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当期目录

2021 年 1 期目录
2021, (1): 1-2.
摘要:
动物科学
牛妊娠相关糖蛋白16(bPAG16)基因密码子优化及表达
刘长彬, 卢春霞, 卢守亮, 倪建宏
2021, 36(1): 1-8. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.001
摘要:
  目的  对bPAG16基因进行优化和合成,构建proEM-bPAG16重组表达载体,将重组质粒转染至HEK293细胞中,获得bPAG16重组蛋白,为家畜早期妊娠诊断技术的研发提供技术支撑。  方法  通过生物学技术对bPAG16基因密码子进行优化和人工合成,经T4 DNA连接酶将bPAG16基因插入到proEM载体中,构建重组载体proEM-bPAG16,将其转染至HEK293细胞中进行瞬时表达,重组蛋白经Ni-IDA亲和柱纯化后,采用SDS-PAGE、Western Blot检测其表达效果。  结果  优化后的bPAG16基因密码子适用指数(CAI)由原来的0.77提高到0.96,GC含量由48%提高到58%。重组载体proEM-bPAG16双酶切后分别获得1 179 bp和4 369 bp的2条片段,与预期值一致;重组质粒测序结果显示,其核苷酸序列与优化后基因完全一致,氨基酸未发生突变;SDS-PAGE 和 Western Blot 鉴定结果显示,获得重组蛋白bPAG16(rbPAG16)相对分子质量约48 kDa,经Ni-IDA亲和层析纯化后,其纯度达到90%以上。  结论  通过密码子优化策略及重组蛋白技术高效表达了rbPAG16,为奶牛早孕快速检测技术的研发奠定了基础。
作物科学
小麦百农矮抗58幼苗对Na2SO4胁迫响应及阈值鉴定
刘铎, 白爽, 齐学斌, 宁东峰, 梁志杰, 郭魏, 李平
2021, 36(1): 9-16. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.002
摘要:
  目的  百农矮抗58是我国小麦的主栽品种之一,探讨百农矮抗58幼苗对Na2SO4胁迫响应机制,并界定其对Na2SO4胁迫耐受阈值,进而为进一步深入研究提供基础数据,也为农业生产实践提供科学依据与理论指导。  方法  通过水培试验,设置不同浓度(0、20、40、60、80、100 mmol·L−1)Na2SO4胁迫处理,通过测定株高、鲜重、生物量、各种抗氧化酶活性、质膜透性、丙二醛(MDA)含量及渗透调节物质含量,研究Na2SO4胁迫对小麦幼苗生长与生理的影响。  结果  随着Na2SO4浓度的升高,小麦幼苗的株高、鲜重及生物量均下降,小麦幼苗的各种抗氧化酶活性会随着Na2SO4浓度的升高而不断升高,当超过一定阈值后会下降,MDA含量和质膜透性会随着Na2SO4浓度的升高而升高,最大值分别为对照的3.20倍和4.94倍;小麦幼苗叶片的叶绿素含量随着Na2SO4浓度的升高而下降;小麦体内的可溶性糖含量随着Na2SO4浓度的升高呈先上升后下降的变化趋势,在80 mmol·L−1时可溶性糖含量最高;脯氨酸含量则随着Na2SO4浓度的升高而升高,最大值为对照的8.51倍。  结论  根据试验结果界定小麦百农矮抗58耐Na2SO4胁迫阈值为80~100 mmol·L−1
木薯MePYL12基因克隆及采后生理性变质过程的表达分析
郭靖, 章玉香, 黄芷颐, 吴春来, 颜彦, 曾坚, 胡伟
2021, 36(1): 17-23. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.003
摘要:
