玉米响应渗透胁迫的数字基因表达谱分析-论文

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玉米干旱胁迫相关基因的克隆与分析

玉米干旱胁迫相关基因的克隆与分析1. 本文概述本文旨在深入探讨玉米在干旱胁迫条件下，其基因表达调控网络的复杂性和关键基因的作用机制。

随着全球气候变化和水资源短缺问题的日益严峻，玉米作为重要的粮食作物，其耐旱性的提高对确保粮食安全具有重要意义。

本研究采用分子生物学和生物信息学相结合的方法，对玉米干旱胁迫响应的关键基因进行克隆和分析。

通过高通量测序技术获得干旱胁迫下玉米基因表达谱，进而筛选出差异表达基因。

针对这些差异表达基因，利用实时荧光定量PCR技术进行验证，并进一步克隆其基因序列。

通过生物信息学分析，预测这些基因的功能和参与的生物学途径，为揭示玉米干旱胁迫响应的分子机制提供新的视角和理论依据。

本文的研究结果不仅有助于理解玉米响应干旱胁迫的分子机制，也为耐旱性玉米品种的分子育种提供了重要的候选基因。

2. 材料与方法玉米种质资源：选取具有代表性的玉米自交系与杂交种，包括已知的耐旱型和敏感型品种。

这些材料均来自于国家级种质资源库或合作育种单位，确保其遗传背景清晰且在以往研究中展现出显著的抗旱性差异。

干旱胁迫处理：在人工气候室中模拟不同程度的干旱环境。

通过调节空气湿度、灌溉频率和土壤含水量，设置对照（正常水分供应）、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等处理等级。

各处理条件的具体参数（如相对湿度、土壤田间持水量百分比）按照已有的文献标准设定，并定期监测以维持稳定的胁迫状态。

RNA提取与cDNA合成：在干旱胁迫处理的不同时间点（如0h、6h、12h、24h、48h、72h等），取玉米植株的特定组织（如根、茎、叶、穗等），迅速冷冻并保存于液氮中，随后使用Trizol试剂或商业RNA提取试剂盒提取总RNA。

利用反转录酶进行cDNA第一链合成，为后续PCR反应提供模板。

基因片段筛选与克隆：基于前期转录组测序数据、生物信息学分析及已发表文献，选择与干旱响应相关的候选基因。

设计特异性引物，利用RTPCR（逆转录聚合酶链式反应）或RACE（快速扩增cDNA末端）技术扩增目标基因的全长编码序列（CDS）或特定结构域（如启动子、转录因子结合位点）。

玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达模式分析

玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达模式分析贾利强;刘讯;丁波【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2022(37)1【摘要】为了探讨玉米bZIP基因家族成员在玉米抗逆中的作用,以玉米骨干自交系郑58为试验材料,设置200 mmol/L的NaCl溶液、20%PEG6000(Polyethylene Glycol 6000)、4℃低温和硝态氮或铵态氮缺乏胁迫试验,利用qPCR技术,对9个ZmbZIP基因应答各类逆境胁迫的响应表达模式进行了分析。

系统进化树分析结果表明,9个ZmbZIP基因进一步细分为3个亚组。

qPCR分析结果表明,8个基因在不同组织器官中表达,ZmbZIP80没有被检测到,其可能是假基因。

在人为模拟盐、干旱、低温和氮胁迫条件下,8个ZmbZIP在应答不同胁迫时,呈现不同的表达模式,ZmbZIP37和ZmbZIP53受NaCl胁迫明显诱导,而ZmbZIP49和ZmbZIP79则受到显著抑制;硝态氮缺乏胁迫显著抑制叶片中ZmbZIP37和ZmbZIP53基因表达,ZmbZIP42和ZmbZIP49则受到铵态氮缺乏胁迫的明显诱导。

