科研产出
镉污染水稻种子内生细菌的分离及其耐镉性和植物促生性研究
《微生物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]植物内生细菌在促进植物生长和重金属污染土壤修复中发挥着重要作用.本研究对镉污染水稻种子内生细菌进行分离和功能鉴定,从而确定其镉耐受性、植物促生性以及对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的影响.[方法]采用乙醇-次氯酸钠联合灭菌法对水稻种子进行表面灭菌,采用标准平板培养法对内生细菌进行分离、纯化;对菌株16S rRNA基因进行扩增和测序,鉴定菌株的分类学地位;运用微量稀释法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定内生细菌的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;采用浸种法进行菌剂侵染,观察施加菌剂对水稻种子萌发、幼苗生长和锅积累的影响.[结果]从两个水稻品种的种子中共分离得到133株内生细菌,分属于12个属的24个种.在低镉品种728B中分离得到83个菌株,主要包括假单胞菌属(34.94%)、芽孢杆菌属(28.92%)和类芽孢杆菌属(10.84%)菌株.在高镉品种博B中分离得到50个菌株,主要包括泛菌属(40%)、短小杆菌属(22%)和微杆菌属(12%)菌株.对24个代表性菌株的镉耐受性进行测定,发现镉离子对菌株的最小抑制浓度介于80-2 560 μmol/L,其中芽孢杆菌HNR-4具有最高的镉耐受性.在含有5 μmol/L CdCl2液体培养基中培养24 h,HNR-4对镉的去除率达到77.57%.对24个菌株的植物促生性测定发现,IAA合成量为0.78-40.12 μg/mL;铁载体产生量为1.46-752.74 mg/L;溶磷量为0-3.10 mg/L;ACC脱氨酶比活力为0-9.22 U/mg.施加芽孢杆菌HNR-4菌剂显著提高了镉胁迫下水稻种子萌发率和幼苗茎叶长,减小了镉离子由根部向地上部分的转移系数.[结论]尽管不同镉污染水稻品种的种子内生细菌组成存在一定差异,但这些内生细菌均有不同程度的耐镉性和植物促生性.对耐镉内生细菌的分离和鉴定,有助于进一步探讨重金属污染下内生细菌与植物互作机制以及微生物应用于农田重金属污染修复的潜力.
关键词： 镉污染 水稻种子 内生细菌 重金属耐受性 植物生长促进性
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耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应.结果表明:菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500μmol·L-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd2+的去除率超过50%.菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸(6.2μg·mL-1)和铁载体(46.6μmol·L-1),并具有溶磷能力(37.1μg·mL-1).菌株T61可以在水稻根和茎上定殖.大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%.研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景.
关键词： 镉污染 水稻 芽孢杆菌 植物促生性 抗氧化酶 生物修复
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水稻BBX基因家族生物信息学及表达模式分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：BBX家族是植物中一类重要的光温响应转录因子,在调节植物生长发育、光形态建成以及响应环境逆境等方面发挥重要作用.为揭示该家族相关分子特征以及表达模式,本研究采用生物信息学与转录组学相结合的方法,对水稻BBX基因结构、蛋白基序以及响应激素与非生物逆境的表达模式进行了系统研究.基因结构分析发现该家族基因整体长度较小,大部分在4 kb以内;蛋白氨基酸序列分析发现主要含有6种氨基酸基序类型,其中氨基酸基序2是构成该家族的基本基序.通过组织时空表达分析发现,该家族表现出较强的组织特异性和光周期性;通过基因芯片激素处理的数据分析,水稻BBX家族的表达水平在整体上对脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)处理下表达变化显著,在赤霉素(GA)处理下表达差异不显著;通过高温、干旱、盐等逆境处理后的转录组测序分析,发现该家族多数成员对逆境的响应变化差异不大,少数基因表达差异显著,具有多样化和特异性.综上表明,水稻BBX家族基因组层面的分子特征具有相似性和保守性,响应激素和逆境的表达水平多样化,暗示该家族可能参与了多种逆境响应途径.
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水稻锌指蛋白基因OsBBX13的克隆、表达及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：锌指蛋白作为植物中重要的转录因子,在调控植物生长发育以及响应逆境过程中发挥着重要作用。水稻OsBBX13基因属于B-Box (BBX)锌指基因家族成员之一,生物信息学分析表明:OsBBX13基因启动子含有高温应答元件(HSE)、干旱应答元件(MBS)、低温应答元件(LTR)及防御应答元件(TC-rich repeats)等逆境相关元件。本研究意在挖掘逆境响应基因,探讨OsBBX13在非生物逆境中的功能,通过组织特异性荧光定量PCR研究发现,OsBBX13在叶片中表达最高,在根中表达其次,在茎、幼穗中表达较低。通过不同逆境胁迫处理后的荧光定量PCR研究发现,OsBBX13受多种逆境胁迫抑制,表达下调,表明其可能负调控响应非生物逆境。此外,本研究对基因OsBBX13进行了克隆,并对其进行了系统进化、蛋白跨膜、蛋白亚细胞定位等研究,为今后深入了解其在水稻中的生物学功能提供指导。
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水稻锌指蛋白基因O_sBBX22响应热胁迫的功能分析
