转基因抗虫耐除草剂玉米自交系LG11的获得及抗性分析

虫害是影响我国玉米产量和品质的重要限制因子,转Bt (Bacillus thuringiensis)基因玉米具有很好的抗虫性,能有效减少化学杀虫剂的使用,深受种植者欢迎。但是大面积持续种植转基因玉米,会引发靶标害虫产生抗性,“多基因”策略是阻止或延缓靶标害虫抗性种群发生的主要治理策略之一。本课题组利用人工合成方法将Cry1Ab和Vip3Aa蛋白的主要结构域组合形成融合蛋白M2cryAb-vip3Aa,这2种杀虫蛋白在进化上没有同源性且杀虫机理存在差别,能有效降低靶标害虫产生抗性的几率。本研究拟通过转基因方法将m2cryAb-vip3Aa和bar基因串联导入受体材料,并以骨干自交系昌7-2为回交亲本进行回交转育,获得抗虫耐除草剂且拥有优良农艺性状的转基因玉米新材料,并对抗虫性和耐除草剂抗性进行分析。研究结果将丰富现有的抗虫耐除草剂玉米种质资源,并为玉米田间害虫防治和杂草治理提供新的解决方案。

农杆菌介导的转拟南芥AtCHX23基因玉米及其耐盐性

本研究通过农杆菌介导法将拟南芥耐盐基因AtCHX23导入玉米自交系郑58中,用PCR、Southern blot和RT-PCR法对转化玉米进行检测,并在150 mmol/L盐(NaCl)胁迫下对T3代转基因玉米和野生型进行耐盐性分析。结果显示:共获得26株转基因阳性植株;挑选长势较好的2个PCR阳性株系进行Southern blot鉴定,确定AtCHX23基因以单拷贝的形式成功插入到玉米基因组中,且AtCHX23基因在转基因玉米中过量表达。非盐胁迫条件下,野生型和2个转基因株系间生长状态及其可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量无显著差异;在150 mmol/L盐处理下,2个转基因株系的生长状态优于野生型,2个转基因玉米株系的可溶性糖和脯氨酸含量均高于野生型,丙二醛的含量低于野生型。综上所述:AtCHX23基因过量表达可以提高玉米苗期的耐盐性。

转Cry1Ab-t基因玉米YA108的获得及其抗虫性鉴定

为了培育优良的抗虫玉米自交系,通过农杆菌介导的方法,将含有自主改造合成的抗虫基因Cry1Ab-t的植物表达载体pCAMBIA3300m导入玉米杂交种HiII基因组中,通过双丙氨磷筛选、PCR检测获得阳性转基因植株,采用RT-PCR、试纸条、ELISA方法检测外源基因的表达情况,并进行抗虫性鉴定。结果表明,用双丙氨磷筛选后,获得了116株转基因玉米植株;经目的基因Cry1Ab-t和标记基因Bar的PCR检测,获得转基因阳性植株82株。选取长势好的转基因材料YA108进行RT-PCR、Bt-Cry1Ab/Ac试纸条和ELISA分析发现,转基因玉米YA108的Cry1Ab-t基因在转录、翻译水平上均表达。玉米花丝接虫试验表明,非转基因玉米花丝虫食严重,表现为高感玉米螟;而转基因玉米YA108花丝抗虫效果明显,均达到高抗水平,抗虫性表现稳定;吐丝期接虫试验表明,非转基因玉米接虫后期被咬食严重,茎秆多处有蛀孔,伤口处大多有霉菌,而转基因玉米YA108没有受到危害。田间接虫后,无论叶片和花丝,转Cry1Ab-t基因抗虫玉米材料YA108对亚洲玉米螟都具有非常好的抗性,能够短时间杀灭玉米螟幼虫,并极大程度减少了由于虫害引起的霉变。室内和田间接虫鉴定结果表明,转基因玉米YA108对亚洲玉米螟有较强的杀虫效果,田间抗虫等级为1级,抗性水平为高抗。