这些结果表明,8个ZmbZIP在玉米抵御逆境胁迫时发挥着广泛的作用;9个ZmbZIP基因在玉米不同组织中和响应不同逆境胁迫时的表达模式明显不同。

研究结果可为进一步研究这些基因的生物学功能提供科学数据。

【总页数】9页(P9-17)【作者】贾利强;刘讯;丁波【作者单位】贵州师范学院【正文语种】中文【中图分类】Q78;S513.03【相关文献】1.玉米ZmREM基因的克隆与逆境胁迫后表达分析2.脱落酸应答基因的表达调控及其与逆境胁迫的关系3.9个玉米DOF基因对逆境胁迫的响应模式分析4.11个玉米DOF基因对逆境胁迫的表达模式分析5.使用RNA测序的基因表达模式分析长双歧杆菌BBMN68酸胁迫应答的机制获得进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

19013806_夏玉米对高温胁迫的生理响应及抗逆基因表达研究进展

20这 3个品种叶片的抗坏血酸氧化酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）增加量高于驻玉 309，可见 HSP70蛋白能够提高高温诱导的抗氧化防护酶活性[4]。由此可见，品种对高温胁迫的生理响应存在差异，可通过筛选耐高温品种，在夏玉米种植区域应对频发高温的危害。
植区域应对高温热害的调控技术研究及预防措施具有积极意义。
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基金项目国家重点研究和开发计划子课题（68OTUVE8788P86）；安徽农业大学大学生创新创业训练计划项目（IWE%68OS6O6）；安徽省重点研究和开发计划（68OQ8P#898688NN）。
作者简介贾笛迩（OQQPR），男，硕士研究生，研究方向：作物灾害及抗逆性研究。L 通讯作者，朱英华（OQT7R），女，博士，副教授，主要从事作物灾害及抗逆性研究。
高温胁迫下的生理变化存在基因型的差异[4，6，8，19]。高温导致郑单958、隆玉602和浚单20这3 个品种叶片的抗坏血酸氧化酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和过氧化氢酶（CAT）基因表达增加量高于驻玉309，由此可见，小分子热激蛋白（sHSPs）和抗氧化酶防护系统在耐逆性不同的玉米品种中表达具有显著差异[20-21]。在高温干旱复合胁迫下，sHSP17.2基因仅在郑单 958中表达，sHSP17.5和 sHSP22基因在郑单 958中表达增加量最高， sHSP16.9、sHSP17.4和 sHSP26基因在隆玉 602表达增加量最高，5个基因表达在驻玉309中均最低[22]。耐热性主要是由亲本自交系决定的，玉米雄穗耐热性具有明显的基因型差异[24]。李川[25]等研究表明，2个不同品种的玉米自交系品种昌72和郑58对高温胁迫响应存在明显差异，昌72花粉转录组中检测到 4176个基因显著表达，郑58有5487个基因显著表达，热激蛋白、热激转录因子、生长素基因和磷脂酰基醇4，5二磷酸基因家族在响应玉米花期高温胁迫中起到重要作用。高温诱导ZmHSP17.7 基因快速表达，在种子和植株生长过程中超表达 ZmHSP17.7的转基因拟南芥具有更强的耐高温和干旱的能力[26]。 sHSP26通过调控玉米光合作用相关蛋白，在一定程度上保护叶绿体，提高叶绿体的耐热性 [27]。在高温胁迫下较高表达的上调表达基因ZM2G058057和下调表达基因 ZM2G059964、ZM2G044670 对甜玉米幼雌穗发育过程中耐高温胁迫起到重要作用[23]。高温胁迫导致粤甜 13雌穗发育相关基因 705个上调表达，244个下调表达，上调10倍以上基因108个，下调10倍以上基因40个，它

玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2021, 47(6): 1138 1148 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail: zwxb301@本研究由山东省自然科学基金项目(ZR2019BC107)资助。

This study was supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2019BC107).*通信作者(Corresponding author): 孟昭东, E-mail: mengzhd@第一作者联系方式: E-mail: liwenlantutu@Received (收稿日期): 2020-07-07; Accepted (接受日期): 2020-11-13; Published online (网络出版日期): 2020-12-15. URL: https:///kcms/detail/11.1809.s.20201214.1748.004.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.03043玉米生长素响应因子家族基因的表达模式分析李文兰李文才孙琦于彦丽赵勐鲁守平李艳娇孟昭东*山东省农业科学院玉米研究所 / 小麦玉米国家工程实验室 / 农业部黄淮海北部玉米生物学与遗传育种重点实验室, 山东济南 250100摘要: 生长素响应因子(auxin response factor, ARF)是一类重要的转录因子, 通过特异性地结合生长素响应元件调节下游靶基因的转录, 参与诸多植物生长发育过程的调控。

