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。     

互联网与多媒体技术在种子政策与法规课程教学中的应用

结合目前我国种子政策与法规课程教学现状及特点,在培养学生了解和掌握种子政策与法规和种子行政执法相关知识的同时,总结了互联网与多媒体技术在该课程教学应用中的优点及存在问题,探讨了其在课程教学中的作用,明确了该课程教学改革目标。     

黄早四泛素连接酶Rbx1的分子克隆及原核表达

通过RT-PCR方法和基因克隆技术对黄早四Rbx1基因进行分子克隆和序列分析,构建黄早四Rbx1的原核表达系统,成功表达出带有His标签的黄早四Rbx1融合蛋白,并进一步利用His抗体,用蛋白免疫印迹的方法对重组蛋白进行鉴定。结果表明,重组蛋白能够与His抗体发生免疫反应,验证了黄早四Rbx1在原核表达系统中成功表达。     

玉米抗逆基因ZmqLTG3-1的克隆及功能分析

以玉米自交系豫82为材料,同源克隆了与水稻q LTG3-1基因同源的玉米Zmq LTG3-1基因。序列分析发现,该基因c DNA序列全长606bp,开放阅读框441bp,编码包含147个氨基酸的蛋白。该蛋白含有AAI_LTSS超蛋白家族的LTP(含8个半胱氨酸)保守结构,分子量为14.16k Da,等电点是8.3,与高粱、水稻的相似度分别为92%和88%。荧光定量RT-PCR分析结果表明,Zmq LTG3-1在玉米胚中的表达量最高,其次是茎尖,在叶、根等器官中的表达量较低;随着胚萌发时间的延长,其表达量逐渐增加,在萌发24h时呈现最高丰度表达,之后表达丰度与萌发时间呈现规律性下降。亚细胞定位结果表明,该基因所编码的产物被定位在细胞膜上,是一跨膜蛋白。通过农杆菌介导的花序侵染法将过表达载体OE-Zmq LTG3-1和空载体p CAMBIA1304转入拟南芥,在诸如干旱、高温和盐等非生物胁迫下,与对照相比,T3转基因植株的成活率显著提高,说明Zmq LTG3-1基因对于抵抗非生物胁迫发挥了重要作用。     

改良S1后代轮回选择在玉米群体改良中应用的研究Ⅱ.群体方差,配合…

用改良Ｓ１轮回选择完成了对中综３号三轮改良，并选择５个测验种，通过ＮＣⅡ交配设计，对改良群体的遗传方差，配合力，杂种优势的变化进行了分析。结果表明：该法克服了Ｓ１选择法遗传方差下降过快的缺占。对一般配合力具有显著的改良效果。经三轮选择后，遗传方差仅下降２０．８％，且从第三轮开始遗传方差下降已趋缓慢，仅减少４．０％，一般配合力从Ｃ０的－４５．１５增加到Ｃ３的４４．９５。但该法对改良群体的特殊配合力及     

用SSR标记分析豫综5号和金皇后综合种的遗传变异

利用40对SSR标记引物分析了豫综5号和金皇后综合种的遗传变异.结果表明:40对引物在两群体中都扩增出115个多态位点;累加40对引物扩增的基因型种类,豫综5号196种,金皇后194种;豫综5号的平均遗传距离为0.383 4,金皇后综合种为0.339 7;豫综5号的平均观察杂合度是0.382 6,平均期望杂合度是0.474 7;金皇后综合种的平均观察杂合度是0.329 2,平均期望杂合度是0.414 3.从以上结果来看,豫综5号的遗传变异较丰富.     

利用若干单株混合提取DNA方法进行玉米群体SSR的分析

以金皇后玉米群体90个单株：DNA和6个自交系DNA为供试材料，利用15对SSR引物，比较了同一群体4种DNA样品处理(单株DNA样品、3个单株混合DNA样品、10个单株混合DNA样品、15个单株混合DNA样品)的SSR遗传多态性。结果表明，利用单株DNA样品能获得等位基因数、基因频率、基因型杂合度等较全面的遗传信息，适宜进行单个或少量群体的遗传结构研究，但试验工作量大；利用混合DNA样品所能获得的遗传信息有所减少，比较4种DNA样品处理的检测结果发现，15个单株混合样品的检测结果误差较大，而采用3～10个单株DNA混合的样品基本可以反映出一个群体的等位基因数目和SSR带型的差异，由于试验工作量大大减少，可以应用于较多玉米群体间遗传差异的比较。     

作物株型相关性状分子机理的研究进展

作物株型是通过对光合产物的形成和籽粒填充物的储藏的影响进而决定产量的综合农艺性状,而株高、分蘖数、分蘖夹角和叶夹角是其主要影响因素。对关于控制这些性状的分子机理进行了综述,分析了利用这些基因通过基因工程改良株型进一步提高单位面积产量的可行性。     

温带与热带玉米自交系及其杂交种比较

种质资源遗传基础狭窄是目前我国玉米育种取得突破性进展的主要限制因素.温带玉米与热带亚热带玉米种质的杂交和渗进,可能是今后获得更多有利用价值遗传变异的一个重要途径.因此,热带亚热带玉米种质的研究和利用受到了国内外育种工作者的普遍重视.1996年我们从墨西哥国际玉米小麦改良中心引进了一些热带亚热带的自交系,为了解它们在河南生态条件下的生育特点,探索温热玉米自交系杂交后的遗传趋势,为合理利用热带亚热带玉米种质资源提供依据,特进行了该项研究.     

玉米穗位叶光合速率的初步研究

对１５个常用玉米自交系及其１０５个杂交组合穗位叶光合速率的研究表明：自交系间及其杂交组合间的光合速率各异；玉米穗位叶光合速率的大小与单株产量无关；自交系光合速率的ＧＣＡ与其表型值无关，杂交组合光合速率的高低主要决定于组合光合速率的ＳＣＡ效应值；玉米穗位叶光合速率的遗传力较低，光合速率的大小主要决定于基因的非加性效应，且易受环境影响。