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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.
"三北"地区防护林建设是我国的一项大型国家生态建设工程。分析了山西省"三北"地区防护林退化林分成因,介绍了退化林分改造与修复的主要模式,提出了"三北"防护林退化林分修复的建议。 相似文献
3.
红松阔叶混交林是长白植物区系顶级群落,由于长期受到人为采伐等非自然因素的干扰,现存量极少,代之形成了大面积红松、落叶松纯林和生产力低下的杂木林。红松人工纯林由于树种单一,导致林分的土壤肥力逐年下降。近年来,通过营造阔叶红松混交林、人工诱导阔叶红松林等措施,培育了大面积红松阔叶混交林,其中色赤杨与红松混交林是较为成功的一种混交林分,现将草河口地区红松与色赤杨混交林改土效果总结如下。 相似文献
4.
拖拉机是大家非常熟悉的农用机械,我国也是拖拉机的使用大国.然而近几年来.拖拉机使用故障频繁发生,严重影响了拖拉机的寿命,阻碍了农村经济的发展为使拖拉机经常处于良好的技术状态,必须设法防止和减少故障的发生.除坚持按照使用说明书的规定维护保养外,在农闲时期的保养与维护也是预防拖拉机发生故障的重要措施之一. 相似文献
6.
7.
体外循环心内直视手术后体内常规置有各种导管,即气管插管、动脉测压管、中心静脉测压管、静脉穿刺留置管、心包引流管、纵隔或胸腔引流管、留置导尿管等。这些管道是维持病人生理功能和显示病情变化的生命线,护理技术具有特殊性,且工作量大、难度高,护理质量的好坏直接影响手术的成败。近年来,护理界同仁通过临床实践和研究,在导管护理方面积累了丰富的知识和经验。现综述如下。 相似文献
8.
9.
通过对毛乌素沙地,库布齐沙漠,穿沙公路,城防林建设,麻黄基地和治沙新技术及发展沙产业的学习考察,体会到:改善生态环境必须按照自然规律和经济规律进行统筹规划,分步实施。要处理好眼前利益和长远利益,局部利益与全局利益的关系,处理好治理、保护、利用的关系,处理好建设与管理的关系,以充分调动社会各方面参与生态建设的积极性,伊盟在治沙方面的一些做法和经验是值得我们学习借鉴的。 相似文献
10.
论农业资源的开发、价值补偿与农业可持续发展 总被引:1,自引:0,他引:1
在农业生产的过程中,必然存在着自然资源的耗费,而资源的总量则是有限的,如何科学合理地利用各种资源,并通过各种方式对其予以价值补偿,使得生产实践与资源的循环再生利用有机结合起来,实现农业的可持续发展,是亟待解决的问题.笔者从宏观角度出发,简要探讨了资源开发与价值补偿的深刻涵义以及补偿方式,并在此基础上提出了自己的一系列看法. 相似文献