热激蛋白在蜡蚧轮枝菌中耐高温胁迫的作用分析开题报告
小麦耐热性鉴定及热激蛋白基因的克隆与表达分析的开题报告
小麦耐热性鉴定及热激蛋白基因的克隆与表达分析
的开题报告
一、研究背景
小麦是我国重要的粮食作物之一，但由于气候变化以及人类活动等因素，小麦种植地区温度逐渐升高，胁迫小麦的生长和产量。
小麦要适应高温胁迫，需要从生理和分子层面进行反应和调节，其中热激蛋白在这个过程中扮演着重要的角色。
因此，研究小麦的耐热性以及与之相关的热激蛋白基因是十分必要的。
二、研究目的
本研究的主要目的有以下两个方面：
1.通过小麦品种间的对比分析，筛选出耐热性较强的品种；
2.克隆小麦中参与耐热性的热激蛋白基因，分析其表达水平及调控机制。
三、研究内容与方法
1.小麦耐热性鉴定
将不同种植地区的小麦品种进行耐热性鉴定，通过叶片相对电导率和叶绿素荧光参数等生理指标对比分析，筛选出耐热性较强的品种。
2.基因克隆
从耐热性较强的小麦品种中提取总RNA，逆转录成cDNA，利用PCR技术克隆出热激蛋白基因。
将克隆出的基因进行测序，进行进一步的生物信息学分析。
3.基因表达分析
通过qRT-PCR技术分析热激蛋白基因在不同小麦品种及不同的高温处理条件下的表达水平。
同时，采用亚细胞定位技术分析热激蛋白的分布情况，探究其调控机制。
四、预期结果
本研究将筛选出耐热性较强的小麦品种，探究热激蛋白在小麦耐热性中的调控机制，为小麦品种的选育以及提高小麦的耐热性提供理论基础和参考。
热激蛋白在植物保护中的应用
热激蛋白在植物保护中的应用热激蛋白（heat shock protein）是一种在植物生长发育和环境逆境应答中起重要作用的蛋白质。
这些蛋白质在植物体内广泛存在，当植物遭受高温、低温、干旱、盐碱等胁迫时，它们通过一系列生化反应的调控和协同作用，起到保护和修复细胞膜结构和酶、蛋白质等生物分子的作用。
随着对植物生物学的深入研究，热激蛋白在植物保护中的应用也日益被重视，下面我们来谈一谈热激蛋白在植物保护中的应用。
1、作为分子指示符热激蛋白往往在环境逆境应答中会被积累并表达，因此，可以用热激蛋白来反映植物体内受到逆境的程度。
例如，可以测定不同种植物的热激蛋白的表达程度和变化趋势，以反映植物的逆境耐受程度。
此外，可以利用在不同植物器官中热激蛋白的表达，来评价不同部位的受逆境的能力。
这种方法有助于对新品种和改良品种在环境逆境下的适应性进行评估，从而为选育逆境耐受性优良的品种提供基础数据。
2、作为启动因子热激蛋白在环境逆境下也起到启动调节其他逆境应答蛋白表达的作用。
比如，在高温胁迫下，大豆中HSP70可以启动调节丙二醛代谢合成的两个蛋白AccDH和MDH的表达，并促进其积累，从而保护细胞膜脂质的稳定；在干旱胁迫下，热激蛋白可以启动表达醣类前体、解糖酶和醣原酸等蛋白，促进产糖途径的通路反应，维护植株的正常代谢过程和生长发育。
3、作为信号转导分子热激蛋白还可以作为信号转导分子，参与对逆境胁迫的响应，从而调控细胞内Ca2+离子的浓度和其他信号转导通路的运作。
例如，HSP90可以作为分子伴侣，与许多生长素、激素和逆境应答蛋白结合，调节它们的反应和积累；而HSP70则可以与具有许多新生蛋白质、质差蛋白质的氨基末端结合，从而防止其在系统中的异常积累。
这些参与离子通道、转运蛋白、激素信号等的逆境响应途径的蛋白，都与热激蛋白结合来响应环境的逆境刺激，从而促进植物适应。
4、作为植物生长调节剂热激蛋白不仅可以作为保护蛋白，还可以作为植物生长调节剂。
高温胁迫对小麦几个生理生化指标及热激蛋白的影响的开题报告
高温胁迫对小麦几个生理生化指标及热激蛋白的影响的开
题报告
一、研究背景
近年来，全球气候变化日益严重，高温胁迫对粮食作物产量和品质的影响越来越受到关注。
小麦作为世界上最主要的粮食作物之一，在高温环境下生长发育异常，导
致严重的减产。
因此，研究高温胁迫对小麦生理生化指标以及热激蛋白的影响，有助
于了解小麦在高温环境下的生长适应机制，并为小麦的调控提供科学依据。
二、主要研究内容和方法
1. 研究内容
本研究主要包括以下内容：
（1）高温胁迫对小麦生理生化指标的影响：包括叶绿素含量、相对电导率、MDA含量、抗氧化酶活性等指标。
（2）高温胁迫对小麦热激蛋白的表达及功能的影响：研究高温胁迫后小麦中HSP70和HSP90的表达情况，并通过激活和抑制HSP70和HSP90的功能，探究其对
小麦高温胁迫的响应机制。
2. 研究方法
（1）小麦种植和高温胁迫处理：采用小麦品种冬小麦杂交二代F6作为研究对象，在小麦生长的不同生育期，对其进行高温胁迫处理，包括一定的高温温度和持续时间。
（2）生理生化指标的测定：收取高温胁迫后的小麦植株，进行叶绿素含量、相
对电导率、MDA含量、抗氧化酶活性等指标的测定。
（3）HSP70和HSP90的表达及功能的研究：采用Western blot技术检测小麦中HSP70和HSP90的表达情况，并通过利用HSP70和HSP90激活和抑制剂，探究其对
小麦高温胁迫的响应机制。
三、研究意义
本研究将深入探究小麦在高温胁迫条件下的生长适应机制，并揭示小麦中HSP70和HSP90在高温条件下参与的响应机制，对于揭示小麦高温耐受机制、提高小麦高温抗性、保障粮食安全具有重要的理论意义和实践意义。
热激蛋白与昆虫的耐热性关系研究进展
命 活 动 即会 受 到严 重影 响 ， 至引起 发 育异 常乃 甚
至死亡 。对 于 不 同种类 的昆虫 来说 ， 耐热 性 的 其
昆虫是 变 温动 物 ， 保持 和 调节 体 温 的能力 不 强 ，且 环境 温 度 直 接 决定 着 昆虫 体 温 的 高低 变
虫 对 高 温胁 迫 的耐受 性 及 其 机 理 已经成 为近 年
来 昆虫学 研究 领域 中深 受重 视 的问题 。 已有 的研 究结 果 表 明 ， 昆虫 的热 胁迫 耐受 能
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｉｄ ｃｉｎｏ ｅ ｔ ｈ ｃ ｒｔｉｓ（ Ｐ ） ｓ ｎ ｆｈ ｓ ｏｔｎ ｃ ａ ｉ ｓｃ ｅｔ ａｄｎ ｓａ ｄ ｓｒ ｃ ：ｈ ｕ ｔ ｆ ａ ｏ ｋｐｏｅｎ ＨＳ ｓ ｉ ｅｏ ｅｍｏ ｔｍｐ ｒａ ｔ ｎ ｏ ｈ ｓ ｏ ｔ ｉ ｍｅ ｈ ｎｓ ｉ ｉ ｅｔ ａ ｒｉｅ ｎ ｍｓ ｎ ｎ ｈ ｈ
热 激 蛋 白与 昆 虫 的 耐 热 性 关 系研 究进 展
韩 政 ， 龙 龙 ， 赵 陈 光 ， 瑞 燕 马
（ 山西农业 大学农学 院， 山西 太谷 ０ ０ ０ ） ３ ８ １
摘
要： 热激蛋 白的诱 导表 达是 昆虫机体抵抗高温胁迫 的重要形式之一 ， 昆虫的抗逆反应 中起 着 能 够 耐受较 高 的温 度胁 迫 ， 高于其 正 常 生长 温度 较 多 的条 件 下仍 能 正 在
化， 进而决定着其生命过程 的特点 、 趋向和水平 。 因此 ， 环境温 度 是影 响 昆虫 生命 活 动 的重要 因素
植物热激蛋白在非生物胁迫响应中的研究进展
植物热激蛋白在非生物胁迫响应中的研究进展作者：刘骕骦等来源：《广东蚕业》 2020年第4期DOI：10.3969/j.issn.2095-1205.2020.04.13刘骕骦刘燕敏李阳（湖州师范学院浙江湖州 313000）基金项目：金属硫蛋白GmMT4 参与高温高湿胁迫下春大豆种子活力形成的机制（NO：LQ20C130003）浙江省自然科学基金/探索项目作者简介：刘骕骦(1990- )，男，汉族，黑龙江绥化人，博士研究生，讲师，研究方向：种子学、植物耐逆分子生物学。
通讯作者：刘骕骦]摘要非生物胁迫作用会通过改变植物细胞内蛋白质的构象从而影响植物的正常生长过程。
热激蛋白是植物体内负责折叠、组装、转运和降解蛋白质的结构，其在受到胁迫后会促进蛋白质复兴，让蛋白质逐渐恢复正常形态，保障植物的正常生长。
文章从热激蛋白的相关理论出发，探讨了热激蛋白的生物学功能，分析了热激蛋白与其他应激反应机制的相互作用。
关键词植物热激蛋白；非生物胁迫；分子伴侣中图分类号:Q945.78 文献标识码:A 文章编号:2095-1205(2020)04-25-02非生物胁迫是指在非生物条件下影响植物生长的作用，如干旱、高低温以及重金属离子等。
非生物胁迫在植物的每一生长阶段有不同的消极影响，进而导致植物生长受阻，影响农作物的产量。
