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1.
【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。 相似文献
2.
【目的】株高和穗部性状是影响谷子产量的关键性状。探究谷子株高及穗部性状表型变异的遗传规律,为相关性状的遗传改良与基因定位提供参考依据。【方法】以谷子优质品种豫谷18为共同父本,分别与黄软谷和红酒谷杂交,构建2个分别包含250个家系的重组自交系F7群体(YYRIL和YRRIL)。采用主基因+多基因混合遗传模型,对YYRIL和YRRIL群体在2个环境下的株高、穗长、穗下节间长、穗码数、穗粒重等5个农艺性状的表型数据进行遗传分析。【结果】5个性状在所有环境中均表现连续变异且存在超亲分离现象,峰度和偏度绝对值小于1,近似正态分布,呈现数量性状的典型遗传特点。性状间相关性分析表明株高与穗长、穗下节间长在所有环境中均呈极显著正相关,穗码数与穗粒重呈极显著正相关。遗传模型分析显示YYRIL和YRRIL群体株高的最适遗传模型分别为PG-AI和PG-A多基因模型,多基因遗传率分别为95.15%和91.27%。2个群体穗码数的最适模型均为PG-AI,多基因遗传率为70.07%—71.58%。穗下节间长在2个群体的最适遗传模型分别为4MG-CEA和3MG-CEA,均为等加性主基因模型。穗下节间长在YYRIL群体的主基因遗传率为9.69%,4对主基因加性效应值相等,均为-0.34,具有负向效应;穗下节间长在YRRIL群体的主基因遗传率为45.78%,3对主基因加性效应值相等,均为1.17,具有正向效应。穗长在YYRIL群体的最适模型为MX2-ED-A,即2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为43.56%,多基因遗传率为50.56%。控制穗长的2对主基因加性效应值分别为-1.21、1.68,多基因加性效应较小,为-0.0017;穗长在YRRIL群体的最适模型为MX2-AE-A,即2对累加作用主基因,加性多基因混合遗传模型;穗长的主基因遗传率为46.40%,多基因遗传率为46.91%。控制穗长的第1对主基因加性效应值为1.53,具有正向效应,第1对主基因加性×第2对主基因加性上位性互作效应值是0.60,多基因加性效应值为-0.47,表现为较低的负向遗传效应。穗粒重在YYRIL群体的最适遗传模型为MX2-ED-A;符合2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为69.09%,多基因遗传率为12.08%;控制穗粒重的2对主基因加性效应值分别为0.58、5.82,以第2对主基因的加性效应为主,多基因加性效应值为-3.81。穗粒重在YRRIL群体的最适遗传模型为3MG-PEA,即3对部分等加性主基因遗传模型;穗粒重的主基因遗传率为81.10%,3对主基因加性效应值分别为-2.68、-2.68和2.66,前2对主基因的加性效应值相同,且均为负向效应。【结论】谷子株高、穗码数的最适遗传模型相似,均服从多基因遗传,遗传率较高,受环境影响较小;穗下节间长的遗传受主基因控制,主基因遗传率偏低,受环境影响较大,在栽培中应充分考虑环境因素;穗长遗传受主基因和多基因共同控制;穗粒重在2个群体均服从主基因遗传,主基因遗传率较高,可能存在主效QTL。 相似文献
3.
4.
[目的]了解抑芽丹钾盐水剂和抑芽丹二乙醇胺盐水剂在烟草抑芽效果上的区别.[方法]选择5种不同配比、浓度的抑芽丹钾盐和抑芽丹二乙醇胺盐水剂处理方案,进行了为期2年的田间烟草抑芽试验以对比2种抑芽丹成分的药效.[结果]2年田间试验结果表明,同等剂量(有效成分1725 g/hm2)下,2018和2019年供试抑芽丹钾盐的抑芽效果分别为85.03%和86.46%,而对应的抑芽丹二乙醇胺盐的抑芽效果分别为79.68%和78.98%.抑芽丹钾盐和二乙醇胺盐混合物田间药效与单一的抑芽丹二乙醇胺盐相似,2018和2019年抑芽效果分别为81.25% 和80.35%.[结论]在同等使用条件下,单一抑芽丹钾盐的田间烟草抑芽效果优于抑芽丹二乙醇胺盐及其混合物. 相似文献
5.
