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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.
董菲菲 《农业图书情报学刊》2018,30(9):95-98
考虑到MANET网络充分的灵活性及高效能的优势,选取其作为云数字图书馆的服务网络:在云数字图书馆的相关理论研究基础上,提出了基于MANET的分层区域云数字图书馆模型,该模型包括了5层,MANET用户层,高速MAN网络层,门户网站层,虚拟数字图书馆接口层,云图书馆运行维护中心层。经过模拟实验,证明了该模型具有高效能,可靠性,安全性,能很好满足用户需求。 相似文献
3.
AIM:To explore the expressive profile of nestin protein in the focal ischemic brain and to study the recovery mechanism of brain focal infarct.METHODS:Cellular morphology,time-course and distribution pattern of nestin positive response were immunohistochemically examined in different brain regions of 36 adult male SD rats. RESULTS:Nestin positive response of different brain regions in sham operated rats was present in small- and micro-vasculartures and the third ventricle bottom and ependyma. A large number of nestin positive cells were detected in ischemic brain, and were more remarkable in the cortical areas of parietal lobe and preoptic area as well as ischemic caudoputamen. Stellate nestin positive cells were located in the deep layer of ischemic cortex, but fibrillary cells were located in the shallow layer. Nestin positive cells in the ischemic caudoputamen showed the same changes of morphology as those cells in the deep layer of ischemic cortex. Morphological and number alterations of nestin positive cells were the most remarkable at 1 weeks post-ischemia, which showed more hypertrophy and proliferation in morphology, and a marked increase in number was present in the ischemic cerebral cortex and the ischemic caudoputamen. These alterations of nestin positive cells persisted up to 6 weeks post-ischemia, and then, the nestin positive response in the ischemic brain decreased gradually.CONCLUSION:Focal cerebral ischemia induces nestin re-expression on reactive astrocytes, which may be very important to the self-recovery of cerebral infarct. 相似文献
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5.
AIM: To investigate effect of atrial natriuretic peptide (ANP) on acute lung injury (ALI) induced by lipopolysaccharide (LPS) in rat. METHODS: Mean arterial blood pressure (MAP) was recorded with model 6280 physiology intelligentialize grapher, nitric oxide (NO) and endothelin (ET) concentrations in plasma were measured after lipopolysaccharide (LPS) or following LPS ,ANP was injected into vein in rats. After experiment,lung water as well as pulmonary histopathological changes was measured and observed, respectively. RESULTS: Administration of LPS elicited a persistence decrease in MAP (8.1 kPa±2.6 kPa,at 4 h,P<0.01 vs control); NO and ET concentration in plasma was evident higher than that in control group, respectively (P<0.01); Wet-dry ratio of lung was higher than that in control group (5.15±0.43,at 4 h) (P<0.05); Alveolus detelectasis was observed and pulmonary mesenchyme was thicker than that in control group. No erythrocyte and leukocytes in alveolus,which show an interstitial pulmonary edema, was observed in LPS+ANP group, ANP maintained MAP at higher levels (13.35 kPa±2.93 kPa, at 4 h, P<0.05 vs LPS) after an transient decline when LPS was injected; NO and ET concentration of plasma had all significantly decrease, respectively (P<0.05 vs LPS, at 4 h); Wet-dry ratio of lung was lower than LPS group (4.57±0.35, P<0.05). Compared with control group the ratio was not evident difference (P>0.05); The histopathological of lung displayed markedly improved. CONCLUSION: ANP attenuates ALI induced by LPS in the rat. The effect of ANP may be via decreasing secretion of ET,NO and regulation arterial blood pressure. 相似文献
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8.
急性肝胰腺坏死病(acute hepatopancreatic necrosis disease, AHPND)严重影响了我国乃至全球对虾养殖业的发展。近期研究发现,致病菌毒力质粒携带trb型Ⅳ型分泌系统(type Ⅳ secretion system, T4SS)可在高菌体密度下介导毒力质粒发生接合转移,从而导致AHPND致病菌多样性。为探究群体感应与T4SS表达以及毒力质粒接合转移的关系,本研究以副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)群体感应系统的高密度调控子OpaR为研究对象,在致AHPND副溶血弧菌20130629002S01::cat(Vp2S01::cat)菌株基础上,利用同源重组技术构建opaR基因缺失株Vp2S01::catΔopaR。比较了出发菌株和缺失株在生长性能、运动性和生物被膜形成能力等方面的差异,分析了opaR基因对T4SS基因表达量以及质粒接合转移效率的影响。结果显示,opaR基因缺失不影响细菌的生长特性和群集运动,但泳动能力显著增加,生物被膜形成能力显著下降;接合转移实验显示,opaR基因缺失显著提高T4SS表达水平和接合转移效率。本研究为解析群体感应系统调控AHPND致病菌T4SS表达以及毒力质粒接合转移机制提供了基础数据,可为控制AHPND致病菌毒力质粒传播提供技术支撑。 相似文献
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