现阶段最为常见的非生物胁迫如自然灾害、农药和化肥的过度使用、工业废料的任意排放等，为了保障农作物的产出，增强植物对非生物胁迫的耐受性非常关键。
植物热激蛋白即植物Hsps，是普遍存在于植物体内的物质，当植物受到非生物胁迫时，热激蛋白会被激活并在短时间内产生大量一类蛋白质，进而让结构受损的蛋白质重新恢复正常构象。
当然除了植物之外，其他生物体内或多或少也会存在热激蛋白。
总的来说，植物热激蛋白种类繁多，在抗旱耐寒、抗盐碱等方面的作用突出，研究植物热激蛋白在非生物胁迫响应具有一定的理论价值与现实意义。
1 热激蛋白概述热激蛋白最早于20世纪60年代被发现，学者Tissieres将果蝇唾液腺当中因受热而合成的蛋白质命名为热激蛋白。
环境胁迫因子对杀虫真菌蜡蚧轮枝菌VL18的影响
环境胁迫因子对杀虫真菌蜡蚧轮枝菌VL18的影响谷祖敏;陈思;韩金栋;李修伟;周飞【摘要】The effect of high temperature, ultraviolet radiation, agrochemicals and NaCl on the entomophagous fungus Verticillium lecanii VL18 was studied with spores germination method and mycelium growth rate method. The results showed that high temperature inhibited spores germination of VL18 at different degrees. There was almost not effect at 32℃, but after treated for 60 minutes at 48℃ the inhibition rate of spores germination was 86.6%. The ultraviolet radiation suppressed the spores germination, moreover the inhibitory action of 254nm was bigger than that of 365nm. Among tested 9 agrochemicals the inhibitory action of fungicides was the highest, followed by insectcides and foliage fertilizer was the last one. The NaCl suppressed the mycelium growth and the spores germination of VL18, the inhibition rate of mycelium growth and spores germination was 35.09% and 59.82% respectively.%采用孢子萌发法和菌丝生长速率法考察高温、紫外线、农用化学品和盐胁迫因子对杀虫真菌蜡蚧轮枝菌VL18的影响。
植物免疫反应中热激蛋白的调控机制研究
植物免疫反应中热激蛋白的调控机制研究植物作为生物界中最广泛存在的一类生物，一直以来都需要与各种各样的病毒、细菌等微生物进行斗争。
这种斗争包括两种，一种是植物进化的体系自身所形成的抗病性，另一种是外部介入的生物化学物质所起到的调控作用。
其中，热激蛋白是调控植物免疫反应的重要蛋白质之一。
热激蛋白是一个非常广泛的概念，它包括了多种在细胞内起到抗氧化作用的蛋白。
这些蛋白在细胞内的分布范围非常广泛，包括细胞核、细胞质、线粒体、叶绿体等多个位置。
在植物免疫反应中，热激蛋白的调控机制一直以来备受关注。
热激蛋白的调控机制主要包括两个方面：其一是通过转录因子的激活来调控热激蛋白的表达，其二是通过蛋白酶的调控来影响热激蛋白的折叠和功能。
对于热激蛋白的调控机制的研究，最早是在动物细胞中进行的。
随着分子生物学和细胞生物学的发展，人们对热激蛋白在植物中的调控机制也逐渐有了更深入的了解。
研究表明，热激蛋白的表达是受到多种因素的影响的，其中包括环境温度、光照强度、荷尔蒙等多种因素。
这些因素可以通过不同的途径来影响热激蛋白的表达，从而影响植物细胞的抗氧化能力。
热激蛋白的表达在植物免疫反应中的作用非常重要。
这一点可以从其在多种生物过程中的作用来得知。
例如，在植物受到反刍动物攻击时，虫口渗出的唾液中会含有多种蛋白质，其中一些蛋白质能够诱导植物细胞产生热激蛋白，从而增强植物细胞的抵抗能力。
此外，研究表明，在植物受到病毒侵害时，热激蛋白的表达水平也会有所改变，进一步证明了热激蛋白在植物免疫反应中的重要性。
研究表明，在植物细胞中，热激蛋白的调控机制不仅涉及到其本身的表达，还包括了它的下游效应。
这些下游效应可以是通过热激蛋白与其他蛋白质的相互作用产生的，也可以是通过一系列的信号分子传递和激活产生的。
除了上述的调控机制，研究人员还在尝试着寻找其他可以调控热激蛋白表达的因素。
例如，一些化合物如某些抗生素、脂质等，也能通过调控热激蛋白的表达来影响植物细胞的生长和抗病能力。
小麦苗期热胁迫响应基因TaCDPK和TaPK的功能鉴定的开题报告
小麦苗期热胁迫响应基因TaCDPK和TaPK的功能
鉴定的开题报告
一、研究背景和意义
热胁迫是影响农作物生产和发展的主要因素之一，严重影响着小麦的生长和产量。
热胁迫会导致小麦叶片和根系的细胞膜脂质过度氧化和电解质渗漏以及激活相应热休克蛋白基因的表达，从而保护小麦细胞。
植物细胞在热胁迫条件下的适应机制涉及多种信号途径，其中Ca2+信号途径被广泛认为是一种重要的响应机制。
Ca2+依赖蛋白激酶（CDPK）和蛋白激酶（PK）在植物细胞的Ca2+信号途径中扮演着重要的角色，可以调节植物抗热能力的表现和热休克蛋白基因的表达。
因此，研究小麦苗期热胁迫中TaCDPK和TaPK的功能鉴定对于揭示小麦抗热机制具有重要的意义。
二、研究内容和方法
本研究将利用外源 Ca2+ 信号剂（CaCl2）暴露小麦幼苗，并分别纯化 TaCDPK 和 TaPK 蛋白，然后采用荧光标记技术观察并测定活性酶，比较其在高温条件下的表达水平和活性酶水平，以及大量热休克蛋白基因 HSP70 和 APX 的表达情况，以探究TaCDPK和TaPK在小麦幼苗在热胁迫条件下的功能及其作用机制。
三、研究预期成果
通过研究小麦苗期热胁迫响应基因 TaCDPK和TaPK的功能鉴定，我们期望能够揭示小麦抗热机制，并为小麦的热胁迫防治提供新的理论和实验基础。
同时，本研究也有望为其他作物的研究提供借鉴和启示。
高温胁迫对条斑紫菜丝状体生理影响及Hsp70基因的克隆和表达的开题报告
高温胁迫对条斑紫菜丝状体生理影响及Hsp70基因的克隆和表达的开题报告1. 研究背景和意义条斑紫菜是一种重要的海藻资源，广泛分布于中国沿海海域。
由于全球气候变暖，海水温度不断升高，条斑紫菜的生长环境遭受了严重威胁，高温胁迫已成为影响其生长和生理的主要因素之一。
因此，了解高温胁迫对条斑紫菜的影响，揭示其耐受机制，对保护和合理利用条斑紫菜资源具有重要意义。
2. 研究内容和目的本研究将以条斑紫菜为对象，通过高温胁迫处理，研究其生长发育、生理代谢和Hsp70基因表达的变化情况，并利用PCR技术克隆Hsp70基因，以探究其在高温胁迫中的生理作用。
具体研究内容包括：（1）高温胁迫处理下条斑紫菜的生物学特性变化；（2）高温胁迫处理下条斑紫菜叶绿素、蛋白质和抗氧化酶活性的变化；（3）对条斑紫菜中Hsp70基因的克隆和定量分析；（4）高温胁迫处理下Hsp70基因表达的变化和生理作用？3. 研究方法和技术路线（1）样品处理：将条斑紫菜幼苗在不同温度条件下生长，如：常温（20℃）、中温（25℃）、高温（30℃）等；（2）生长发育特性分析：观察不同温度处理下条斑紫菜的生长速率、根长、茎长等参数；（3）生理代谢物分析：采用显微镜和光谱法等检测叶绿素含量、蛋白质含量和抗氧化酶活性等参数；（4）Hsp70基因克隆和表达分析：通过PCR技术克隆条斑紫菜Hsp70基因，采用qPCR技术定量分析其表达量，同时进行Western blot检测和功能验证。
