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。     

大功率气体发动机电子节气门设计与研究

以大功率气体发动机的电子节气门为研究对象,对其进行了系统的设计和研究。在分析电子节气门机械结构的基础上,建立了电子节气门数学模型,采用冗余设计思想设计了双H桥电子节气门驱动电路。采用增量式PID控制算法对电子节气门开度进行精确的闭环控制。实验结果表明,设计的电子节气门系统鲁棒性好,具有很好的响应性和稳定性,能满足大功率气体发动机的性能需求。     

新时期加强基层宣传思想文化建设研究——以无极县为例

宣传思想文化工作,事关旗帜道路,事关国家发展,事关民族复兴。基层宣传思想文化工作的服务对象在基层,工作主体在基层,任务落实靠基层。新形势下,如何做好基层宣传思想文化工作显得尤为重要,本文将对基层宣传思想文化工作存在的问题进行分析,并提出有针对性的解决对策。     

设施农业冬季降温连阴雪天气的管理办法

正凌源市位于辽宁省最西部,是辽、冀、蒙三省交汇处,总面积3278平方公里,地貌特征为七山一水二分田,耕地面积71万亩,总人口64万,其中农业人口50万,人均耕地仅1.4亩,农业基础设施薄弱,抗御自然灾害能力极差,冬天最低温度-29℃,尤其是2015年冬季,凌源自从进入11月份以来,连续经历强降温、降雪、连阴天等恶劣天气,给温室蔬菜和花卉生     

桥梁桩基承载能力安全系数研究

基于当前研究和应用中的局限,本文结合非线性有限元结果与逆可靠度方法提出可以考虑参数随机性的桥梁桩基承载能力评估分析计算方法。通过非线性有限元获得桩基承载的荷载与抗力从而建立极限状态函数,进而应用本文的逆可靠度数学模型进行求解。结果表明,该方法既能够考虑参数随机性,得到更加客观可靠的结果,又沿用了传统方法的安全系数表达形式易于使用,具有良好的工程应用价值和实用意义。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production，NPP)，结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE），探究其时空分布特征，以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势，增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1，14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性，呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大，占青藏高原总面积的55.63%，呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部，以及东部的边界地区，呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间，变化稳定的区域所占面积最大，为总面积的43.43%，主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异，具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上，青藏高原草地PUE与降水成负相关关系，而与气温呈正相关，PUE的变化对降水响应更加敏感。     

我国城市生态公园建设研究进展与展望

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。     

阿维菌素等三种常规渔药对卡拉白鱼的急性毒性

采用半静态法,研究了三种常规渔药阿维菌素、三氯异氰脲酸和硫酸铜对卡拉白鱼(Chalcalburnus chal coides aralensis)急性毒性效应。结果表明:阿维菌素对卡拉白鱼24、48、72、96 h的半致死浓度分别为6.25、4.66、3.66和2.82 mg/L,安全浓度为0.77 mg/L;三氯异氰尿酸对卡拉白鱼24、48、72、96 h的半致死浓度分别为3.22、2.49、2.19、1.79 mg/L,安全浓度为0.45 mg/L;硫酸铜对卡拉白鱼24、48、72、96 h的半致死浓度分别为5.56、3.96、2.03、1.74 mg/L,安全浓度为0.6 mg/L。三种药物对卡拉白鱼毒性高低依次为:硫酸铜三氯异氯尿酸阿维菌素。三种常规渔药的安全浓度近于或高于生产中常用泼洒浓度,可放心使用。     

黄河故道地区早中熟苹果新品种评价

国家苹果产业技术体系商丘综合试验站自2010年相继引进了夏红、早翠绿、华美、华硕、望香红等早中熟苹果品种,并观察其在黄河故道地区的表现;从果实性状、抗病性、成熟期等方面分析了不同早中熟品种在该地区推广种植的前景。结果表明,夏红、K12、华硕、国庆红(商丘市农林科学院育成)4个品种综合性状优良,可在黄河故道地区推广种植。