  目的  脱落酸受体PYL家族基因为ABA信号通路的重要成员。研究PYL基因在木薯块根的采后生理性变质(post-harvest physiological deterioration, PPD)和非生物胁迫中的功能,能够为进一步研究ABA信号在木薯抗逆和PPD过程中的功能奠定基础。  方法  本研究从木薯品种SC124中通过RT-PCR技术克隆得到了MePYL12基因,对它的蛋白质进行相关生信分析,如遗传进化关系、结构域、蛋白质结构预测、理化性质及基因的启动子元件分析,同时对MePYL12基因在相关处理和木薯PPD过程中的表达量进行分析。  结果  (1)克隆得到的MePYL12长度为567 bp,氨基酸数量为188,理论等电点为5.55,三级结构预测显示含有典型PYL螺旋手柄结构,与蓖麻和橡胶树中PYL蛋白序列的相似性较高,达到了86.77 %和94.68 %。MePYL12基因的蛋白序列含有PYL蛋白家族的保守结构域,特别是ABA结合的区域“Latch”和“Gate”序列100%一致,这些结果表明MePYL12基因编码的蛋白质属于PYL家族成员并且高度保守。(2)10个木薯组织中的MePYL12基因表达分析显示,该基因在分生组织和叶片中的表达水平最高。(3)MePYL12基因主要的启动子元件为光应答元件(Light-responsive motifs)、干旱诱导元件(Drought-induced motif)、ABA应答元件(ABA responsive motif)等元件。(4)MePYL12基因的表达水平显著受到干旱胁迫和ABA处理诱导。在木薯块根的PPD过程也被显著诱导,在6 h达到最高,随后慢慢下降。  结论  MePYL12基因具有提高植物应对非生物胁迫能力的潜能,同时可能参与了木薯块根的PPD过程,也为后续研究相关功能奠定了基础。
怀玉山三叶青2个栽培种块根的转录组分析
洪森荣, 黄丹丹, 黄诗慧, 黄夏梦, 蒋椰, 李万平, 蔡红, 陈荣华
2021, 36(1): 24-35. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.004
摘要:
  目的  筛选怀玉山三叶青2个栽培种:怀玉1号(HY1组)和怀玉2号(HY2组)与黄酮类化合物合成相关差异表达基因。  方法  以怀玉山三叶青怀玉1号(HY1组)和怀玉2号(HY2组)的块根为试验材料进行转录组分析。  结果  HY1组和HY2组的Clean reads分别为42311662和41411202。2组样品Q30碱基百分比均不小于95.75%。HY1组和HY2组的转录因子家族多为MYB-superfamily、bHLH、AP2/ERF、NAC、C2C2、WRKY等。HY1组和HY2组表达量FPKM的对数值在0-2。HY1组和HY2组表达量密度在0-0.7。HY1组和HY2组表达的共有基因数为22367,HY1组单独表达的基因数为18196,HY2组单独表达的基因数为8137。HY1组和HY2组表达量的相关系数为0.913,样本间相关性好。HY1组和HY2组共产生差异表达基因12199 个。与HY1组比较,HY2组上调基因数为3551,下调基因数为8648。GO富集分析显示,差异基因主要注释到光合作用光系统I光捕获、光合作用捕获、叶绿素代谢过程、蛋白质发色团连锁、前体代谢产物和能量的产生、叶绿素生物合成过程、氧化应激反应、α-氨基酸代谢过程、光合作用、质体小叶、光系统I、光系统II、质体类核仁、光系统、叶绿素结合、单加氧酶活性、铁离子结合、血红素结合、裂解酶活性功能。KEGG富集分析显示,差异基因主要注释到光合作用-天线蛋白、核糖体、乙醛酸和二元酸代谢、苯丙酸生物合成、二苯乙烯类、二芳基庚烷类和姜辣素的生物合成、类黄酮生物合成、光合作用、光合生物的固碳作用、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢、丙酮酸代谢、苯丙氨酸代谢、植物昼夜节律、黄酮和黄酮醇的生物合成、半胱氨酸与蛋氨酸代谢、氰胺酸代谢、类胡萝卜素生物合成、α-亚麻酸代谢、卟啉与叶绿素代谢等代谢途径。  结论  与黄酮类化合物相关差异表达基因如芪合酶(stilbene synthase)、无色花色素双加氧酶(leucoanthocyanidin dioxygenase)、查尔酮异构酶蛋白(CHI protein)、查尔酮合酶2(chalcone synthase 2)、黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase)、无色花色素还原酶(1leucoanthocyanidin reductase 1)、类黄酮3'-羟化酶(flavonoid 3'-hydroxylase)基因在怀玉2号(HY2组)块根中上调,而查尔酮合酶(chalcone synthase)、黄酮醇合酶(flavonol synthase)、类黄酮3',5'-甲基转移酶(flavonoid 3', 5'-methyltransferase)基因在怀玉2号(HY2组)块根中下调,导致怀玉山三叶青怀玉1号(HY1组)和怀玉2号(HY2组)块根总黄酮含量的差异。