玉米中有许多ARF 家族基因, 但其表达模式有待深入研究。

本研究分析了玉米ARF 家族基因在不同组织器官中的表达, 发现除ARF10、ARF16和ARF34组成型表达外, 其余32个ARF 基因的表达水平在生殖器官中要明显高于营养器官。

玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1的表达和功能分析

河南农业科学，2024，53（1）：12‑21Journal of Henan Agricultural Sciencesdoi:10.15933/ki.1004-3268.2024.01.002玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR 1的表达和功能分析曹丽茹1，2，梁小菡1，2，马晨晨1，2，叶飞宇1，2，庞芸芸1，李伟亚1，2，张新1，2，鲁晓民1，2（1.河南省农业科学院粮食作物研究所，河南郑州450002；2.神农种业实验室，河南郑州450002）摘要：在前期干旱-复水处理玉米转录组测序基础上，发现了一个响应干旱胁迫的基因ZmTPR 1（Tetratricopeptide repeat 1），对该基因进行生物信息学分析，并探究其在不同组织及逆境胁迫下的表达模式，利用CRISPR-Cas9技术敲除拟南芥中的同源基因AtTPR 1，分析干旱胁迫条件下纯合突变体植株的表型和生理生化指标，初步探究该基因的功能，为培育抗旱玉米品种提供基因资源。

结果表明，ZmTPR 1基因位于玉米的第3号染色体，编码421个氨基酸，具有保守的卷曲螺旋结构域，可能参与玉米对植物激素、干旱等胁迫的响应。

ZmTPR 1基因在玉米各组织中均表达，在幼茎中的表达量最高；干旱、高温、盐和缺氮胁迫均可诱导ZmTPR 1基因的表达，干旱胁迫后表达量上调最明显；干旱胁迫后ZmTPR 1基因在抗旱玉米自交系郑36中的表达量均极显著高于敏旱玉米自交系B73。

敲除AtTPR 1基因后拟南芥抗旱能力下降，Attpr 1突变体在干旱胁迫下生长受到严重抑制，叶片萎蔫甚至干死，同时相对含水量、叶绿素含量、净光合速率及过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性极显著降低，丙二醛含量极显著升高。

综合来看，ZmTPR 1基因参与玉米对多种非生物胁迫的响应过程，并在响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。

关键词：玉米；四肽重复蛋白；非生物胁迫；抗旱性；表达模式中图分类号：S513文献标志码：A文章编号：1004-3268（2024）01-0012-10收稿日期：2023-09-01基金项目：河南省农业科学院杰出青年科技基金项目（2022JQ02）；中央引导地方科技发展资金项目（Z20221343040）；神农种业实验室项目（SN01-2022-02）作者简介：曹丽茹（1988-），女，河南濮阳人，副研究员，博士，主要从事玉米逆境生理与分子生物学研究及种质创制和新品种选育工作。

玉米逆境胁迫响应基因ZmbZIP84_的克隆与功能验证

核农学报2024，38（4）：0644~0653Journal of Nuclear Agricultural Sciences玉米逆境胁迫响应基因ZmbZIP84的克隆与功能验证曹丽茹1，2庞芸芸1，3叶飞宇1，2马晨晨1，2张新1，2王振华1，2鲁晓民1，2，*（1河南省农业科学院粮食作物研究所，河南郑州450002；2神农种业实验室，河南郑州450002；3郑州大学农学院，河南郑州450002）摘要：碱性亮氨酸拉链（Basic leucine zipper，bZIP）转录因子是真核生物中分布最广泛、结构极其保守的家族之一，在植物生长进程中发挥重要作用。

