玉米子粒产量及其组成性状的QTL研究进展

为推进分子标记辅助选择在玉米育种中的应用,总结出近30年玉米子粒产量及其组成性状的QTL研究进展。表明子粒产量的QTL为5~9个,主要分布在第1、2、5、6、7、8、9染色体上,穗行数、行粒数和百粒重的QTL均为3~6个,主要分布在第1、2、3、4、5、6、7、8染色体上,这些QTL成簇分布在几条主要染色体上,形成QTL富集区域,它们能解释性状表型变异的25%左右;多数性状的QTL主要表现为加性、显性、部分显性或超显性效应,部分性状的QTL存在遗传×环境互作效应。预示子粒产量及其组成性状的QTL存在共同染色体载体,育种选择应在多环境、大样本下进行,在不同环境下均能稳定表达的QTL更适用于育种选择;单株穗数、植株性状和抗逆性的QTL研究有待加强。     

大连地区不同玉米品种不同试点生长及产量特征研究

本试验对15个玉米杂交种新品种在大连市6个试点进行了丰产性和适应性的鉴定,以东单60为对照。调查了各玉米杂交种的农艺性状、产量构成因素、抗病性和抗倒伏性等。结果表明:玉米杂交种大农6号平均产量为9 474kg/hm2,比对照品种东单60增产20.6%,居第1位;丹大186平均产量9 209kg/hm2,比对照品种东单60增产17.2%,居第2位;致泰一号平均产量8 873kg/hm2,比对照品种东单60增产12.9%,居第3位;诚玉3号平均产量8 836kg/hm2,比对照增产12.6%,居第4位;这4个品种丰产性、稳产性和适应性较好,均抗大斑病,小斑病,抗丝黑穗、黑粉病,抗靑枯病,抗倒伏,适宜在大连地区种植。通过本次试验,我们对各玉米新组合在大连地区的丰产性、抗逆性及适应性有了进一步的了解,为生产上应用提供了依据。     

玉米产量及产量相关性状QTL的图谱整合

利用生物信息学方法,借助高密度分子标记遗传图谱IBM2 2008 neighbors,利用图谱映射和元分析的方法,对不同试验中定位的400个玉米产量及产量相关性状QTL进行了图谱整合,构建了玉米产量及产量相关性状QTL的综合图谱和一致性图谱。结果表明,玉米产量及产量相关性状QTL在10条染色体上呈非均匀分布,第1染色体上最多,第10染色体上最少;发掘出96个玉米产量及产量相关性状的“一致性”QTL;关联性较强的产量性状的QTL常集中在相同或相近的座位上。     

玉米杂交种花丝活力及其结实性动态研究

为了明确玉米杂交种花丝活力及不同日龄花丝结实率的动态变化规律,更好的为玉米育种和玉米生产提供理论依据。本研究选用玉米杂交种‘永优1573’‘、永优1583’和‘郑单958’为试验材料,测定其花丝日吐丝数量和吐丝长度、不同日龄花丝结实率和授粉果穗穗部性状等相关指标。结果显示玉米杂交种日吐丝数量呈快增-慢增的变化趋势,日吐丝长度峰值在吐丝第2天。随着吐丝日数增加,授粉后果穗的穗长、穗粗、穗粒重和结实率基本呈先增后降的动态变化,其中穗粗峰值出现在吐丝第4～5天,穗长、穗粒重和结实率峰值均出现在吐丝的第6～7天,品种间有差异;吐丝第1～4天授粉百粒重均高于对照,有秃尖且逐日减小。研究结果所反映的花丝活力及其授粉结实率的变化规律无论在玉米高效育种还是在大田生产中都具有一定的参考性,从而实现高产的育种目标。     

玉米不同叶位叶面积的QTL定位

玉米叶面积大小及分布对玉米的有效光吸收、干物质积累和产量的形成有重要作用,探究玉米不同叶位叶面积的遗传机理对高产玉米新品种的选育具有重要意义。本研究以两个叶面积差异显著的自交系为亲本组配了含有259个单株的F2群体;以此群体为作图群体,构建了一张总长1 735.1 c M的遗传连锁图谱,该图谱包含218个SSR标记,平均图距7.96 c M。用复合区间作图法(CIM)对玉米9片叶叶面积(穗上4片叶,穗位叶,穗下4片叶)分别进行了QTL定位分析,共定位到36个叶面积QTL,主要分布于第1、2、3和5染色体上,且控制不同叶位叶面积的QTL有集中分布现象。在第2和5染色体上定位到7个贡献率大于10%的QTL,第2染色体phi090-umc1256标记区间内的3个QTL位点可解释穗上3片叶的表型变异分别为12.7%、13.1%和11.1%;第5染色体umc1563-umc2301标记区间内的4个QTL位点可解释穗位叶及穗下第2、3、4叶的表型变异分别为15.4%、13.1%、12.3%和10.4%;这两个标记区间可能是调控玉米叶面积的重要区段。研究结果有助于进一步探究玉米不同叶位叶面积的遗传机制。     

