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。     

基于转录组分析的紫花苜蓿组成型抗蓟马性研究

为了探究紫花苜蓿组成型抗蓟马转录调控机制，以自主培育的抗蓟马苜蓿品种草原4号为研究对象，以感蓟马苜蓿品种草原2号为对照，采用RNA-seq技术进行转录组测序分析。试验共获得82.34 Gb clean data,组装得到77 837个unigenes, 139 949个转录本，平均序列长度为830.17 bp;共有47 573个unigenes被注释到六大数据库中。与草原2号相比，草原4号共检测到差异基因2 388个，其中上调基因1 361个，下调基因1 027个。KEGG对相关差异基因的功能注释表明，上调基因主要注释到能量代谢、碳水化合物代谢等代谢过程以及遗传信息处理相关途径，下调基因主要注释到遗传信息处理、细胞过程和环境适应相关途径。qRT-PCR验证结果发现所选的8个基因在2个品种中的相对表达量同RNA-Seq测的结果一致，说明本试验中转录组的结果可靠。结果可为揭示苜蓿组成型抗蓟马机理奠定基础，进而为抗蓟马新品种培育及蓟马防治提供理论支撑。     

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。     

阿拉善左旗践行绿色发展理念谱写林草事业新篇章

阿拉善左旗地处内蒙古自治区西部,地势东南高、西北低,平均海拔800?1500米,最高海拔3556米。全旗南北长495公里,东西宽214公里,面积8.04万平方公里。可利用草场4.6万平方公里,主要为荒漠、半荒漠草原。沙漠面积3.4万平方公里,主要是腾格里、乌兰布和两大沙漠。近年来,阿拉善左旗坚持“保护与建设并重,保护优先”的林业发展方针,大力推进科技创新与生态建设融合发展。     

牛羊寄生虫病的防治对策

寄生虫病作为牛羊的常见疾病,有种类繁多、传播途径多、分布面积广的特点,如果不能够对寄生虫病及时治疗,将会对牛羊健康造成较大的影响,并降低牛羊肉的口感和品质。本文主要对牛羊常见寄生虫病进行阐述,重点介绍防治对策,为牛羊营造良好地生长环境,确保牛羊可以健康的生长,促进我国牛羊养殖业的快速发展。     

城市园林绿化存在的问题及建议

园林绿化涉及到的各个方面都可能存在一些问题,分析了在绿地规划设计、从业人员的专业素养、园林绿化行业管理等方面存在的一些不足,提出了相应的建议。     

玉米结实率低的原因及防止措施

造成玉米结实率低的原因跟玉米品种、土壤、水肥、气候、栽培管理、病虫害发生情况等多种因素有关,在生产中要对照当地发生实际情况,抓住制约因素,及早和提前排除,才能有效防止该症的发生,达到高产的目的。     

云南高黎贡山国家级自然保护区羚牛生境选择

生境选择是动物对环境行为适应的重要内容,生境丧失或片段化是目前大多数濒于灭绝的脊椎动物所面临的基本威胁。目前,针对高黎贡山地区羚牛的生态研究仍然较少,以云南高黎贡山国家级自然保护区独龙江流域的羚牛为研究对象,对其生境选择进行初步研究。结果表明:1)羚牛对硝塘的利用强度最高,其次为针阔混交林、竹林、草甸和落叶阔叶林;2)离硝塘的距离是影响羚牛生境利用强度的重要因子,其次为海拔梯度和平均海拔,离公路、水源和人便道的距离对羚牛生境利用强度影响不显著;3)研究区域设置的红外相机在硝塘中拍摄到的照片和视频最多,其次为针阔混交林,竹林、草甸和落叶阔叶林,再次验证了直接观察和痕迹观察的结果。因此,保护好独龙江流域的羚牛关键在于保护好硝塘以及附近连片的森林植被。     

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。