4. 预期结果和意义预计通过本研究，可以探究高温胁迫下条斑紫菜的响应机制，特别是Hsp70基因在其中的作用机理，进一步揭示条斑紫菜的适应性机制。
同时本研究可为条斑紫菜的保护和合理利用提供理论依据和参考，促进海藻资源的可持续发展。
热敏感性蛋白在胁迫逆境中的作用
热敏感性蛋白在胁迫逆境中的作用随着全球气候变化的日益严重，植物面临着更加严峻的气候条件，如高温、旱灾等，这些环境压力对植物整体生长发育产生了不利影响。
植物内部的代谢途径和生物学过程都面临着困难，需要调整以应对这些逆境。
在植物的逆境响应机制中，热敏感性蛋白起着重要作用。
热敏感性蛋白指的是在高温胁迫逆境下发生调节性表达的蛋白质。
这些蛋白具有多种功能，主要包括承担蛋白质翻译后的修饰、前体蛋白的分解、转录水平的调节和减少蛋白质的损害等。
热敏感性蛋白与快速适应植物的温度变化相关。
正常情况下，植物体内的酶会受到氧化磷酸化修饰，热敏感性蛋白参与酶的解除修饰，从而保证酶功能在高温条件下的稳定性。
热敏感性蛋白还可以参与蛋白酶体的生长和凋亡调节，促进植物的自我修复和自我保护机制。
在生长阶段中，热敏感性蛋白可以作为信号转导通路的组成部分，参与植物细胞生长和分化。
然而，热敏感性蛋白的功能也存在一定限制。
当高温胁迫逆境持续较长时间时，热敏感性蛋白会进一步受到损伤，从而限制蛋白酶体的生长和凋亡调节作用，影响植物的生长发育进程。
此外，在胁迫逆境中，热敏感性蛋白的表达模式也存在一定异质性。
如在响应高温胁迫逆境时，不同的热敏感性蛋白的表达量和表达时间也会存在差异，这表明植物逆境响应机制中存在复杂的反馈调节机制。
针对上述限制，植物可以通过支持热敏感性蛋白的正常功能和提高逆境响应机制的能力来应对高温胁迫。
以防范万一，现代农业领域可以更多地使用生物技术来提高植物的逆境抗性，为全球气候变化带来的风险发展解决方案，并创造可持续农业革命的可能性。
总的来说，热敏感性蛋白在植物的逆境响应机制中起着至关重要的作用。
它不仅可以保护蛋白酶体的正常生长和凋亡调节，还可以促进植物的自我修复和自我保护机制，为植物的正常生长发育奠定了基础。
随着气候条件的变化，关于热敏感性蛋白的深入研究和应用前景也越来越受到农业科学家和生物学家的关注。
植物对高温胁迫的生理与分子响应机制研究
植物对高温胁迫的生理与分子响应机制研究随着气候变暖，高温对植物的生长和发育造成了越来越严重的威胁。
因此，对植物对高温胁迫的生理与分子响应机制进行研究，对于促进作物适应高温环境、提高作物产量意义重大。
在高温胁迫下，植物的生长受到了很大影响，主要表现为减缓生长速度、叶片卷曲、叶片变黄等现象。
为了抵御高温胁迫，植物会通过一系列生理响应来适应环境变化。
其中最重要的是激活抗氧化系统，减少高温对植物细胞的氧化损伤。
植物产生一些抗氧化剂来抵抗高温胁迫，如类胡萝卜素、抗坏血酸等。
同时，植物会增加保护酶的活性，如超氧化物歧化酶、过氧化物酶等，从而减少氧化损伤对植物细胞的影响。
此外，植物还会通过调整激素水平、调节根系吸收和利用养分等方式来适应高温胁迫。
除了生理响应外，植物还会通过分子响应来适应高温环境。
高温会导致核酸、蛋白质和细胞膜等分子结构发生改变，因此，植物需要调整基因表达，协调各个代谢途径的运转。
研究表明，高温会引起一系列信号通路的激活，如磷酸化信号、拟南芥RAPTOR蛋白、葡萄糖调节蛋白等通路。
这些通路会影响植物的基因表达，调节长时基因表达、甲基化等过程，推动植物的适应过程。
与此同时，研究人员也发现了一些与高温胁迫有关的基因。
这些基因可以调控植物的生长和发育，如DREB转录因子、HSP热休克蛋白、LEA蛋白等。
这些基因受到高温胁迫的刺激后，会发生表达改变，以适应环境变化。
通过研究这些基因的表达和调控，可以深入理解植物对高温胁迫的生理与分子响应机制，为培育抗高温品种提供重要的理论基础。
除了基因的表达外，高温胁迫还会影响RNA的转录和后转录水平。
研究表明，高温会导致蛋白质合成的寿命变短，同时通过mRNA的去氧核糖核酸内切酶降解进一步促进RNA降解。
在高温环境下，植物需要提高RNA合成的速率，同时降低RNA降解的速率，以维持细胞正常功能。
这些生理响应机制和分子机制的研究，对于掌握植物对高温胁迫的应对机制、培育高温抗性品种具有重要的意义。
植物适应高温环境的分子机制研究
植物适应高温环境的分子机制研究植物作为自然界的重要组成部分，经常面临各种环境压力，其中高温环境是植物生长和发育过程中最常见的压力之一。
在高温条件下，植物遭受的热量胁迫会导致其生理代谢异常，从而影响植物的生长和产量。
然而，长期以来，科学家们一直致力于探索植物在高温环境中如何适应并生存下来的分子机制。
一、热休克蛋白系统热休克蛋白（Heat Shock Protein，HSP）是植物在高温逆境中最重要的保护机制之一。
热休克蛋白系统是一种高度保守的分子机制，在植物细胞中广泛存在，可以通过调节植物的生理代谢过程来应对高温环境的挑战。
其中，热休克蛋白70（HSP70）和热休克蛋白90（HSP90）被认为是高温胁迫下表达量显著增加的重要蛋白。
二、抗氧化系统高温环境会引发植物细胞内过量氧自由基的产生，从而破坏细胞膜结构和DNA等重要分子。
为了应对这一挑战，植物进化出了一套抗氧化系统，包括超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）和抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase，APX）等。
这些酶可以促进氧自由基的转化和清除，保护植物细胞的结构和功能完整。
三、膜脂调节高温胁迫下，植物膜脂的组成和结构会发生改变，进而影响细胞膜的完整性和通透性。
为了应对高温环境的压力，植物通过改变膜脂组分的含量和饱和度来维持细胞膜的稳定性。
研究发现，富含不饱和脂肪酸的膜脂可以提高植物对高温胁迫的耐受性，并保护细胞膜的完整性。
四、蛋白质合成和降解高温环境对植物蛋白质的合成和降解都会产生影响。
在高温条件下，植物细胞会通过增加翻译后修饰和降解蛋白质的速率来调节蛋白质的水平。
同时，植物还可以通过促进蛋白酶体的生成和调控，在高温环境下降解异常或受损的蛋白质，从而提高细胞对高温的适应能力。
总结起来，植物适应高温环境的分子机制是一个多方面、复杂的过程。
热休克蛋白系统、抗氧化系统、膜脂调节以及蛋白质合成和降解等因素都起着重要的作用。
2株蜡蚧轮枝菌耐热性差异分析
第３７卷第５期２０１８年㊀９月华㊀中㊀农㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报J o u r n a l o fH u a z h o n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t yV o l ．３７㊀N o ．５S e p．２０１８,４０~４４收稿日期:２０１８Ｇ０４Ｇ２０基金项目:辽宁省自然科学基金项目(２０１４０２７００８)谷祖敏,博士,副教授．研究方向:生物农药．E Ｇm a i l :gu z u m i n １２１２＠１６３．c o m 2株蜡蚧轮枝菌耐热性差异分析谷祖敏㊀戈婉儿㊀纪明山沈阳农业大学植物保护学院,沈阳１１０８６６摘要㊀采用菌丝生长速率法和孢子萌发法比较蜡蚧轮枝菌不同菌株V L １７和V L １８菌株菌丝和分生孢子耐热性的差异,喷雾接菌法测定两菌株高温胁迫下的杀蚜毒力,q P C R 法研究高温胁迫后热激蛋白s H s p 和H s p ７０基因的表达量,初步探索热激蛋白抗高温胁迫的作用机制.结果显示,V L １８菌株菌丝和分生孢子对高温的耐受性显著好于V L １７菌株,３４ħ时V L １８菌株的菌落直径比V L １７大６３．１６％,３７ħ时V L １８分生孢子萌发率比V L １７高１０３％;温度高于３１ħ时两者的杀蚜活性差异显著,３７ħ时V L １８对蚜虫的校正死亡率比V L １７高１６６．６７％;４２ħ时胁迫相同时间,V L １８的s H s p 和H s p ７０基因表达量均高于V L １７,胁迫１２０m i n 时V L １８的H s p ７０和s H s p 基因表达量分别是V L １７的１６．９７倍和６３．７４倍.两菌株s H s p 基因的表达量均明显高于H s p７０基因.