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。     

基于网络药理学分析黄芪防控猪繁殖与呼吸综合征的物质基础及靶点信息

为揭示黄芪防控猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)的物质基础及靶点信息,采用网络药理学方法,从中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)筛选黄芪的潜在活性成分、作用靶点,同时从比较毒理基因组学数据库(CTD)收集PRRS相关宿主基因,最后构建"活性成分-关键靶点"网络、蛋白互作网络,并进行GO功能和KEGG通路富集分析。结果显示,从黄芪筛选出的17个潜在活性成分中,有14个潜在活性成分共计65个基因靶点与PRRS相关宿主基因交叉,其中槲皮素、山奈酚、刺芒柄花素、异鼠李素等潜在活性成分可能对治疗PRRS有重要作用,TNF、IL8、TP53、IL6、IL10、IL1B、JUN等45个蛋白靶点间存在相互作用。此外,黄芪治疗PRRS的作用机制可能涉及细胞外间隙和胞浆等组分,并可能与炎症反应、细胞凋亡、T细胞受体信号通路等生物过程相关。本研究为临床应用黄芪及其提取物治疗PRRS奠定了理论基础。     

农作物压花花材采摘与制作

<正>农作物压花画科学、真实地还原农作物形态、结构、生长习性,使农业知识更加具象、贴近生活,是表现农作物、认识农作物的一个重要手段。农作物压花是农业文化传播的重要载体,也是压花领域不可或缺的组成部分。本文主要介绍南方地区常见农作物压花花材采摘、处理方法和压花画的制作步骤。材料采摘和压制前处理适时采摘采摘到新鲜的农作物花     

我国农业众筹风险及对策研究

随着我国互联网经济发展,网络众筹的商业模式也逐渐出现。目前我国的众筹平台处于发展的早期阶段,其相应的行业规则尚未有效建立,导致众筹模式存在潜在的风险和问题。基于此,对农业众筹风险及对策进行了分析和研究,探寻了其中存在的问题以及相应的措施,希望能够给相关的行业发展提供一些参考和帮助。     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所（IPNI）于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网（CNKI）数据库通过检索字段或字段组合（冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等）得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括：优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省（市）（四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海）冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省（市）间存在一定差异且省（市）内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

基于无线网络安全的农业机器人自动避障系统

农业机器人能够感测其周围环境,解释感测到的信息,以获得其当前位置和周边环境信息;并规划实时轨迹,以到达目标对象。在整个过程中,自动避障是一个需要挑战的基本问题。为了实现农业机器人的避障功能,提出了一种基于无线网络安全的农业机器人自动避障系统。系统采用无线网络安全技术与嵌入式控制技术,引入机器人自动避障策略,并通过差动驱动农业机器人的数值模拟和实验结果验证了系统的有效性、准确性和可行性。     

2019年我国生猪产品贸易分析及展望

1我国生猪产品进口增加较多,贸易逆差扩大2019年,我国生猪产品进口增加较多,逆差增加。截至10月份,生猪产品贸易逆差41.01亿美元,比上年增加18.95亿美元(图1)。逆差主要来自于猪肉和猪杂。生猪产品出口量18.02万吨,同比减32.2%,出口额6.58亿美元,同比减25.5%;进口量244.76万吨,同比增33.7%,进口额47.59亿美元,同比增54.1%。     

茶饼病病原菌与茶树互作机理的研究进展

茶饼病是危害我国茶产业的主要真菌病害之一，其主要危害茶树嫩叶、新梢，严重影响茶叶产量和品质；目前，关于茶饼病的流行规律、病原菌分离及防治技术等已有大量研究报道，但鲜见关于病原菌与寄主互作机制的研究报道。为茶饼病科学、高效的绿色防控及进一步研究提供理论依据，从茶饼病病原菌、病原菌与茶树互作机制等方面对国内外相关研究进行综述。