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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.
通过红外相机监测可以获得海量的野生动物影像数据。然而,许多自然保护地在红外相机数据管理方面依旧面临红外数据海量、存储方式原始、缺乏数据技术、数据挖掘空白等困境。如何科学存储和管理海量的红外相机影像数据,专业高效完成数据鉴定和科学分析并运用于管理和科研,已成为红外相机监测工作中的重大难题。基于以上问题,利用四川自然保护红外相机数据管理信息化平台(Sichuan Nature Conservation Infrared Camera Data Management System,CDMS)能有效解决该问题。CDMS的研发设计上兼顾广大自然保护地的使用需求,同时吸纳不同数据库和数据信息平台的功能优点。目前CDMS的设计定位为主要针对四川省各类型自然保护地的交互式使用,集成了红外相机影像数据的规范存储、科学管理、智能查询、生态分析和可视化展示等功能,旨在促进野生动物红外相机影像素材转化为有效数据,实现数据的高效分析和深度挖掘,为野生动物研究、保护与管理、科普宣教等提供重要的技术与管理支撑。本文对CDMS的功能模块、主要构成、特点与优势、应用成效以及数据服务体系等做简要介绍。  相似文献   
3.
基于不同植被指数的TRMM数据降尺度及误差校正研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
[目的] 对不同时间尺度的热带测雨卫星(TRMM)数据进行空间降尺度及误差校正研究,为华中地区洪涝灾害监测等提供科学参考。[方法] 主要借助增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)分别运用地理加权回归(GWR)模型实现2001—2019年华中地区TRMM数据的空间降尺度,并结合地理差异分析(GDA)和地理比率分析(GRA)对年、季和月的降尺度结果进行误差校正,通过气象站数据对校正前后的数据进行对比分析。[结果] ① TRMM数据和气象站数据的决定系数(R2)在年(0.630)、季(0.710~0.865)和月(0.637~0.875)尺度都表明了TRMM数据在华中地区具有较好的适用性;②通过GWR模型实现了TRMM数据空间分辨率由0.25°到1 km的降尺度转换,且TRMMEVI数据精度优于TRMMNDVI数据,说明华中地区TRMM数据与EVI的关系比NDVI更为密切;③对优选的TRMMEVI数据分别进行GDA,GRA校正,结果表明GDA校正结果优于GRA校正,且在降雨量越多的月份校正效果越好。[结论] 在华中地区,EVI比NDVI更加适合TRMM数据降尺度研究。降尺度数据采用GDA校正比GRA校正效果更为显著。  相似文献   
4.
数字农业的发展对于农业现代化转型升级具有重要意义。根据江西省县域数字农业相关数据和文献资料,分析江西省数字农业发展现状,指出目前江西省数字农业发展存在数据服务配套不完善、小农户应用困难以及法律法规政策建设相对落后等问题,提出应加强数字农业信息服务支持力度、培育新型农业经营主体,以及强化政策顶层设计等建议。  相似文献   
5.
科学评价乡村旅游用地竞争力并识别其障碍因素是优化乡村旅游产业布局的前提和基础。以北京市密云区为例,从资源禀赋特征、区域生态环境和旅游开发条件3个维度选择13项指标,构建了基于神经网络法的旅游用地竞争力评价模型,以揭示密云区乡村旅游用地竞争力的格局。引入障碍因素诊断模型,分析主要乡村旅游用地竞争力类型的限制因素。结果表明:(1)乡村旅游用地低竞争力类以组团状形式,在密云区东南部和密云水库东北集中连片分布;中竞争力类沿“潮河轴带”“白河轴带”“安达木河轴带”和北部山区带状分布;高竞争力类以点状形式,涵盖张家坟村、司马台村、贾峪村、河北村、石城村、圣水头村、石马峪村和龙潭沟村。(2)以中竞争力类区域为例,基于主要障碍因素,将其划分为资源、环境和开发障碍型,并分别提出优化对策。研究成果可为乡村产业用地规划提供参考。  相似文献   
6.