杀虫基因Cry1Ab的合成、表达及其抗虫性鉴定

对苏云金芽孢杆菌Cry1Ab野生型基因的编码区序列进行改造,以获得密码子优化的抗虫基因,构建原核表达载体后,将重组载体转入大肠杆菌进行诱导表达并对诱导蛋白进行抗虫试验。首先根据植物密码子的偏好性及使用频率,优化、改造并人工合成了Cry1Ab基因,序列分析表明:改造后的Cry1Ab基因全长1 848 bp,与原始序列同源性为66%,G+C含量由原来的37.34%提高到63.04%。将改造后的Cry1Ab基因与原核表达载体p ET28b(+)连接,转化大肠杆菌BL21(DE3),阳性菌液进行诱导表达后,SDS-PAGE分析结果显示:Cry1Ab蛋白在BL21(DE3)细胞中得到高效表达,分子量为70 k Da。喂虫试验结果表明:诱导表达的蛋白对玉米螟具有很强的毒性,幼虫死亡率达到93.33%,而且,存活的玉米螟生长发育也受到明显抑制。该抗虫基因可以作为培育转基因抗虫作物的候选基因。

水泥工业与循环经济

1循环经济思想的起源 早期的循环经济思想萌芽可以追溯到上个世纪60年代,其中美国经济学家鲍尔丁提出的"宇宙飞船理论"可以作为循环经济的早期代表.但直到上个世纪90年代,特别是随着人类对可持续发展理论认识的深入,循环经济才得到越来越多的重视和快速的发展.

利用RNA-Seq发掘玉米叶片形态建成相关的调控基因

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。

11份超甜玉米自交系产量和食味品质性状配合力分析

以8个分属于Reid、Lancaster类群超甜玉米自交系为母本,3个唐四平头类群超甜玉米自交系为父本,采用NCⅡ设计方法,按照不完全双列杂交组配24个杂交组合,对超甜玉米鲜食种皮厚度、鲜食甜度、煮食种皮厚度、煮食甜度及产量的一般配合力和特殊配合力进行分析。结果表明:12H6048对子代籽粒5个性状均表现为正遗传效应,12H6004对子代籽粒5个性状均表现为负遗传效应;12HZ46-48鲜食与煮食甜度特殊配合力效应值最高,12H351的5个性状特殊配合力效应值均最低;每种性状特殊配合力效应值最高的组合均是由一般配合力效应值高或中的自交系组配,至少也要有一个亲本是高或中等水平的一般配合力组配而成。

氨基酸分析仪法快速测定玉米籽粒中赖氨酸含量

以9个高赖氨酸玉米和2个普通玉米杂交种籽粒样品为材料,用日立L-8900型全自动氨基酸分析仪对高赖氨酸玉米和普通玉米籽粒中赖氨酸含量进行定量测定。了解全自动氨基酸分析仪的检测效果是否可以很好的比较普通玉米与高赖氨酸玉米籽粒中的赖氨酸含量。结果表明高赖氨酸玉米籽粒赖氨酸含量介于0.34%-0.42%之间,普通玉米赖氨酸含量介于0.24%~0.25%,存在显著差异。日立L-8900型全自动氨基酸分析仪法测定玉米籽粒中赖氨酸含量与其它传统方法相比较,该方法快速、简便、灵敏度高、重现性好、样品需求量少,可以较好的在玉米育种中应用。

转Cry1Ac-w基因抗虫玉米的获得及分子鉴定

为将改造合成的抗虫基因(Cry1Ac-w)导入玉米基因组,以玉米杂交组合PA×PB的胚性愈伤组织为外植体,用双丙氨磷作为抗性愈伤组织的筛选剂,通过农杆菌介导法获得了82个再生植株。经标记基因(bar)和目的基因(Cry1Ac-w)的PCR检测,其中19株为阳性,即为推断的转Cry1Ac-w基因抗虫玉米。对其中2株(w1和w2)进行目的基因单酶切的Southern杂交分析,发现w1和w2分别为单位点和双位点插入,这也进一步证实目的基因已经整合入玉米基因组中。用Bt-Cry1Ab/Ac金标免疫试纸条进行蛋白质表达的检测,初步证实目标Cry1Ac-w蛋白在玉米中得到表达。