通过比较分析认为小分子热激蛋白s H s p 对蜡蚧轮枝菌抗高温胁迫起重要作用.关键词㊀蜡蚧轮枝菌;高温胁迫;热激蛋白中图分类号㊀S４７６．１２㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀１０００Ｇ２４２１(２０１８)０５Ｇ００４０Ｇ０５㊀㊀蜡蚧轮枝菌(L e c a n i c i l l i u ml e c a n i i )是一种重要昆虫病原真菌[１Ｇ２],能寄生于同翅目㊁鳞翅目㊁缨翅目等昆虫,用于防治温室蔬菜及花卉上的一些害虫如白粉虱㊁蚜虫㊁蓟马㊁线虫等[３Ｇ６].英国最早对蜡蚧轮枝菌的制剂进行登记注册,由此开始蜡蚧轮枝菌的商品化进程[７].菌株对高温的耐受力是影响活体真菌制剂稳定性的重要因素之一.环境温度直接影响活体真菌制剂的生产加工㊁货架期和田间杀虫效果[８].生物体受到外界高温胁迫时,会通过开启某些基因的表达来应对胁迫,减少损害,维持基本生理代谢水平.其中,最显著的变化是合成热激蛋白(h e a t s h o c k p r o t e i n ,H s p )[９].国内外对热激蛋白的研究大多集中在昆虫和植物方面[１０Ｇ１１],关于虫生真菌方面只有少量研究,如球孢白僵菌H s p７０基因[１２Ｇ１３].笔者在比较蜡蚧轮枝菌V L １７㊁V L １８菌株的菌丝㊁分生孢子以及杀蚜活性对高温耐受性差异的基础上,进而比较两菌株高温胁迫后s H s p 和H s p７０基因表达量的差异,分析热激蛋白与蜡蚧轮枝菌耐热的相关性,探索热激蛋白在蜡蚧轮枝菌抗高温胁迫中的作用.1㊀材料与方法1.1㊀供试菌株蜡蚧轮枝菌V L １７,分离自辽宁新民罹病桃蚜(M yz u s p e r s i c a e );V L １８分离自湖北武汉烟粉虱(B e m i s i a t a b a c i ).1.2㊀供试培养基P D A 培养基,用于扩繁培养蜡蚧轮枝菌.1.3㊀供试昆虫萝卜蚜(L i p a p h i s e r ys i m i ),采自沈阳农业大学后山大棚甘蓝(B r a s s i c ao l e r a c e a L ．),室内饲养１周后用于生测.1.4㊀蜡蚧轮枝菌孢子悬浮液的制备将蜡蚧轮枝菌V L １７和V L １８菌株活化后,接于P D A 培养基中央,２５ħ培养１４d ,加入含０．５％吐温８０的无菌水５m L ,轻轻刮下培养基表面的孢子和菌丝,用双层纱布过滤除去菌丝,获得蜡蚧轮枝菌V L １７和V L １８的孢子悬浮液.1.5㊀蜡蚧轮枝菌菌丝耐热性的测试分别取直径５mm 的蜡蚧轮枝菌V L １７和V L １８菌饼,接入P D A 平板中央,分别置于２５㊁２８㊁㊀第５期谷祖敏等:２株蜡蚧轮枝菌耐热性差异分析㊀３１㊁３４和３７ħ培养箱中,每个处理３次重复.１０d 后测量菌落直径.比较相同温度下两菌株菌落直径的差异.1.6㊀蜡蚧轮枝菌分生孢子耐热性的测试分别取２０μL蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８的孢子悬浮液滴于凹玻片上,然后将其置于２５㊁２８㊁３１㊁３４和３７ħ培养箱中保温保湿培养,２４h后调查萌发孢子数,统计孢子萌发率,每个处理３次重复.比较相同温度下两菌株分生孢子萌发率的差异. 1.7㊀不同温度下蜡蚧轮枝菌杀蚜活性的测定将蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８的孢子悬浮液稀释到１ˑ１０６/m L,挑选长势一致的２龄若蚜,每个处理３０头,喷雾接菌后转移到新鲜甘蓝叶片上,分别置于２５㊁２８㊁３１㊁３４及３７ħ的培养箱中.７d后调查死亡虫数,死亡试虫通过保湿培养验证是否为蜡蚧轮枝菌感染,比较相同温度下两菌株杀蚜毒力的差异.1.8㊀蜡蚧轮枝菌VL17和VL18高温胁迫后热激蛋白基因表达量的比较㊀㊀蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８两个菌株经４２ħ热激１５㊁３０㊁６０㊁１２０m i n后进行R N A抽提,以R N A 为模板反应合成c D N A,引物设计如表１所示, G A P D H作为内参基因,用于实时定量P C R.P C R 反应体系:５μL M a s t e rM i x,０．５μL模板D N A,０．１μL引物,加d d H２O至１０μL.P C R扩增条件参照T a K a R a公司P r i m e S c r i p t R TＧP C RK i t试剂盒说明书.采用２－әәC T方法评价目的基因的相对表达量.表１㊀q P C R所使用的引物及序列T a b l e１㊀P r i m e r s u s e d f o r q P C R引物名称P r i m e r n a m e序列P r i m e r s e q u e n c e引物类型P r i m e r t y p eR JＧG A P D HＧF C C C C A A A C A C C T C A T C C T C A定量P C R内参引物E n d o g e n o u s r e f e r e n c e g e n e s p r i m e r R JＧG A P D HＧR A T G C C A A C C T T G A C G G G A GH s p７０F C C T C T G T G C G T C C A T G A A A T C H s p７０定量P C R引物P C R p r i m e r f o r H s p７０H s p７０R G C C A T T G C T G C T A T C C A C T C As H s p F T G A C G C A A A A G A A C A C G A C G s H s p定量P C R引物P C R p r i m e r f o r s H s ps H s p R T C T C A A G C C C T G C T G G A A A G1.9㊀统计方法数据结果采用S P S S软件进行方差分析,以D u n c a n s新复极差法进行显著性检验,以P＜０．０５表示具有显著性差异.2㊀结果与分析2.1㊀蜡蚧轮枝菌VL17和VL18菌丝耐热性比较由表２可知,蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８菌株在２５~２８ħ生长速度较快,菌落直径较大,随温度升高生长速度减慢,当温度达到３７ħ,菌丝均基本停止生长,菌落直径为原始菌饼直径.两者菌丝对高温的耐受性明显不同.２５ħ时两菌株菌落直径不存在显著差异.２８~３４ħ,V L１８菌株的菌落直径显著大于V L１７菌株,说明蜡蚧轮枝菌V L１８菌丝比V L１７耐热性更好,而且随温度升高耐热性差异越明显.２８ħV L１８菌株的菌落直径比V L１７菌株大９．２５％,温度升高至３４ħ,V L１８菌株的菌落直径比V L１７菌株大６３．１６％.表２㊀V L１７和V L１８菌株不同温度下的菌落直径T a b l e２㊀C o l o n y d i a m e t e r o fV L１７a n dV L１８u n d e r d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e温度/ħT e m p e r a t u r e菌落直径/c m C o l o n y d i a m e t e rV L１７V L１８增长率/％I n c r e a s i n g r a t e２５４．１０ʃ０．０８a４．２７ʃ０．１０a４．１５２８２．９２ʃ０．０７b３．１９ʃ０．２１a９．２５３１１．０８ʃ０．１０b１．４２ʃ０．０６a３１．４８３４０．５７ʃ０．０４b０．９３ʃ０．０６a６３．１６３７０．５０ʃ０．０１a０．５０ʃ０．００a０．００㊀注:同行数据后标不同字母表示经D u n c a n s新复极差法检验在５％水平差异显著.下同.N o t e:D i f f e r e n t l e t t e r s i nt h e s a m el i n e s h o ws i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e a t５％l e v e l b y D u n c a n sm u l t i p l er a n g e t e s t．