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。     

基于文献计量的农业节水领域研究现状及热点分析

农业节水是农业可持续发展的研究热点.为了能够在总体上把握国际有关农业节水技术领域的研究现状、热点和发展趋势,以Web of Science核心合集数据库为数据源,对1992-2019年发表的农业节水技术相关的文献进行计量分析,结果表明:①农业节水技术研究发展迅速,国际尤其是中国在该领域发文量均呈现快速增加趋势.②农业节水技术研究是一个多学科交叉领域,但其载文期刊分布相对集中.③西班牙在农业节水技术研究领域居世界领先地位,论文数量和质量均较高.中国和美国发文量分居第一和第二位,但论文篇均被引频次较低.西班牙高等科研理事会(CSIC)在该领域表现突出,论文数量和质量均最高.中国4所机构发文量进入世界前10位,分别是中国农业大学、中国科学院、西北农林科技大学和河海大学,但4所机构发文质量均有待进一步提升.④灌溉方式是近年来的研究热点,主要包括滴灌、喷灌、分根交替灌溉和加肥灌溉等.关于农业节水技术增产、增效机制方面的研究也是研究的热点,包括对碳氮代谢、水氮互作、植物激素等方面的研究.环境温度、温室气体排放等也是研究的热点.由此可以看出,有关农业节水的研究在国内外都属于研究热点方向,中国在该领域的整体表现突出,但是需进一步加强国际合作,提高在该领域的影响力.     

延迟收获对长江中游春玉米农艺性状及机收质量的影响

为探明长江中游玉米籽粒机械直收适宜品种与配套农艺措施，2018—2019年选用不同玉米品种，测定不同机收时间下玉米关键农艺性状、产量及机收质量指标。结果表明，收获时间对春玉米机收产量与机收质量均有显著影响。延迟1周收获后籽粒容重显著增加，机收产量显著提高，2年平均提高9.72%；而延迟2周收获则有降低机收产量的趋势。2年收获时杂质率总体≤3%，而机收籽粒破碎率与损失率均>5%，是该区域春玉米籽粒机收面临的主要问题。籽粒厚度、籽粒含水率和百粒重是影响机收籽粒破碎率的关键性状，三者与机收籽粒破碎率均呈显著的倒二次曲线关系；玉米的倒伏率、穗位高和重心高度是影响机收损失率的关键性状，倒伏率与机收损失率呈显著正相关，而穗位高和重心高度与机收损失率均呈显著的二次曲线关系。延迟收获能显著降低籽粒含水量，从而降低籽粒破碎率，但继续延迟收获有增加倒伏的风险。综上，长江中游春玉米成熟后适时延迟7~10 d收获，可有效降低籽粒含水量与机收籽粒破碎率，提高玉米籽粒机收产量。     

酒糟和醋糟营养成分差异及其瘤胃降解特性分析

本试验旨在评价酒糟、醋糟等非常规饲料资源的饲用价值，为酒糟醋糟资源应用于肉牛养殖提供数据参考。试验选用山西不同地区酒糟、醋糟试样5个，试样编号分别为白酒糟、啤酒糟、醋糟1、醋糟2、醋糟3，发酵原料分别为白酒糟（高粱）、啤酒糟（大麦+大米）、醋糟1（高粱+大麦）、醋糟2（大麦+玉米）、醋糟3（高粱+玉米）。通过实验室常规方法测定样品常规营养成分以及利用体外产气法和尼龙袋法评价其饲用价值，同时建立体外法与尼龙袋法测定干物质降解率的回归方程。结果表明：5个样品的干物质（DM）含量为23.25% ~ 42.96%，粗蛋白质（CP）含量分别为啤酒糟（31.84%）>白酒糟（14.58%）>醋糟3（14.40%）>醋糟1（12.21%）>醋糟2（8.46%）。醋糟1的中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量均为最高，其次为醋糟2、醋糟3，白酒糟NDF含量最低。啤酒糟的72 h产气量（GP72）显著高于白酒糟（P < 0.05）。体外产气法和尼龙袋法测定的酒糟72 h干物质降解率（IVDMD72、DMD72）显著高于醋糟（P < 0.05）。5个试样的IVDMD72与DMD成正相关，随着降解时间增加其相关性逐渐增加。综上，酒糟的CP含量较高（14.58% ~ 31.84%），醋糟NDF、ADF含量相对较高（59.59% ~ 64.91%，38.78% ~ 54.78%）。结合GP、IVDMD及DMD结果，酒糟消化性能优于醋糟。以IVDMD建立估算DMD的回归公式为DMD72=-19.215+1.645IVDMD72（R2=0.912，P < 0.05）|以IVDMD建立估算DM有效降解率（ED）的回归公式为ED=-12.448+1.045IVDMD72（R2=0.929，P < 0.01）。 [关键词] 醋糟|酒糟|体外产气法|尼龙袋法     

瘤胃微生物在木质纤维素价值化利用的研究进展

瘤胃是反刍动物消化的第一个腔室，各种微生物（细菌、真菌和原生动物）相互作用将木质纤维素植物生物降解为易于代谢的化合物。瘤胃也是目前自然界公认的木质纤维素高效降解和利用的天然反应器，其真菌和细菌可分泌多种木质纤维素降解酶，在木质纤维素生产生物燃料和化学用品方面具有潜在的价值。因此，本研究在瘤胃内木质纤维降解的微生物及其降解木质纤维素相关酶的基础上，重点综述了瘤胃微生物在木质纤维素生物转化为乙醇、生物化学（有机酸）及沼气等方面的研究进展，旨在为瘤胃微生物和瘤胃酶在木质纤维素价值化利用方面的研究和应用提供新的方法和思路。     