植物保护
利用BSA-Seq方法鉴定谷丰B抗稻瘟病基因
陈子强, 陈松彪, 郭新睿, 颜静宛, 田大刚, 李刚, 王锋
2021, 36(1): 36-40. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.005
摘要:
  目的  挖掘和鉴定谷丰B稻瘟病抗性基因,了解谷丰B稻瘟病抗性遗传模式。  方法  以谷丰B和日本晴杂交获得F1和F2代遗传群体,接种稻瘟菌不同生理小种并分析抗病遗传模式;在F2群体中挑选极端抗/感单株构建DNA混合池,利用群体分离分析法(BSA)定位关联区域。  结果  谷丰B对KJ201、RB22、CHNOS、RB6、2Y838-1、501-3和IR16-1等菌株均表现高抗性,表明谷丰B基因组可能携带了广谱高抗稻瘟病基因。谷丰B和日本晴杂交,F1群体表现抗501-3和IR16-1,F2群体的抗病/感病分离比不符合3 1,推测谷丰B基因组存在多个位点影响稻瘟病抗性。对F2群体的极端抗病、感病混合池及亲本DNA进行全基因组测序,鉴定了1 756 964个单核苷酸多态性(SNPs)标记。分析子代△SNP-index,定位到2个与抗病性显著关联区间,分别为Chr.6: 10 082-11 397 kb和Chr.11: 120-266 kb。其中,6号染色体的关联区间与Pi2/9抗病位点等位,区间内含有4006个SNPs和623个插入缺失(InDels)标记;11号染色体的关联区间含有752个SNPs和195个InDels标记。  结论  谷丰B对强致病力501-3菌株抗性可能是由第6号和11号染色体上的基因共同控制。研究结果为谷丰B抗性基因的精细定位及基因克隆奠定了基础,并为水稻抗稻瘟病分子标记辅助选择提供标记资源。
中国590份大豆种质资源对炭疽病的抗性鉴定及评价
石妞妞, 杜宜新, 何艳琴, 阮宏椿, 滕振勇, 甘林, 连金番, 杨中路, 陈福如
2021, 36(1): 41-52. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.006
摘要:
  目的   开展大豆品种炭疽病抗性鉴定,为筛选抗病品种和抗病育种提供科学依据。   方法   采用人工接种法鉴定了2011—2019年共590份大豆品种(系)对炭疽病的抗病性。   结果   鉴定出高抗品种(HR)、抗病品种(R)、中抗品种(MR)、中感品种(MS)、感病品种(S)和高感品种(HS)的数量分别为0、70、143、219、148和10份,比率分别为0、11.86%、24.24%、37.12%、25.08%和1.69%。不同年份间抗性品种比率(RR)范围为13.64%~68.00%,其中:2013年抗性品种的比率最高,为68.00%;其次的2012年抗性品种比率为52.00%;2016年抗性品种比率最低,为13.64%。国家热带亚热带地区春大豆组(S1)、国家热带亚热带地区夏大豆组(S2)、国家鲜食大豆春播组(S3)、国家鲜食大豆夏播组(S4)、国家长江流域春大豆组(S5)、福建省大豆新品种组(S6)和其他新品种组(S7)抗性品种的比率范围为5.89%~69.23%,其中:国家热带亚热带地区夏大豆组(S2)抗性品种比率最高,为69.23%;其次为国家鲜食大豆夏播组(S4),抗性品种比率为57.69%;国家鲜食大豆春播组(S3)抗性品种比率最低,为5.89%。   结论   鉴定结果表明,590份大豆品种(系)中,抗病和中抗品种占比为36.10%,没有对炭疽病高抗的品种;春播鲜食大豆缺乏对炭疽病抗性较好的品种。
臭椿生物碱对5种植物病原真菌的抑制作用
李永春, 赵美荣, 张智
2021, 36(1): 53-58. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.007
