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   

北疆棉花不同品种叶绿素荧光特性的研究   总被引：8，自引：3，他引：5  

汤照云  万国强  刘彤  王志勇 《棉花学报》2004,16(3):166-169

测定了北疆6个不同棉花品种田间叶片的净光合作用、荧光参数的变化。结果表明:晴天棉花叶片的光化学效率(Fv/Fm)随着光强上升而下降,到14∶00左右降到最低值,之后又随光强的减弱逐渐回升;非光化学猝灭系数(qN)则与此相反。棉叶在晴天易发生光抑制,可能会引发反应中心的降解等破坏反应。产量较高的新陆早8号和新陆早10号的Fv/Fm、光化学猝灭系数(qP)均高,且正午过后Fv/Fm恢复较快,不仅能较强地吸收光能,同时还具有较高的PSII的活性和光能转化效率,从而将所吸收的光能有效地转化为化学能,提高光合电子传递速度,形成更多的ATP和ENADPH,为光合碳同化提供充分的能量和还原能力。  相似文献   

开封市沙区红薯双季高产栽培技术     

姚秋菊  董海英  王志勇  张海军 《长江蔬菜》2017,(9)

为了实现红薯全年上市,满足消费者的需求,增加土地产出,提高农民收入,开封市祥符区农业技术人员、农村经纪人、广大农民群众共同努力,摸索出红薯一年两熟栽培技术并获得成功,改变了春(夏)种秋收一年一熟的传统种植模式。  相似文献   

利用Indel标记鉴定‘豫甘3号’结球甘蓝种子纯度   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨双娟  原玉香  魏小春  王志勇  赵艳艳  姚秋菊  蒋武生  张晓伟 《分子植物育种》2018,(8)

本研究利用InDel分子标记技术对结球甘蓝"豫甘3号"杂交种进行了纯度快速鉴定。从395对InDel引物中筛选出6对具有双亲互补条带、差异明显的引物,分别是BrID101201,BrID90436,BrID90043,BrID101009,BrID10229和BrID101085。用该6个标记对126株‘豫甘3号’杂交种进行纯度分析,结果表明,杂交种纯度分别为94.4%、96.8%、96%、96%、96%和96%,其中122株的鉴定结果完全相同,鉴定结果一致率达到96.8%。因此,筛选出的6个InDel标记均可用于结球甘蓝‘豫甘3号’种子纯度的快速鉴定。  相似文献   

豫西山区大白菜育苗春栽高效杂交制种技术     

王志勇  姚秋菊  张晓伟  赵艳艳  原玉香  魏小春  张强  蒋武生 《中国蔬菜》2017,1(10):101-103

<正>豫西山区利用育苗春栽进行大白菜杂交制种,平均每667 m2种子产量达100 kg,效益达4 000元。近几年,我国大白菜每年种植面积稳定在200万hm2(3 000万亩)左右,按照每667 m2用种量150 g计算,种子年需求量约450万kg。随着大白菜杂交制种技术的进步,豫西山区从以南阳地区露地越冬为主的制种方式,逐渐发展到济源等西部山区的育苗春栽杂交制种方式。济源等西部山区属暖  相似文献   

养殖鱼类肉质改良与评价的研究进展   总被引：3，自引：0，他引：3  

张亚光  王秋荣  王志勇 《福建水产》2015,37(2)

目前养殖鱼类的肉质改良主要采用遗传选育、养殖环境及饲料营养调控等技术,而鱼类肉质主要考虑外观特征、肌肉生化组成、感官评分结合质构特性及肌纤维组织学特征等方面。本文对养殖鱼类肉质改良技术及评价方法的研究概况进行了初步的综述,以期为今后养殖鱼类肉质改良技术的创新及评价标准的建立提供一定的参考。  相似文献   

鱼类特有的Ring型E3泛素连接酶MARCH5A基因在刺激隐核虫感染下的表达分析     

张东玲  喻达辉  陈健  叶坤  王志勇 《水产学报》2016,40(3):289-298

为探究大黄鱼MARCH5A的免疫作用,实验采用反转录PCR确认了该基因的c DNA序列。该序列全长1045 bp,包含1个长度为867 bp的开放阅读框,编码288个氨基酸;序列分析显示该蛋白含1个RINGv和4个跨膜结构域。进化树分析表明大黄鱼有11个MARCH家族蛋白(与哺乳动物相同),但鱼类存在多个亚型,MARCH5A为鱼类特有蛋白,其蛋白理化性质和三维结构均与MARCH5B存在一定的差异。荧光定量PCR分析显示,MARCH5A在健康大黄鱼的多个组织中均有表达,在血液和心脏中表达量最高,其次为鳃和脑,而在肾脏和皮肤中表达量最少。刺激隐核虫感染大黄鱼后,MARCH5A在皮肤中早期表达量显著上调,第2天为对照组的9.65倍,后期下调。在鳃、脾脏和头肾中的前期表达量也有所增加,后期下降。结果表明大黄鱼MARCH5A在抗刺激隐核虫免疫应答过程中可能发挥重要作用。  相似文献   