遮阴对黄淮海玉米主栽品种农艺性状和产量的影响

为分析遮阴对黄淮海玉米主栽品种农艺性状、产量性状和产量的影响,以黄淮海种植面积最大的10个玉米品种为材料,种植在该地区4个省(市),并设抽雄前遮阴7天和全生育期不遮阴2个处理。研究结果表明遮阴处理对黄淮海玉米主栽品种农艺性状、产量性状及产量均具有显著的影响,10个品种产量均显著的降低,6个品种抽雄吐丝间隔期延长,9个品种吐丝率下降;遮阴后产量降低与行粒数、穗长、穗粗、百粒重变小,秃尖变大有显著的相关性;‘伟科702’在10个品种中耐阴性最好,遮阴后4地点平均产量第一,吐丝率和产量降幅最低,其次为‘郑单958’、‘蠡玉16’和‘隆平206’。因此,生产上应选‘伟科702’等耐阴性较好的品种,耐阴育种方面应将行粒数、穗长、穗粗、百粒重、秃尖长度、吐丝率和抽雄吐丝间隔期等显著相关的性状作为耐阴性鉴定的指标。

复合磁场处理对玉米种子萌发及幼苗生长发育的影响

为了探讨复合磁场处理对玉米生物学效应的影响,采用ZS-CⅢ型复合磁化处理机交变电流产生的复合磁场,磁场强度为（A）250 m T和（B）300 m T的磁场分别处理玉米种子的方法,以国审品种‘郑单958’、河南省审定品种‘郑单2201’、以及杂交组合12HY617×12HY741、12HY647×12HY741、12HY751×12HY601、12HY576×12HY436、12HY731×12HY592为试验材料,未处理的对应玉米种子为对照组（CK）,研究复合磁场处理对玉米种子发芽及苗期生长的影响。结果表明：复合磁场处理后玉米种子的发芽势、发芽率均有提高,最大提高幅度分别为26.7%和30.4%;叶绿素含量比对照提高了8.17%~28%;玉米苗期根、茎和叶的干重、鲜重、根长均比对照有增加,达到显著或极显著水平;对苗期茎长影响不显著;以上指标在A、B两种磁场强度处理之间差异不显著。因此适宜复合磁场处理可以显著提高玉米种子的发芽率、发芽势和叶片中叶绿素的含量,增加苗期根长、根、茎和叶的干重、鲜重,为玉米增产打下良好的基础。

转Sb401基因高赖氨酸蛋白玉米植株的获得

为了提高玉米中赖氨酸含量,利用基因枪技术将Sb401基因导入玉米杂交组合HiⅡAB的愈伤组织中,在添加Bialaphos浓度为1.5,3.0 mol/L的选择培养基上进行2次筛选,然后分化再生植株,对所获得的植株进行PCR检测和免疫试纸条检测。结果显示,经过2次筛选获得58株再生植株,PCR检测呈阳性的植株有38株,将PCR阳性植株再通过免疫试纸条检测,确定bar蛋白得到表达的植株有31株,结果表明,共获得31株含有目的基因的玉米植株。

玉米叶片2种总蛋白质提取方法的比较

为比较不同方法提取的玉米叶片蛋白质对双向电泳效果的影响。采用TCA-丙酮沉淀和TRIzol试剂盒2种方法，提取国审玉米品种郑单958叶片全基因组蛋白质，并对提取的蛋白质样品进行双向电泳。结果表明：TCA-丙酮方法提取的蛋白质一向水平聚焦电压上升缓慢且达不到程序设置的电压，而TRIzol试剂盒方法实时监测图与程序设置图相吻合；对电泳胶图分析后可知，TRIzol试剂盒法分离出的蛋白点多于900个，低丰度蛋白质得到充分显现，大多数蛋白点分子量为20～80 kDa，pH值为4～7，蛋白点的形状较规则；TCA-丙酮沉淀法分离出的蛋白点仅有350个，表明样品中蛋白质分离种类较少，高丰度蛋白质过度显现，低丰度蛋白质检出率大大降低。