摘要:
  目的  探索臭椿生物碱在植物病原真菌防治中的应用。  方法  以臭椿树皮为原料,通过乙醇浸提法提取臭椿粗生物碱,并利用真空液相色谱技术对臭椿粗生物碱进行分离。采用菌丝生长速率法测定臭椿生物碱对黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum)、禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、冬瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. benincasae)、芍药灰霉病菌(Botrytis paeoniae)、牡丹炭疽病菌(Gloeosporium sp.)等5种供试植物病原真菌的抑制活性。  结果  除芍药灰霉病菌外,粗生物碱和单碱铁屎米-6-酮对其他4种供试真菌都产生较强的抑制作用,尤其对牡丹炭疽病菌、禾谷镰刀菌抑制效果明显。粗生物碱和单碱铁屎米-6-酮对禾谷镰刀菌的毒力都最强,EC50值分别为0.31 、20.32 μg·mL−1  结论  臭椿生物碱对多种植物病原真菌有较强的抑制作用,单碱铁屎米-6-酮的抑菌效果要优于粗生物碱,在开发新型绿色植物抗菌剂方面具有一定的潜力。
鄂北岗地山药病害病原菌鉴定
杨小林, 张佑宏, 王佐乾, 常向前, 吕亮, 张舒, 杨新笋
2021, 36(1): 59-64. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.008
摘要:
  目的  开展鄂北岗地山药病害病原菌的鉴定,探索引起病害的病原菌及其分类地位,为进一步研究其发生规律及制定切实有效的防治措施提供依据。  方法  采集鄂北岗地山药地上组织病害样本,利用植物病理学组织分离法和ITS-PCR技术,通过病原物培养形态、显微观察、ITS鉴定比对和致病性测定验证,进行山药病害病原菌的分离和鉴定。  结果  鄂北岗地山药病害的病原真菌系链格孢属互隔交链孢霉(Alternaria alternata),刺盘孢属果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)和胶孢炭疽菌(Colletotrichumn gloeosporiaides),毛色二孢属假可可毛色二孢(Lasiodiplodia pseudotheobromae)。  结论  以上结果揭示鄂北岗地山药有多病害发生,病原菌组成复杂。山药炭疽病及其他病害均可导致山药地上组织枯萎甚至死亡。
纳米四氧化三铁在茶叶农药残留检测中的应用及方法优化
李捷, 张峰, 黄菁菁, 丁立平, 杨方, 姚清华
2021, 36(1): 65-70. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.009
摘要:
  目的  建立高效液相色谱-串联质谱测定茶叶中7种农药的分析方法,提高检测效率、降低检测成本。  方法  以多菌灵、嘧霉胺、三环唑、吡虫啉、啶虫脒、灭多威、噻虫嗪等7种农药为目标物,纳米Fe3O4作为净化材料,考察其对茶叶中色素的去除效果,并进行方法评价。  结果  茶叶基质中纳米Fe3O4组的7种农药回收率明显高于石墨化碳黑(GCB)组,最佳用量为300 mg。通过Phenomenex Luna C8 (150 mm × 2.0 mm × 3.0 µm)色谱柱梯度洗脱,流动相A为含0.1 %甲酸和5 mmol·L−1乙酸铵的水,B为乙腈,多反应监测模式(MRM)监测。在0 ~ 50 µg·L−1方法线性良好,相关系数(R2)大于0.995;在5、10、50 ng·g−1添加水平下回收率为71.6%~107.7 %,相对标准偏差(RSD)为3.95%~13.62 %,检出限为0.15~0.60 µg·kg−1,定量限为0.5~2.0 µg·kg−1  结论  基于纳米Fe3O4建立了高效液相色谱-串联质谱测定茶叶中农药残留的分析方法,该方法稳定、可靠,有效提高了茶叶中农药残留检测的回收率,降低了检测成本。
资源与环境科学
花生壳替代泥炭土对基质及金线莲生长和品质的影响
朱巧莲, 池冰婕, 童晨晓, 张红雪, 胡坤, 郭力铭, 周碧青, 毛艳玲