T h e s a m e a s f o l l o w s．2.2㊀蜡蚧轮枝菌VL17和VL18分生孢子耐热性比较㊀㊀由表３可知,２５~３７ħ范围内,蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８菌株的分生孢子均能萌发,２５~２８ħ萌发率较高,随温度升高,孢子萌发率下降.和V L１７菌株相比,蜡蚧轮枝菌V L１８菌株的分生１４㊀㊀华中农业大学学报第３７卷㊀孢子更耐高温,在温度超过３１ħ时孢子萌发率显著高于V L１７菌株,温度越高,差异越显著.３７ħV L１８菌株分生孢子萌发率比V L１７菌株高１０３％.表３㊀V L１７和V L１８菌株不同温度下的孢子萌发率T a b l e３㊀C o n i d i a g e r m i n a t i o n r a t e o fV L１７a n dV L１８u n d e r d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e％温度/ħT e m p e r a t u r e孢子萌发率C o n i d i a g e r m i n a t i o n r a t eV L１７V L１８增长率I n c r e a s i n g r a t e２５８７．６８ʃ２．０８a８９．７１ʃ１．６９a２．３２２８８９．２６ʃ２．４９a９１．８３ʃ１．９８a２．８８３１７０．９３ʃ３．９９b８３．５４ʃ２．７７a１７．７８３４４２．４７ʃ１．７４b５６．２５ʃ２．７１a３２．４５３７１７．３５ʃ３．０５b３５．２２ʃ０．９７a１０３．００2.3㊀蜡蚧轮枝菌VL17和VL18不同温度下杀蚜活性的比较㊀㊀由表４可知,蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８在不同温度下对蚜虫的毒力不同,２８ħ时两菌株的杀蚜活性最强,V L１７和V L１８对蚜虫的校正死亡率分别为８１．３６％和８３．０５％.２８~３７ħ范围内,随着温度升高,两菌株对蚜虫的毒力逐渐减小.当温度低于２８ħ,两菌株的杀蚜活性差异不显著,温度高于３１ħ时,V L１８菌株对蚜虫的毒力显著高于V L１７,温度越高差异越明显,３１ħ时V L１８对蚜虫的校正死亡率比V L１７高１０．５７％,３７ħ时V L１８比V L１７高１６６．６７％.表４㊀V L１７和V L１８菌株不同温度下对蚜虫的校正死亡率T a b l e４㊀C o r r e c t e dm o r t a l i t y r a t e o f a p h i d s i n o c u l a t e dw i t hV L１７a n dV L１８u n d e r d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e％温度/ħT e m p e r a t u r e校正死亡率C o r r e c t e dm o r t a l i t y r a t eV L１７V L１８增长率I n c r e a s i n g r a t e２５７４．３２ʃ２．７１a７６．９７ʃ１．５６a３．５７２８８１．３６ʃ１．６６a８３．０５ʃ２．１８a２．０８３１７１．４３ʃ０．９７b７８．９８ʃ２．４５a１０．５７３４４７．７５ʃ３．１２b５９．２２ʃ１．８１a２４．０２３７１８．１８ʃ１．１９b４８．４８ʃ２．１２a１６６．６７2.4㊀蜡蚧轮枝菌VL17和VL18菌株Hsp70㊁sHsp 高温胁迫后表达量的比较㊀㊀经４２ħ高温胁迫后,蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８的s H s p和H s p７０基因随时间延长的表达规律和表达量明显不同(见图１㊁图２).V L１７菌株s H s p和H s p７０基因随胁迫时间延长表达量小幅度增长,在６０m i n表达量达到高峰,之后表达量逐渐下降.V L１８菌株s H s p和H s p７０基因随胁迫时间延长表达量大幅度增长,一直增长到１２０m i n时达到最高峰.胁迫相同的时间,两菌株s H s p基因的表达量均高于H s p７０基因.H s p７０和s H s p基因的相对表达量均随胁迫时间的增多而升高,蜡蚧轮枝菌V L１８菌株的s H s p和H s p７０基因表达量均高于V L１７,而且s H s p基因表达差异更明显.４２ħ高温胁迫１２０m i n时V L１８菌株H s p７０基因表达量是V L１７的１６．９７倍,s H s p基因表达量是V L１７的６３．７４倍.图１㊀４２ħ胁迫不同时间H s p７０基因的表达量F i g．１㊀R e l a t i v ee x p r e s s i o n l e v e l s o f H s p７０t r e a t e dd i f f e r e n t t i m ea t４２ħ图２㊀４２ħ胁迫不同时间s H s p基因的表达量F i g．２㊀R e l a t i v ee x p r e s s i o n l e v e l s o f s H s pt r e a t e dd i f f e r e n t t i m ea t４２ħ3㊀讨㊀论不同菌种或同一菌种的不同菌株在抗逆性方面差异较大,一般认为这种差异与菌种的地理来源和原始寄主有关.李鸿文等[１４]研究杀虫真菌球孢白僵菌不同菌株分生孢子的耐热能力,发现寄主和地理来源不同的球孢白僵菌菌株在耐热力方面差异较大.V L１７和V L１８菌株分别采集自辽宁新民和湖北武汉,两地气候环境尤其温度差别很大,研究结果显示两菌株菌丝和分生孢子对高温的耐受性差异显著,和前人研究结果一致[１４].耐热性能好的菌株具２４㊀第５期谷祖敏等:２株蜡蚧轮枝菌耐热性差异分析㊀备更好的生态适应性和田间应用效果,尤其能应对夏季高温的环境条件[１５].试验中菌丝和分生孢子耐热性好的V L１８菌株在温度高于３１ħ时对蚜虫的毒力显著高于V L１７,证实了这一说法.抗高温胁迫的V L１８菌株也为深入研究蜡蚧轮枝菌的耐热机制提供了很好的试材.热激蛋白在生物体中分布普遍.热激蛋白的诱导表达与众多胁迫因子有关,大多数研究表明热激蛋白的诱导表达与生物的热适应能力最为密切[１６].李静馨等[１７]研究证实热激处理球孢白僵菌后在参与菌体热激响应的基因中,热激蛋白家族成员最多,且响应最快.H s p s在生物体抵抗高温方面具有重要作用,受到热胁迫刺激后,生物体对热胁迫抗性的提高与热激蛋白的表达量普遍成正相关[１８Ｇ１９].研究结果显示,对高温耐受性好的蜡蚧轮枝菌V L１８高温胁迫后s H s p和H s p７０基因表达量均高于V L１７,和前人研究结果一致,说明热激蛋白与蜡蚧轮枝菌抗高温胁迫密切相关.根据分子质量的大小,热激蛋白家族可分为: H s p１００㊁H s p９０㊁H s p７０㊁H s p６０㊁H s p４０及小分子H s p s[２０].不同生物体中含有的热激蛋白种类不同,各类热激蛋白的功能既有重叠,也有各自的特殊性.前人研究结果显示不同生物体中参与耐热的热激蛋白种类不同[２１Ｇ２２].本研究发现蜡蚧轮枝菌V L１７和V L１８菌株４２ħ高温胁迫后s H s p基因的表达量均高于H s p７０基因,而且耐热性能好的V L１８胁迫１２０m i n时的H s p７０基因表达量仅是V L１７的１６．９７倍,而s H s p基因表达量是V L１７的６３．７４倍,推测小分子热激蛋白s H s p对蜡蚧轮枝菌抗高温胁迫起更重要作用.由此可见,不同生物体内由不同的热激蛋白成员发挥作用,来参与生物体抵抗高温胁迫.参考文献[１]㊀M I D O R IS,MA S A N O R IK,N A OM IH,e ta l．G e n e t i c,m o rＧp h o l o g i c a l,a n dv i r u l e n c e c h a r a c t e r i z a t i o no f t h ee n t o m o p a t h oＧg e n i c f u n g u s V e r t i c i l l i u ml e c a n i i[J]．