为验证bZIP转录因子在逆境胁迫中发挥的作用，本研究通过分析转录组数据，筛选到27个参与干旱-复水胁迫的bZIP基因，计算相关性系数、构建共表达网络图发现ZmbZIP84（Zm00001d053988）是核心节点基因；该基因位于玉米第4号染色体，具有高度保守的bZIP结构域；分析理化性质，发现该基因是亲水性蛋白且属于不稳定蛋白；构建系统发育树，发现该基因与柳枝稷和高粱的亲缘关系最近；实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果显示，ZmbZIP84在玉米各组织中均有表达，成熟根中的表达量最高；设置20%聚乙二醇（PEG）-6000、42 ℃高温、200 mmol·L-1 NaCl 以及缺乏铵态氮等模拟试验，发现该基因在高温、干旱、氮处理下表达量显著上调，而在NaCl处理下表达量下调，说明ZmbZIP84基因积极参与并响应非生物胁迫；利用CRISPR/Cas9技术获得ZmbZIP84基因的拟南芥同源基因缺失型纯合突变体，发现在高温、干旱胁迫处理下突变体植株生长受到严重抑制、叶片萎蔫、甚至干死，而野生型植株影响较小，说明在干旱、高温胁迫处理下，ZmbZIP84基因敲除后抗旱、耐高温能力下降；亚细胞定位发现该基因编码的蛋白位于细胞核。

本研究结果可为后续研究ZmbZIP84基因的功能及下游靶基因的调控机制奠定基础，为培育抗逆性玉米新品种提供参考。

玉米渗透胁迫不敏感突变体osr1基因的克隆和功能分析

玉米渗透胁迫不敏感突变体osr1基因的克隆和功能分析玉米渗透胁迫不敏感突变体osr1基因的克隆和功能分析引言：玉米 (Zea mays) 是世界上最重要的粮食作物之一，在全球的粮食供应中起着关键作用。

然而，玉米作为C4植物，其生长和发育过程容易受到环境胁迫的影响，其中渗透胁迫是导致玉米减产的重要因素之一。

渗透胁迫会导致植物细胞内外的渗透压不平衡，进而影响膜的稳定性、离子平衡及水分调节能力，从而损害植物的生长和发育。

研究方法：为了揭示渗透胁迫对玉米植株的影响，我们选择了一个渗透胁迫不敏感的突变体，即osr1基因突变体。

通过PCR扩增技术，我们成功克隆了osr1基因的全长序列，并对其进行了生物信息学分析。

随后，我们构建了osr1基因靶向破坏的转基因植株，并通过表型观察和生理指标测定，分析了osr1基因在渗透胁迫响应中的功能。

结果：通过克隆osr1基因的全长序列，我们发现该基因包含3个外显子和2个内含子，编码了一个257个氨基酸的蛋白质。

生物信息学分析揭示，osr1蛋白质可能具有激酶活性，并且在细胞信号转导途径中具有重要作用。

进一步的功能分析发现，osr1突变体植株在渗透胁迫条件下表现出较高的耐受性。

与野生型植株相比，osr1突变体植株在叶片相对含水量、相对电导率以及可溶性蛋白含量等生理指标上都表现出较好的表型。

讨论：通过本研究，我们成功克隆和分析了玉米渗透胁迫不敏感突变体osr1基因。

生物信息学分析表明osr1蛋白质可能参与了玉米对渗透胁迫的信号转导过程。

进一步的功能分析结果表明，osr1基因在玉米的渗透胁迫响应中起重要作用，其突变体表现出较高的耐受性。

这些发现为深入研究玉米渗透胁迫响应机制提供了重要线索，并为玉米育种提供了潜在的候选基因。

结论：我们成功克隆和分析了玉米渗透胁迫不敏感突变体osr1基因，并揭示了其在渗透胁迫响应中的功能。

本研究为进一步探究玉米渗透胁迫响应机制提供了新的线索，对于解决农业生产中的渗透胁迫问题具有重要意义。

玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2016, 42(2): 170 179/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@ DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00170玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析原换换1,2,**孙广华1,2,**闫蕾2郭林2樊晓聪1,2肖阳3孟凡华2宋梅芳2,4詹克慧1杨青华1,*杨建平1,2,*1 河南农业大学农学院 / 河南粮食作物协同创新中心, 河南郑州 450002;2 中国农业科学院作物科学研究所, 北京 100081;3 中国农业科学院研究生院, 北京 100081; 4 北京市辐射中心, 北京 100875摘要: 丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(catalytic subunits of Ser/Thr protein phosphatase 6, PP6C)是PP6全酶的催化亚基。

