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。     

俄罗斯杨树新品种N2组培苗生根相关生理生化指标变化分析

以俄罗斯杨树新品种N2(Populus nigra×P.pyramidaeis)组培苗为材料,对其生根过程中相关生理生化指标变化规律进行了研究。结果表明:在组培苗生根过程中,可溶性糖含量呈现出前期减小后期增加的趋势;可溶性蛋白含量呈现出先增加后减小再增加再减小的趋势;POD活性呈现出先增加后减小再增加再减小的趋势;PPO活性呈现出前期减小后期增加的趋势;IAAO活性呈现出先增加后减小再增加的趋势。     

猪圆环病毒2型与猪流行性腹泻病毒混合感染诊断与防控

猪圆环病毒2型(PCV2)和猪流行性腹泻病毒(PEDV)为重要传染性病毒,在全世界各地区广泛流行,给养猪业造成了巨大的经济损失。PCV2感染猪群可导致断奶仔猪出现多系统衰竭综合征、猪皮炎与肾病综合征等,导致患病猪群出现免疫抑制,以PCV2与其他病原混合感染较为常见。基于此,以河南省清丰县凤翔养猪户仔猪为例,介绍猪圆环病毒2型与猪流行性腹泻病毒混合感染的诊断与防控措施。     

中国水资源利用与水环境保护的若干思考

水资源是人们维持生命的基础条件,无论是人类还是动植物,要想保证自身正常生长,都离不开水资源。本文将重点研究我国水资源的利用情况以及水环境的保护途径。这种方式能够实现对水资源的有效保护和高效利用,避免出现水资源浪费的情况,促进我国水环境保护工作的良好开展。     

气相色谱-质谱联用测定奶牛血清中的β-羟丁酸

为了建立测定奶牛血清中代谢产物β-羟丁酸含量的气相色谱-质谱联用方法,为奶牛酮病的早期诊断提供新途径。将奶牛血清样品用甲醇除蛋白,上清液经氮气吹干,残渣进行硅烷化衍生后,用GC-MS仪全扫描方式进行检测。结果测定血清中β-羟丁酸的线性范围为0.05 mmol/L~8 mmol/L,相关系数R=0.9995,检测限为0.03 mmol/L,定量限为0.05mmol/L,相对标准偏差RSD=5.79%,样品加标回收率为95.10%~99.91%。表明该方法能简便、快速、有效地分离并定量检测血清中的β-羟丁酸,可以作为奶牛酮病的早期诊断依据。     

哺乳动物热休克蛋白研究进展

应激是动物对影响其正常生理机能的一切内外环境因素所作出的非特异性适应反应,而应激诱导产生的热休克蛋白能保护机体免受应激原所造成的伤害。随着热休克蛋白研究的不断深入,揭示其复杂的生物学效应对提高动物的抗逆性和更好地激发动物潜在的经济性能具有重要的意义。本文综述了近年来哺乳动物热休克蛋白的研究成果及目前的研究现状,以期为热休克蛋白的进一步研究提供一定的参考。     

灰绿碱蓬多糖脱蛋白工艺研究

蛋白本身具有热敏感性,糖蛋白复合物在脱除蛋白质以后,多糖自身的生物活性会明显增加。本文测定了灰绿碱蓬根、茎、叶的基本营养成分,采用水提醇沉法提取了灰绿碱蓬多糖,并优化了多糖脱蛋白工艺比较了Savage法、(NH4)SO4沉淀法、TCA法和酶-Savage法这4种方法的脱蛋白效果。结果显示,灰绿碱蓬多糖的最佳脱蛋白方式为酶-Savage法,酶添加量为7%,Savage溶液处理一次,此条件下脱蛋白效果和多糖保留率均最好,蛋白质脱除率为80.71%,多糖保留率为67.27%。