J o u r n a lo f i n v e r t e b r a t ep a t h o l o g y,２００３,８２:１７６Ｇ１８７．[２]㊀P AM P A P 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nC o l l e g e o f P l a n tP r o t e c t i o n,S h e n y a n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,S h e n y a n g１１０８６６,C h i n aA b s t r a c t㊀B y c o m p a r i n g t h ed i f f e r e n c eo f t h e r m o t o l e r a n c e a n d t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e r m o t o lＧe r a n c e a n d h e a t s h o c k p r o t e i n(H s p)m R N A l e v e l o f t w o L e c a n i c i l l i u ml e c a n i i s t r a i n s,t h em e c h a n i s mo f H s p o nh e a t s t r e s s t o l e r a n c ew a s s t u d i e d．T h e t h e r m o t o l e r a n c e o fm y c e l i a a n d c o n i d i a b e t w e e n L．l e c a n i i s t r a i nV L１７a n dV L１８w e r e c o m p a r e du s i n g m y c e l i u m g r o w t h r a t em e t h o d a n d s p o r e g e r m i n a t i o nm e t hＧo d．S p r a y i n o c u l a t i o nm e t h o dw a s a d o p t e d t o e s t i m a t e t h e v i r u l e n c e o f s t r a i nV L１７a n dV L１８a g a i n s t L iＧp a p h i se r y s i m i u n d e rh i g ht e m p e r a t 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热激因子对增强植物耐热性的研究进展
热激因子对增强植物耐热性的研究进展
张双喜;李红霞;樊明;裘明;刘旺清;方亮;魏亦勤
【期刊名称】《宁夏农林科技》
【年(卷),期】2013(054)009
【摘要】热激因子作为生物体在热胁迫和其他胁迫中基因转录激活信号转导通路中的重要成员,能直接启动下游热激蛋白基因的表达,维持细胞内蛋白质的稳态状态.介绍了植物热激因子的种类、结构特点、调控机制及其在不同作物中对高温和其他胁迫下的重要作用.
【总页数】4页(P55-57,封3)
【作者】张双喜;李红霞;樊明;裘明;刘旺清;方亮;魏亦勤
【作者单位】宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105;宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105;宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105;宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105;宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105;宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105;宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105
【正文语种】中文
【中图分类】Q143
【相关文献】
1.热激蛋白与植物耐热性关系的研究进展 [J], 王涛;唐颂豪;何梅;谢寅峰;张往祥
2.热激转录因子在植物抗非生物胁迫中的功能研究进展 [J], 李丽;刘双清;杨远航;
戴良英;李魏
3.植物热激转录因子研究进展 [J], 赵明宣;胡晓君;;
4.植物热激转录因子及其与耐热性关系的研究进展 [J], 秦丹丹;彭惠茹;倪中福;许甫超;董静;张俊成;孙其信;李梅芳
5.园艺植物热激转录因子研究进展 [J], 焦淑珍;姚文孔;张宁波;徐伟荣
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热激蛋白及其在抗性方面的研究资料
3. HSPs的Байду номын сангаас守性
HSPs是目前发现的最保守的蛋白质之一。 首先, 亲缘关系很远的原核生物和真核生物, 它们的HSPs有很高的同源性, 例如真核生物 HSP70和大肠杆菌的HSP70的同源性大于65%。 其次, 不同物种相同细胞器如细胞质HSP70 之间的同源性比同一物种不同细胞器的HSP70之 间的同源性高。 第三, 同种植物不同类型的HSPs的同源性较 低。
在抗性方面的研究进展
1. 抗热性
HSPs的生成量与生物耐热性呈正相关, 热激过程中有大量的HSPs表达, 它们聚集在 膜组分中,与膜蛋白发生分子互作, 可阻止 膜蛋白的变性, 稳定细胞膜系统, 对膜微囊 有热保护功能。
对两种不结球白菜幼苗进行热激处理,均检测到了热激 处理能明显诱导两个基因的表达。
谢谢观看
4. 热激反应的短时性
Northernblots分析表明, 热激3～5 min就可检测到大豆幼苗HSPsmRNAs的积累, 1～2 h达到高峰,6 h后显著下降, 12 h就检 测不出了； 放射性标记显示, 氨基酸渗入HSPs在4h 达到高峰, 随后下降。
5 交叉耐受性 一种应激刺激诱导细胞产生HSPs， 不仅使细胞对该刺激的耐受性增加，也 增加了细胞对其他应激原刺激的耐受性。
3.抗病性
近年来的研究表明HSP在植物抗病性上 表现出一定的作用。
朱峰等研究表明在南方根结线虫侵染番茄根部时，诱导根内 Hsp90 基因的大量表达，但Hsp90 基因是否可能在抗线虫侵 染过程中起作用没有给出进一步的验证。
5. HSPs的交叉保护功能
有人提出在不同胁迫蛋白之间必定存 在某种功能上的重叠，即 HSP 具有交叉保 护功能。 作为一种逆境胁迫蛋白，HSPs 能被许 多逆境诱导，能够减轻逆境胁迫引起的伤害 并对其进行修复。
水稻小分子热激蛋白基因的功能研究的开题报告
水稻小分子热激蛋白基因的功能研究的开题报告
一、研究背景
高温是影响水稻生长和产量的主要因素之一，尤其是在亚热带和热带地区，水稻生长周期中往往会经历高温暴晒。
高温会导致水稻发育受阻，叶片变黄、枯萎，影响
光合作用，降低产量和品质。
因此，寻找水稻抗高温的机制和途径，对于提高水稻产
量和品质具有重要意义。
热激蛋白是一类作为细胞响应高温胁迫的保护机制的蛋白质，它们在高温环境下会迅速表达，具有抗高温、抗氧化、维持细胞稳定等功能。
近年来，相关研究表明，
水稻小分子热激蛋白基因在响应高温胁迫中发挥重要作用，但是关于其具体功能的研
究还较为有限。
本研究旨在探究水稻小分子热激蛋白基因的功能机制，为进一步提高水稻的抗高温能力提供理论基础。
二、研究内容
1.收集相关文献，对水稻小分子热激蛋白基因进行文献综述和总结。
2.构建高温胁迫实验体系，选取抗高温性差和抗高温性强的两个水稻品种进行实验。
3.克隆并表达水稻小分子热激蛋白编码基因，构建植物转化载体，转化抗高温性差的水稻品种。