双向电泳技术在植物蛋白质组学研究中的应用

从双向电泳的历史、原理、操作步骤及其在植物蛋白质组学研究中的应用等几方面进行综合阐述,最后提出双向电泳技术中存在的一些问题,并展望了其在植物蛋白质组学研究中的未来应用前景。

资源和环境与生态化水泥技术

生态化水泥技术是当今世界水泥工业发展的方向。生态化水泥是指水泥在生产过程中,一方面消纳大量的工业废弃物,另一方面最大限度减少污染物的排放,从而达到保护环境和保护自然资源的目的。本文较为详细地介绍了水泥生产有害物的排放、利用工业废弃物作水泥生产的原燃料和混合材的状况、生态化水泥的技术难点,进而提出发展生态化水泥技术的建议。

氨基酸分析仪法快速测定玉米籽粒中赖氨酸含量（英文）

以9个高赖氨酸玉米和2个普通玉米杂交种籽粒样品为材料,用日立L-8900型全自动氨基酸分析仪对高赖氨酸玉米和普通玉米籽粒中赖氨酸含量进行定量测定。了解全自动氨基酸分析仪的检测效果是否可以很好的比较普通玉米与高赖氨酸玉米籽粒中的赖氨酸含量。结果表明高赖氨酸玉米籽粒赖氨酸含量介于0.34%~0.42%之间,普通玉米赖氨酸含量介于0.24%~0.25%,存在显著差异。日立L-8900型全自动氨基酸分析仪法测定玉米籽粒中赖氨酸含量与其它传统方法相比较,该方法快速、简便、灵敏度高、重现性好、样品需求量少,可以较好的在玉米育种中应用。

CDM为水泥行业带来的机遇与挑战

1 CDM的背景 清洁发展机制,简称CDM（Clean Development Mechanism）,是《京都议定书》框架下三个灵活的履约机制之一。根据《议定书》的规定,

人工改造基因Cry1Abm的合成、原核表达及其抗虫鉴定

根据植物密码子的偏好性及使用频率,对苏云金芽孢杆菌Cry1Ab野生型基因的编码区序列进行优化和改造,改造后的Cry1Abm基因序列与原始序列同源性为66.2%,G+C含量由37.3%提高到62.7%。人工合成Cry1Abm基因,并将人工合成的改造后的Cry1Abm基因构建到原核表达载体pET28b中,构建原核表达载体pETAbm。将原核表达载体转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,用诱导表达的蛋白进行饲虫(玉米螟)实验。结果表明,该蛋白对幼虫具有很强毒性,幼虫的死亡率高达86.63%,同时,存活幼虫的生长发育也受到明显抑制。该基因可以作为杀虫工程及培育转基因抗虫作物的候选基因。

过量表达拟南芥GPX3基因提高玉米苗期抗旱性研究

通过农杆菌介导法将拟南芥抗旱基因AtGPX3导入玉米自交系郑58中,用PCR和RT-PCR法对转化玉米进行检测,在水分胁迫下对T1代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。结果表明,共得到56株转化苗,检测获得9个株系的30株T0代转基因阳性植株,抗性植株阳性率为53.6%。RT-PCR检测表明,T1代有6个株系为稳定遗传阳性株系,并且AtGPX3基因在转基因玉米中表达量大幅度提高。耐旱性分析表明,非胁迫条件下,非转基因和转基因株系中游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量基本无显著差异。在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,比非转基因株系提高了46.2%;MDA含量低于非转基因玉米,比非转基因玉米下降了34%。通过导入AtGPX3基因,可以提高玉米苗期的耐旱性。