玉米回交后代群体中供体基因组成分分析

以郑58为受体亲本,昌7-2为供体亲本,通过杂交、回交和79对亲本间有多态的SSR标记,分析BC₂F₁和BC₃F₁世代供体的基因组成分。结果表明：BC₂F₁世代单株内的供体染色体片段数平均为11.4个,BC₃F₁世代为4.8个,从BC₂F₁到BC₃F₁单株内的供体染色体片段数减少了57.6%;BC₂F₁世代单株内的供体染色体片段长度平均为99.3 cM,BC₃F₁世代为87.1 cM,BC₃F₁较BC₂F₁减少了12.3%;BC₂F₁世代单株内的供体基因组大小平均为1 132.8 cM,BC3F1世代为421.4 cM,BC₃F₁较BC₂F₁减少了62.8%。     

转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101对亚洲玉米螟抗性研究

利用q RT-PCR和ELISA等方法测定转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101不同世代、不同组织目标基因表达量,开展玉米螟室内和田间生测鉴定,评价转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101对亚洲玉米螟的抗性。结果表明,Cry1Ab-Ma基因在CM8101各组织中均有表达,不同世代间目的基因的表达量无显著性差异,遗传稳定。室内生测结果表明,转基因玉米CM8101各组织均对亚洲玉米螟具有显著的杀虫效果,不同世代间玉米螟的存活率均无显著性差异。田间接虫鉴定结果表明,CM8101在T3、T4、T5世代的抗性等级均为1级,抗性水平为高抗。     

转基因小麦1Dx5基因沉默的遗传表达和品质效应分析

为了明确通过RNA干扰技术（RNAi）获得的转基因小麦品系“Glu1Dx5RNAi”中1Dx5基因的遗传规律,以“Glu1Dx5RNAi”为供体亲本,以弱筋品种扬麦18和扬麦13为轮回亲本进行回交, 采用半籽粒SDSPAGE法检测亲本、F₁、F₂和BC₁F₁籽粒的高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）组成。结果表明,1Dx5基因的沉默效应在杂交后代中表现为显性遗传,在F₂和BC₁F₁世代1Dx5亚基不表达的种子数与1Dx5亚基表达的种子数的比例分别符合13∶3和3∶1的分离比例,说明转小RNA基因导致1Dx5基因沉默是单基因显性遗传。对转基因小麦“Glu1Dx5RNAi”及其受体品种Bobwhite进行品质测试表明,Glu1Dx5RNAi蛋白质含量（13.28%）比转化受体Bobwhite（12.83%）高0.45个百分点,硬度指数、微量SDS沉降值比受体品种分别降低3.13和3.7 mL。1Dx5基因沉默对弱筋小麦育种可能会有一定的利用价值。     

不同普×爆后代群体膨爆特性的分离特征研究

对5个普通玉米自交系与4个爆裂玉米自交系组配的20个普×爆组合F₂,BC₁,BC₂3个世代的膨爆特性分析结果表明:F₂代膨爆特性较差,难以采用常规系谱法从中选育出优良的膨爆玉米自交系;通过回交可以快速恢复其优良的膨爆特性,但不同组合及同一组合不同世代间的膨爆特性存在较大差异.因此,要提高后代的选育效果,首先要选配适宜的普×爆组合,其次是要确定具体的回交世代。     

玉米雌穗一节多穗性状的遗传研究

以玉米自交系XL21和PH6WC组成的6世代群体为材料,调查各群体同一穗位处果穗数量。利用P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁和BC₂多世代联合分析法,研究控制玉米一节多穗性状的基因分离规律。结果表明,该性状在F₂分离世代表现为斜率负值的直线分布,BC₁群体主要呈类似于偏正态分布,BC₂群体呈类似于反比例函数分布。通过群体AIC值进行适合性检验,该性状符合一对加-显主基因+加-显-上位性多基因遗传D模型,主基因效应大于多基因效应,且加性效应大于显性效应,主基因遗传率为49.5%～60.2%,多基因遗传力为27.4%～41.1%,两者累加贡献率达到87.6%～90.6%。控制玉米一节多穗性状以加性效应为主,在遗传育种中针对该性状对早代试材进行重点选择和淘汰。     

玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应

利用玉米ae1和du1隐性纯和突变自交系与普通玉米自交系48-2的杂交F₁、F₂代子粒为研究材料,通过单粒法测定子粒的直链淀粉含量和重量,用于分析玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应。结果表明：F₂代中具有ae1或者du1纯和突变的子粒表皮皱缩,重量明显下降,直链淀粉含量显著提高。在ae1与du1的杂交后代中,子粒的单粒重和直链淀粉含量没有显著变化,表明ae1与du1双突变并不能导致直链淀粉含量增加。单突变的ae1和du1群体内各子粒间的直链淀粉含量和重量差异较大,说明遗传背景中存在影响直链淀粉含量的修饰基因,表明在选育高直链淀粉玉米品系时,应当重视遗传背景的选择和修饰基因的累加。采用单粒法技术对分离后代进行直链淀粉含量和重量选择,有利于积累高直链淀粉修饰基因,是选育子粒饱满、高粒重的高直链淀粉玉米自交系的有效方法。     