糯玉米改性淀粉的制备及其在速冻食品中的应用研究进展

糯玉米淀粉因独特的结构具有良好的冻融稳定性,在速冻食品中有着巨大的潜在利用价值,但原淀粉自身存在耐酸性、耐高温、耐剪切性较差等缺点,限制了其在食品工业中的应用。为了改善糯玉米淀粉的理化特性和加工性能,需要对原淀粉进行改性处理。概述了糯玉米淀粉常见的改性方法,介绍了糯玉米改性淀粉在速冻食品中的应用,并对糯玉米改性淀粉的研究现状和在速冻食品中的应用进行了分析和展望,为糯玉米改性淀粉在速冻食品中的应用提供一定的理论依据。     

高效液相色谱法测定青贮饲料桑中的乳酸、乙酸和丙酸含量条件探讨

本文应用高效液相色谱法（HPLC）对青贮饲料桑中的乳酸、乙酸和丙酸含量测定进行了研究。通过对色谱柱、流动相、流速及样品处理条件进行优化，建立了一种应用HPLC法同时测定青贮饲料桑中乳酸、乙酸和丙酸含量的方法。研究结果表明：乳酸、乙酸和丙酸在一定浓度下具有良好的线性关系，且相关系数R2均大于0.999，加标回收率为98.35% ~ 104.24%，标准品中回收率和精密度试验相对标准偏差（RSD）为0.01%~0.58%，表明该方法准确性较好。3种物质检出限为4.928 ~ 9.489 mg/L，适用于青贮饲料桑中有机酸的定量检测。 [关键词] 高效液相色谱（HPLC）|青贮饲料桑|乳酸|乙酸|丙酸     

补播禾草对退化苜蓿草地生产性能及牧草品质的影响

针对宁夏半干旱区7龄以上苜蓿(Medicago sativa)草地退化导致的牧草产量低、品质差等问题，本试验采用单因素随机区组设计，研究了多年生黑麦草(Lolium perenne)、披碱草(Elymus nutans)、苇状羊茅(Festuca arundinacea)、无芒雀麦(Bromus inermis)、鸭茅(Dactylis glomerata)补播对退化草地苜蓿主要农艺性状和牧草品质的影响，并利用主成分分析方法(PCA)评价其改良效果。结果表明：补播禾草对苜蓿株高、叶茎比、一级分枝数和干草产量均有显著影响(P<0.05)，其中，补播苇状羊茅干草产量最高，其次为多年生黑麦草和无芒雀麦；补播禾草对牧草粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量有显著影响(P<0.05)；PCA分析得出，补播鸭茅、苇状羊茅综合性状分别排第一、二位。因此，可根据不同改良目的选择不同禾草种类进行补播，苇状羊茅可显著提高退化苜蓿草地生产性能，补播鸭茅可显著改善退化苜蓿草地牧草品质。     

广西地方大豆种质资源的收集与评价鉴定筛选

为了加强广西地方大豆种质资源的全面普查和抢救性收集,了解种质资源的主要特征特性,进一步为广西大豆种质资源创新和新品种选育提供物质基础,于2015-2019年全面普查与收集广西全区域地方大豆种质资源,2018-2019年采用田间比较鉴定、室内考种、品质检测分析等方法,针对9个质量性状和11个农艺性状及品质性状进行评价鉴定.结果 表明:在66个县市共收集到广西地方大豆种质资源382份,其中春大豆45份、夏大豆308份、秋大豆29份.对356份材料的性状分析评价结果显示,该批广西地方大豆种质资源具有较为丰富的遗传多样性.9个质量性状的Simpson多样性指数范围为0.1209 ～0.7348,其中荚色、脐色、粒型和种皮色的遗传多样性最丰富;11个农艺和品质性状变异系数范围为3.57％ ～48.50％.筛选出具有粗蛋白含量高、粗脂肪含量高、特大粒及适合加工的优异种质资源黄姚黑豆、马渭秋黄豆、烟墩黄豆1、河池黑豆、朝阳黑大豆、老街黄豆和九月黄等.     

农村互联网发展对中国玉米全要素生产率的影响

采用DEA-mamlquist指数测算2004—2019年中国17个玉米主产省(区)的全要素生产率,运用联立方程组模型实证检验农村互联网发展对玉米全要素生产率的影响及其作用机理,并分区域探讨其差异性。结果显示:2004—2019年中国玉米全要素生产率年均增长0.2%,主要依靠技术进步的单轨模式驱动。农村互联网的发展显著(P<0.01)提升玉米全要素生产率,主要依靠技术进步和技术效率的协同作用驱动。分区域来看,农村互联网发展对玉米全要素生产率均具有显著(P<0.01)的促进作用,其影响程度由高到低依次为北方春播玉米区>黄淮海平原夏播玉米区>西北灌溉玉米区>西南山地玉米区。建议进一步提高农村互联网的配套设施建设,发挥互联网“连接经济”的优势,应用多元化互联网技术,促进不同生态类型区玉米生产效率的提升。