过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性

【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。     

冀东地区蔬菜中抗生素污染状况的调查分析

基于高效率、高通量、高精度的QμEChERS前处理技术结合液相色谱-串联质谱仪,对冀东地区蔬菜中抗生素污染状况进行调查分析,证实了冀东地区蔬菜中34种抗生素残留的现状,抗生素种类和蔬菜的种类是影响抗生素的分布特征的重要因素,应对其进行进一步的研究。     

谷子株高及穗部性状主基因+多基因混合遗传模型分析

【目的】株高和穗部性状是影响谷子产量的关键性状。探究谷子株高及穗部性状表型变异的遗传规律,为相关性状的遗传改良与基因定位提供参考依据。【方法】以谷子优质品种豫谷18为共同父本,分别与黄软谷和红酒谷杂交,构建2个分别包含250个家系的重组自交系F₇群体（YYRIL和YRRIL）。采用主基因+多基因混合遗传模型,对YYRIL和YRRIL群体在2个环境下的株高、穗长、穗下节间长、穗码数、穗粒重等5个农艺性状的表型数据进行遗传分析。【结果】5个性状在所有环境中均表现连续变异且存在超亲分离现象,峰度和偏度绝对值小于1,近似正态分布,呈现数量性状的典型遗传特点。性状间相关性分析表明株高与穗长、穗下节间长在所有环境中均呈极显著正相关,穗码数与穗粒重呈极显著正相关。遗传模型分析显示YYRIL和YRRIL群体株高的最适遗传模型分别为PG-AI和PG-A多基因模型,多基因遗传率分别为95.15%和91.27%。2个群体穗码数的最适模型均为PG-AI,多基因遗传率为70.07%—71.58%。穗下节间长在2个群体的最适遗传模型分别为4MG-CEA和3MG-CEA,均为等加性主基因模型。穗下节间长在YYRIL群体的主基因遗传率为9.69%,4对主基因加性效应值相等,均为-0.34,具有负向效应;穗下节间长在YRRIL群体的主基因遗传率为45.78%,3对主基因加性效应值相等,均为1.17,具有正向效应。穗长在YYRIL群体的最适模型为MX2-ED-A,即2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为43.56%,多基因遗传率为50.56%。控制穗长的2对主基因加性效应值分别为-1.21、1.68,多基因加性效应较小,为-0.0017;穗长在YRRIL群体的最适模型为MX2-AE-A,即2对累加作用主基因,加性多基因混合遗传模型;穗长的主基因遗传率为46.40%,多基因遗传率为46.91%。控制穗长的第1对主基因加性效应值为1.53,具有正向效应,第1对主基因加性×第2对主基因加性上位性互作效应值是0.60,多基因加性效应值为-0.47,表现为较低的负向遗传效应。穗粒重在YYRIL群体的最适遗传模型为MX2-ED-A;符合2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为69.09%,多基因遗传率为12.08%;控制穗粒重的2对主基因加性效应值分别为0.58、5.82,以第2对主基因的加性效应为主,多基因加性效应值为-3.81。穗粒重在YRRIL群体的最适遗传模型为3MG-PEA,即3对部分等加性主基因遗传模型;穗粒重的主基因遗传率为81.10%,3对主基因加性效应值分别为-2.68、-2.68和2.66,前2对主基因的加性效应值相同,且均为负向效应。【结论】谷子株高、穗码数的最适遗传模型相似,均服从多基因遗传,遗传率较高,受环境影响较小;穗下节间长的遗传受主基因控制,主基因遗传率偏低,受环境影响较大,在栽培中应充分考虑环境因素;穗长遗传受主基因和多基因共同控制;穗粒重在2个群体均服从主基因遗传,主基因遗传率较高,可能存在主效QTL。     

浅析林木育种方法在绿化苗木培育中的应用

自然环境与人类密不可分,前者是后者赖以生存与发展的必要条件,然而近年来环境污染遭到了严重破坏,迫切需要对环境进行保护。为了实现人类社会可持续发展,打造人与自然和谐共处的美好城市,发展林业尤为重要,不仅得到了人们的重视和关注,对其要求也在日益增高。而作为林业中的重要保障和基础工作,绿化苗木培育是不可或缺的环节,主要研究林木育种方法在绿化苗木培育的应用,并详细介绍目前我国林木育种的现状与不足之处。     

中国三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量

为给内蒙古高原区、黄土高原区和西北荒漠绿洲区紫花苜蓿测土施肥奠定科学基础,采用零散实验数据整合法以及养分平衡-地力差减法,开展了三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量研究。结果表明,内蒙古高原区紫花苜蓿土壤速效钾第1~4级指标依次为≥342mg/kg、89~342mg/kg、24~89mg/kg和<24mg/kg,黄土高原区第1~6级指标依次为≥171mg/kg、96~171mg/kg、54~96mg/kg、30~54mg/kg、17~30mg/kg和<17mg/kg,西北荒漠绿洲区第1~4级指标依次为≥303mg/kg、140~303mg/kg、65~140mg/kg和<65mg/kg;当目标产量9~27t/hm²、钾肥利用率50%时,第1~6级土壤的推荐施钾量分别为0、54~162kg/hm²、108~324kg/hm²、162~486kg/hm²、216~648kg/hm²和270~810kg/hm²。     