玉米开花周期的遗传分析

以玉米杂交种农大108(黄C×许178)的F7重组近交系为材料,利用SSR分子标记构建了包括123个标记的连锁图谱,结合重组近交系群体开花周期在南阳、郑州、浚县3点的田间调查结果,利用复合区间作图法对散粉周期和吐丝周期进行QTL定位,共检出12个QTLs。其中,控制吐丝周期的qSC9b在南阳点和浚县点同时检测到,因此共检测到11个不同位点的QTLs,散粉周期检测到5个QTL,吐丝周期检测到6个QTL,单个性状检测到QTL的总效应的遗传贡献率为10.6%～33.1%。在第3染色体上检测到2个控制散粉周期的QTLs和2个控制吐丝周期的QTLs,第9染色体上umc2393～umc1033区段,检测到3个控制吐丝周期的QTLs和1个控制散粉周期的QTLs,表明第3和第9染色体可能是控制玉米开花周期的基因集聚区。     

利用种子性状QTL定位高油玉米蛋白质含量QTL

利用普通玉米自交系8984与高油玉米自交系GY220为亲本构建了284个F2∶3家系群体及含有185个SSR标记的玉米遗传连锁图谱。通过包含母体效应的种子性状QTL作图方法对玉米子粒蛋白质含量进行定位和效应分析,共检测到4个QTL,位于第5和第8染色体上。除qPRO8-2遗传作用方式表现为加性外,其余QTL作用方式均为部分显性。单个QTL贡献率为3.86%~5.17%,累计贡献率为18.54%。所有QTL的增效基因均来自高油亲本GY220。     

基于单片段代换系的玉米百粒重QTL分析

籽粒大小是影响玉米产量的关键因素。本研究基于59份玉米染色体单片段代换系(SSSL)纯合体,对玉米百粒重性状进行2年6个试验环境的表型鉴定,利用t测验和重叠群作图的方法对SSSL内代换片段上的百粒重效应进行了QTL分析。共检测出20个百粒重QTL,分布在玉米的8条染色体上,其中14个(70.0%)在2个以上试验环境中被重复检出,4个(20.0%)在4个以上试验环境中被重复检出,在全部6个试验环境中重复检出且基因加性效应值较大的玉米百粒重QTL是位于玉米第5染色体Bin5.05区SSR分子标记bnlg278和umc1680附近的q100kw-5-3。研究结果为玉米籽粒大小性状相关基因的进一步精细定位和克隆奠定了基础。     

不同密度下玉米穗部性状的QTL分析

为研究玉米穗部性状对不同种植密度的遗传响应,以郑58和HD568为亲本构建的220个重组自交系群体为材料,于2014年春、2014年冬及2015年春分别在北京和海南进行3个种植密度的田间试验,调查玉米穗长、穗粗、穗行数和行粒数等表型性状。利用SAS软件计算穗部性状的最优线性无偏估计值(BLUP),并采用完备区间作图法进行QTL定位。结果表明,在3个种植密度下共检测到42个QTL,单个QTL可解释4.20%~14.07%的表型变异。3个种植密度下同时检测到位于第2染色体上控制穗行数的QTL。2个种植密度下同时检测到4个与穗粗、穗行数和行粒数有关的QTL,其中第4染色体上1个与穗行数有关的主效QTL,在低、中种植密度下可分别解释表型变异的10.88%和14.07%。此外,在第2、4和9染色体上检测到3个同时调控不同穗部性状的QTL。研究结果表明玉米穗部性状在不同种植密度下的遗传调控发生变化,在不同密度下共同检测到的稳定QTL可应用于精细定位或开发玉米耐密性分子标记用于辅助育种。     

玉米花粉和花丝生活力研究

将离体玉米花粉在不同温度条件下储存一定时间后,用于田间授粉,通过计算其结实率,研究离体玉米花粉在不同温度条件下生活力保持时间的长短.结果表明,低温可显著地延长离体玉米花粉的生活力,离体玉米花粉生活力保持在90%以上的储存期限是:24℃保存8h,4℃保存32h,-20℃保存56h.给吐丝后不同天数的果穗授粉,通过计算其结实率,研究玉米花丝生活力的保持时间和变化趋势.结果表明,吐丝后的1～6d,玉米花丝的生活力最旺盛,结实率可达95%以上.     

