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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-MZmSYCOZmbHLH54ZmGlu-r1ZmCLPB3ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12ZmCYSZmCYSBZmERF-107ZmEIN3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-107ZmEIN3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-MZmAGD12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.
采用正交试验设计方法,对橘小实蝇幼虫液体人工饲料组成成分啤酒废酵母、蔗糖、防腐剂及饲料pH值4种因素3个水平进行优化筛选,以橘小实蝇化蛹率、蛹重、羽化率、产卵高峰期的单雌产卵量和F1卵孵化率为考察指标,求出橘小实蝇幼虫液体人工饲料的最佳配方为啤酒废酵母17.89 g,蔗糖10.34 g,防腐剂0.3 g,蒸馏水100 mL,pH值5.5.  相似文献   
3.
种子是农作物生产的物质基础,种子质量直接影响农业生产的成效.种子活力是衡量种子质量和应用价值最重要的指标之一,活力高的种子发芽迅速整齐、幼苗均匀、生长健壮,同时可以节约播种量,减少劳力投入,降低生产成本,提高农业生产效益.QTL定位和克隆是解析玉米农艺性状遗传基础的重要手段.本研究以基于豫537 A×沈137构建的一个RILs群体的212个家系为材料,利用SNP分子标记技术构建的高密度的分子遗传连锁图谱,采用复合区间作图法定位了超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量等玉米种子活力相关生理指标的QTL,共检测到11个QTLs,分别分布在第1、2、4、6、7、8条等6条染色体上,单个QTL的贡献率介于5.52%~12.10%之间,这些QTL的确定有助于开展分子标记辅助选择种子活力相关性状.  相似文献   
4.
两种密度条件下玉米穗上节间距QTL分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
为研究高密度胁迫下穗上节间距的遗传机制,以豫82×沈137的重组近交系(RIL)群体为材料,构建一张包含有1 114个位点的SNP标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为1 821.79 cM,标记平均间距为1.64 cM。利用复合区间作图法在60 000株/hm~2密度下共检测到11个、120 000株/hm~2密度下检测到12个穗上节间距的QTL,位于第6染色体上的QTLq For ILL6-2/qForILG6在两种密度下同时被检测到,表明该QTL均能稳定表达;位于第9染色体上的qThiILL9/qForILL9-1在60 000株/hm~2的密度下同时被检测到,解释穗上节间距遗传变异的8.67%和10.61%,在120 000株/hm~2密度下未被检测到,表明此QTL在低密度下特异表达调控穗上节间距3、4。在高密度下检测到qSixILG6和qSixILG10分别解释穗上节间距6遗传变异的16.97%和13.66%,说明该QTL在高密度环境下特异表达。  相似文献   
5.
6.
以由综3×豫87-1衍生的一套包含223个家系的RIL群体为材料,通过3个地点的表型鉴定,借助由1 243个SNP标记构建的遗传连锁图谱对玉米叶高点长、叶长、叶宽和叶面积进行QTL定位及上位性效应分析。结果表明,4个叶型性状共检测到10个显著的QTL,这些QTL与环境的互作均未达到显著水平。在这些QTL中,调控叶高点长的q Lf5-1,q Lf8-1和调控叶长的q LL8-1,分别解释表型变异的7.20%,6.06%和6.39%,说明这3个主效QTL是调控叶型性状的重要位点。上位性效应分析共检测到6对位点间互作,互作效应为2.30%~7.39%,属于非显著QTL位点对互作,其中2对位点互作的上位性效应与环境互作效应显著,说明上位性互作效应在叶型性状的遗传中占有一定的比例,同时也受环境的影响。  相似文献   
7.
为了筛选能提高水产动物对嗜水气单胞菌抗病性的益生菌,并研究其免疫调节的作用机制。将5种乳酸菌与斑马鱼ZF-4细胞共培养后通过荧光定量PCR方法检测细胞因子NFκB、TNF-α和IL-10的表达量,并用流式细胞仪检测被嗜水气单胞菌NJ-1攻毒后的细胞凋亡率来筛选对ZF-4细胞保护性最显著的乳酸菌,将其添加至模式生物斑马鱼饲料中饲喂28 d后,用嗜水气单胞菌NJ-1攻毒并检测斑马鱼肠道中促炎性细胞因子TNF-α、IL-1β和抗炎性细胞因子IL-10的表达情况,并计算斑马鱼被攻毒后的累积死亡率。结果显示,5种乳酸菌分别与细胞共培养后,芽孢乳酸菌09.712能明显提高ZF-4细胞NFκB、TNF-α和IL-10的表达量,攻毒后细胞凋亡率降低至23.36%,与其他组相比存在显著性差异,所以选取芽孢乳酸菌09.712用于下一步实验。体内实验显示,攻毒后第1天,与对照组相比,芽孢乳酸菌09.712能显著促进斑马鱼肠道内IL-1β、TNF-α和IL-10的表达量,且随时间变化表达量减少;其中攻毒后第3天,菌饲喂组IL-1β表达量比对照组低,而IL-10表达量明显比对照组高。此外,芽孢乳酸菌09.712的饲喂显著降低斑马鱼攻毒后的死亡率。研究表明,芽孢乳酸菌09.712在体外能显著提高对细胞的保护性,在体内能诱导斑马鱼产生先天免疫应答,提高斑马鱼的免疫力,可作为预防水产动物疾病的理想选择,也为阐明乳酸菌先天性免疫调节作用提供理论基础。  相似文献   
8.
幼虫液体人工饲料中主成分对橘小实蝇的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了橘小实蝇幼虫液体人工饲料主要组成成分——啤酒废酵母和蔗糖对橘小实蝇生长发育的影响。结果表明,在一定浓度范围内,随着啤酒废酵母浓度的提高,橘小实蝇化蛹率、蛹重、羽化率、单雌产卵量、F1卵孵化率均升高,然而,当啤酒废酵母浓度高于0.142 4 g.mL-1时,化蛹率、单雌产卵量、F1卵孵化率下降;当啤酒废酵母浓度高于0.178 9 g.mL-1时,羽化率下降;当啤酒废酵母浓度高于0.215 4 g.mL-1时,蛹重下降。在一定的浓度范围内,随着蔗糖浓度的提高,橘小实蝇化蛹率、蛹重、羽化率、单雌产卵量、F1卵孵化率均升高,而当蔗糖浓度超过0.123 0 g.mL-1时,化蛹率、蛹重、羽化率下降;当蔗糖浓度超过0.152 0 g.mL-1时,单雌产卵量、F1卵孵化率下降。  相似文献   
9.
南方玉米锈病的发生及防治对策   总被引:8,自引:3,他引:5  
南方玉米锈病P[ucciniapolysoraunderw.]是近几年我国玉米主产区暴发流行的一种新病害。该病在重病区已上升为像大小斑病及弯孢菌叶斑病一样的新的主要病害。对锈病的发生情况、症状、病原、发病规律、发病条件、危害损失、综合防治等方面进行了综述,提出了以抗病育种为核心的综合防治方法。  相似文献   
10.
光周期敏感限制了温带地区对热带、亚热带玉米种质资源的引进。克隆玉米光周期相关基因并研究其功能和构建光周期调控网络,是解除这一限制的重要途径。在讨论不同植物光周期敏感调节机制保守性和差异性的基础上,结合其他植物(主要是拟南芥和水稻)光周期调控机制的研究现状,对玉米光周期性状的遗传特点以及相关基因的定位、克隆和功能研究进展进行综述。  相似文献   
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