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。     

家畜中抗菌素耐药性:抗生素的进展与替代(续1)

正上期回顾:本篇文章上期主要阐述了最近动物饲料行业使用抗生素的进展情况和抗生素替代品的概况,其中包括:使用CRISPR/Cas基因编辑系统逆转抗生素耐药性并用作抗菌剂、增强抗菌效力的抗生素缀合物、以噬菌体作为抗菌剂、设计用于控制体内微生物疾病的抗菌肽以及使用化学合成的病毒样纳米粒子(纳米抗生素)杀死致病菌。     

一种用于灵活配电系统故障程度预测的分散解决方案

随着各种分布式发电设备并入电网,传统的配电网已经发展为灵活配电网。分散发电设备的并入所带来的重大挑战之一是故障电流可能超过相关断路器的允许容量。介绍一种分散解决方案,可以依附于配电馈线继电保护装置,仅利用就地测量的电压和电流即可在线计算出预计故障程度。首先,通过所测的电流和电压变化计算等量电阻以及等量源电压,然后,可以通过计算出的电阻和背侧源电压得出预计故障程度。试验结果证明了该方案的有效性。     

柑橘皮渣在动物饲料中应用的研究进展

柑橘皮渣是柑橘加工业的副产物,占柑橘鲜重的45%~60%,其营养丰富,富含纤维、色素、抗氧化物质等,在动物的营养和免疫方面具有极大的利用价值。将柑橘皮渣用作饲料不仅可以提高动物生产性能、促进机体免疫及畜产品品质,而且可以解决其带来的环境污染,降低饲料花费,缓解人畜争粮的矛盾。因此,本文就柑橘皮渣的营养特点及其在反刍动物和单胃动物饲粮中的应用进行综述,以期为柑橘皮渣在动物生产中的应用研究提供参考。     

巴什拜羊饲养管理技术

巴什拜羊是根据现有的哈萨克羊不断选择优秀个体,通过长期的牧业生产实践最终形成适合本地生长并深受广大牧民喜爱的地方羊品种。目前小尾型巴什拜羊已培育完成,极大地满足了市场广大消费者需求。本文主要讲述巴什拜羊有关的基本知识和养殖技术要点,供养殖人员和基层专业人员参考。     

塑造边缘乡村的未来

正大自然看护者和人类活动管理者这两种角色都是国家可持续发展的核心。如果为中国乡村和农民赋予这两项责任,他们将会成为当地和区域社区的关键力量,并赢得应有的尊重。塑造村落的未来,为其制订发展计划,是一个系统的过程。基于此,本文探讨对规划进程具有指导意义的几个重点。定义乡村和农民的新角色乡村规划进程以两种面貌作为起始点和参照点:前者是村落和所处区域的现状,后者是预期的未来面貌。就规划而言,这两者是互补的。鉴于村落发展问题的复杂性,首先要对区域、村落、居民、     

养猪场管理经验系列介绍之三 CWF经济成本分析

最近读了担任英国一家养猪场顾问的约翰·咖德先生所写的关于“如何搞好养猪场管理”的系列文章 ,感到很实用。据他自己说 ,这些文章中所写的都是他的经验之谈 ,是在课本中找不到的。“他山之石 ,可以攻玉。”现将他的文章陆续译出登载 ,希望对同行有所帮助。———译者     

喂CSM引起母猪早产

如将母猪日粮中的CSM(棉籽饼粉)含量从<5%增加到10%,能提高母猪早产(妊娠期<111日)的发生率.即从1.1写增至2.7%,并显著降低平均妊娠日数(从114.07士1.53降