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自毒胁迫对甜瓜种子萌发与幼苗保护酶活性和转录组的影响 被引量：9
1
作者 张志忠 奚玉培 +1 位作者 韩晓云 王革伏 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2197-2206,共10页
甜瓜自毒作用是导致其栽培实践中连作障碍严重的关键原因之一。该实验以甜瓜植株水浸提液处理模拟甜瓜自毒胁迫,通过测定自毒条件下甜瓜种子萌发、幼苗根系保护酶活性和MDA含量的变化及转录组分析,以探讨甜瓜自毒作用机理。结果显示:(1... 甜瓜自毒作用是导致其栽培实践中连作障碍严重的关键原因之一。该实验以甜瓜植株水浸提液处理模拟甜瓜自毒胁迫,通过测定自毒条件下甜瓜种子萌发、幼苗根系保护酶活性和MDA含量的变化及转录组分析,以探讨甜瓜自毒作用机理。结果显示:(1)甜瓜自毒胁迫总体上抑制了甜瓜种子萌发和后续生长,胁迫处理的阈值为0.03 g/mL。(2)甜瓜植株水浸提液处理后其幼苗根系保护酶活性和MDA含量变化非常剧烈,SOD活性表现为降-升-降趋势,POD活性先降后升,CAT活性先升后降,MDA含量持续增加。(3)转录组分析结果共鉴定出2 599个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),胁迫2 d后共产生2 251个DEGs,显著多于胁迫4 d后的329个DEGs;且2 d与0 d对比有923个DEGs上调,1 328个DEGs下调,表明甜瓜幼苗在基因水平对自毒胁迫产生了积极响应。(4)相关生物信息学分析表明,自毒胁迫导致的DEGs主要与苯丙烷代谢、活性氧代谢、光合作用和植物激素信号转导有关,同时也涉及到渗透调节、膜和蛋白保护等过程;且这些DEGs主要富集于2 d与0 d,说明自毒胁迫条件下幼苗光合作用发生了改变,且这种变化主要发生在胁迫早期。(5)对6个甜瓜自毒胁迫密切相关DEGs(AP2-2、bZIP1、bZIP2、AP2-1、bHLH和HIS)的qRT-PCR分析显示,AP2-1、bHLH和HIS等3个基因在自毒胁迫2 d时表达量出现峰值,对照组AP2-2基因在2 d时表达量达到峰值,结果与转录组测序分析结果一致。研究表明,甜瓜自毒胁迫引起了其植物细胞的异常,进而会对生长和器官结构产生不良影响并诱发了大量与刺激或胁迫相关的基因差异表达,且甜瓜自毒胁迫下短期响应的基因或转录因子数量明显多于长期响应的数量,暗示甜瓜幼苗可以对自毒胁迫做出快速响应。 展开更多
关键词 甜瓜 自毒作用 转录组分析 保护酶 植株水浸提液
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模拟盐渍化对甜瓜种子萌发和幼苗生理特性的影响 被引量：8
2
作者 张贝贝 樊佳茹 +4 位作者 王景荣 韩晓云 袁慧敏 Gefu WANG-PRUSKI 张志忠 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期912-920,共9页
为了解盐渍化对甜瓜种子萌发的影响,本研究以甜瓜品种’新银辉’为材料,采用NaCl和NaHCO3单独处理和复合处理模拟盐渍化,观测不同处理下甜瓜种子萌发情况以及生理生化指标的变化。结果表明:NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3复合处理模拟的盐... 为了解盐渍化对甜瓜种子萌发的影响,本研究以甜瓜品种’新银辉’为材料,采用NaCl和NaHCO3单独处理和复合处理模拟盐渍化,观测不同处理下甜瓜种子萌发情况以及生理生化指标的变化。结果表明:NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3复合处理模拟的盐渍化几乎都对甜瓜种子萌发产生了抑制作用,胁迫浓度越高,抑制作用越明显;仅低浓度(50 mmol/L)的NaCl表现出一定的促进作用。NaCl和NaHCO3复合处理后甜瓜种子萌发过程中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随着处理时间增加,呈升-降-升的趋势;过氧化物酶(POD)活性先上升后下降;脯氨酸(Pro)含量持续上升;可溶性糖含量持续下降;丙二醛(MDA)含量始终显著高于蒸馏水对照;淀粉含量随着处理时间增加呈下降的趋势,α-淀粉酶活性和β-淀粉酶活性均呈先下降、后上升的趋势。模拟盐渍化明显抑制甜瓜种子的萌发和幼苗生长,保护酶活性、淀粉代谢在应对胁迫中起到了明显作用,研究结果有助于为甜瓜耐盐机制和设施栽培提供有益的参考。 展开更多
关键词 甜瓜 盐渍化 种子萌发 保护酶 淀粉代谢
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甜瓜实时荧光定量PCR分析中内参基因的筛选 被引量：5
