«上一篇/Previous Article|本期目录/Table of Contents|下一篇/Next Article»

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第47卷

期数:

2019年第01期

页码:

40-44

栏目:

生物技术

出版日期:

2019-01-05

文章信息/Info

Title:

Genome-wide identification and drought stress-responsive expression analysis of NCED genes in Setaria italica

作者:

程鸿燕¹;  郭昱¹;  马芳芳¹;  王玉文³;  禾璐⁴;  韩渊怀¹; 2

1.山西农业大学农学院，山西太谷 030801； 2.山西农业大学生物工程研究所，山西太谷 030801；
3.山西省农业科学院谷子研究所，山西长治 046000； 4.山西省农业科学院玉米研究所，山西忻州 034000

Author(s):

Cheng Hongyan; et al

关键词:

谷子; NCED家族基因; 干旱胁迫; 表达; 生物信息学

Keywords:

-

分类号:

S515.01

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

基于转录组数据分析并结合谷子基因组数据库鉴定出10个候选NCED基因，对它们的结构特点、理化性质、启动子元件功能等进行分析，并以抗旱(GG)和干旱敏感谷子品种(JF16)为材料，对PEG胁迫前后差异基因的表达特点进行分析。结果表明，谷子中编码NCED家族基因启动子中含较多与抗旱胁迫相关的功能元件；经PEG胁迫处理后，Seita.2G035400在GG和JF16中表达量均上调，但上调幅度有所差异。该研究结果进一步加强了对植物NCED基因家族的了解，也为后续进行谷子抗旱机制和抗旱分子育种提供了理论借鉴依据。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］李荫梅. 谷子育种学［M］. 北京：中国农业出版社，1997：421-446.
［2］Muthamilarasan M，Prasad M. Advances in setaria genomics for genetic improvement of cereals and bioenergy grasses［J］. Theoretical and Applied Genetics，2015，128(1)：1-14.
［3］Diao X，Schnable J，Bennetzen J L，et al. Initiation of setaria as a model plant［J］. Frontiers of Agricultural Science and Engineering，2014，1(1)：16-20.
［4］Hu H，Xiong L. Genetic engineering and breeding of drought-resistant crops［J］. Annual Review of Plant Biology，2014，65(1)：715-741.
［5］Zhu J K. Salt and drought stress signal transduction in plants［J］. Annual Review of Plant Biology，2002，53：247-273.
［6］Cutler S R，Rodriguez P L，Finkelstein R R，et al. Abscisic acid：emergence of a core signaling network［J］. Annual Review of Plant Biology，2010，61(1)：651-679.
［7］Shinozaki K，Yamaguchi-Shinozaki K. Gene networks involved in drought stress response and tolerance［J］. Journal of Experimental Botany，2007，58(2)：221-227.
［8］Tan B C，Joseph L M，Deng W T，et al. Molecular characterization of the Arabidopsis 9-cis epoxycarotenoid dioxygenase gene family［J］. The Plant Journal：for Cell and Molecular Biology，2003，35(1)：44-56.
［9］Ren H，Gao Z，Chen L，et al. Dynamic analysis of ABA accumulation in relation to the rate of ABA catabolism in maize tissues under water deficit［J］. Journal of Experimental Botany，2007，58(2)：211-219.
［10］Schwartz S H，Qin X，Zeevaart J A. Elucidation of the indirect pathway of abscisic acid biosynthesis by mutants，genes，and enzymes［J］. Plant Physiology，2003，131(4)：1591-1601.
［11］Tan B C，Mccarty D R. Genetic control of abscisic acid biosynthesis in maize［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，1997，94(22)：12235-12240.
［12］Burbidge A，Grieve T，Jackson A，et al. Structure and expression of a cDNA encoding a putative neoxanthin cleavage enzyme(NCE)isolated from a wilt-related tomato(Lycopersicon esculentum Mill.)library［J］. Journal of Experimental Botany，1997，48(12)：2111-2112.
［13］Iuchi S，Kobayashi M，Yamaguchi-Shinozaki K，et al. A stress-inducible gene for 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase involved in abscisic acid biosynthesis under water stress in drought-tolerant cowpea［J］. Plant Physiology，2000，123(2)：553-562.
［14］Iuchi S，Kobayashi M，Taji T，et al. Regulation of drought tolerance by gene manipulation of 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase，a key enzyme in abscisic acid biosynthesis in Arabidopsis［J］. Plant Journal，2001，27(4)：325-333.
［15］Yang J，Guo Z. Cloning of a 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase gene (SgNCED1) from Stylosanthes guianensis and its expression in response to abiotic stresses［J］. Plant Cell Reports，2007，26(8)：1383-1390.
［16］李康，聂小军，方桂英，等. 普通小麦及其近缘种NCED基因的克隆及表达分析［J］. 西北农业学报，2010，19(6)：55-59.
［17］李嘉怡，苏良辰，何月容，等. 超表达AhNCED1拟南芥植株在渗透胁迫下抗氧化能力和抗旱相关下游基因表达变化 ［J］. 植物生理学报，2012，48(12)：1167-1172.
［18］胡博，肖素妮，吕滟，等. 不同花生品种响应干旱胁迫后叶片内ABA与AhNCED1的分布［J］. 中国细胞生物学学报，2012，34(10)：992-997.
［19］牛志强，刘国顺，师婷婷，等. 烟草NCED3基因的克隆及其干旱胁迫表达分析［J］. 中国烟草学报，2015，21(3)：100-106.
［20］徐学中，汪婷，万旺，等. 水稻ABA生物合成基因OsNCED3响应干旱胁迫［J］. 作物学报，2018，44(1)：24-31.
［21］Davies W J，Zhang J. Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil［J］. Physiol Plant Mol Biol，1991，42(1)：55-76.
［22］And P C，Robertson M. Gene expression regulated by abscisic acid and its relation to stress tolerance［J］. Physiol Plant Mol Biol，1994，45(1)：113-141.
［23］Neill S J，Desikan R，Clarke A，et al. Nitric oxide is a novel component of abscisic acid signaling in stomatal guard cells［J］. Plant Physiology，2002，128(1)：13-16.
［24］刘新，张蜀秋，娄成后.茉莉酸信号转导及其与脱落酸信号转导的关系［J］. 植物生理学通讯，2002，38(3)：285-288.
［25］Turner J G，Ellis C，Devoto A. The jasmonate signal pathway［J］. Plant Cell，2002，14(l)：S153-S164.
［26］陶宗娅，邹 琦，彭 涛，等. 水杨酸在小麦幼苗渗透胁迫中的作用［J］. 西北植物学报，1999，19(2)：296-302.
［27］坎 平，王莎莎，马文广，等. 赤霉素引发同时提高烟草种子及幼苗抗旱性和抗冷性［J］. 种子，2014，33(2)：30-34，38.
［28］Cominelli E，Sala T，Calvi D，et al. Over-expression of the Arabidopsis AtMYB41 gene alters cell expansion and leaf surface permeability［J］. The Plant Journal，2008，53(1)：53-64.
［29］Qin X Q，Zeevaart J A. The 9-cis-epoxycarotenoid cleavage reaction is the key regulatory step of abscisic acid biosynthesis in water-stressed bean［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，1999，96(26)：15354-15361.
［30］Burbidge A，Grieve T M，Jackson A，et al. Characterization of the ABA-deficient tomato mutant notabilis and its relationship with maize Vp14［J］. The Plant Journal，1999，17(4)：427-431.