Fine mapping of the <Emphasis Type="Italic">R</Emphasis><Subscript><Emphasis Type="Italic">SC14Q</Emphasis></Subscript> locus for resistance to soybean mosaic virus in soybean

In maize hybrid seed production, some hybrid seed in the field must be harvested before reaching physiological maturity because of the potential damage from early fall frosts. However, early harvesting can result in poor quality and low vigor of seeds. To elucidate the genetic basis of seed vigor at different stages of maturity, the seeds of a set of recombinant inbred line (RIL) populations at three different stages of maturity (32, 40, and 45 days after pollination; DAP), were used to evaluate the performance of four traits for seed vigor in the field. A genetic linkage map was constructed using 217 SSR makers covering 2438.2 cM with an average interval of 11.2 cM. The results showed that there were significant positive relationships among the four traits of seed vigor at all three sampling times, and all showed quantitative changes according to the degree of maturity of the seeds. However, the four traits of seed vigor were not significantly related to the 100-kernel weight. In total, we detected 16 different QTL for the four measured traits of seed vigor at three sampling times; five QTL were for germination energy, three for germination percentage, four for germination index, and four for vigor index. Interestingly, four QTL for seed vigor, which were detected at all three sampling times, were located in the same region on chromosome 7. This result implies that this region of chromosome 7 is important for seed vigor of seeds harvested before they reach physiological maturity.     

不同大小的玉米种子活力差异比较研究

本文采用玉米种子标准发芽试验,比较研究了不同玉米品种及不同大小的玉米种子活力差异.结果表明:比较不同品种的玉米种子活力高低决定于计算种子活力指数的方式,即依靠某一种种子活力指数并不能完全判断不同玉米品种的种子活力高低;同一玉米品种,体积较大或千粒重较高的种子,其活力较高,不同玉米品种间体积大小和千粒重的高低与其种子活力大小之间并无明显的关系.     

花后DA-6处理对玉米自交系郑58种子活力的影响

DA-6作为一种高效植物生长物质,对多种农作物具有显著的增产、抗逆、抗病、改善品质、早熟等功效,但有关其对种子活力的影响研究少。以玉米自交系郑58为试验材料,将6g/L DA-6分别于花后0、5、15、25、35d均匀喷施于玉米叶片,研究DA-6对玉米种子活力的影响。结果表明,不同时期喷施DA-6可不同程度增加种子内蛋白质含量,进而影响种子活力。不同时期喷施DA-6使得种子活力与对照存在显著性差异,且随着处理时间延后种子活力逐渐升高。在花后35d处理,其种子活力指数达最大值,为0.77,较对照增加0.10,提高14.8%。因此,在玉米自交系郑58花后35d喷施DA-6可有效提高玉米种子活力。     

蚕丝蛋白溶液对高温胁迫下生菜种子萌发的影响初探

【研究目的】初步探讨不同浓度的3种蚕丝蛋白溶液（大分子量丝素蛋白溶液、小分子量丝素蛋白溶液、丝胶溶液）对高温胁迫下生菜种子萌发的影响【方法】以瑞比特、津科、皇帝、圣代四种生菜品种为材料,用不同浓度的3种蚕丝蛋白溶液浸种4小时,对照为蒸馏水浸种。之后在高温环境下（35℃）进行催芽,并测定发芽率、发芽势、活力指数和单株鲜重。【结果】经适应浓度的3种蚕丝蛋白溶液处理的生菜种子,在高温胁迫下,发芽率、发芽势、活力指数和单株鲜重均不同程度的高于对照。【结论】实验初步确定蚕丝蛋白溶液处理能缓解高温胁迫对生菜种子萌发的抑制效应。同时通过综合比较50mg/L大分子量丝素蛋白溶液和100mg/L小分子量丝素蛋白溶液处理效果较好。     

高温老化对两个玉米品种种子活力发芽指标影响的研究

以玉米太谷1号、泽玉2号两个品种为材料,采用人工高温处理加速老化的方法,研究了种子在老化过程中,发芽指标、种子活力、电导率的变化。结果表明：高温（45±1℃）,高湿（100%相对湿度）密闭条件下,随着老化处理时间的延长,两个品种种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、种子活力等逐渐下降,短时间的高温老化对玉米的多项发芽指标和种子活力影响不大,长时间高温老化种子活力和各项发芽指标迅速下降;随着老化处理时间的延长,两个玉米品种的电导率均逐渐上升。两个玉米品种种子在老化处理过程中,种子的多项发芽指标的高低与种子活力的强弱存在显著的正相关关系,而与种子的相对电导率呈极显著的负相关关系。     