4.通过实验分析，探究水稻小分子热激蛋白基因在高温胁迫下的表达量变化及其与水稻抗高温的关系。
5.使用组学技术，研究水稻小分子热激蛋白基因对水稻基因表达谱的影响，分析其在水稻高温逆境下的调控机制。
三、研究意义
本研究将从分子水平解析水稻小分子热激蛋白基因在高温胁迫下的表达变化、调控机制、分子间作用等多个方面进行探究，为解决水稻抗高温问题提供新的理论依据。
这对于提高我国水稻生产的质量和效益，甚至于解决全球粮食危机也有重要的科学指
导作用。
高温条件下拟南芥DEGP蛋白酶在光系统Ⅱ修复循环中的作用机制的开题报告
高温条件下拟南芥DEGP蛋白酶在光系统Ⅱ修复循环中的作用机制的开题报告摘要：植物通过光合作用在光系统Ⅱ（PSII）中产生化学能，但PSII在高光条件下可能受到损伤。
为了保护光合作用的连续进行，拟南芥DEGP蛋白酶被证明可以参与PSII修复循环中。
本文旨在揭示DEGP蛋白酶在高温条件下参与PSII修复循环中的作用机制。
研究结果将有助于为提高作物光能利用效率和抵抗高温应激提供重要的理论依据。
关键词：拟南芥；DEGP蛋白酶；高温应激；光系统Ⅱ；修复循环。
一、研究背景光合作用是作物生产和生态系统维持的关键过程。
然而，高光条件下会导致光系统Ⅱ（PSII）的光化学反应中心损伤，这对光合作用的连续进行产生了负面影响。
因此，为了保护PSII免受损伤，植物通过修复循环修复已经受损的PSII复合物。
拟南芥DEGP蛋白酶是一种在高温条件下被激活的蛋白酶，可以参与PSII修复循环。
目前，虽然已经发现了DEGP蛋白酶在PSII复合物修复循环中的作用，但它在高温条件下具体的功能机制还未被深入研究。
二、研究内容本研究旨在揭示拟南芥DEGP蛋白酶在高温条件下参与PSII修复循环中的作用机制。
研究内容包括以下方面：1. 分析DEGP蛋白酶在高温条件下的活性变化。
2. 探究DEGP蛋白酶与PSII复合物的交互作用。
3. 研究DEGP蛋白酶在PSII复合物修复循环中的作用机制。
三、研究意义本研究将有助于揭示拟南芥DEGP蛋白酶在高温条件下参与PSII修复循环的具体作用机制，为作物光合作用的稳定性和高温适应性提供重要的理论依据。
同时，本研究结果还具有一定的理论和应用价值，可为环境与能源领域相关研究提供新思路和新方法。
四、预期结果本研究预期结果包括以下方面：1. 揭示DEGP蛋白酶在高温条件下的活性变化及其与PSII复合物的交互作用。
2. 揭示DEGP蛋白酶参与PSII修复循环的具体作用机制，进一步揭示植物对高温应激的响应机制。
3. 提供重要的理论依据和技术支持，为作物高温抗性育种提供新思路和新方法。
黄瓜耐热性及热胁迫响应基因研究的开题报告
黄瓜耐热性及热胁迫响应基因研究的开题报告
一、研究背景：
黄瓜是全球范围内重要的蔬菜作物之一，其种植面积极大，产量也
非常丰富。
然而，在高温的环境下，黄瓜会受到热胁迫的影响，从而导
致生长发育受损，为了培育高温耐受性的黄瓜品种，需要深入研究黄瓜
的耐热性及热胁迫响应基因。
二、研究内容：
本研究将对不同黄瓜品种耐热性进行测试，筛选出高温耐受性的品种，并通过基因芯片技术分析其热胁迫响应基因的表达变化情况。
通过
该分析，筛选出与黄瓜耐热性及热胁迫响应相关的关键基因，并构建基
因功能网络图，从而深入研究黄瓜耐热性及热胁迫响应的分子机理。
三、研究目标：
1. 筛选出高温耐受性的黄瓜品种。
2. 分析黄瓜热胁迫响应基因的表达变化情况。
3. 筛选出与热胁迫响应相关的关键基因，建立基因功能网络图。
四、研究方法：
1. 对不同品种黄瓜进行温度胁迫处理，筛选出高温耐受性的品种。
2. 利用基因芯片技术分析高温胁迫下黄瓜基因表达的变化情况。
3. 筛选出与热胁迫响应相关的差异表达基因，并进行GO富集分析。
4. 建立关键基因的网络图，并进行生物信息学分析。
五、研究意义：
黄瓜是我国主要的经济作物之一，在高温季节中，在保障作物产量
的同时，提高黄瓜的耐热性和热胁迫响应能力对于农业生产具有重要意
义。
本研究可为黄瓜育种提供科学依据，为培育耐热性强，产量高的优质黄瓜品种提供技术支持。
高温胁迫对蓝百合幼苗生理特征的影响的开题报告
高温胁迫对蓝百合幼苗生理特征的影响的开题报告
一、研究背景
全球气候变化导致世界范围内高温天气事件的增加，对植物生长和发育产生了不利影响。
蓝百合是一种重要的花卉作物，但在夏季高温天气下，其幼苗易出现生长缓慢、叶片变黄、枯萎等现象，从而影响了其产量和品质。
因此，研究高温胁迫对蓝百
合幼苗生理特征的影响，具有重要的理论意义和应用价值。
二、研究目的
本研究旨在探究高温胁迫对蓝百合幼苗生理特征的影响，包括叶绿素含量、叶片膜透性、抗氧化酶活性、光合作用和呼吸作用等方面，以期为防治蓝百合幼苗高温胁
迫提供理论依据。
三、研究内容
1. 设计高温胁迫处理组和对照组，测量蓝百合幼苗在高温胁迫条件下的生长表现。
2. 比较高温胁迫组和对照组蓝百合幼苗的叶绿素含量、叶片膜透性、抗氧化酶活性等生理特征。
3. 测量高温胁迫组和对照组蓝百合幼苗的光合作用速率和呼吸速率。
4. 分析高温胁迫对蓝百合幼苗生长和生理特征的影响机制。
四、研究方法
1. 实验材料：蓝百合幼苗和生长培养基等。
2. 实验设计：将蓝百合幼苗分为高温胁迫组和对照组，分别置于高温条件下和常温条件下生长。
3. 相关测定：测量蓝百合幼苗相关生理指标的变化，包括叶绿素含量、叶片膜透性、抗氧化酶活性、光合作用速率和呼吸速率等。
4. 数据分析：使用统计学方法对数据进行处理和分析。
五、研究意义
1. 为蓝百合幼苗高温胁迫的防治提供理论依据。
2. 提高对高温对植物生理特征的认识和理解。
3. 为农业生产和植物保护等方面提供参考依据。
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热激蛋白在蜡蚧轮枝菌中耐高温胁迫的作用分析开题报告热激蛋白在蜡蚧轮枝菌中耐高温胁迫的作用分析；摘要：热休克蛋白是细胞内含量最丰富的蛋白质之一，；关键词：热休克蛋白、HSP90、HSP70、小分；A bstract:Heatshockprotei；Keywords:Heatshockprotei；引言；热休克蛋白（h eatshockprotein，H；由于热休克蛋白诱导表达迅速，分布广泛，即使在非热；质量的大小热激蛋白在蜡蚧轮枝菌中耐高温胁迫的作用分析摘要：热休克蛋白是细胞内含量最丰富的蛋白质之一，在各种生物体内广泛分布。
热休克蛋白的表达和调控系统是有机体对多种内外环境胁迫条件产生应激反应达到自我保护的物质基础。
目前这一领域的研究已在探讨生物的遗传、进化和环境适应等宏观问题上得到应用。
本文综合叙述了热休克蛋白在进化方面的研究进展，主要包括HSP90、HSP70及sHSPs蛋白结构及其基因的演化特征。
这些研究也许能为探讨生物与环境的相互关系、物种进化及所经历的环境变迁等科学问题提供一定的线索。
关键词：热休克蛋白、HSP90、HSP70、小分子热激蛋白、进化Abstract:Heat shock proteins ( HSP) are among the most abundant i ntracellular proteins. The gene expression and regulatory mechanisms of HSP are the self-protecting material basis, when the organism unde r different stress conditions. Furthermore the researches of them are widely used in solving some macro-problems, such as biological genet ics, evolution and environmental adaptation. This article reviews theresearch progress of HSP, including the evolution of HSP90, HSP70 and sHSPs. Maybe these will provide certain clue for the relation of the biologics and environments, the evolution of the origin of species and the environment transitions undergone.Keywords:Heat shock proteins, Heat shock proteins 90, Heat shock proteins 70, Small heat-shock proteins, Evolution.引言热休克蛋白（heat shock protein，HSP）又称热激蛋白。
