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草地贪夜蛾是一种世界性重大农业害虫,给玉米等多种主要粮食和经济作物造成严重危害。为实现对草地贪夜蛾的高效、绿色、持续防控,亟需筛选高毒力苏云金芽胞杆菌菌株资源。本研究以前期实验室储备的对斜纹夜蛾、小地老虎具有杀虫活性的363株野生菌株库为候选菌株,基于菌株杀虫基因差异及进化关系,去除冗余菌株后获得172株候选菌株。通过培养获取这些菌株胞晶混合物,进行杀虫蛋白定量后,测定杀虫活性,获得27株对草地贪夜蛾初孵幼虫具有较高杀虫活性的菌株,其中菌株B14-D2的杀虫活性最高,LC50为0.155 μg/g。克隆了该菌株中的cry1Ea3基因并在HD73-无晶体突变株中表达,Cry1Ea3蛋白对草地贪夜蛾初孵幼虫LC50为1.789 μg/g。本研究为新的Bt产品和杀虫基因的开发利用提供了丰富资源。 相似文献
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【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
4.
5.
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研究了不同栽培管理措施对西芪1号种子繁育的影响。结果表明,采用花后打顶、鼓粒期小水勤灌和根外追肥等栽培措施后,黄芪种子折合产量可达1 735~1 950 kg/hm~2,较对照普通繁种田增产18.43%~33.10%。以开花后打顶+鼓粒期灌水3次(间隔7 d灌水1次),每次灌水225 m~3/hm~2+7月份叶面喷施2 g/kg磷酸二氢钾溶液1次处理的种子折合产量最高,为1 950 kg/hm~2,较对照增产33.10%;种子硬实率为40.0%~47.8%,较对照普通繁种田降低3.5~11.3百分点。其中以开花后打顶+鼓粒期灌水3次(间隔7d灌水1次),每次灌水225 m~3/hm~2+7月份叶面喷施2 g/kg磷酸二氢钾溶液1次处理的黄芪种子硬实率最低,为40.0%,比对照降低11.3百分点。可以认为,采用开花后打顶+鼓粒期灌水3次(间隔7 d灌水1次),每次灌水225 m~3/hm~2+7月份叶面喷施2 g/kg磷酸二氢钾溶液1次的栽培措施可在陇西县及同类条件地区黄芪繁种生产中应用。 相似文献
8.
碳是植物必需的首要营养元素,主要从空气中的二氧化碳获取,植物常处于碳饥饿状态,施加有机碳肥能有效补充植物所需的碳元素。铁皮石斛是珍稀药用植物,为揭示有机碳肥α-酮戊二酸对铁皮石斛品质及氮、磷、钾养分吸收的影响,对2 a生铁皮石斛进行叶面喷施试验,并测定叶面喷施2个月后茎中可溶性总糖、水浸出物、水溶性氮、总氮、总磷、总钾和微量元素铁、锌含量。结果表明,叶面喷施不同浓度α-酮戊二酸能明显提高铁皮石斛可溶性总糖含量,施用50~100 mg·L-1 α-酮戊二酸显著增加了总氮含量,水溶性氮随着α-酮戊二酸的增加,呈现逐渐下降趋势。在α-酮戊二酸的施用浓度为50~100 mg·L-1时,处理组的水溶性氮/总氮显著低于对照,说明氮合成代谢显著增强。叶面喷施α-酮戊二酸并没有明显影响磷、钾含量,10~50 mg·L-1 α-酮戊二酸显著提高了铁、锌含量。以上研究结果说明了外施α-酮戊二酸能显著提高铁皮石斛可溶性总糖、铁和锌含量,增强其氮合成代谢,稳定磷、钾平衡。 相似文献
9.
【目的】Abp1作为肌动蛋白结合蛋白家族成员之一,在各种真核生物肌动蛋白骨架形成过程中具有核心作用。本研究旨在分析禾谷镰孢(Fusarium graminearum)中肌动蛋白结合蛋白FgAbp1在生长发育、对新型杀菌剂氰烯菌酯敏感性以及毒素体形成等生物学过程中的功能。【方法】利用融合PCR和酵母空隙修复技术分别构建FgAbp1基因敲除打靶片段和融合荧光蛋白载体,再通过聚乙二醇介导的原生质体转化的方法获取基因缺失突变体ΔFgAbp1和荧光标记菌株。观察比较野生型PH-1、突变体ΔFgAbp1和回补体ΔFgAbp1-C的菌丝生长、有性生殖以及无性繁殖,并测定基因敲除突变体ΔFgAbp1对杀菌剂氰烯菌酯的敏感性。通过融合绿色荧光蛋白,明确FgAbp1在菌丝中的分布情况;利用透射电子显微镜观察分析FgAbp1对细胞中液泡/囊泡形态的影响。在非产毒环境和诱导产毒条件下,通过双荧光共定位分析FgAbp1在禾谷镰孢毒素体形成过程中的作用。【结果】禾谷镰孢中,FgAbp1主要呈颗粒状定位于近细胞膜处。在MM培养基中,基因敲除突变体ΔFgAbp1的生长速率与野生型相比降低了15%,但在营养丰富的CM中ΔFgAbp1的生长速率却减慢了38%。突变体ΔFgAbp1在无性繁殖以及有性生殖过程中相较野生型没有明显缺陷。然而在0.5 μg·mL-1氰烯菌酯的作用下,ΔFgAbp1的菌丝生长完全受到抑制,并且分生孢子萌发率显著下降。此外,敲除基因FgAbp1导致细胞中液泡不能正常形成且囊泡增多。在非产毒条件下,FgAbp1与DON毒素合成关键酶Tri1共定位于囊泡中;在诱导产毒条件下,FgAbp1与Tri1则共定位于毒素体中。此外,敲除基因FgAbp1会导致毒素体不能正常形成。【结论】肌动蛋白结合蛋白FgAbp1在禾谷镰孢营养生长、发育、氰烯菌酯敏感性以及毒素体形成过程中发挥着重要作用。 相似文献
10.
由于饲料中多种霉菌毒素并存的几率比较高,本研究以仔猪肠上皮细胞(IPEC-J2)为模型,研究黄曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEA)和呕吐毒素(DON)的叠加细胞毒性。细胞毒性试验选用AFB1、ZEA和DON三种毒素作为响应面Box-Behnke设计的三个因素,以AFB1:10、20、30 μg/L,ZEA:150、300、450 μg/L,DON:500、1000、1500 μg/L作为Box-Behnke设计的三个编码水平。利用响应面设计构建得到17组复合霉菌毒素组合,以其对IPEC-J2细胞活力的影响作为参考指标,得到对细胞损伤程度最高和最低的霉菌毒素添加比例。结果表明:经方程预测后,得到细胞活力最低(霉菌毒素毒性最高)的AFB1、ZEA和DON组合为30、150 μg/L和1500 μg/L,经测定细胞活力为32.32%|得到细胞活力最高(霉菌毒素毒性最低)的AFB1、ZEA和DON组合为10、150 μg/L和600 μg/L,经测定细胞活力为53.01%。该结果为多种霉菌毒素叠加毒性的研究提供了依据。
[关键词] IPEC-J2细胞|黄曲霉毒素B1|玉米赤霉烯酮|呕吐毒素|细胞毒性 相似文献