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。     

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)合成途径和水稻叶片早衰

叶片是植物进行光合作用的主要场所,其衰老由内源遗传发育信号和外界环境胁迫所启动,是一个非常复杂有序的调控过程。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)是脱氢酶的辅酶,在糖酵解、糖异生、三羧酸循环以及呼吸链等代谢中发挥着不可替代的作用。最新研究表明,水稻NAD生物合成参与调控沉默信息调控因子Sirtuins的生物活性、组蛋白H3K9去乙酰化、植物激素茉莉酸(JA)和叶片衰老。本文综述了有关水稻叶片衰老的细胞生理特征、Sirtuins酶活、NAD生物合成以及水稻早衰的OsSRT1-NAD调控途径和OsSRT1-Me OH-JA调控途径,以期阐明水稻叶片衰老的分子机理及其调控途径,为高产育种提供相应的理论参考。     

植物在风景园林建筑设计中的应用

植物作为一种非常重要的景观元素,在风景园林建筑设计中应用十分广泛。在风景园林设计中应用植物能有效突出该设计的观赏性,与周围的构筑物形成组景,使整个设计富有生态气息。本文将主要分析植物在风景园林建筑设计中的作用以及存在的问题,最后有针对性地提出植物在风景园林设计中如何应用的策略。     

新形势下吴川畜牧业发展的思考

2001年我国加入了WTO,入世后中国农业面临更大的机遇与挑战,为适应新形势的要求,我国正着力推进农业和农村经济结构的战略性调整,大力发展畜牧业。2002年,中央经济工作会议强调“要尽快把畜牧业发展成一个大产业”,表明了党中央、国务院对发展畜牧业的高度重视。为了加快畜牧业发展,广东省吴川市开展了“把握机遇,发挥优势,把畜牧业发展成吴川一大优势产业”和“畜牧业产业化问题”的两次专题调研,现就     

雨水集流工程中沉沙净化设施的配套修建

受国家“九五”科技攻关项目“节水农业技术研究与示范”资助，首次实地对雨水集流工程中的沉沙净化设施－沉沙池、过滤池的工作原理及设计思路等进行研究并附以实例加以证实，必将有助于雨水集流工程的发展。     

红松与色赤杨混交林改土效果显著

红松阔叶混交林是长白植物区系顶级群落，由于长期受到人为采伐等非自然因素的干扰，现存量极少，代之形成了大面积红松、落叶松纯林和生产力低下的杂木林。红松人工纯林由于树种单一，导致林分的土壤肥力逐年下降。近年来，通过营造阔叶红松混交林、人工诱导阔叶红松林等措施，培育了大面积红松阔叶混交林，其中色赤杨与红松混交林是较为成功的一种混交林分，现将草河口地区红松与色赤杨混交林改土效果总结如下。     

拖拉机维护保养及常见故障的排除

拖拉机是大家非常熟悉的农用机械,我国也是拖拉机的使用大国.然而近几年来.拖拉机使用故障频繁发生,严重影响了拖拉机的寿命,阻碍了农村经济的发展为使拖拉机经常处于良好的技术状态,必须设法防止和减少故障的发生.除坚持按照使用说明书的规定维护保养外,在农闲时期的保养与维护也是预防拖拉机发生故障的重要措施之一.     

苍梧县再挖林业潜力

全国科技兴林示范县苍梧县,在巩固和发展造林绿化达标成果的同时,紧紧依靠科技进步深挖林业潜能,实施“三五年内在山上再造一个苍梧”的战略,推动林业朝“两高一优”方向发展,林业真正成了该县的支柱产业,林业收入占全县财政收入的50％左右。 他们的经验是:首先,加快林业科技研究和应用的步伐。积极探索适合本地实际的科技兴林新路子,力争科技进步对林业发展的