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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.
重金属胁迫下青藏高原芥菜型油菜种子发芽特征研究 总被引:1,自引:0,他引:1
为探明青藏高原乡土植物芥菜型油菜(Brassica juncea)在5种重金属离子Cu~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)胁迫下种子的发芽特征,采用组织培养的方法,分别设置5个不同浓度梯度处理油菜种子,探讨不同重金属离子胁迫对油菜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:随着Cu~(2+)、Fe~(3+)、Pb~(2+)浓度的增大,油菜的发芽率、发芽势均呈现不同程度的降低趋势;其中,油菜种子对Cu~(2+)、Pb~(2+)的耐受能力相对较高,Cu~(2+)、Pb~(2+)浓度在2 000mg/L时平均发芽率分别达到57%和91%。在Mn~(2+)、Zn~(2+)处理下油菜种子的发芽率并没下降,反而表现出促进作用,Mn~(2+)浓度在200~1 000mg/L时,油菜种子发芽率均高于对照组,Zn~(2+)浓度在200~1 000mg/L时,平均发芽率达97%以上。5种重金属离子对油菜种子根长和芽长的生长具有强烈的抑制作用,对油菜种子根长的抑制效果较芽长更大,浓度过高使种子生长受毒害严重,超过植物的耐受限度就会直接导致死亡。研究结果表明,青藏高原芥菜型油菜对5种重金属有一定的耐性,能够在特定浓度的重金属尾矿区废弃地环境中生存,作为一种重金属富集植物对污染土壤进行修复。 相似文献
3.
1饲料客户投诉的原因 1.1动物的原因 ①品种差异:不同的品种,饲喂同一饲粮其饲养效果会截然不同。饲养户的品种差异很大,对营养需要的要求、原材料中营养物质利用能力等存在着很大的差异,对同一种饲料的反映不同,一些效果较好,一些效果较差。 ②饲养动物前期发育状况:根据动物生长发育规律,前期因条件、饲粮等因素使其生长受阻,会不同程度影响后期的生长或生产,比如生长速度较慢,产蛋率不高等,饲料的正常效果无法反映出来,客户不理解反而投诉饲料质量有问题。 ③动物的健康状况:感染疾病的动物对饲料的好坏无… 相似文献
4.
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
5.
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
7.
8.
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
9.
梁学顺王继志张传俊李福强陈晓波田俊德叶艳萍曹玉坤王选丽赵伟同顾俊杰冯启祥谭彦华王选珍张砚过 《吉林林业科技》1994,(2):1-9,29
TSMDSS林木良种管理决策支持系统包括4个子系统:1,数据库管理系统,40个数据库、7个功能模块,它具有档案保存、数据查询、修改及报表等功能。2,专家系统,设立种源选择、基因保存、优树选择、种子园建立、子代测定,母树林营建、良种基地分布图等块,良种基地的各项技术活动提供优选方案。3,方法库,设立数理统计、多元统计分析,遗传分析、线性规划、灰色预测等7个模块。7预测模型库提供长白落叶松、红松大、小 相似文献
10.