耐除草剂转基因玉米CM8401的获得及功能性状鉴定

耐草甘膦和耐草铵膦是转基因作物育种重要的目标性状。将耐草甘膦基因MC1-EPSPS构建到含有bar基因的植物表达载体pTF101.1中，通过农杆菌介导法转入玉米材料Hi-II中，从而获得兼具耐受草甘膦和草铵膦性状的转基因玉米材料 CM8401。目的基因PCR检测显示，MC1-EPSPS和bar基因稳定整合到玉米基因组中。目的蛋白试纸条检测结果显示，MC1-EPSPS蛋白和PAT蛋白在转基因玉米世代间中表达稳定。田间除草剂耐受性鉴定试验表明，转基因玉米CM8401对草甘膦和草铵膦都具有良好耐受性，可耐受4倍推荐中剂量的草甘膦和草铵膦。     

Ae显性突变体对玉米农艺性状及直链淀粉含量的影响分析

玉米直链淀粉是重要的食品和工业原料,高直链淀粉性状的产生受多种酶和基因-环境等因素的共同影响。玉米ae基因（amylose extender）突变导致子粒中直链淀粉含量增高、子粒表面皱缩、淀粉颗粒呈不规则形状、尺寸不均匀且表面基质蛋白增多,用于玉米育种后获得的品种直链淀粉含量升高,产量显著降低。通过将显性Ae突变体与16份优质玉米自交系杂交,对F₁代植株进行开花期、株型、产量性状调查,分析F₁代子粒总淀粉、直链淀粉的含量。结果表明,Ae突变体与不同的自交系杂交,F₁代直链淀粉含量及产量的变化存在明显差异,与基因型有密切关系,以Ae突变体和W16F41、CA240为亲本杂交,可显著提高直链淀粉含量同时产量变化最小。根据F₁代表现筛选直链淀粉含量提高、产量变化较小的双亲配制杂交种,可加速高直链淀粉玉米新品种培育进程。     

分子标记结合表型鉴定选育兼抗赤霉病、白粉病和条锈病弱筋小麦新品种扬麦38

长江中下游麦区是中国弱筋小麦优势产业带,小麦赤霉病、白粉病和条锈病是该麦区主要病害,当前弱筋小麦主导品种综合抗性较弱,影响其生产安全。为培育多抗优质弱筋小麦品种,以高产中筋小麦品种扬麦16为轮回亲本,以兼抗白粉病、条锈病的软质小麦92R137为供体亲本,构建了BC₁群体,利用分子标记在BC₁F₂代基础农艺性状较优良的株行中筛选抗白粉病基因 Pm21、抗条锈病基因 Yr26和软质麦相关基因 Pinb-D1a均纯合的单株,并鉴定BC₁F₆代对赤霉病、白粉病和条锈病的抗性,同时检测籽粒硬度、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间等重要品质指标以及小区产量,最终育成高抗赤霉病、免疫白粉病和高抗条锈病的弱筋小麦新品种扬麦38,于2022年通过国家农作物品种审定委员会审定。     

玉米子粒性状种子和母体效应的遗传分析

采用二倍体种子遗传模型及其分析方法,以5个玉米自交系及其间配制的F₁,F₂,BC₁,BC₂世代为材料,研究了7个玉米子粒性状的直接效应、母体效应和细胞质效应。分析结果表明,除粒厚外,各性状的遗传均以母体加性效应为主,种子直接显性效应和母体显性效应较小,细胞质基因对各性状均无显著影响,而环境效应极显著。除粒长的直接显性效应与母体显性效应间的协方差外,直接效应与母体效应间的协方差均较小,且不显著。因此,通过母体植株的遗传表现可对这些性状进行有效的直接选择。S₂₂是改良粒重的优良亲本,而N_O1,N_O2,N_O3对改良粒重不利。各部位子粒百粒重的直接显性效应、母体加性效应、母体显性效应及机误均存在极显著正相关。在自交系选育过程中,直接选择粒较宽的分离类型,容易获得大粒的遗传材料,选择粒厚而宽的亲本组配杂交组合有利于提高F₁粒重。     

玉米矮花叶病抗病基因Rscmv1的精细定位

以感病亲本Mo17为轮回亲本、抗病亲本四一为供体亲本,构建近等基因系,对抗病基因Rscmv1进行精细定位。结果表明,在自交系四一中定位了两个抗病基因Rscmv1和Rscmv2,其中Rscmv1是抗源中普遍存在的主要抗病基因。以选育的近等基因系BC4F3、BC4F4和BC4F5为定位群体,在抗病基因区域内开发了9个有多态性的BAC-SSR标记,将Rscmv1定位在BAC-SSR标记A5-1和B2-1之间,其遗传距离分别为0.3 cM和0.6 cM,2个标记之间的物理距离为1.38 Mb。     

