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  植物激素及环境友好活性物对植物生长的影响 发布时间:2019-06-11 【打印】 【关闭】

    

  1)脱落酸(S-ABA)诱导植物抗病和抗逆机制研究 

  整合分析番茄转录组和small RNA(sRNA)组,在转录水平上解析了ABA诱导植物抗逆和抗病的分子基础。sRNA组主要分析了microRNAstRFsphasiRNAs。结果显示,低浓度ABA对番茄基因的表达产生了广泛的影响。 

  检测共获得39,671 个编码基因转录本, 其中21,712 (54.73%)ABA影响。显著差异表达基因 DEGs (differentially expressed genes) 2787个,上调是下调的约两倍(图4)。ABA促进番茄大多数胁迫相关基因表达,如转录因子家族基因bZIPbHLHAP2/ERFMYBNACWRKYARFGRASNF-YCSPLGATA,热激蛋白基因,细胞色素P450基因,抗病基因如蛋白激酶基因STKRLKTPKHPK(图5)、以及NBS-LRR家族基因,抗逆基因如PALPPOGLU和几丁质酶基因、以及参与SAJAET信号转导途径的基因等。这些基因与植物逆境适应性和病原菌抗性相关,表明ABA能够调节植物生长发育,提高植物对多种生物和非生物胁迫的适应性。部分基因受ABA上调且表达量较高,推测这些基因在植物胁迫适应过程中发挥重要作用。 

   

  4  ABA应答番茄转录本差异表达分析 

    

 
 

  5. 番茄叶片中显著差异表达的蛋白激酶基因 

    

  进一步分析显示,外源低浓度ABA显著下调多数microRNAs(图6)、tRFs(图7)和phasiRNAs的表达(图8)。关联分析表明,抗性相关小分子RNAs的表达与其抗性靶基因呈负相关。抗性基因的上调表达有利于植物提高相应逆境的适应性和抗病特性。 

 

    

 

  6. ABA降低抗逆和抗病相关的miRNAs的表达 

  A.     上调或下调表达的miRNAsB. 完全收到抑制或诱导的miRNAs 

    

 
 

 

  7. 番茄叶片中表达量至少在一个样品中大于10RPM的差异表达的tRFs 

    

 

  8. 番茄叶片中差异表达的phasiRNAs 

    

  结合田间试验结果分析,ABA总体上,ABA抑制sRNAsmiRNAsphasiRNAstRFs等的表达,促进靶基因上调表达,并推测可能调节它们之间的相互作用,从而提高植物对多种生物和非生物胁迫的适应性。 

  2)环境友好制剂钛离子促进植物生长、提高植物抗病和抗逆特性研究 

      钛离子促进植株根系发达,促进生长相关基因表达,从而促进植物生长。 

  钛离子促进植物根系发达,有利于植物对养分和水分的吸收利用。促进许多与生长发育相关基因的表达,如促进DNA复制、基因翻译、蛋白质合成相关基因(图9)、脂氧合酶基因等基因的表达,以及促进铁氧还蛋白、叶绿素a-b结合蛋白、光系统II、光系统I相关基因的表达,有利于提高植株光合作用、促进体内光合产物的积累,增加植物的生物量。 

  钛离子提高酶活性,促进植物抗逆和抗病基因表达,增强抗逆和抗病能力。 

  钛离子溶液显著提高PODCATSOD的酶活性,促进过氧化物酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、L-抗坏血酸氧化酶同系物基因、抗病相关基因,以及胚胎发育后期丰富蛋白基因的表达上调,增强植株对非生物和生物逆境胁迫的抗性。 

  钛离子对多种病原菌具有广谱抑菌作用,8-16mg/mL即可有效抑制细菌的生长和定植。 

  综上,本研究从生理及转录水平上部分阐明了钛离子作用的机理(图10),为钛离子制剂在农业生产中的应用提供了理论依据和实践指导,为两减一增做贡献,具有重要意义。 

    

 
 
 

  9. 核糖体组成蛋白基因表达分析 

  编码大亚基核糖体蛋白L3eL4eL24L6L18L15L17L13等基因的表达上调;编码小亚基核糖体蛋白S10S20eS5S14S5eS23e12e等基因的表达上调。红色上调绿色下调 

    

 
 
 

   10. 推测的钛离子作用机制 

    

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