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   

植物提取物对反刍动物瘤胃发酵、生产性能及甲烷产量的调控作用及其机制   总被引：4，自引：0，他引：4  

张华  童津津  孙铭维  杨德莲  张婕  熊本海  蒋林树 《动物营养学报》2018,(6)

植物提取物不但具有调控反刍动物瘤胃发酵模式、提高氮存留率、减少甲烷排放等功能,而且因其低毒副作用及其所具有的天然性、营养性和生物活性等特性,已成为抗生素的理想替代品之一。本文综述了植物提取物对反刍动物瘤胃发酵调控作用及其机制的最新研究进展,以期对今后该领域的研究及产品研发提供参考依据。  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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竹叶提取物对奶牛泌乳性能、血液常规指标、免疫和抗氧化性能的影响     

栗明月  方洛云  苏汉书  李义  郝磊  蒋林树  熊本海 《动物营养学报》2019,31(7)

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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   

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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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   

怎样防止花卉种子退化     

富玉海 《新农业》2005,(8):48-49

在花卉生产过程中，由于生物学混杂、基因突变、病毒侵染、繁殖方法不当、栽培环境不适等多种原因，造成花卉品种退化使原本优良的花卉形态畸变，花色、花瓣花期、花径整体不一、抗性衰弱。实践证明花卉的保纯工作要从以下几方面做起。  相似文献   

国家林业局原局长王志宝在中西部地区退耕还林还草工作座谈会上的讲话     

国务院西部地区开发会议决定开展退耕还林还草试点工作以来  国家林业局国家计委财政部联合下发了《关于开展年长江上游黄河上中游地区退耕还林 《防护林科技》2001,(1):1-3

1　关于试点工作进展情况　　国务院西部地区开发会议决定开展退耕还林还草试点工作以来 ,国家林业局、国家计委、财政部联合下发了《关于开展 2 0 0 0年长江上游、黄河上中游地区退耕还林 (草 )试点示范工作的通知》(林计发〔2 0 0 0〕111号 ) ,并印发了试点实施方案 ,对退耕还林还草工作进行了安排部署。二是经专家充分论证 ,编制下发了《长江上游、黄河上中游地区 2 0 0 0年退耕还林 (草 )试点示范科技支撑方案》。三是对 174个试点县的主管领导和技术骨干进行了政策、技术培训。四是组织专业队伍 ,对先行启动的四川、陕西、甘肃 3省 199…  相似文献