【摘 要】
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干旱缺水已经成为世界农业生产面临的严重问题,由于降水量不足和降水模式发生改变,造成的干旱与盐害成为限制作物品质和产量的主要非生物胁迫因素。糜子是我国古老的禾本科粮食作物,具有生育期短,耐旱、耐瘠薄、干旱后复水能力强等特性,是研究作物抗逆性改良的优质材料。ABA-acid-stress-ripening(ASR)基因是一种存在于作物体内的亲水性特异性基因,在作物非生物胁迫中发挥不可或缺的作用。尽管已
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干旱缺水已经成为世界农业生产面临的严重问题,由于降水量不足和降水模式发生改变,造成的干旱与盐害成为限制作物品质和产量的主要非生物胁迫因素。糜子是我国古老的禾本科粮食作物,具有生育期短,耐旱、耐瘠薄、干旱后复水能力强等特性,是研究作物抗逆性改良的优质材料。ABA-acid-stress-ripening(ASR)基因是一种存在于作物体内的亲水性特异性基因,在作物非生物胁迫中发挥不可或缺的作用。尽管已经在多种作物物种中证明ASR基因能响应多种非生物胁迫并且赋予植株抗逆性,但对糜子ASR基因家族的研究还未见报道。本研究通过筛选糜子基因组数据库,确定了6个糜子ASR家族成员,并通过分析其基因结构、蛋白质比对、系统发育关系和不同组织表达分析,可以发现PmASR蛋白C端含有高度保守的基序,系统进化分析可将糜子ASR基因分成三组:(1)PmASR1、PmASR2、PmASR5(2)PmASR3(3)PmASR4、PmASR6。亚细胞定位结果分析发现除PmASR5定位在细胞质中其余基因均在细胞核内。通过组织表达分析发现PmASR1、2、3、6基因表达量情况为根>茎>叶,PmASR4、5基因表达情况为叶>茎>根。选择各糜子组织中表达量最高的ASR家族成员进行克隆与生物信息学分析(根:PmASR1、茎:PmASR3、叶:PmASR4),并通过荧光定量分析PmASR1、3、4基因在各种组织中和在不同非生物胁迫下的转录谱,该三个基因不含有信号肽与跨膜结构,蛋白结构主要由α-螺旋(helix)和不规则卷曲(coil)构成。结果显示PmASR1和PmASR4基因主要在根中被诱导上调,PmASR3基因主要在叶中被诱导上调,并且每个基因至少在一种胁迫或多种胁迫下表达差异显著并且均在ABA激素胁迫下高度上调,因此糜子ASR家族基因为非生物胁迫响应基因。本试验结果不仅有利于糜子ASR家族基因的功能鉴定,也为揭示糜子抗逆性奠定了基础。
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