在模式植物拟南芥中的研究表明, PP6C参与生长素极性运输、脱落酸信号转导和光信号转导途径介导的开花调控。

为了明确玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(ZmPP6C)的蛋白结构特征与同源蛋白间的进化关系, 采用RT-PCR方法克隆了ZmPP6C的全长基因。

序列分析表明, ZmPP6C开放阅读框为912个核苷酸, 编码303个氨基酸残基, 包含PP2A的催化亚基PP2Ac结构域; 系统进化树分析表明, PP6C蛋白在进化上较为保守, 并且与高粱的PP6C蛋白相似性更高。

对玉米自交系B73的ZmPP6C基因进行器官特异性表达分析表明, 其表达量在成株期叶片中最高, 是根中的7.9倍; ZmPP6C能够响应不同光质处理, 且受远红光和红光的影响较大; 也能响应长日和短日处理,在长日条件下的光照和黑暗阶段各有一个明显的表达高峰, 在短日条件下的光照和黑暗阶段分别有2个和3个表达峰值; 同时, ZmPP6C还响应高渗透、盐渍和淹水等胁迫处理, 出现明显的上调表达。

玉米ZmMYB2基因的克隆及表达分析

山东农业科学　２０２２，５４（３）：１～８ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ　ＤＯＩ：１０．１４０８３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４９４２．２０２２．０３．００１收稿日期：２０２１－０９－０４基金项目：国家级大学生创新训练项目“玉米茎秆抗倒伏相关基因的筛选及分子克隆”（Ｓ２０２０１０４３５００４）；山东省农业良种工程项目（２０１９ＬＺＧＣ００２－２）作者简介：杨晓艺（１９９８—），女，本科，主要从事作物育种研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：１３２４３６６１３９＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：裴玉贺（１９８０—），女，高级实验师，主要从事玉米分子育种研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｅｉｙｕｈｅ１９８０＠１６３．ｃｏｍ玉米ＺｍＭＹＢ２基因的克隆及表达分析杨晓艺，王聪，鹿锦浩，吕绍芝，林海东，裴玉贺（青岛农业大学农学院，山东青岛　２６６１０９）摘要：为了研究ＭＹＢ转录因子的功能及其对逆境胁迫的响应，本研究对玉米自交系辽３１６２三叶期幼苗进行干旱和盐胁迫处理，克隆ＺｍＭＹＢ２基因并进行生物信息学分析，探究该基因在胁迫条件下的表达。

该基因开放阅读框长１２３３ｂｐ，编码４１０个氨基酸，具有多个ＭＹＢ转录因子结合位点，为ＭＹＢ转录因子。

经生物信息学分析推测ＺｍＭＹＢ２蛋白分子量为４６．０８ｋＤａ，等电点为６．３８，属于亲水性酸性非分泌蛋白，具有２个ＭＹＢ保守结构域，定位在细胞核内，与高粱、南荻的亲缘关系较近。