3
作者 章丽珍 韩晓云 +2 位作者 吴菁华 GefuWANG-PRUSKI 张志忠 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1179-1187,共9页
【目的】筛选可分别在甜瓜不同组织器官和不同胁迫处理下稳定表达的内参基因,用于对靶基因表达量的实时荧光定量分析,保证相关试验的准确性及可靠性。【方法】以甜瓜品种新银辉为试验材料,通过实时荧光定量PCR技术分析18s rRNA、TUA、E... 【目的】筛选可分别在甜瓜不同组织器官和不同胁迫处理下稳定表达的内参基因,用于对靶基因表达量的实时荧光定量分析,保证相关试验的准确性及可靠性。【方法】以甜瓜品种新银辉为试验材料,通过实时荧光定量PCR技术分析18s rRNA、TUA、EF1a、Actin1、Actin2、Actin3、Actin4、CYC和UBI-ep共9个候选内参基因在甜瓜不同组织器官及不同胁迫处理下的表达稳定性,包括甜瓜根、叶、种子和果实4种不同组织材料,以及水分胁迫、肉桂酸胁迫、盐碱胁迫和ABA胁迫4种处理。同时使用Best-Keeper、Norm Finder和ge Norm软件对9个候选内参基因进行稳定性分析。【结果】对不同组织器官而言,Best-Keeper评估排名前5的内参基因依次为CYC>18s rRNA>UBI-ep>EF1a>TUA;Norm Finder计算排名前5的内参基因依次为EF1a>UBI-ep>Actin4>CYC>Actin3;ge Norm分析排名前5的基因依次为Actin4=Actin3>Actin1>EF1a>UBI-ep。不同胁迫处理中,Best-Keeper计算排名前5的基因依次为18s rRNA>Actin3>Actin4>EF1a>UBI-ep;Norm Finder分析排名前5的基因依次为EF1a>UBIep>Actin4>CYC>18s rRNA;ge Norm分析排名前5的基因依次为EF1a=UBI-ep>Actin4>CYC>Actin1。总体而言EF1a在不同组织器官和不同胁迫处理中的综合排名均较为稳定;Actin4、Actin3、Actin1和EF1a是不同组织器官中较为稳定的内参基因组合;EF1a和UBI-ep是4种胁迫条件下较稳定的内参基因组合。【结论】EF1a在甜瓜不同组织器官及不同胁迫条件下均可稳定表达,是较为合适的内参基因;同时可通过设置双内参基因进一步降低试验误差。 展开更多
关键词 甜瓜 内参基因 实时荧光定量PCR 组织器官 胁迫
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福建省明溪县农地土壤重金属的空间分异和潜在生态风险评价 被引量：3
4
作者 康智明 王彬 +3 位作者 祝文烽 王松良 Claude Caldwell 王建明 《福建农林大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第2期212-218,共7页
以福建省明溪县农地土壤为研究对象,采集耕层土壤(0-20 cm)样品88个,测定其Cd、Cu和Pb等3种重金属元素含量;利用Arc GIS软件分析其农地土壤重金属空间变异特征;采用Hakanson潜在生态危险指数法评价研究区域农地土壤重金属潜在生态风险... 以福建省明溪县农地土壤为研究对象,采集耕层土壤(0-20 cm)样品88个,测定其Cd、Cu和Pb等3种重金属元素含量;利用Arc GIS软件分析其农地土壤重金属空间变异特征;采用Hakanson潜在生态危险指数法评价研究区域农地土壤重金属潜在生态风险与环境污染.结果表明:研究区域土壤重金属Cd、Cu和Pb平均含量分别为0.0119、13.9606和6.8480mg·kg-1,均未超过国家土壤环境质量二级标准.Cd、Cu和Pb等3种重金属含量变异系数为22%-386%,大小排列顺序为Cd>Pb>Cu;在空间分异上,Cd和Pb元素的空间相关性较强,Cu元素的空间相关性较弱;Cd的高含量区集中于瀚仙镇北部和城关乡东北部,Cu的高含量区位于枫溪、夏坊二乡和盖洋、瀚仙镇,Pb的高含量区则分布在雪峰镇和城关乡以北地带及沙溪乡东部.研究区域中98.86%的样本为低度等级的重金属潜在生态风险(RI平均值为11.03);在生态风险等级分布上,瀚仙镇东北部的重金属潜在生态风险等级较高. 展开更多
关键词 地理信息系统(GIS) 重金属 生态风险 福建省明溪县
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中国水仙NtTFL1-1和NtTFL1-2基因的克隆和表达 被引量：2
5
作者 张璐 吴菁华 +2 位作者 姚馨婷 王革伏 张志忠 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期264-271,共8页