1962年Ritosa 首次发现热激诱导果蝇幼虫唾腺染色体形成新的膨突，暗示可能某种蛋白的合成量增加，人们称这种反应为热激反应（heat shock response，HSR）【1】。
A lfred Tissiores 等科研人员于1974年进一步发现高温能使果蝇的蛋白质合成发生变化，正常的蛋白质合成受到抑制，而同时启动了一套新的蛋白质的合成，这些受热诱导合成的一系列蛋白即为热休克蛋白【2】。
随着科技的发展，人们发现热休克蛋白也能被化学物质或者其他环境刺激所诱导，但习惯上统称这类蛋白为热休克蛋白。
而且热休克蛋白具有明显的交叉保护（cross-protection）作用，在一种胁迫应激下，同时会增强对其它胁迫的承受能力【3】。
随着研究成果的不断积累, 热激蛋白字面意义己经不能涵盖其具有的丰富生物学意义。
现在很多研究已经表明，热休克蛋白广泛存在于生物界中，其中包括真菌、藻类、植物、昆虫和哺乳动物，而且热休克蛋白几乎在所有活细胞内都起着重要的作用，充分证明热激反应是一个普遍的生物学现象。
大量研究表明，通常在高于有机体正常生长温度约5℃时热休克蛋白的合成就开始能被检测到，在热激处理后3~5 min内热休克蛋白mRNA的含量显著增加，20 min时就可以检测到新合成的热休克蛋白。
如果让植物一直处于热激状态，热休克蛋白的合成一般只会持续几个小时【 4】。
但是对于不同的生物种类，诱导热休克蛋白合成的温度是不同的，而且热激后的恢复时间也会因生物种类而异。
目前发现热休克蛋白定位于细胞的多种细胞器中，包括胞质溶胶、线粒体、叶绿体、内质网等内膜系统，但不同的热休克蛋白在细胞中往往有着有不同的定位【5】。
如HSP90多定位于高尔基体和液泡中，HSP70多定位于细胞质和细胞骨架中。
由于热休克蛋白诱导表达迅速，分布广泛，即使在非热休克细胞中也存在着由热休克蛋白同源基因编码的类似蛋白质。
这种在正常生理条件下热激基因家族中表达的成员称为热激蛋白的同系蛋白（heat shock protein cognate，HSC）。
所以，我们应该明确热激基因是一个并非所有成员都受热调控的多基因超家族。
热休克蛋白的相对分子质量大都在15x103~104x103范围内，而且低分子量的热休克蛋白主要存在于植物体内。
根据相对分子质量的大小以及同源程度可将热休克蛋白分为HSP90、HSP70、小分子热休克蛋白及遍在蛋白质4个家族【6】，各个家族的热休克蛋白又有多种不同形式或经不同修饰的蛋白质分子所组成（见表1）。
表1 主要的热休克蛋白家族及其生理功能 HSP家族主要成员主要生理功能免疫应答中的可能作用 HSP9 0 HSP90， HSP83 促进甾醇激素受体与激素的结合及与DNA结合，调节激酶磷酸化活性，与典型的分子伴侣不同，它们与特定靶蛋白之间的相互作用特殊且长久抗肿瘤，提高自身免疫功能 HSP70 HSP70， Bip，Dnat， Hsc70， Grp78 参与蛋白质折叠和去折叠、蛋白质转位及多聚复合体的组装，与ATP结合时具有微弱的ATP酶活性免疫球蛋白装配，类抗原加工，病原体抗原及免疫性诱导小分子热休克蛋白 HSP27， Gro23， HSP16 参与蛋白质折叠、去折叠及多聚复合物的组装病原体抗原及免疫性诱导泛蛋白遍在蛋白质蛋白质降解类抗原加工，淋巴细胞回巢及自身免疫性诱导热胁迫、干旱胁迫及高盐胁迫等环境胁迫都会影响许多细胞蛋白质的酶性质或结构组成，结果变成非折叠或错误折叠（misfold）状态（蛋白质常常会聚合在一起或者形成沉淀），从而丧失其催化结构及活性。
大多数热休克蛋白具有分子伴侣（molecular chaperone）或伴侣蛋白（chaperonin）的作用，可以与不同功能的多种蛋白质形成天然复合物，参与有关蛋白质的折叠、亚基的组装、细胞内的运输以及蛋白质降解等过程。
但热休克蛋白只是参与靶蛋白活性和功能的调节，而不是作为靶蛋白的组成部分。
在短短50年里人类对热休克蛋白的了解已经非常深入，丰富的文献表明对热休克蛋白的认识已逐渐从描述其种类、分布、功能和基因表达调控等微观现象转向解决发育、遗传、生态和进化方面等较为宏观的生物学问题。
本文综合叙述了热休克蛋白在进化方面的研究进展，主要包括HSP90、HSP70及sHSPs蛋白结构及其基因的演化特征。
保守的热休克蛋白热休克蛋白家族是目前发现的最保守的蛋白质家族之一，在同一家族内高度同源，而且表现出一定的典型特征。
首先，亲缘关系很远的原核生物和真核生物，它们的热休克蛋白有很高的同源性，例如真核生物HSP70和大肠杆菌的HSP70的同源性大于65%。
其次，不同物种相同细胞器，如细胞质HSP70之间的同源性比同一物种不同细胞器的HSP70之间的同源性高，玉米、矮牵牛、拟南芥、大豆、豌豆、绿藻等细胞质HSP70氨基酸的同源性达75%。
第三，同物种不同类型的热休克蛋白同源性较低, 例如豌豆HSP 18.1，HSP17.7，HSP22.7和HSP21分别属于不同类型，它们之间的同源性低于5 0%。
sHSPs同源序列主要集中在2个区段“保守序列Ⅰ”和“保守序列Ⅱ”，前者位于羧基端一侧，后者靠近氨基端，所有真核生物sHSPs的这2个保守序列之间的片段具有明显的疏水性，说明其空间结构同源性较大，可能与其mRNA有关【7】。
热休克蛋白家族的高度保守性说明它们在生物生命活动中具有重要的作用。
功能保守的热休克蛋白在蛋白质水平上仍然呈现出一定的变异。
在整个生物界里，古细菌(Archae-bacteria)的HSP70是多缺失的信号肽片段(25aa)，而在真核生物中热休克蛋白的信号肽则有4个氨基酸的缺失，所有真核生物HSP70的近C-端有一段带混合电荷的区域，该区域的一个半胱氨酸和色氨酸完全保守，可能与底物结合有关【8】，表明氨基酸的替代对热休克蛋白的功能影响是有限的。
植物叶绿体型sHSPs N-端有更大变异性，具有丰富的甲硫氨酸残基，但该特点在无光合作用的真菌中缺失，显示出植物适应陆地环境的特点【9】。
即当植物初次登陆时，原始的光合反应体系受到氧和强光的胁迫，而叶绿体型sHSPs中甲硫氨酸所具有的抗氧化性能保护原始光合体系，保证光合作用的正常进行，这是植物登陆的保护策略之一。
除此之外，被子植物中sHSPs的一、二级结构差异反映出不同物种之间的功能差异，也可能反映出被子植物在进化过程中经历过的特殊环境变化【10】。
尽管热激蛋白氨基酸序列保守, 编码序列变异较低。
但研究者们仍然观察到，随着物种的演变，热休克蛋白基因序列和拷贝数等特性也在不断地变化。
有趣的是这类变化与生境差异( clinal variation)之间存在一定的相关性。
Evge n’ev等【11】发现hsp70基因的拷贝数与不同纬度果蝇居群的行为有潜在的联系。
在hsp70基因内部，Bettencour 等【12】检测到适应不同温度的果蝇居群间存在两个显著的差异，一个大的插入/缺失(indel) 多态位点(56H8/122)和一个单核苷酸多态位点差异；对于来自澳大利亚东部不同纬度的11个居群，插入/缺失位点的频率与纬度呈正相关，由于纬度与温度最大(小)值和平均值呈负相关，暗示温度和热值变化可能对hsp70基因的这一变异频率产生了影响。
Anderson等【13】也发现黑腹果蝇3号染色体右臂上hsr-omega基因的8bp缺失作为一个遗传标记与纬度及最高温(最热月)呈正相关，另一个3端重复的标记则多出现于温带群体中，与冷适应性相关。
适应于较低纬度的Drosophila virilis 有7个hsp70基因拷贝，其热胁迫抗性高于具有5个拷贝的Drosophila lummei，后者在分布上处于较高的纬度【11】，暗示hsp70基因结构与果蝇的适应纬度有相关性。