响应面优化早花忍冬组培苗增殖培养条件

本试验以早花忍冬组培苗的茎段为试验材料,采用Box-Behnken响应面设计法优化早花忍冬茎段继代培养的条件,为早花忍冬组培离体快繁体系建立提供了参考依据.通过单因素试验法确定激素的添加范围,通过响应面优化得到最佳的增殖培养基.结果表明:激素种类对早花忍冬组培苗茎段继代培养的影响顺序依次为:6-BA＞IAA＞IBA,并且在6-BA浓度为1.9 mg/L、IBA浓度为0.76 mg/L、IAA浓度为0.27 mg/L时,茎段继代培养的增殖系数为7.66,与方程预测值相接近.     

转录因子调控番茄抗旱性研究进展

番茄原产自热带地区，是全世界栽培面积最大的蔬菜之一。农业生产上，干旱胁迫是限制番茄产量和品质的主要制约因素。因此，挖掘抗旱基因用于番茄抗旱育种意义重大。番茄的抗旱性状是由多基因控制的复杂性状，而转录因子能通过转录级联效应同时调控干旱胁迫响应通路上的多个基因来调节植物的抗旱性，是培育抗旱番茄品种的重要遗传资源。本文对近年来有关转录因子调节番茄抗旱性和参与干旱胁迫响应的最新研究成果进行了归纳总结，综述了bHLH、MYB、NAC、bZIP、ERF、WRKY、HD-Zip等家族转录因子调控番茄响应干旱胁迫的研究进展。在干旱胁迫下，这些转录因子参与的调节网络主要涉及脱落酸(ABA)和活性氧等相关通路。对转录因子在培育番茄抗育品种中的应用进行了讨论，提出增强转录因子遗传改良在时空水平的特异性用于抗旱番茄品种选育的方法，旨在为番茄抗旱育种研究提供新思路。     

《植物工厂植物光质生理及其调控》学术专著出版

简介:由中国照明学会农业照明专业委员会秘书长、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所刘文科研究员和查凌雁博士共同编著的设施园艺领域新书《植物工厂植物光质生理及其调控》于2019年5月由中国农业科学技术出版社出版。该书包括13章内容。     

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。     

菠萝蜜种子淀粉制备香草兰微胶囊的工艺研究

以菠萝蜜种子淀粉为壁材,采用饱和水溶液法制备香草兰精油微胶囊,以包埋产率为指标,采用响应面分析法对微胶囊的包埋条件进行优化探讨。结果表明:5个单因素中,影响最显著的因素为壁芯材比例、包埋温度和包埋时间。响应面优化得到香草兰精油微胶囊的最佳工艺条件为壁芯材比例为7.5∶1;包埋时间72 min;包埋温度54℃,此条件下的包埋产率为(95.46±0.2)%,包埋率为(76.35±0.6)%,载油量为(27.73±0.3)%。试验证明,此条件结果与模型预测值相吻合,此工艺条件可为菠萝蜜种子淀粉包埋香草兰精油微胶囊工艺提供理论依据。     

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。     

不同光质下外源锌对水培生菜生长和品质的影响

以'意大利耐抽薹'生菜(Lactuca sativa L.)为试材,采用水培法,设置不同光质(红蓝光比例为4∶1、1∶2和全红光、全蓝光)和外源锌浓度(0、0.5、1.0 mg·L-1 ZnSO4·7H2O),研究不同光质下外源锌对水培生菜生长和品质特性的调控效应,以期为植物工厂在不同光质下施加外源锌提高蔬菜产量和品质提供参考依据.结果 表明:高比例红光会促进生菜生物量、可溶性糖和还原糖的积累,并降低硝酸盐的含量,其中以红蓝光比例为4∶1的光质处理效果最好;高比例蓝光会促进光合色素和可溶性蛋白质含量的增加,其中以全蓝光处理效果最好,但全蓝光处理会对植株的生长产生抑制作用.从光质与Zn的互作效果看,光质对生菜生长和品质的影响起主导作用,外源Zn起调节作用.综合考虑,红蓝光比例为4∶1光质下根施0.5 mg·L-1 ZnSO4·7H2O处理对生菜的生长发育、产量提高以及品质改善的促进作用最佳.