为分析冬春季连阴雨寡日照对大棚草莓产量和品质的定量化影响,探究其影响规律,促进草莓生产减灾增收,实验筛选3个连阴雨寡日照天气发生较重的典型受灾年份,将未发生该灾害的相近年份同时段作为对照,对比分析草莓棚内气象要素、果实产量和品质相关指标,根据上述年度数据差异进一步分析了受灾最重年份逐月果实产量品质指标,以探究连阴雨寡日照天气对大棚草莓果实生长、果实产量、品质等相关指标的影响。结果显示,连阴雨寡日照年份与对照年份的棚内各小气候要素差异较明显,与对照年份相比,发生连阴雨寡日照时段的日均温平均偏低2.5 ℃,相对湿度平均偏高13.5%,太阳辐射平均偏低61.4%;连阴雨寡日照年份较对照年份年产量平均减产11.6%,连阴雨导致果实生长迟滞,果实横纵径均较对照年份偏小,果实畸形和病害影响加重,畸、烂果明显比正常年份偏多;连阴雨寡日照年份逐月产量受影响较重,且有滞后发灾特点,该灾害发生时段对可溶性固形物抑制作用较明显,当灾害结束、天气转好后,该指标能在较短时间内反弹。本研究可为下一步开展大棚草莓连阴雨寡日照灾害防御技术研究奠定基础。 相似文献
6.
为研究龙眼新品种(系)在广西南宁市的果实发育和品质变化规律,以引进的‘福晚8号’‘晚香’‘宝石1号’3个龙眼新品种(系)及广西主栽品种‘石硖’和‘桂明1号’为试验材料,定期观测果实发育过程中的纵横径、单果重、可食率、果形指数、可溶性固形物(TSS)、维生素C、可溶性蛋白质、可滴定酸、可溶性糖等的变化规律,试验结果表明:5个龙眼品种(系)在果实成熟期,‘晚香’的单果重最大,其次是‘宝石1号’‘福晚8号’和‘桂明1号’,‘石硖’最小。果实成熟期‘福晚8号’的可食率最大,其次是‘晚香’和‘宝石1号’,均高于‘桂明1号’和‘石硖’。果实成熟期和TSS达到最大值的时间以‘石硖’最早,‘宝石1号’次之,然后是‘桂明1号’‘福晚8号’和‘晚香’的成熟期最迟。退糖速度以‘桂明1号’最慢,其次是‘福晚8号’‘晚香’和‘石硖’,‘宝石1号’退糖速度最快。‘福晚8号’和‘桂明1号’的维生素C含量在达到最大值时高于其他品种,其次是‘晚香’和‘宝石1号’,‘石硖’的较低。可滴定酸含量在果实发育前期以‘桂明1号’和‘福晚8号’的较高,其次是‘宝石1号’,‘石硖’和‘晚香’较低,果实发育后期以‘桂明1号’‘晚香’‘宝石1号’和‘福晚8号’较高,‘石硖’的最低。引进的‘福晚8号’和‘晚香’表现为晚熟、果大肉厚、果实品质较好,‘宝石1号’表现为早中熟、果大肉厚、果实品质较好,可以作为广西良好的中晚熟品种(系)引种材料,具有较好的推广应用价值,可丰富广西的龙眼品种结构。 相似文献
7.
8.
以本实验室保存的重组质粒为模板,利用PCR方法扩增获得了甘薯褪绿矮化病毒SPCSV的RNase3基因,RNase3基因由690个核苷酸组成,编码229个氨基酸。将RNase3基因克隆到原核表达载体pET-28a(+),转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,对诱导产物进行SDS-PAGE分析。结果表明,RNase3在大肠杆菌中能高效表达,融合蛋白分子量约为26.5kD。以表达的融合蛋白为抗原,免疫家兔,制备了SPCSV-RNase3的特异性抗血清。ACP-ELISA检测结果表明,制备的抗血清对RNase3融合蛋白的效价达10万倍。 相似文献
9.
10.
地膜覆盖时间对新疆棉田水热及棉花耗水和产量的影响 总被引:9,自引:7,他引:2
该文主要研究不同的地膜覆盖时间对棉田水热及棉花产量的影响。设置了6个地膜覆盖时间:40 d(J1)、55 d(J2)、70 d(J3)、85 d(J4)、100 d(J5)和140 d(全生育期覆盖,CK),2016和2017年在阿克苏绿洲典型滴灌棉田进行田间试验,分析不同地膜覆盖时间对土壤温度、土壤水分、耗水量(crop evapotranspiration,ET_c)、产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)的影响。结果表明,不同地膜覆盖时间可影响土壤水热状况。随着地膜覆盖时间延长,0~80 cm土层含水率逐渐增加,ET_c持续降低,WUE呈增加趋势,但超过100 d后对ET_c及WUE无显著影响。J1、J2、J3和J4处理在揭除膜后,土壤含水率迅速降低,土壤深层水快速消耗,进入铃期后处理间差异才逐步开始缩小。地膜覆盖时间小于100 d会显著减少单株成铃数,降低单铃质量,最终造成减产。J1~J5覆盖时间中,J5处理产量(2 a平均为6 800 kg/hm~2)和WUE(2 a平均为11.5 kg/(hm~2·mm))最高(P0.05),且J5与CK差异不显著(P0.05),可见,地膜覆盖100 d较适宜。该研究结果可为绿洲棉区合理地使用地膜提供科学依据,也为残膜回收及降解地膜的安全应用提供理论支持。 相似文献