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。     

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。     

‘新海16’愈伤组织诱导及白霜的优化

为获得高品质、活力旺盛且具有分化能力的愈伤组织,本研究在已建立的海岛棉(Gossypium barbadense)‘新海16’再生体系基础上,以MSB附加0.1 mg/L 2,4-D及0.1 mg/L KT为基本培养基,采用单因素随机试验研究外植体不同部位、光照及培养基成分等对‘新海16’愈伤组织诱导的影响。结果表明:‘新海16’愈伤诱导的外植体选用下胚轴中上部绿色茎段诱导效果较优;除此之外,愈伤诱导效果最佳的处理为2 000 lx光照强度、90%MSB无机盐成分、3 g/L PVP及1.2~1.4 g/L Gelrite或Phytagel,均能够降低愈伤组织出现白霜现象,对愈伤组织疏松生长有促进作用。本研究通过优化愈伤组织的诱导方法,提高胚性愈伤组织发生率,为‘新海16’高频再生体系提供科学依据。     

新疆机采棉花实现叶片快速脱落需要的温度条件

随着机采棉的快速推进,籽棉含杂率过高导致清理工序过多及纤维不必要的损伤。新疆棉区棉花生长后期的热量资源有限,如何合理喷施脱叶催熟剂是改善原棉品质的关键技术措施。本研究采用分期喷施脱叶催熟剂的方式,探讨了温度变化对棉花叶片脱落率的影响及实现棉花叶片快速脱落需要的温度条件。结果表明,在喷施脱叶催熟剂后(7.0±1.0)d内,棉花叶片脱落率最高,达55%～79%,且与最高温度和每日≥12°C有效积温呈显著的线性关系。若要在喷施脱叶催熟剂后(7.0±1.0)d内实现55%的叶片脱落率,则应满足该时间段最高温度大于27.2°C、每日≥12°C有效积温大于7.0°C·日的要求。因此,喷施脱叶催熟剂后(7.0±1.0) d内是实现良好脱叶效果的关键时间段,期间的最高温度和每日≥12°C有效积温则是影响的关键因素。     

云南省德宏州发现3种草地贪夜蛾幼虫寄生蜂

重大迁飞性害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)自2019年1月入侵我国以来,已对我国粮食安全构成重大威胁。为加速对我国草地贪夜蛾寄生性天敌资源的发掘与防治潜能的评估,我们于2019年9月-11月对云南省德宏州玉米和小麦上草地贪夜蛾的寄生性天敌开展田间调查并对采集到的天敌进行分子鉴定。共发现3种草地贪夜蛾幼虫寄生蜂,分别为斯氏侧沟茧蜂Microplitis similis Lyle、半闭弯尾姬蜂Diadegma semiclausum Hellen和斜纹夜蛾长距姬小蜂Euplectrus laphygmae Ferrière,田间最高自然寄生率分别为12.00%、22.30%和5.33%。另外,田间调查发现在玉米和大豆上斯氏侧沟茧蜂还可寄生与草地贪夜蛾同属的斜纹夜蛾S.litura幼虫;在大豆和杂草上斜纹夜蛾长距姬小蜂可寄生甜菜夜蛾S.exigua幼虫。本研究将为今后开展草地贪夜蛾天敌昆虫的保护和利用提供重要参考。     

新型缓控释增效肥研究进展和发展前景

传统肥料面临着利用率低、产能过剩等问题,新型缓控释肥通过新型包膜材料或者纳米技术,实现养分释放速度的可控性;通过添加信号物质,实现植物和化肥的互动,将植物养分需求规律作为主导因素,实现肥料的按需供给,达到减少化肥用量,提高肥料利用效率的目的。从定义、研发背景、分类及发展趋势等方面介绍了新型缓控释肥的研究进展,并对其未来发展进行了展望。     

设施网纹甜瓜高品质、高效栽培技术

针对内蒙古地区设施甜瓜栽培连作障碍日趋严重,以及设施网纹甜瓜品种单一、果实品质和商品外观较差等突出问题,根据内蒙古地区多年的生产试验,总结出适合日光温室和大棚生产的网纹甜瓜高效栽培技术,主要包括品种选择,茬次安排,集约化育苗,设施消毒,高垄定植,肥水精细管理,温湿度严控,病虫害防治,及时采收等措施,为内蒙古地区发展网纹甜瓜规模化生产提供了技术支撑和实践经验。     

基于分子蒸馏分离云南冰糖脐橙“褚橙”精油结合GC-MS分析香气成分

【目的】对分子蒸馏得到的云南冰糖脐橙精油香气成分进行分析,为调香提供依据。【方法】选用云南特有地理品种冰糖脐橙的代表"褚橙"作为原料,采用分子蒸馏技术对压榨得到的褚橙全果初油进行分离,并对馏分进行GC-MS分析,结果与ISO标准中甜橙油的主要化学成分比较,最后对褚橙精油进行加香评价。【结果】褚橙精油中共鉴定出58种化学组分,占褚橙精油化学成分的97.344%;其中,醇类7种(2.418%),醛类11种(3.403%),酯类2种(0.034%),烷烯烃类31种(90.959%),酮类3种(0.164%)以及其他化合物6种(0.521%),烷烯烃类化合物含量占主要地位。主要化学成分包括柠檬烯(76.769%)、月桂烯(7.001%)、芳樟醇(1.912%)、正癸醛(1.112%),α-蒎烯(3.046%)、桧烯(1.783%)和辛醛(0.959%)等。检测结果与ISO标准中甜橙油的主要化学成分进行对比,发现甜橙油中14个主要化学成分在褚橙精油中均被检出,但含量占比差异较大。将分离产物用于卷烟加香试验,感官评吸表明:添加褚橙精油的卷烟样品香气细腻度增加,口腔舒适度提高,甜味明显增加,丰富性提高,生津感较好,口腔残留有所改善。【结论】分子蒸馏得到的褚橙精油与传统的甜橙油主要化学成分相近,但所占比例差异较大。研究为卷烟调香中不同橙油的开发及应用提供参考依据。