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1.
【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
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鸟辣椒(C.frutescens L)是一个经济价值相当高的辣椒种,它多年生,椒果小而极辣,具有特别的风味。它的辣椒素(Capsaicin)含量相当高,很适合提取高辣度的含油树脂。印度几乎所有的鸟辣椒都是本地种,可以观察到范围很广的变异性。印度至今的辣椒育种研究主要还集中在C.annuum这个种,对C.frutescens的研究很少关注。考虑到鸟辣椒在工业用途和出口创汇方面的重要性,喀拉拉邦农业大学农学院对已收集到的一些鸟辣椒可用资源进行了试验研究,以测定它们的遗传变异性,遗传力和遗传进展量。 相似文献
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美国绿篱又称铁篱笆,为一种罕见的多年生多刺丛生小灌木植物,枣庄市薛城区园艺所2000年从美国引进用于围园栽培试验,经过几年观察,该品种具有生长快,当年可长高1.5米以上,抗寒性好,病虫害少,尖刺密布生叠,围园效果明显优于国内常用的花椒、苟橘等材料。现将其围园栽培技术总结如下: 相似文献
7.
无籽西瓜新品种津蜜3号的选育 总被引:1,自引:0,他引:1
津蜜3号是1个纯黑皮、浓腊粉、圆果形、优质、中熟无籽西瓜品种。中抗枯萎病,较抗叶部病害,果实从开花到成熟需32天,单瓜重5.5kg以上,中心可溶性固形物含量11%以上,皮厚1.0cm左右,瓤色大红,瓤质脆,口感好,耐贮运。生长中庸,易坐果,平均产量3500kg/667m^2以上。在陕西、湖南、河南、山东试种表现良好。2002年12月通过天津市农作物品种审定委员会审定。 相似文献
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10.
红提葡萄引种栽培试验 总被引:1,自引:0,他引:1
1998年阿瓦提县引种红提葡萄 ,该品种表现果穗大 ,丰产 ,适应性和抗病性强。阿瓦提县年平均气温 10 .4℃ ,年均降水量 4 5 .7mm ,年均日照时数2 5 97.5h ,≥ 10℃有效积温 394 4 1℃ ,全年无霜期192 6天。试验园系砂质壤土 ,pH值 5 5~ 7 5 ,土壤有机质含量 0 .1%~ 0 .3%,地下水位 1m以下 ,排灌条件良好。1 主要性状1 1 果实经济性状 外观色泽艳丽 ,果穗较大 ,呈圆锥形或长圆锥形 ,果粒圆形至卵圆形 ,紫红色或深红色 ,果肉硬而脆 ,果皮较薄不易剥离 ,果肉味甜 ,风味纯正。含糖量达 18%以上 ,平均穗重 80 0 g ,最大穗重 2… 相似文献