2021, 36(1): 71-77. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.010
摘要:
  目的  研究花生壳替代泥炭土作为栽培基质对金线莲生长品质及基质性质的影响,筛选出适宜金线莲生长的栽培基质配比。  方法  通过盆栽试验,设置5种处理基质:CK(100%泥炭土)、N75(75%泥炭土+25%花生壳)、N67(67%泥炭土+33%花生壳)、N50(50%泥炭土+50%花生壳)、N33(33%泥炭土+67%花生壳),探究不同配比栽培基质对基质理化性质及金线莲的生长、品质影响。  结果  (1)花生壳替代泥炭土可以提高基质通气性、持水性和肥力,与对照相比,33%泥炭土+67%花生壳处理基质容重降低53.84%,最大持水量、非毛管孔隙度增加97.14%、148.35%,全氮含量增加7.85%,速效磷增加67.76%,速效钾增加1830.53%,且存在显著差异;(2)33%泥炭土+67%花生壳为栽培基质的金线莲生长状况、品质最好,其株高、根长、叶长、叶宽均显著优于对照组;其总黄酮、多糖、游离氨基酸、总酚含量与对照相比,分别提高41.57%、30.59%、45.08%、53.16%,且存在显著差异。  结论  花生壳替代泥炭土能提升基质肥力、促进金线莲生长和提高金线莲品质,配比为33%泥炭土+67%花生壳的基质效果最佳。
基于碳足迹的安徽省农田生态系统碳源/汇时空差异
张精, 方堉, 魏锦达, 林佳壕, 陈培彬, 朱朝枝
2021, 36(1): 78-90. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.011
摘要:
  目的   研究安徽省碳源/汇时空动态变化规律及其碳足迹空间聚集特征,为安徽省持续推进农业低碳化提供理论依据。   方法   基于安徽省2008—2016年的农业投入品和农作物生物总量等相关统计数据,采用碳排放系数法计算安徽省的碳源/汇及其碳足迹,并利用ArcGIS和Geoda软件,运用空间可视化和空间自相关分析安徽省16个设区市9年间的碳源/汇时空特征与碳足迹在空间聚集上的表现。   结果   (1)安徽省的碳排放强度以黄山市、宿州市为主要贡献城市,总体上形成“南北高,中部低,两翼平衡”的基本格局,而碳吸收强度表现出以阜阳和蚌埠为主要贡献城市的“两头重,中间轻”的基本表征。(2)安徽省农田生态系统的碳排放在研究年限内表现出下降趋势,但碳吸收的变化呈不规律性,土地动态利用度的变更是其主要原因之一。   结论   安徽省的碳排放强度和碳吸收程度呈现出明显的阶段性特征,农田生态系统的碳足迹小于区域生态承载力,且具有空间自相关性,农业低碳化较好的城市对周围城市有一定的带动作用。建议在贯彻落实《安徽省绿色发展行动实施方案》的基础上,科学规划减排方案,因地制宜发展低碳农业,提高土地集约利用水平,进一步推进农业适度规模经营。
食品科学
植物乳杆菌LV02抑菌特性及发酵培养基优化研究
杨悦, 滑婉月, 陈志迪, 张瑶, 易欣欣, 高秀芝
2021, 36(1): 91-103. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.012
摘要:
  目的   优化植物乳杆菌LV02发酵培养基,研究其抑菌特性,为开发抗菌保鲜类产品提供技术参考。   方法   以大肠杆菌YS为指示菌,抑菌圈直径及生物量OD600为评价指标。在单因素试验的基础上,采用PB试验初步确定各因素的高低水平,接着采用最陡爬坡试验进一步确定步长及方向来接近最大产值,确定CCD试验中心点。最后,采用CCD设计试验,研究各影响因素及其交互作用对植物乳杆菌LV02抑菌性及生物量OD600的影响,确定各影响因素的最佳水平。并通过牛津杯法研究LV02的抑菌特性,来确定应用环境的设定范围。   结果   LV02的优化发酵培养基配方为:葡萄糖34.07 g·L−1、酵母浸粉18.12 g·L−1、磷酸氢二钾2 g·L−1、硫酸锰0.16 g·L−1、乙酸钠5 g·L−1、硫酸镁0.20 g·L−1、柠檬酸铵1 g·L−1、吐温80 1 mL·L−1、胡萝卜汁50 mL·L−1,蒸馏水1 L。以5%接种,37 ℃培养24 h,结果为对大肠杆菌YS的抑菌圈直径比未优化前提高了近26%,OD600提高了12%。通过抑菌特性的分析,确定了粗提植物乳杆菌LV02的细菌素所需硫酸铵饱和度为80%,证明了植物乳杆菌LV02具有热稳定性(100 ℃,120 min)、酸碱稳定性(pH 3.0~7.5)及抑菌性。   结论   采用CCD试验优化植物乳杆菌LV02发酵培养基,可有效提高生物量OD600及对大肠杆菌YS的抑菌性。通过牛津杯法研究LV02的抑菌特性,确定了pH、温度具稳定性的设定范围。