大黄鱼22个微卫星标记在F₁家系中的分离方式及与生长性状的相关分析   总被引：1，自引：1，他引：1  

刘贤德  韦信键  蔡明夷  刘洋  王志勇 《水产学报》2012,36(9):1322-1330

研究了1个大黄鱼F1家系150个个体22个微卫星位点的基因型分布,并分析了标记位点与生长性状的相关性。结果显示,22个位点共检测到60个等位基因,平均等位基因数为2.73,平均有效等位基因数为2.37;平均观测杂合度与期望杂合度分别为0.75和0.73,部分位点基因型分布严重偏离孟德尔定律,暗示其可能与适应性基因相连锁,其中LYC0446位点附近可能存在隐性纯合致死基因。LYC0077位点与体质量、体长和体高均呈显著相关(P<0.05),其中等位基因A(165 bp)对应的生长性状表型值最大,可以作为选育快长性状的有效分子标记;LYC0015和LYC0243与体高呈显著相关(P<0.05),与体长、体质量的相关不显著(P>0.05),LYC0015位点的等位基因C(110 bp)和LYC0243位点的等位基因A(160 bp)为有利的等位基因。对LYC0015、LYC0077和LYC0243进行不同基因型个体表型值的多重比较,找到3种对生长性状有利的基因型,分别为BC、AA和AB。同时,以体质量性状为参照,对3个位点不同基因型组合进行比较,找到一个最优基因型组合(BC/AA/AB),与3个位点单独分析对应的最优基因型完全一致,符合加性作用模型。  相似文献   

凡纳滨对虾精氨酸激酶的分离纯化及性质研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

姚翠鸾  王志勇  张瑞英  韩学哲  张子剑  孔鹏  冀培丰  黄珊珊 《水产学报》2008,32(5):690-696

经过CM-纤维素批量层析、Separdex G-100柱层析、DEAE_纤维素柱层析等步骤,从凡纳滨对虾肌肉组织分离得到精氨酸激酶,经SDS-PAGE检测达到电泳纯,分子量约为40kDa.对该酶的性质进行分析结果表明,精氨酸激酶的最适作用温度为55℃,当温度高于65℃时,酶活力显著下降;pH 8时酶活力较高,低浓度的精氨酸对酶活力有促进作用,高浓度时表现抑制作用,而底物类似物精胺和氨基胍则对酶促反应表现出完全的抑制.NaCl,KCl对酶的活力具有促进作用,低浓度(10 mmol·L-1)MgCl2对酶活力表现出激活作用,而CuCl2与MnCl2则表现出完全抑制酶活力,CaCl2与ZnCl2在低浓度时对酶活力无明显影响,但是随着浓度升高,对酶具有抑制作用.  相似文献   

大白菜BrCOX11基因的克隆及表达分析     

魏小春  原玉香  赵艳艳  王志勇  杨双娟  郑小兰  段俊枝  张晓伟 《河南农业科学》2018,(9)

为了研究大白菜中细胞色素C氧化酶的功能,以雄性不育系及保持系、抗感根肿病DH系为材料,在对大白菜BrCOX11基因克隆的基础上,利用生物学软件对其编码蛋白进行分析和构建进化树。结果显示,大白菜BrCOX11基因编码区大小为861 bp,所编码的氨基酸序列与NCBI收录的COX11氨基酸序列相似性非常高,属于COX家族;分子进化树分析表明,大白菜BrCOX11与芸薹属、拟南芥属及萝卜属亲缘关系最近,而与棉花属、胡萝卜属和黄瓜属等亲缘关系较远;大白菜BrCOX11蛋白是亲水性蛋白。通过分析BrCOX11基因表达发现,BrCOX11基因的表达量和大白菜的生长时期有关系,在果荚中表达量最高;在根肿菌侵染后的根部组织中表达上调,而在根肿菌侵染后的叶片组织中表达下调;在保持系中的表达量明显高于不育系。  相似文献