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葉綠素熒光成像應(yīng)用于花生耐寒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子挖掘早期表型評估
發(fā)布時間： 2020-04-17 點擊次數(shù)： 2652次植物通過調(diào)節(jié)控制細胞和生理性狀的基因網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)對寒冷，其中的轉(zhuǎn)錄因子是誘發(fā)相關(guān)響應(yīng)的關(guān)鍵，挖掘耐寒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子有利于作物耐寒育種等研究。沈陽農(nóng)業(yè)大學3月份發(fā)表的文章中，通過對花生品種進行耐寒性早期表型評估，利用比較轉(zhuǎn)錄組分析的方法，對兩個耐寒能力不同的花生品種（NH5 and FH18）的87個轉(zhuǎn)錄因子家族共2328個轉(zhuǎn)錄因子進行分析，以發(fā)現(xiàn)表達差異顯著的轉(zhuǎn)錄因子，為轉(zhuǎn)錄因子在花生應(yīng)對寒冷中的復(fù)雜機制、研究耐寒花生的生物學功能等提供了依據(jù)與資源。
本研究首先通過形態(tài)特征、光合生理等表型分析，對花生品種進行耐寒性評估。其中形態(tài)特征評估為評價6℃下低溫處理7天后的兩個花生品種的形態(tài)性狀表現(xiàn)，結(jié)果為NH5的耐寒性較強。
寒冷脅迫光合生理響應(yīng)評估，則利用Fluorcam葉綠素熒光成像系統(tǒng)，檢測了低溫處理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，以此評估其光合能力，結(jié)果顯示，兩個品種在寒冷時，光合效率都明顯降低，但每次檢測NH5的光合能力均高于FH15，并且在24h后差異尤其顯著（此時PSⅡ已受損），NH15具有更強的耐寒能力。結(jié)果與形態(tài)評估結(jié)果一致，并且，在植株發(fā)生可見的性狀變化前，葉綠素熒光成像便直觀、無損地檢測了兩個品種在寒冷脅迫早期的動態(tài)變化及差異。
經(jīng)過評估的花生品種進行轉(zhuǎn)錄組測序和組裝，轉(zhuǎn)錄因子識別，轉(zhuǎn)錄因子表達差異分析，系統(tǒng)發(fā)育分析，蛋白互作等等一系列分析，挖掘與識別耐寒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子。
表型組即受基因組和環(huán)境因素決定或影響，并能反映植物結(jié)構(gòu)及組成、植物生長發(fā)育過程及結(jié)果的全部物理、生理、生化特征和性狀。基因與環(huán)境控制和影響表型，表型則是基因與環(huán)境作用的結(jié)果，三者相互作用、相互映射。表型信息是基因與遺傳研究的指示與驗證，為功能基因挖掘、作用機理研究、分子遺傳育種等提供依據(jù)。
光合生理是表型研究中的重要環(huán)節(jié)，光合狀態(tài)直接、靈敏地反應(yīng)植物的生長狀態(tài)。易科泰作為葉綠素熒光技術(shù)機構(gòu)PSI的國內(nèi)代理服務(wù)中心，下設(shè)植物葉綠素技術(shù)與植物表型業(yè)務(wù)部，可提供全面的Fluorcam葉綠素熒光研究產(chǎn)品與方案。
參考文獻：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
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