ｑＲＴ－ＰＣＲ结果表明，该基因在玉米叶片中的表达量最高，具有组织特异性，且能响应干旱和盐等非生物胁迫。

初步判断该基因对玉米的非生物胁迫应答起着重要作用。

关键词：玉米；ＺｍＭＹＢ２；基因克隆；胁迫应答；生物信息学分析；基因表达中图分类号：Ｓ５１３：Ｑ７８５文献标识号：Ａ文章编号：１００１－４９４２（２０２２）０３－０００１－０８ＣｌｏｎｉｎｇａｎｄＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＺｍＭＹＢ２ＧｅｎｅｉｎＭａｉｚｅＹａｎｇＸｉａｏｙｉ，ＷａｎｇＣｏｎｇ，ＬｕＪｉｎｈａｏ，ＬüＳｈａｏｚｈｉ，ＬｉｎＨａｉｄｏｎｇ，ＰｅｉＹｕｈｅ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＱｉｎｇｄａｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１０９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＭＹＢｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒａｎｄｉｔｓｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｔｈｒｅｅｌｅａｆｓｅｅｄｌｉｎｇｓｏｆｍａｉｚｅｉｎｂｒｅｄｌｉｎｅＬｉａｏ３１６２ｗｅｒｅｔｒｅａｔｅｄｂｙｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｓａｌｔｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄｔｈｅＺｍＭＹＢ２ｇｅｎｅｗａｓｃｌｏｎｅｄ．Ｔｈｅｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｇｅｎｅｕｎｄｅｒｓｔｒｅｓｓｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄ．ＴｈｅｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇｆｒａｍｅｏｆＺｍＭＹＢ２ｇｅｎｅｗａｓ１２３３ｂｐａｎｄｉｔｅｎｃｏｄｅｄ４１０ａｍｉｎｏａｃｉｄｓ．ＩｔｈａｄｍｕｌｔｉｐｌｅＭＹＢｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｂｉｎｄｉｎｇｓｉｔｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｏｆＺｍＭＹＢ２ｐｒｏｔｅｉｎｗａｓ４６．０８ｋＤａｗｉｔｈｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｉｎｔａｓ６．３８；ｉｔｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏａｃｉｄｉｃ，ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃａｎｄｎｏｎｓｅｃｒｅｔｏｒｙｐｒｏｔｅｉｎ，ａｎｄｈａｄｔｗｏＭＹＢｃｏｎｓｅｒｖｅｄｄｏｍａｉｎｓ；ｉｔｗａｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｃｙｔｏｐｌａｓｍａｎｄｈａｄｃｌｏｓｅｇｅｎｅｔｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｓｏｒｇｈｕｍａｎｄＭｉｓｃａｎｔｈｕｓｌｕｔａｒｉｏｒｉｐａｒｉｕｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｑＲＴＰＣＲｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｈａｄｔｉｓｓｕｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｉｎｌｅａｖｅｓ，ａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｄｔｏａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｓａｌｔ．ＩｔｗａｓｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙｊｕｄｇｅｄｔｈａｔＺｍＭＹＢ２ｇｅｎｅｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｍａｉｚｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｍａｉｚｅ；ＺｍＭＹＢ２；Ｇｅｎｅｃｌｏｎｉｎｇ；Ｓｔｒｅｓｓｒｅｓｐｏｎｓｅ；Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ；ＧｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎＭＹＢ转录因子家族是一类ＤＮＡ结合蛋白，在植物次生生长发育、细胞周期调控和抗逆生理等方面有着重要作用。

玉米ZwREM基因的克隆与逆境胁迫后表达分析

浙江农业学报 Acto Agr/cw/加rae , 2016,28(11):1822 -1827http://w w 瓮巧云，赵彦敏，张贺，等.玉米ZmKEM基因的克隆与逆境胁迫后表达分析[J].浙江农业学报，2016,28( 11 ): 1822 -1827.DOI：10. 3969/j. issn. 1004-1524. 2016. 11. 03玉米Zw及EM基因的克隆与逆境胁迫后表达分析瓮巧云1,赵彦敏2,张贺1,宋晋辉1,马海莲1,袁进成1,刘颖慧1,*(1.河北北方学院农林科技学院，河北张家口075000; 2.张家口市广播电视大学，河北张家口075000)摘要:B3超家族基因是植物中特有的一类转录因子，参与植物生长发育、形态建成及抗逆境胁迫等过程。

