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    叶绿素荧光成像应用于花生耐寒相关转录因子挖掘早期表型评估

    发布时间: 2020-04-17  点击次数: 911次

    植物通过调节控制细胞和生理性状的基因网络以应对寒冷,其中的转录因子是诱发相关响应的关键,挖掘耐寒相关转录因子有利于作物耐寒育种等研究。沈阳农业大学3月份发表的文章中,通过对花生品种进行耐寒性早期表型评估,利用比较转录组分析的方法,对两个耐寒能力不同的花生品种(NH5 and FH18)的87个转录因子家族共2328个转录因子进行分析,以发现表达差异显著的转录因子,为转录因子在花生应对寒冷中的复杂机制、研究耐寒花生的生物学功能等提供了依据与资源。

    本研究首先通过形态特征、光合生理等表型分析,对花生品种进行耐寒性评估。其中形态特征评估为评价6℃下低温处理7天后的两个花生品种的形态性状表现,结果为NH5的耐寒性较强。

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    寒冷胁迫光合生理响应评估,则利用Fluorcam叶绿素荧光成像系统,检测了低温处理0-h,12-h,24-h,48-h,72-h,96-h,and 120-h后花生的PSⅡ大光合效率Fv/Fm,以此评估其光合能力,结果显示,两个品种在寒冷时,光合效率都明显降低,但每次检测NH5的光合能力均高于FH15,并且在24h后差异尤其显著(此时PSⅡ已受损),NH15具有更强的耐寒能力。结果与形态评估结果一致,并且,在植株发生可见的性状变化前,叶绿素荧光成像便直观、无损地检测了两个品种在寒冷胁迫早期的动态变化及差异。

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      经过评估的花生品种进行转录组测序和组装,转录因子识别,转录因子表达差异分析,系统发育分析,蛋白互作等等一系列分析,挖掘与识别耐寒相关转录因子。

    表型组即受基因组和环境因素决定或影响,并能反映植物结构及组成、植物生长发育过程及结果的全部物理、生理、生化特征和性状。基因与环境控制和影响表型,表型则是基因与环境作用的结果,三者相互作用、相互映射。表型信息是基因与遗传研究的指示与验证,为功能基因挖掘、作用机理研究、分子遗传育种等提供依据。

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    光合生理是表型研究中的重要环节,光合状态直接、灵敏地反应植物的生长状态。易科泰作为叶绿素荧光技术机构PSI的国内代理服务中心,下设植物叶绿素技术与植物表型业务部,可提供全面的Fluorcam叶绿素荧光研究产品与方案。

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    参考文献:Chunji Jiang ,He Zhang,Jingyao Ren,et al. Comparative Transcriptome-Based Mining and Expression Profiling of Transcription Factors Related to Cold Tolerance in Peanut[J]. International Journal of Molecular Sciences,2020