《基因组学与应用生物学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：利用RNA干涉技术研究水稻锌指蛋白基因O_sBBX22的生物学功能,为探讨O_sBBX22响应热胁迫的机制、培育抗逆水稻、减轻高温对水稻的损害奠定基础。通过观察转基因突变体植株和野生型植株在热胁迫下的表型差异,分析O_sBBX22生物学功能;采用半定量PCR和荧光定量PCR检测O_sBBX22以及相关的热激转录因子(HSF)、热激蛋白(HSP)基因在转基因突变体株系中的表达水平;通过原位组织化学检测过氧化氢在野生型、转基因突变体株系叶片中的定位和积累情况。结果表明,在0~5 h热胁迫条件下,与野生型株系相比,O_sBBX22的表达在转基因突变体植株中明显下调;而野生型O_sBBX22受热信号诱导,随着热激时间的增加,O_sBBX22的表达量呈先上升后下降的趋势,且在热激1 h时表达量最高。相关的HSF和HSP也受热信号诱导,野生型株系中的HSFA2a、HSFA7、HSP16.9和HSP100表达量均比转基因突变体株系高,且在热激1 h时,HSFA2a、HSP16.9和HSP100表达量最高,而HSFA7在热激3 h时表达最高。热胁迫3 h,经DAB染色,转基因突变体株系叶片上出现的红褐色斑点主要集中于叶脉和受损伤部位,且明显多于野生型。锌指蛋白基因O_sBBX22在水稻苗期热胁迫应答中具有重要的作用,野生型株系抗热能力明显高于O_sBBX22抑制表达转基因株系;HSFA2a、HSFA7、HSP16.9和HSP100可能参与了O_sBBX22介导的水稻耐热调控。
关键词： 水稻锌指蛋白 热胁迫 RNAi干涉 热激转录因子 热激蛋白
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水稻GATA基因家族生物信息学分析
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：GATA基因家族是生物中一类重要的转录因子,在动植物生长发育、细胞分化以及植物响应环境变化中发挥重要作用。为揭示水稻中GATA家族特征及表达模式,利用生物信息学的方法对水稻GATA家族进行序列比对分析、保守结构域分析、蛋白三级结构分析以及GATA家族表达谱分析。本研究揭示了水稻GATA家族含有共同的GATA结合域,其蛋白三级结构整体相似性较高,组织中的表达水平呈丰富多样性,在激素应激中开启了不同的表达响应模式。这为进一步研究GATA基因家族成员的生物学功能提供参考依据,同时为水稻中其他基因家族研究提供指导。
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水稻Cu/Zn-SOD基因的克隆、表达及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了探究水稻铜锌超氧化物岐化酶基因(OsCu/Zn-SOD)的功能,以水稻品种日本晴(Oryza sativa japonica)为材料,采用同源克隆法获得OsCu/Zn-SOD,并对其进行表达及生物信息学分析。结果表明,OsCu/Zn-SOD基因cDNA序列为606 bp,编码152个氨基酸,CDS区459 bp,碱基组成A为22.7%、T为24.4%、G为29.4%、C为23.5%。OsCu/Zn-SOD蛋白表现为弱酸性,且稳定、亲水;二级结构中以无规则卷曲和延伸链结构为主,三级结构同源建模成功,主要是螺旋和转角;亚细胞定位OsCu/Zn-SOD主要分布在细胞质中,推测可能在翻译、运输结合和能量代谢过程中发挥重要作用,无跨膜结构域,无信号肽;该蛋白序列中存在8个丝氨酸磷酸化,4个苏氨酸磷酸化位点。进化分析表明,克隆的OsCu/Zn-SOD氨基酸序列与玉米、短柄草的同源关系较近,具有较高的保守性,与小立碗藓的同源关系较远。RT-PCR分析表明,OsCu/Zn-SOD基因在各组织中均有表达,水稻孕穗期中茎的表达最高,其次分别为叶和穗,根中表达量最低。本研究为进一步研究OsCu/Zn-SOD在水稻抗逆中的作用提供了重要的帮助。
关键词： 水稻 铜锌超氧化物岐化酶基因 克隆 表达 生物信息学分析
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水稻铜/锌超氧化物歧化酶铜伴侣基因克隆与表达分析
《基因组学与应用生物学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：本研究对水稻铜/锌超氧化物歧化酶铜伴侣(OsCCS)的基本特征、分布情况及功能做了初步探究。通过同源蛋白序列比对,发现OsCCS在多个物种中保守存在。通过芯片分析,结果表明OsCCS热胁迫后表达上调,且OsCCS在各组织中表达有差异,其中在叶中的表达量高,在茎、穗中表达量低。通过实时定量PCR对芯片结果进行验证,发现与芯片结果一致。构建了pCAMBIA2300-OsCCS-GFP载体,通过转化烟草瞬时表达,发现OsCCS蛋白定位于细胞核。上述研究为深入了解OsCCS在水稻中的生物学功能提供了基础。
关键词： 铜锌超氧化物歧化酶铜伴侣 瞬时表达 热胁迫 实时定量PCR
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超级杂交水稻种子内生细菌群落结构及其多样性
《食品与发酵工业 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：通过采用构建16S r DNA克隆文库的非培养方法,对超级杂交水稻品种"深两优5814"及"Y两优900"种子内生细菌群落结构多样性进行研究。实验表明,"深两优5814"种子内生细菌含13个OUT,第一优势菌属为Pantoea,丰度为89.44%,第二优势菌和第三优势菌分别为Flavobacterium及Methylobacterium;"Y两优900"种子内生细菌含13个OUT,第一优势菌属为Pantoea,丰度为76.11%,第二优势菌和第三优势菌分别为Pseudomonas及Xanthomonas。由研究可见,泛菌属细菌为水稻种子中的优势菌群,同时,水稻种子基因型对其内生细菌的丰度及多样性具有一定的影响。
关键词： 超级杂交水稻 种子内生细菌 非培养方法 群落多样性
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中国杂交水稻在喀麦隆的试种表现
《杂交水稻 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：介绍了喀麦隆的基本情况及9个中国杂交水稻品种在喀麦隆的试种表现。Y两优1号、1262A/华占2个杂交水稻品种在喀麦隆表现产量高,稻瘟病抗性较强,适宜在喀麦隆示范推广。
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