ ｐ ｏ ｎ ｂ ａ ｒ ｅ ９ ３ １ １ ａ ｎ ｄ Ｎ２ ２ ａ ｓ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ５
中图分类号 ：Ｑ ５ ５ ９ ． ３ ４ ４
Ｂｉ ｏ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ａ ｌ ａ ｃ ｔ ０ ｓ ｙ ｌ — ｄ ｉ ａ ｃ ｙ ｌ ｇ ｌ ｙ ｅ ｅ ｒ ｏ ｌ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｆ ｉ ｖ ｅ ｈ ｏ ｍｏ ｌ ｏ ｇ ｏ ｕ ｓ ｇ ｅ ｎ ｅ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ａ ｌ ａ ｃ ｔ ｏ ｓ ｙ ｌ — ｄ ｉ ａ ｃ ｙ ｉ ｇ ｌ ｙ ｃ ｅ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ａ ｓ ｅ （ Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ） ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ
彭澎 ，刘 兰兰 ，汪启 明’ ，饶 力群
（ 湖南农 业大学生物科 学技术学 院 ，湖南 长沙 ４ １ ０ １ ２ ８ ）
摘 要 ：利用比较基因组学方法获得 ５个水稻二半乳糖甘油酯合成酶（ Ｏ ｓ Ｄ Ｇ Ｄ ） 同源基因； 运用生物芯片分析，
发现 Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ 参与对热胁迫 和干旱胁迫 的应答 ；采用实 时定量 Ｐ Ｃ Ｒ技术 ，分析 ５ 个 Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ在热胁迫幼穗 ６～７
期 日本晴 、 ９ ３ ｌ １ 和Ｎ ２ ２ 水 稻剑 叶中的表 达特 征 ， 发现 Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ１ 、Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ２和 Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ３在耐热 品种 Ｎ２ ２中的表达
明显受到热胁 迫诱 导 ，由此 推测 ，Ｏ ｓ ＤＧ Ｄ可能参与 了水稻的耐热信号传导 。
关
键
词 ：水稻；热胁迫； 二半乳糖甘油酯合成酶； 生物信息学 ； 基因表达 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ７ — １ ０ ３ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ２ ３ ９ — ０ ６
Ｏｓ ＤＧＤ ｇ ｅ ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ Ｏｓ ＤＧＤ １ ， Ｏｓ ＤＧＤ２ ａ ｎ ｄ Ｏｓ ＤＧＤ３ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｎ２ ２ ｌ ｉ ｎ ｅ ． ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ — ｔ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ １ ． Ｂｙ ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ａ ｌ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｗｅ
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ３ ３ １ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｈ ａ ｕ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ０ ３ 投稿网址 ：ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｘ ｂ ． ｈ ｕ ｎ ａ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ａ
水稻二半乳糖甘 油酯合成酶 Ｄ ＧＤ响应 热胁迫 的 生物信息学和基 因表达分析
湖南 农业 大 学学 报（ 自然 科学 版） ２ ０ １ ５年 ６月 第 ４ １ 卷 第 ３期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｎ ａ ｎ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ） ， Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ５ ， ４ １ （ ３ ） ： ２ ３ ９ — ２ ４ ４