相似文献/References:

[1]李会芬,时丽冉,崔兴国,等.水分胁迫对不同品种谷子萌发期的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):67.
　Li Huifen,et al.Effect of water stress on germination stage of different millet cultivars[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(01):67.
[2]赵敏,李书田,王显瑞,等.谷子新品种峰红谷的选育及栽培要点[J].江苏农业科学,2013,41(11):116.
　Zhao Min,et al.Breeding and cultivation techniques of new millet cultivar “Fenghonggu”[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(01):116.
[3]张艾英,郭素芬,张莉,等.膜侧沟播对旱地春谷生理生态特性及产量的影响[J].江苏农业科学,2016,44(06):148.
　Zhang Aiying,et al.Effects of ridge film mulching and furrow seeding on eco-physiological property and yield of spring foxtail millet in dry land[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(01):148.
[4]呼红梅,王莉.氮、磷、钾对盐胁迫谷子幼苗形态和生理指标的影响[J].江苏农业科学,2016,44(02):117.
　Hu Hongmei,et al.Effects of nitrogen，phosphorus and potassium on seedling morphology and physiology indices of millet under salt stress[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(01):117.
[5]王彦杰,毕少杰,洪秀杰,等.不同浓度沼液浸种和喷施对谷子生长的影响[J].江苏农业科学,2015,43(10):119.
　Wang Yanjie,et al.Effect of soaking and spraying with different concentrations of biogas slurry on growth of millet[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(01):119.
[6]王凌云,郭明,赵艳,等.谷子蔗糖合成酶基因家族鉴定及生物信息学分析[J].江苏农业科学,2017,45(15):30.
　Wang Lingyun,et al.Family identification and bioinformatics analysis of millet sucrose synthase gene[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2017,45(01):30.
[7]段明.谷子EPSPS基因的分离、修饰及表达载体的构建[J].江苏农业科学,2016,44(05):51.
　Duan Ming.Separation， modification and construction of expression vector for millet EPSPS gene[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(01):51.
[8]张兰兰,孙冬雪,庞立欣,等.外源硒对谷子植株体内谷胱甘肽过氧化物酶及品质的影响[J].江苏农业科学,2018,46(19):59.
　Zhang Lanlan,et al.Effects of exogenous selenium on glutathione peroxidase activity and quality in millet[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2018,46(01):59.
[9]齐帆,范兴,陈义,等.基于RNA-seq数据发掘响应干旱的谷子C2H2型锌指蛋白基因[J].江苏农业科学,2019,47(02):41.
　Qi Fan,et al.Identification of millet C2H2-type zinc finger protein genes in response to drought stress based on RNA-seq data[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(01):41.
[10]琦明玉,张立媛,李红光,等.高产谷子品种高产机制[J].江苏农业科学,2019,47(11):120.
　Qi Mingyu,et al.Study on high-yield mechanism of high-yield millet cultivars[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(01):120.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2018-05-17
基金项目：国家自然科学基金(编号：31401396)；山西省青年科技研究基金(编号：201601D021125)；山西省重点研发项目(编号：201703D211008)；山西省主要农作物种质创新与分子育种重点科技创新平台项目(编号：201605D151002)；山西农业大学校基金(编号：2013YJ04、2014022、2014YZ2-5)。
作者简介：程鸿燕(1994—)，女，山西运城人，硕士研究生，主要从事植物抗旱生理与分子育种研究。E-mail：c

常用功能

更新日期/Last Update: 2019-01-05