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。     

喀斯特山区退耕地水稳性团聚体演变特征及土壤养分效应

以贵州省六盘水市钟山区喀斯特山区不同年限退耕还林地为研究对象,以中度石漠化样地和自然恢复松林为对照,采用时空替代法,分析探索了其水稳性团聚体演变特征及与土壤养分的协调效应关系.＃结果表明,喀斯特山区坡耕地退耕还林5～8 a后,>0.25 mm水稳性团聚体在土壤中的含量明显提高,最低含量已达60%以上,粒径多集中在5～2 mm,且有向大粒径明显转化的趋势.通过对水稳性团聚体与土壤养分相关性和回归分析显示,>0.25 mm水稳性团聚体与土壤有机质、全氮、全钾及速效钾显著相关,相关系数达0.7～0.97;与碱解氮、全磷相关性不显著.在喀斯特山区退耕还林过程中,适当考虑种植对土壤磷素返还作用明显的植物,避免人为干扰,将有利于退耕地林木的健康生长.     

不同植物对铅锌矿废弃地矿渣抗侵蚀性的影响

以废弃铅锌矿矿渣为同一基质,选择苗期光皮桦(Betulalum in iferaH.Winkl)、醉鱼草(Buddle jalind leyanaFort.)、芦竹Arundo donaxLinn.)及五节芒〔Miscanthus floridulus(Lab.)Warb.exSchumet Laut〕进行露天盆栽试验,并以生长200d后的4种植物根系及矿渣为研究对象,分析比较了4种植物的根系特征及其对矿渣紧实度、抗冲抗蚀性的影响。结果显示,4种植物的地下生物量大小为芦竹 > 醉鱼草 > 五节芒 > 苗期光皮桦,并且芦竹的根系总量明显大于其他3种植物;4种植物对矿渣的抗蚀性和抗冲性均有明显增强效应,芦竹对矿渣抗冲抗蚀性的增强效果最明显,其中芦竹对矿渣抗蚀增强系数达0.98,对矿渣抗冲性增强值为26.63。矿渣受侵蚀减缓率与植物根系生物量成显著正相关关系。     

宁波市地被植物应用调查及品种优选

对宁波市景观绿地中的地被植物进行了跟踪调查，并对宁波市景观绿地中常见的66种地被植物进行了分类、评价。建立了评价体系，优选出适合宁波当地生长的最优品种29个。并对宁波市地被植物的引种、驯化、繁殖、培育提出了合理的建议。     

石漠化地区小流域生态系统健康定量评价

以石漠化地区竹林河小流域为例,从资源环境、社会经济人文和生态综合功能3方面,选择15个因素作为评价指标因子,建立该流域的生态系统评价指标体系.以精度较高的标准差系数法确定指标权重,运用灰色关联度分析方法建立流域生态系统综合评价模型,对其生态系统健康状况进行定量评价.结果表明,该环境系统健康状况相对稳定,健康指数呈逐年上...     

喀斯特山区退耕还林地土壤养分效应及评价

土壤养分是植被恢复生长的物质基础,文章以六盘水钟山区老鹰山镇不同年限退耕地为研究对象,以中度石漠化地为对照,采用空间代替时间的方法对其土壤养分演变动态进行测定分析,并运用均方差决策法对不同年限退耕还林地的土壤养分恢复状况进行了定量评价。结果表明：该区退耕还林地土壤养分与退耕时间之间呈现正相关关系。坡耕地退耕还林后,退耕坡耕地土壤养分指数较对照中度石漠化参照地高出6～14倍,土壤养分与中度石漠化对照地相比均有一定程度的提高,且随退耕还林年限的递增总体呈增大趋势。     

中国新型农业社会化服务体系建设研究

建设新型农业社会化服务体系对解决三农问题有着重要的意义与作用,文章力图从中国农业社会化服务体系的发展历程与现状出发,探寻建设过程中存在的主要问题,进而提出相应的对策。