受经济和气候驱动,长江经济带水田空间格局发生了显著变化,影响区域粮食安全与生态安全。本研究基于1990-2015年土地利用遥感监测数据,利用GIS的空间分析功能,探究长江经济带水田空间格局动态变化特征,采用当量因子法计算生态系统服务价值(ESV),分析了水田变化的综合影响。结果表明:1)1990-2015年长江经济带水田规模持续缩减,共减少了17390km2,减幅呈增长态势具有显著地域差异,长江中上游与下游的水田减幅相差约为9.56%。其中下游减幅较大,水田占区域比例随之降低,中上游恰好相反。2)由于经济建设及水产养殖的发展,水田主要转化为建设用地和水系,水田主要由水系、旱地和湿地等转化而来。长江三角洲城市群、长江中游及成渝城市群的水田变化最为剧烈,建设用地侵占水田扩张的现象分布广泛,水田转为水系主要在两湖平原局部地区。3)水田与其他生态系统的转化对ESV是正影响,水田转为水系对此贡献最大,其转化规模决定了不同时期ESV净增量的大小,水系转化为水田损失的价值最多,建设用地侵占水田次之。不同市域的水田变化情况不一致,因此ESV增减情况具有明显差异。4)生态系统服务中水文调节、水资源供给增强的同时,食物生产、气体调节受到严重损害,与水资源规模扩大和水田资源大量流失有直接关系。研究结果有助于揭示长江流域水田的时空变化过程及其对各项生态系统服务的影响,可为区域土地利用规划、农业政策与生态可持续发展提供理论支持。  相似文献   
7.
鉴于目前食用菌电商在发展过程中面临着食用菌电商流程亟待完善、缺乏食用菌安全体系、缺乏食用菌电商人才以及缺乏知名食用菌品牌等困境,从食用菌生产销售主体角度,基于大数据视角出发,利用大数据优化食用菌电商流程,建设以大数据为支撑的食用菌安全体系,以大数据应用能力为导向培养食用菌电商人才,依托大数据建设知名食用菌品牌。  相似文献   
8.
本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题,首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则:专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则,本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下,平台部分关键技术的实现方法,包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等,并提出了以地块为核心的管理平台建设思路;同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。  相似文献   
9.
We mapped yearly (2000–2016) estimates of annual grass percent cover for much of the sagebrush ecosystem of the western United States using remotely sensed, climate, and geophysical data in regression-tree models. Annual grasses senesce and cure by early summer and then become beds of fine fuel that easily ignite and spread fire through rangeland systems. Our annual maps estimate the extent of these fuels and can serve as a tool to assist land managers and scientists in understanding the ecosystem’s response to weather variations, disturbances, and management. Validating the time series of annual maps is important for determining the usefulness of the data. To validate these maps, we compare Bureau of Land Management Assessment Inventory and Monitoring (AIM) data to mapped estimates and use a leave-one-out spatial assessment technique that is effective for validating maps that cover broad geographical extents. We hypothesize that the time series of annual maps exhibits high spatiotemporal variability because precipitation is highly variable in arid and semiarid environments where sagebrush is native, and invasive annual grasses respond to precipitation. The remotely sensed data that help drive our regression-tree model effectively measures annual grasses’ response to precipitation. The mean absolute error (MAE) rate varied depending on the validation data and technique used for comparison. The AIM plot data and our maps had substantial spatial incongruence, but despite this, the MAE rate for the assessment equaled 12.62%. The leave-one-out accuracy assessment had an MAE of 8.43%. We quantified bias, and bias was more substantial at higher percent cover. These annual maps can help management identify actions that may alleviate the current cycle of invasive grasses because it enables the assessment of the variability of annual grass ? percent cover distribution through space and time, as part of dynamic systems rather than static systems.  相似文献   
10.
刘君  王学伟 《北方园艺》2021,(3):166-170
在大数据时代,海量的数据资源是推动经济发展和社会进步的基石,丰富、透明、完善的农业大数据资源是加快农业信息化建设步伐的前提,先进、有序、完备的农业病虫害监测预警体系是服务绿色农业发展的支撑。该研究试图在研究国内外农业病虫害监测预警体系的基础上,在农业专家的指导下,进行大数据时代农业病虫害监测预警体系构建。山东农业病虫害监测预警体系的建设应主动适应大数据时代的发展需求,分步构建病虫害监测预警体系,分层划分病虫害数据中心工作,合理布局病虫害数据采集站点,科学制定病虫害监测预警任务,共建共享病虫害监测数据信息,有效加强病虫害联合监测预警,努力研发病虫害智能识别终端,为发展现代高效农业提供坚实的保障。  相似文献   
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