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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.
3.
目前,芋头的分选全部是以手工方式进行,不仅劳动强度大、生产效率低,且挑选出来的芋头大小不完全统一。为此,对芋头分选机进行了整体设计,侧重于对分选机构等关键部件。分选机构利用分选轴间距的大小,通过辊轴旋转且配合输送机构不断向前传送的机械方式,实现对芋头按尺寸进行大小连续分选。试验结果表明:样机分级合格率、损伤率、噪声、吨料电耗和生产率平均值分别为96.4%、0.176%、63.4dB(A)、0.164kW·h/t和5500kg/h,主要性能指标达到设计要求,作业质量满足分选要求。该机自动化程度高,操作方便,分选效率高,最大程度保护芋头不受损伤,能大大减轻劳动强度,节本增效。 相似文献
4.
为探明大豆雄性不育系小孢子败育机理,以大豆的花器官为试验材料,对雄性不育系和恢复系的花芽分化、花器外部形态及不同发育时期的花蕾生化特性进行了观察和研究。花芽分化结果显示,相对于大豆恢复系N1,不育系M2花芽发育进程较缓慢,形成数量较少、大小不等和形状不规则的花粉粒。花器外部形态比较结果表明,N3M4的处理最好,其花长、旗瓣宽、花瓣大小和龙骨瓣开张度分别可以达到9.59 mm、7.66 mm、73.51 mm2和7.83%。除不育系M7和M8外,所有不育系大、中、小花蕾的SOD活性均比3个恢复系高。在中花蕾和大花蕾时期,8个不育系的POD活性均显著高于3个恢复系。随着花蕾的发育,所有不育系的CAT活性都显著低于3个恢复系。在花蕾发育的各个时期,不育系的MDA含量均显著高于恢复系。 相似文献
5.
以湘西州2000年和2015年两个年份采集的土壤样品有效铜数据为研究对象,其中2000年土壤样品为446个,2015年为1 242个,采用经典统计学和地统计学的方法分析了湘西州烟区土壤有效铜的描述性统计特征、时空变异格局。结果表明,从基本统计特征和分布频率来看,15年间湘西州植烟土壤有效铜含量均值由1.05 mg/kg上升到1.89 mg/kg,上升幅度达80%,不同等级的土壤样品有效铜分布频率变化较大,与2000年相比,2015年土壤有效铜适宜等级的样品比例减少了32.35个百分点。同时,极低、低、高和极高等级的样品比例分别增加了1.93、1.49、12.00和16.93个百分点,表明烟区土壤有效铜含量增加的同时,呈现出两极分化的特点。从时空变异来看,15年间,土壤有效铜块金效应增大,随机性因素对土壤有效铜空间变异影响增强,土壤有效铜分形维数减小,表明有效铜呈现出更多较大尺度上的变异特点。从时空分布的变化来看,2015年土壤有效铜含量高和极高等级的面积增加明显,分别增加了33.94%和10.94%;而适宜等级则大幅下降,比2000年下降了45.01%。 相似文献
6.
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9.
由胁Fusarium graminearum Schwabe引起的赤霉丝疫病(FHB)是1993年以来美国中西部地区大麦的一个主要病害。该病害使有潜力获利的大麦作物麦芽制造异常,从而大大降低了大麦作为食用籽粒的价值。造成酿酒大麦经济损失的主要原因是存在脱氧瓜萎镰 相似文献
10.
茄子(Solamum melongena L.)是亚洲和非洲许多地方重复的经济作物。特别是在印度、中国和亚洲东南部更是如此。茄子的生长习性、营养生长性状和花形态以及具有不同形状、大小和颜色的果实都存在广泛的多样性,这主要取决于品种。野生物种S.incanum是S.melongena的祖先,并且与S.melongena杂交产生可育杂种。 相似文献