3株鸽源新城疫病毒的分子特征及对鸽的致病性

2011―2013年在新城疫流行病学调查中分离到3株鸽源新城疫病毒(SDS,SD01和SD02),为了进一步了解其生物学特性和遗传进化规律,对3株病毒进行了测序和生物活性分析,并对分离株SDS对鸽的致病性进行了评价。结果表明,毒株SDS基因组全长为15192 bp,基因排列方式为3′-NP-P-M-F-HN-L-5′,3个分离株F蛋白裂解位点氨基酸序列均为¹¹²RRQKRF¹¹⁷,具有典型的新城疫强毒的分子特征。系统进化分析表明这3个毒株与基因Ⅵ型NDV毒株聚于一簇,属于ClassⅡ系Ⅵb基因型。3个分离株F蛋白的融合肽和七肽重复区,HN蛋白的抗原中和表位存在多处突变,与单克隆抗体1E5、2F10的反应性也发生改变,表明3个分离株与疫苗株LaSota有明显的抗原差异。SDS攻毒试验结果显示,试验鸽自攻毒后5 d出现明显的临床症状,滴鼻组和肌肉注射组的死亡率分别为60%和70%;病死鸽剖检可见脑膜充血出血,腺胃乳头、腺胃肌胃交界及肠道出血,肝脏肿大,脾有淤血斑。滴鼻组在攻毒后5~14 d于喉头和泄殖腔检出排毒,而肌肉注射组在攻毒后3~14 d于喉头和泄殖腔有排毒。     

AM真菌联合柠檬酸对紫云英生长的协同效应

为了解AM真菌联合柠檬酸对紫云英生长发育及生理特性的影响，通过接种Funneliformis mosseae和联合施加柠檬酸进行紫云英温室盆栽试验，测定紫云英幼苗植株形态、根系发育、养分吸收、抗氧化酶活性、渗透调节系统等指标。结果表明，AMF联合柠檬酸的组别相较于CK组株高、分枝数和生物量均显著增加(P<0.05)。在不同柠檬酸浓度下，接菌后的紫云英比CK组的根冠比和根系活力均显著提升，4 mmol/L浓度组的根冠比提升了51.9%、2 mmol/L浓度组的根系活力提升了1.34倍；单独施加柠檬酸可显著增加紫云英磷含量和叶绿素含量，接菌之后进一步提升二者的含量，在接菌且柠檬酸浓度为4 mmol/L条件下，磷含量和叶绿素含量较CK组分别增加92.2%、48.2%;AMF联合柠檬酸可显著促进紫云英抗氧化酶活性：在柠檬酸浓度为2 mmol/L条件下的超氧化物歧化酶活性最佳，达378.38 U/g;在柠檬酸浓度为4 mmol/L条件下的过氧化物酶和过氧化氢酶活性最佳，分别达到1 617.50、1 834.89 U/(g·min);在相同柠檬酸浓度下，联合处理组与单施柠檬酸组相比，进一步显...     

甘肃黄河流域生态环境现状及防治对策

根据自然地理概况、生态系统特征、区位发展功能,结合新时代甘肃省经济社会发展和生态环境改善两大任务对水土保持工作的要求,针对甘肃黄河流域水土流失特点、存在的主要问题,探讨了新时代甘肃水土保持防治目标、战略定位、发展对策,提出了水土保持监管体系与治理能力建设、甘南高原草原区重点预防区生态保护与水源涵养区、黄土丘陵(高塬)沟壑区重点治理区梯田、淤地坝、水土保持林等主要措施提质增效的方向与措施。     

热敏感流体空化数值模拟及流动特性分析

为描述和捕捉热敏感流体空化的流动特性,文中对Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型进行了热力学修正.通过将ZGB模型与修正的ZGB空化模型对液氮绕二维水翼空化流动的模拟结果与Hord的试验数据进行对比. 结果表明:修正的ZGB空化模型对于热敏空化流动的模拟结果与试验数据更加吻合,特别是能够较好的预测水翼表面温度和压力的分布. 采用修正的ZGB空化模型对氟化酮绕NACA 0015三维水翼的空化流动进行研究,并将空腔脱落的演化过程与Kelly的试验数据进行对比,模拟结果可以合理预测到试验过程中三维水翼附近空腔的脱落及其演化过程,进一步证明了修正的ZGB空化模型对于不同热敏流体的适用性.最后,对热敏流体空化周期性脱落的动态特征进行了识别和分析.结果表明:Ω的等值面与脱落的空腔形状相似,这表明脱落的空腔区域中呈现大规模的旋涡运动.空腔的生长脱落使水翼壁面产生明显的温降,B因子能够有效的预测腔内温降.     

自动化技术在机械设计中的应用

随着改革开放和经济全球化的深入发展,在经济不断发展,社会不断进步的同时,科学技术也取得了重要的成就,尤其体现在机械设计中的自动化技术。在进行机械设计的过程中,对自动化技术进行系统的应用,可以有效推动工业生产的进步与发展。因此,从这个层面来讲,在工业发展的过程中,积极发展并利用自动化技术是非常有必要的。文章主要从自动化技术的相关概述入手,对自动化在机械设计中的重要发展进行系统的论述,从而更好的促进工业的进步与经济的发展。