从玉米黄早4中获得一个含有2个B3-D N A结合域的基因，为B3超家族基因，命名为Zm没EM。

该基因全长1 047 b p，编码含有349个氨基酸的蛋白。

B la st比对结果表明，ZmKEM和谷子含有B3结构域蛋白、高粱的假定蛋白相似性分别为81%和84%。

基因是组成型表达，在根中表达量最高。

同时基因的转录水平可以为干旱、盐、冷和热所诱导。

因此，ZmREM可能参与玉米多种非生物胁迫应答途径。

关键词：玉米;REM转录因子;基因克隆;非生物胁迫中图分类号:S513 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2016) 11-1822-06Cloning of ZmREM and its expression analysis in maize under stressWENG Qiao-yun'，ZHAO Yan-min2，ZHANG H e'，SONG Jin-hui'，MA H ai-lian'，YUAN Jin-cheng'，LIU Ying-hui1，*(1. College o f Agriculture and Forestry，Hebei North University，Zhangjiakou 075000，China; 2. Zhangjiakou Radio& TV University，Zhangjiakou 075000，China)Abstract ：The plant-specific B3 superfamily constituted a large transcription factor superfamily. They play central roles in plant development，morphogenesis and stress-resistance. Taking total RNA of maize as template，REM gene was cloned by use the method of reverse transcription polymerase chain reaction ( RT-PCR). Length of 1 047 bp cD-NA sequence that encoding 349 amino acids was obtained. CD search result showed that it contained two B3-DNAdomains and was named as Zm REM.Blast result indicated that Zm REM had 84% and 81% homolog^^ with Sorghumbicolor hypothetical protein and Setaria italica B3 domain-containing protein. In various tissues，gene expression in root was the highest. The expression of Zm REM in maize was induced by heat，high-salt，cold and PEG treatment.These results suggested that Zm REM might be a stress related gene of maize.K ey w o rd s：maize (Zea mays L. ) ；REM transcription factor；gene cloning；abiotic stressM超家族基因广泛存在于拟南芥、水稻、番能的特征可分为5个家族，包括ABI3-VP1、ARF 茄、玉米等多种植物，是植物中特有的一类转录（生长素响应因子）、HSI (high-level expression of 因子[l-5]。