喷雾干燥法制备玫瑰茄花色苷微胶囊条件优化
赵彦巧, 王月, 孟翔宇, 李钰琨
2021, 36(1): 104-114. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.013
摘要:
  目的  优化玫瑰茄花色苷微胶囊喷雾干燥工艺,提高玫瑰茄花色苷的包埋率及稳定性。  方法  以阿拉伯树胶和麦芽糊精为壁材,玫瑰茄花色苷为芯材,采用单因素试验和响应面法优化玫瑰茄花色苷微胶囊制备工艺条件,用扫描电镜观察花色苷微胶囊的微观形貌,考察其对光、热及金属的稳定性。  结果  玫瑰茄花色苷微胶囊制备的最佳工艺参数为:麦芽糊精占总固形物质量分数70.0%,阿拉伯树胶占总固形物质量分数3.0%,玫瑰茄花色苷占总固形物质量分数7.0%,总固形物质量分数7.0%,喷雾干燥进风温度143℃,此条件下玫瑰茄花色苷的包埋率为97.11%。扫描电镜结果显示微胶囊呈圆球形,表面较光滑致密,无裂痕无孔洞。微胶囊玫瑰茄花色苷稳定性比较分析表明:在相同温度、相同光照条件下,玫瑰茄花色苷微胶囊稳定性均明显高于纯化物;微胶囊化后花色苷在Cu2+和Zn2+中的稳定性得到明显改善。且玫瑰茄花色苷微胶囊在4℃、避光以及避免与Cu2+和Zn2+接触的条件下稳定性最高。  结论  通过优化玫瑰茄花色苷微胶囊制备工艺,可有效提高玫瑰茄花色苷的稳定性。
综述
中国有色稻米功能性成分遗传与育种研究进展
郑菲艳, 郑建华, 王洪飞, 朱永生, 游晴如, 周鹏, 陈春霞, 涂诗航, 董瑞霞, 郑家团, 黄庭旭
2021, 36(1): 115-123. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.014
摘要:
有色稻的花青素在稻谷的种皮内累积,使得糙米呈现出黑、紫、红、绿、黄等不同色泽。有色稻米含有许多人体所需的氨基酸、功能脂质、膳食纤维、维生素、矿物质、花青素、酚类化合物和γ-谷维素等物质,具有重要的营养价值和药用价值,受到消费者的欢迎和市场的关注,具有广阔的市场前景。与普通白米相比,当前对有色稻米的研究与应用相较滞后,新型有色稻米功能性食品和药品尚待开发。本文系统综述了有色稻米种质资源的分布、评价利用、功能性成分及其特性、相关基因的遗传学研究及其在育种上的应用等研究进展。分析了制约我国有色稻米产业发展的突出问题。提出系统有效地开展有色稻米综合研究是市场和产业发展的需要,加强生物手段辅助育种可以有效提高有色稻新品种培育效率。
HD-ZIP转录因子响应病菌与非生物胁迫研究进展
刘娇, 帅鹏
2021, 36(1): 124-134. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.015
摘要:
逆境条件通常影响植物生长发育,间接或直接导致作物减产甚至植物死亡。HD-ZIP转录因子则参与植物对不利环境条件的响应。Homeodomain-Leucine Zipper(HD-ZIP)转录因子是植物中特有的一类转录因子,属于同源异形盒(homeobox, HB)蛋白家族,由高度保守的同源异形结构域(Homeodomain)和亮氨酸拉链结构域(ZIP)紧密连接而成。通过LZ结构域介导的蛋白二聚体的形成使HD结构域与靶DNA结合,调控靶基因的表达。HD-ZIP转录因子不仅对植物生长发育发挥重要调控作用,并且对逆境抵抗中起关键作用。本文基于近年来HD-ZIP转录因子的最新研究成果,着重归纳HD-ZIP四个亚家族(Ⅰ-Ⅳ)对不同病菌和非生物胁迫例如干旱、高盐、极端温度、弱光、机械损伤、重金属胁迫做出的响应机制,以期揭示HD-ZIP转录因子如何通过整合激素和环境信号来改良植物生长特性的内在分子机制,从而为提升植物抗逆性奠定基础。