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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
2.
建设城市生态公园是中国落实生态文明的重要举措之一,已引起全社会的广泛关注。但中国城市生态公园建设的研究和实践处于初级阶段,仍存在需要深入解决的问题。笔者首先介绍了城市生态公园的概念和内涵;然后从理论、技术和实践3个层面总结了中国城市生态公园建设研究进展,重点介绍了这3个层面的主要研究内容和成果;最后从理论体系建设、低影响开发技术、二线城市生态公园建设、商业模式运行、非工程性设施建设等5个方面,指出了当前中国城市生态公园建设需要进一步解决的问题,为未来城市生态公园建设的研究指明了方向。 相似文献
4.
5.
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
6.
7.
植物种群增长规律与放牧草地的合理利用常会宁宋静(黑龙江省畜牧兽医学校·双城市·150111)(黑龙江省野生动物研究所)在草地放牧生态系统中,物质和能量进入草地,由牧草流向家言,最后贮存在畜产品中。物质和能量在各环节的转化效率影响着草地生产能力.研究牧... 相似文献
8.
9.
日本北海道林业试验场推出一种属世界首创的使木材干燥完全自动化的电子计算机装置。该装置可用来测木材的含水率,然后根据预先输入电子计算机的控制程序自动进行干燥作业,改变了传统方法的繁琐状况。这种自动化装置编有国内外各种不同种类木材干燥数据程序,工人不需要有熟练的技术,所需人力也不多,而且节省时间,过去10天完成的工作,现在只需2~3天,木材干燥的程度也 相似文献
10.