中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)是十大传统名花之一,一般在冬季开花,为典型的年宵花卉,开花时间的局限使其应用价值受到一定限制.水仙花球在夏季的休眠期进行花芽分化,是花期调控研究的重点阶段,但目前对其开花机制和调控... 中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)是十大传统名花之一,一般在冬季开花,为典型的年宵花卉,开花时间的局限使其应用价值受到一定限制.水仙花球在夏季的休眠期进行花芽分化,是花期调控研究的重点阶段,但目前对其开花机制和调控的研究尚处于起步阶段. TFL1(TERMINAL FLOWER 1)是植物重要的开花相关基因,为了解该基因在中国水仙花芽分化和开花过程中的作用,以中国水仙‘金盏银台’为材料,利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR,Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction)技术克隆中国水仙的TFL1基因NtTFL1-1和NtTFL1-2,对获得的基因序列进行相关生物信息学分析,对该基因编码蛋白进行亚细胞定位;利用荧光定量PCR技术对其在中国水仙花芽分化不同时期、不同器官类型中的差异表达情况进行测定.结果显示NtTFL1-1开放阅读框(open reading frame,ORF)共501个碱基对(bp,base pair),编码166个氨基酸,NtTFL1-2的ORF共525 bp,编码174个氨基酸;二者均具有TFL1家族的保守结构域;NtTFL1-1和NtTFL1-2均定位在细胞质中. NtTFL1-1和NtTFL1-2在中国水仙花芽分化初期和花序原基形成期的表达量较低,在花原基形成期表达量较高;NtTFL1-1和NtTFL1-2在根中的表达量高于茎、叶和成熟的花.本研究显示NtTFL1-1和NtTFL1-2和中国水仙花芽分化密切相关,结果可为中国水仙花期调控研究提供理论参考.(图6表2参30) 展开更多
关键词 中国水仙 TFL1基因 花芽分化 荧光定量PCR 亚细胞定位
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甜瓜自毒相关基因CmGST的克隆及其对自毒胁迫的响应 被引量：1
6
作者 王景荣 张政达 +3 位作者 樊佳茹 张贝贝 王革伏 张志忠 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1172-1180,共9页
植物谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)在清除生物和非生物胁迫产生的氧化损伤中扮演着重要的角色,为探究GST在根系分泌物介导的甜瓜自毒胁迫中的响应机制,该实验在转录组测序基础上,以甜瓜叶片cDNA为模板,采用RT-PCR技术获得了一个根系分泌物... 植物谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)在清除生物和非生物胁迫产生的氧化损伤中扮演着重要的角色,为探究GST在根系分泌物介导的甜瓜自毒胁迫中的响应机制,该实验在转录组测序基础上,以甜瓜叶片cDNA为模板,采用RT-PCR技术获得了一个根系分泌物介导的甜瓜自毒作用密切相关的GST基因,命名为CmGST(GenBank登录号:AYU66762.1);对CmGST基因进行了相关生物信息学分析,同时对自毒胁迫过程中,CmGST的差异表达情况、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性和谷胱甘肽(GSH)含量进行了相关测定。结果显示:(1)CmGST基因含有完整开放阅读框(ORF)654bp,编码217个氨基酸;CmGST蛋白为酸性亲水蛋白,且较为稳定,具有GST家族Tau亚家族的2个典型的保守结构域;CmGST蛋白与黄瓜的亲缘关系较近。(2)亚细胞定位结果表明CmGST定位于细胞质中。(3)qRT-PCR分析结果表明,CmGST在甜瓜根系和幼苗中均有表达,在正常生长的甜瓜幼苗中表达量相对稳定;自毒胁迫后在叶中的表达先降后升,后期迅速增加;在根系中变化趋势类似,但程度较为缓和。(4)GST活性和GSH含量分析表明,叶片中GST活性变化趋势与CmGST基因表达变化基本吻合;在根系中,GST活性呈现先升再降最后又升高的趋势;随胁迫时间增加,GSH含量在根系和叶片中均都有不同程度的增加,但根部含量低于叶片。研究认为,在自毒胁迫过程中,CmGST基因在甜瓜植株根和叶片均有相应表达水平的变化,参与了对根系分泌物介导的自毒胁迫响应。 展开更多
关键词 甜瓜 谷胱甘肽S-转移酶基因 自毒作用 根系分泌物
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