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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.
乐都区引进甜樱桃栽培项目以来,频繁受到越冬期冻害、春季晚霜冻危害,对进入盛果期的甜樱桃产量和果农收入产生了较大影响,制约了甜樱桃产业的进一步发展。本文根据乐都区地面气象观测资料,结合甜樱桃越冬期冻害、春季晚霜冻发生的农业气象指标,采用频率表法对近三十年气象资料中甜樱桃免受冻害和晚霜冻的温度保证率进行了统计分析。经分析,乐都区热量资源较欠缺,冬季寒冷,且冬、春季年际间温度变化波动大,甜樱桃安全度过冬春季各发育期的温度保证率偏低。受越冬期冻害、萌芽期霜冻、开花幼果期霜冻三个不同阶段农业气象灾害的制约,甜樱桃高产栽培的保证率偏低,受危害风险较大,冻害和晚霜冻频繁发生。 相似文献
3.
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
4.
冬剪结果期苹果树时,会遇到各种类型的果台枝,应根据树势、枝势、枝量、花量、花枝种类、结果母枝强弱、果台枝强弱以及果台结果连续性等区别对待,细致剪截。 相似文献
5.
6.
7.
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
8.
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
9.
在南非西角地区,季末(约为3月和5月之间,从收获期到叶片衰老)时间长,有助于在叶片脱落前延续较高的光合作用速率,积累较多的碳水化合物,提高苹果树抗逆境能力。然而气候条件和土壤水分状况仍然是不利的,近10年来秋季温度一直都较高,雨水 相似文献
10.
安康是陕南白山羊的主产区,饲养量占全省的60%以上,已有数百年的养殖历史,本品种经过长期的地方选育,具有多胎、早熟、易肥、生长速度快、屠宰率高、板皮质量好、经济杂交优势明显、抗病力强等特点。采用舍饲育肥技术育肥肉羊不仅可以增加养殖数量和养殖质量,而且可以解决因“封山禁牧”带来的林牧发展矛盾,从而达到提高畜牧业经济效 相似文献