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ＧＥＳｈｕ — Ｊｕａｎ，，ＳＵＮＡｉ — Ｑｉｎｇ，，ＬＩＵＰｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉｅ — Ｄａｏ，，ａｎｄＤＯＮＧＳｈｕ — Ｔｉｎｇ，
ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｏｐＢｉｏｌｏｇｙ／ＳｈａｎｄｏｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｙｒｏｆＣｒｏｐＢｉｏｌｏｇｙ／ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＴａｉ ’ ａｎ２７１０１８，Ｃｈｉｎａ；ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｕｒｔｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉ ’ ａｎ２７１０１８，Ｃｈｉｎａ
Ｅ — ｍａｉｌ：ｘｂｚｗ＠ｃｈｉｎａｊｏｕｍａ１．ｎｅｔ．ｃａ
ＤｏＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１００６．２０１４．０１１６４
玉米响应渗透胁迫的数字基因表达谱分析
ｐａｔｈｗａｙｉＳｔｈｅｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗａｙｏｆｐｒｏｌｉｎｅｕｎｄｅｒｏｓｍｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｉｎｍａｉｚｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｌａｙａｆｏｎｄｕａｔｉｏｎｆｏｒｕｒｆｔｈｅｒ
ｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄ．１ｉｐｉｄ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ，ｈｏｒｍｏｎｅｓａｎｄｅｎｅｒｇｙ￣ＴｈｅＤＥＧｓｉｎｖｏｌｖｉｎｇｉｎｐｒｏｌｉｎｅｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｉｎｄｉｃａｔｅｄｇｌｕｔａｍａｔｅ
ｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓ（ＤＥＧｓ）ｗｅｒｅｓｃｒｅｅｎｅｄｏｕｔ，ｏｆｗｈｉｃｈ７９５ＤＥＧｓｗｅｒｅｕｐ — ｒｅｇｕｌａｔｅｄａｎｄ３０２ＤＥＧｓｗｅｒｅｄｏｗｎ — ｒｅｇｕｌａｔｅｄ．ＧＯｅｎ —
明，３种细胞组分和分子功能中的３种糖基转移酶活性表现为富集。ＫＥＧＧ代谢分析表明差异表达基因广泛涉及糖、蛋白、核酸和脂类等生物大分子代谢、次生代谢、激素代谢以及能量代谢过程。脯氨酸代谢相关基因的差异表达分
析表明，谷氨酸途径是胁迫诱导脯氨酸积累的主要方式。表达谱分析结果为玉米渗透胁迫响应分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。
ｓｕｄｔｙｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｏｓｍｏｔｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｅｎｅｓｓｃｒｅｅｎｉｎｇｏｆｍａｉｚｅ．
关键词：玉米；渗透胁迫；基因表达谱；差异表达基因
ＩｎｓｉｌｉｃｏＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎＰｒｏｆｉｌｅｏｆＭａｉｚｅＧｅｎｅｓｉｎＲｅｓｐｏｎｓｅｔｏＯｓｍｏｔｉｃＳｔｒｅｓｓ
葛淑娟，孙爱清２，刘鹏２张杰道，董树亭２，
山东农业大学生命科学学院／作物生物学国家重点实验室／山东省作物生物学重点实验室，山东泰安２７１０１８；山东农业大学农学
院，山东泰安２７１０１８
改善玉米对干旱为主的多种非生物胁迫抗性的重要手段，阐明玉米对渗透胁迫的抗性机制是抗旱育种
和栽培技术改良的理论基础。
本研究由中国博士后科学基￣（，２０１２Ｍ５１１０５３）￣［Ｎ家转基因生物新品种培育重大专项（２０１３ＺＸ０８０１１－００６）资助。通讯作者（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒｓ）：张杰道，Ｅ — ｍａｉｌ：ｊｄｚｈａｎｇ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ；董树亭，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｔｄｏｎｇ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ” 同等贡献（Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｅｑｕａｌｌｙｔｏｔｈｉｓｗｏｒｋ）Ｒｅｃｅｉｖｅｄ（收稿日期）：２０１４．０１ — ２１；Ａｃｃｅｐｔｅｄ（接受日期）：２０１４ — ０４ — １６；Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄｏｎｌｉｎｅ（Ｎ络出版日期）：２０１４ — ０５ — １６．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．ａｇｅｒｍｐｌａｓｍＰＯＢ２１ｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｌｅａｆｃＤＮＡｌｉｂｒａｒｙｏｆｍａｉｚｅｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ１５％ＰＥＧｂｙｉｎｓｉｌｉｃｏｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｉｆｌｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈｅＰＯＢ２１ｇｅｎｏｍｅｓｈａｒｅｄｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｓｉｍｉｌａｉｒｔｙｗｉｔｈｒｅｆｅｒｅｎｃｅｇｅｎｏｍｅ．Ｔｈｅｇｅｎｅ
作物学报
ＡＣＴＡＡＧＲＯＮＯＭＩＣＡＳＩＮＩＣＡ２０１４，４０（７）：１１６４ — １１７３
ｈｔｔｐ：／／ｚｗｘｂ．ｃｈｉｎａｃｒｏｐｓ．ｏｒｇ／
ＩＳＳＮ０４９６ — ３４９０；ＣＯＤＥＮＴＳＨＰＡ９
摘要：以玉米种质ＰＯＢ２１为材料，利用数字基因表达谱技术对Ｉ５％ＰＥＧ渗透胁果表明，转录组基因序列与参考基因组高度一致，基因表达呈现出高度不均一性和部分冗余性。从中筛选出１０９７个有效差异表达基因，其中７９５个表达上调，３０２个表达下调。ＧＯ功能显著性富集分析表
ｒｉｃｈｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅＤＥＧｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｒｅｅｃｅｌｌｕｌａｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｔｈｒｅｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｇｌｙｃｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙｗｅｒｅｅｎｉｒｃｈｅｄ．ＴｈｅＫＥＧＧｐａｔｈｗａｙａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｓｅＤＥＧｓｗｅｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｓｏｆｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ，ｐｒｏｔｅｉｎ，
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｉｚｅ；Ｏｓｍｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓ；Ｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｉｌｆｅ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｍａｉｚｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｓｔｒｏｎｇｎｏｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｙｔａｎｄｐａｒｔｉａｌｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ．Ａｔｏｔａｌｏｆ１０９７ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘ —
严重时甚至绝 ” 。盐胁迫等其他非生物逆境也可以间接产生渗透胁迫【２］。提高玉米渗 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胁迫抗性是
损伤和代谢异常，同时也能引发植物保护机制的响
应４］。植物根系在短期胁迫时生长加速，而长期胁迫
时生长受抑制；地上部分由于气孑Ｌ关闭和光合酶活性下降导致光合作用受抑制，生长减缓。活性氧积累造成膜脂和某些功能蛋白的过氧化，使膜脂饱和度增加、蛋白聚合和交联等结构异常。细胞内大部分多