以PEG为基础的引发对玉米种子抗寒性的影响

以玉米杂交种创奇518新种子为材料,在聚乙二醇(PEG)为引发剂的基础上,针对性地添加其他具有抗寒作用的引发剂,通过低温种植处理,来研究玉米种子的抗寒性。结果表明,不同引发处理,玉米种子的发芽势、发芽率、苗鲜重、株高、活力指数、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)均出现明显的差异。尤以PEG、水杨酸和二甲基亚砜(DMSO)组合的发芽率、活力指数最高,幼苗长势整齐一致,POD和CAT活性较对照有了明显的提高。     

花/蕾低温保存对花椰菜花粉活力及授粉效果的影响

本研究将通过低温(3℃~5℃)干燥处理花椰菜完全开放的花和不同大小的蕾,利用花粉活力测定、花粉萌发观察和杂交结籽率检测等手段分析了低温保存对其花粉活力及授粉效果的影响。研究结果表明,当天开放花的花粉活力和萌发率最高,分别达到91.3%和45.6%,授粉效果也最好,每角果平均可收获11.3粒种子。3℃~5℃干燥储存8 d后花粉活力和萌发率显著降低,储存16 d后花粉杂交结籽率显著降低,不适合作为花粉供体;开花前1 d和2 d的蕾,3℃~5℃干燥储存8 d的花粉活力分别为88.3%和85.2%,萌发率均为32.4%左右,授粉杂交结籽率分别达到9.8和8.3粒种子/角果。随着储存时间的延长,花粉活力及萌发率逐渐降低。3℃~5℃干燥储存32 d的花粉杂交结籽率仍可达到8粒种子/角果。本研究结果为花椰菜杂交一代制种和组合测配的花粉保存提供理论依据。     

An overview of male-sterility systems in pigeonpea [<Emphasis Type="Italic">Cajanus cajan</Emphasis> (L.) Millsp.]

For commercial development of hybrids the four pre-requisites are; availability of perfect male-sterility system, efficient mass pollen transfer mechanism, hybrid vigor, and the large scale seed production of hybrids for commercialization. The type of male-sterility governs the acceptance of hybrids by farmers. Genetic male-sterility (GMS) system was not accepted by farmers due to the economics of large scale seed production. The major drawback was rouging of fertile counterpart from the female plot, which was time consuming and labor intensive. Cytoplasmic-genic male-sterility (CMS) system usually was a better option for large scale seed production. Hybrid vigor has been utilized in some cereal and vegetable crops. Pigeonpea (Cajanus cajan) displays considerable natural out-crossing and now CMS lines are available with different cytoplasmic backgrounds. This mini-review reports the research on development of CMS lines and CMS-based hybrids in pigeonpea.     

不同温度水杨酸引发对干旱胁迫下玉米种子发芽及幼苗生理特性的影响

为探究不同温度水杨酸(SA)引发对水分胁迫下玉米种子发芽和幼苗生长、生理特性的影响,以‘郑单958’、‘金甜808’和‘京科糯2000’为试验材料,设置5组处理(CK、5、10、15、20℃)研究干旱胁迫下幼苗生长表现。结果表明,水杨酸引发显著提高了玉米幼苗抗氧化酶活性,增加了渗透调节物质含量,降低了丙二醛(MDA)含量,缓解了水分胁迫对玉米生长的影响。其中,玉米发芽参数（发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数）,‘郑单958’和‘金甜808’以15℃引发处理最高,较对照分别提高了16.67%、21.26%、17.69%、25.39%和10.88%、8.76%、10.02%、26.83%;而‘京科糯2000’以10℃引发处理最高,较对照提高了16.48%、10.73%、14.27%和32.00%。可见,种子引发增强了干旱胁迫下玉米种子的发芽能力,本研究结果可为种子引发在旱地玉米生产上的应用提供理论依据。     

粒重对玉米自交系种子品质性状和活力的影响

为探讨玉米自交系种子粒重对其品质性状和活力的影响,以81个玉米自交系的种子为试验材料,按照粒重分为5级,分别对其4个品质性状指标及电导率、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等指标进行分析.结果表明,不同粒重的玉米自交系种子发芽前活力呈显著差异,发芽后差并不显著;蛋白质、脂肪和淀粉含量却存在显著差异,赖氨酸的含量差异不显著.