Molecular Mapping of Sterility QTLs qSS-3, qSS-6a and qSS-7 as Single Mendelian Factors via NIL strategy

Hybrid sterility between Oryza glaberrima and O. sativa seriously hampers the introgression of favorable genes from each other. In order to further understand this issue, identification and isolation of hybrid sterility QTLs as single Mendelian factors are an effective strategy. A genetic map was constructed using a BC₁F₁ population derived from a cross between an O. sativa japonica cultivar and an O. glaberrima accession. Four main-effect QTLs for pollen sterility were detected in the BC₁F₁. Five BC₈F₁ advanced backcross populations were developed via successive backcrosses based on phenotype and molecular selections. The BC₈F₁ populations showed bimodal distribution for pollen fertility and could be classified into semi-sterile and fertile types, fitting single Mendilian factor inheritance ratios. Three QTLs detected in the BC₁F₁ corresponding to qSS-3, qSS-6a and qSS-7 were mapped on chromosomes 6, 3 and 7, respectively, as single Mendilian factors.     

分子改造Cry蛋白基因的转基因玉米创制及其抗虫功能评价

利用结构域交换和密码子优化方法对苏云金芽孢杆菌(Bt)杀虫晶体蛋白Cry1Ab进行合理化设计改造,获得新型Bt蛋白编码基因cry FLIa。利用农杆菌介导法将该基因转入玉米Hi II中,对转基因后代开展分子鉴定和抗性评价等相关工作。结果表明,cryFLIa基因已整合进玉米基因组中,连续3代自交材料检测显示,转基因玉米目标基因正常表达并稳定遗传;蛋白在植株叶片中发育各时期的表达各异,在灌浆期蛋白表达量较高(471.883 ng/g)。室内生测和田间人工接虫试验表明,转cryFLIa基因玉米具有抗亚洲玉米螟的能力。     

农杆菌介导法将高赖氨酸蛋白基因sb401导入玉米的研究

以玉米杂交组合PA×PB的胚性愈伤组织为材料,通过农杆菌介导法将高赖氨酸蛋白基因sb401导入到玉米中。经过双丙胺膦筛选,共获得70株再生植株,其中15株经PCR检测呈阳性,将部分PCR呈阳性的植株进行Southern杂交,结果表明,sb401基因已经整合到玉米基因组中。bar蛋白试纸条检测结果呈阳性,推测目的蛋白得到了表达。     

转精氨酸酶基因ZmARG玉米后代株系的遗传稳定性分析和功能验证

以T4、T5代转ZmARG基因玉米株系AKF65和受体自交系KF513为试材,对目标基因的整合表达、酶活性及产量相关农艺性状进行检测。结果表明,PCR、Southern和RT-PCR检测证明,ZmARG基因以单拷贝的形式插入基因组,在转录水平上能够稳定表达,且两个世代中稳定遗传。转基因株系灌浆期叶片中的精氨酸酶活力显著高于对照,萌发种子和苗期根中极显著高于对照,种子萌发时酶活力最高。转基因株系百粒重、穗重和小区产量显著高于对照,穗长极显著高于对照,其他各产量相关农艺性状差异不显著。     

Fusarium proliferatum侵染玉米花丝的解剖学研究

层出镰刀菌(Fusarium proliferatum)分生孢子喷洒在玉米花丝上,可侵入玉米柱头的茸毛细胞、表皮细胞以及花丝的表皮细胞,菌丝沿花丝的薄壁组织细胞、维管束细胞向子房方向生长。F.proliferatum侵染花丝后,导致花丝薄壁细胞、表皮细胞皱缩,花丝萎缩变形。结果显示,F.proliferatum可直接侵染玉米花丝,借助花丝通道侵入玉米雌穗,花丝通道是F.proliferatum侵染玉米雌穗的途径之一。     

小麦抗病基因Lr68和Sr2/Yr30的遗传特性分析

为深入了解小麦抗病基因的遗传规律,以亲缘关系较远的小麦品种西农979和RL6077为亲本,构建其BC1F1和F2群体,用特异性标记csGS和WMS533分别对抗叶锈病基因Lr68、抗秆锈病和条锈病基因Sr2/Yr30进行检测,同时进行农艺性状分析。结果表明,后代群体抗病基因分布广泛,F2群体抗病基因传递率(65.41%、74.53%、48.91%)较BC1F1(44.27%、55.11%、23.66%)高,Lr68基因在两群体中的传递频率均比理论值低,不符合一对显性基因的遗传规律,Sr2/Yr30基因在BC1F1中的传递率比理论值高,在F2群体中正常,且后代群体中Sr2/Yr30基因的分布较广。后代群体在有效分蘖数、株高、穗粒数、千粒重等农艺性状上与西农979无显著差异,有效小穗数与RL6077一致,茎部指标处于两亲本之间。总体来看,后代群体保留了西农979分蘖力较强、成穗率较高、穗型中等偏大、产量稳定等优良性状,且在分蘖数、成穗率、穗粒数上还有进一步提升的空间。