过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性     

朱芳芳  董亚辉  任真真  王志勇  苏慧慧  库丽霞  陈彦惠 《中国农业科学》2021,54(21):4500-4513

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104（WT）为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系（ZmIBH1-1-OE）;通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理（20% PEG6000）,进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）;结合DAP-seq（DNA affinity purification sequencing）分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV（integrative genomics viewer）分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T₃代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T₄代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology（GO）功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。  相似文献   

干热河谷不同滴灌模式对鲜食大豆生物量分配、产量及水分利用效率的影响     

李建查  潘志贤  李坤  岳学文  史亮涛  张雷  王艳丹  何光熊  孙毅  和润莲  段琪彩  方海东 《江西农业学报》2020,32(12):21-25

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发动全社会力量推进大规模国土绿化     

国家林业和草原局办公室 《绿色中国(A版)》2020,(1)

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植物在风景园林建筑设计中的应用     

和泽伟 《花卉》2020,(2):89-90

植物作为一种非常重要的景观元素,在风景园林建筑设计中应用十分广泛。在风景园林设计中应用植物能有效突出该设计的观赏性,与周围的构筑物形成组景,使整个设计富有生态气息。本文将主要分析植物在风景园林建筑设计中的作用以及存在的问题,最后有针对性地提出植物在风景园林设计中如何应用的策略。  相似文献   

"非典"对山东省水产品市场加工和进出口的影响     

陈述平 《饲料广角》2003,(18):8-11

山东作为我国主要的水产品生产、流通以及加工和进出口大省,在我国渔业发展中占有举足轻重的地位。2003年以来,全省渔业工作者紧紧围绕水产品搞活流通、扩大出口的工作目标,加大措施,积极创新,认真实施渔业经济国际化战略,利用沿海开放城市的自身优势,积极扩大渔业的  相似文献   

水稻新品种90—3灌浆特点研究初报     

刘国健  张秀和 《河北农垦科技》1994,(4):30-33

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高粱IS1112C（A3）雄性不育胞质的育性恢复由两个基因转变成1个基因     

H．V．Tang  D.R.Pring  向平 《国外作物育种》2004,23(1):62-63

杂交高粱种子的生产取决于胞质核雄性不育性(CMS)的利用。目前广泛采用的高粱CMS资源是来自milo或雄性不育诱导的milo胞质组。载有该胞质的品系的育性恢复急需通过两个基因的互补作用机制来实现；1989年Sehertz等人研究了大量的高粱品系，  相似文献   

4个大麦群体赤霉丝疫病抗性的遗传     

FlavioCapettini  向平 《国外作物育种》2004,23(2):7-8

由胁Fusarium graminearum Schwabe引起的赤霉丝疫病(FHB)是1993年以来美国中西部地区大麦的一个主要病害。该病害使有潜力获利的大麦作物麦芽制造异常，从而大大降低了大麦作为食用籽粒的价值。造成酿酒大麦经济损失的主要原因是存在脱氧瓜萎镰  相似文献   

一个核心种质亚组中茄子果实的酚酸含量和组分     

JohnR．Stommel  向平 《国外作物育种》2004,23(1):52-52

茄子(Solamum melongena L.)是亚洲和非洲许多地方重复的经济作物。特别是在印度、中国和亚洲东南部更是如此。茄子的生长习性、营养生长性状和花形态以及具有不同形状、大小和颜色的果实都存在广泛的多样性，这主要取决于品种。野生物种S.incanum是S.melongena的祖先，并且与S．melongena杂交产生可育杂种。  相似文献   

森林保护工作需要注意的几个问题     

范布和 《内蒙古林业》2001,(7):9-9

西部大开发将生态环境建设作为根本和切入点，又将林业建设作为生态建设的主体，为林业工作提供了千载难逢的历史机遇，提出了更高的要求。为抓住机遇，把阿盟林业工作搞上去，当前，在森林保护方面要特别注意以下几个方面的问题。 　　一、森林防火问题。贺兰山、额济纳两大林区自新中国成立以来未发生重大森林火灾。但目前防火形势十分严峻，其主要原因：一是贺兰山林区山高坡陡，额济纳胡杨林线长、面广，加之两大林区实施退牧还林、围栏封育工程后，林区内林草生长茂盛，地表植被增多，火险隐患明显增加；二是去冬今春以来全盟干旱少…  相似文献