玉米光周期反应及一个相关基因的克隆

【目的】研究玉米的光周期反应，克隆出玉米中的EMF同源基因并研究其表达模式。【方法】以热带玉米自交系CML288和温带玉米自交系黄早四为材料，研究了它们在9 h和15 h光周期处理后的反应和热带自交系CML288在不同时期两种日照挪动处理下的光周期反应。通过RT-PCR法克隆到一个玉米上的EMF同源基因，并检测了该基因在经过不同光周期处理的自交系CML288、黄早四及其F1的不同生长时期茎尖中的表达。【结果】 CML288对光周期的反应非常敏感，黄早四相对不敏感。CML288在短日照条件下7片叶时期是光周期反应的敏感时期，在长日照条件下9片叶时期是光周期反应的敏感时期。推测新克隆的cDNA序列含有完整的1 881bp的开放阅读框，编码一条约71kD的多肽，包含626个氨基酸残基，编码的蛋白质有一个C2H2型锌指结构区,两个核定位信号区和一个酸性区，可能是DAN结合蛋白，Northern杂交显示，其在茎尖和叶片中均有表达。经不同光周期处理后，该基因在2个自交系及F1不同生长时期茎尖中的表达情况不同。【结论】克隆到的基因其功能可能与促进营养生长和抑制生殖生长有关。     

温带和热带玉米重组自交系群体的株高QTL分析

以光周期钝感自交系黄早4和光周期敏感自交系CML 288为亲本杂交所衍生的F10代重组自交系为材料,构建了覆盖玉米10条染色体的含有237个SSR标记的遗传连锁图谱;采用复合区间作图法对3种不同长短日照环境下的株高进行QTL定位,在4个地区3个不同的光周期环境下共检测到11个与株高有关的QTL.在第1条染色体1.10区域的1个QTL在各个日照条件下都能够稳定表达;位于第10染色体10.04区域的1个主效QTL PH 10在长日照务件下特异表达,且具有较大的贡献率、效应值和LOD值,推断在该区段上存在控制玉米光周期敏感性的QTL.     

基于温、热带玉米自交系永久F2群体的叶片数QTL分析

为研究热带玉米光周期敏感性的遗传机制,利用温热组合黄早四×CML 288衍生的重组自交系群体构建了一个包含278个组合的永久F2群体,分别在海南三亚、河南郑州和洛阳、北京昌平和顺义等5个地点3种光周期环境中进行田间鉴定.利用复合区间作图法在3种光周期环境下共检测到16个不同的玉米叶片数相关QTL.位于第4染色体的QTL...     

转换光周期对春性小麦叶片数的影响

利用6个来自我国不同生态区的春性小麦品种,通过不同穗分化期转换光周期实验研究了小麦叶片数的变异规律。结果发现,如果二棱期以前一直处于长日照条件,则至二棱期时幼穗基部的叶原基数与最终叶片数相同,不再受以后的日照长度影响。相反,如果二棱期以前处于短日条件,则转入长日照后,最终叶片数少于二棱期时幼穗基部的叶原基数,其中光周期敏感品种平均下降2.13片,光周期不敏感品种平均下降0.56片。据此推测,当前期处于短日照时,二棱期幼穗基部已分化的叶原基中,仍有部分为不稳定叶原基,随以后光周期变化而发生转化,短日照下继续发展为叶片,长日照下则发生退化,继而从中分化小穗原基。     

玉米光周期敏感性的主成分分析

对37个不同的玉米基因型进行长短2个光照处理,得到9个性状的光周期敏感指数,并对其进行主成分分析。结果表明,9个性状对光周期敏感程度的顺序分别为株高〉茎粗〉叶面积〉抽雄期〉总叶片数〉散粉期〉吐丝期〉穗位高〉雄穗分枝数,根据青贮玉米的育种目标筛选出光周期对生育期影响较小、而对营养生长有促进作用的玉米基因型CML177和CML183。     

水稻叶龄变化对短日长的响应

光周期是影响水稻叶片数的重要环境因子。本研究利用盆栽试验研究了10 h短日长处理对水稻品种叶片数的影响。结果表明,对生产中主茎总叶片数14～17叶的水稻品种来说,除3叶期外,短日长处理不同程度减少水稻主茎总叶片数,7～9叶龄期对短日长最敏感,7叶期和9叶期短日长处理使水稻主茎总叶片数显著减少。7叶期短日处理,水稻主茎总叶片数减少幅度表现为:高短日长敏感型品种中短日长敏感型品种低短日长敏感型品种。短日长处理对所有品种穗分化期叶龄余数影响不大。在不同品种类型中,籼粳杂交稻对短日长响应最为敏感,短日长处理下籼粳杂交稻主茎叶片数下降幅度大于粳稻和籼稻。在同一亚种内不同品种对短日长响应的敏感性也存在差异。     

糜子不同性状对光周期的响应及综合评价

为探讨不同品种糜子各性状指标对光周期的反应,通过遮阴棚处理,设置6、9、12 h光照和自然光照（对照）4个光周期环境,调查15份糜子材料的生育期、农艺性状、产量和短日抽穗促进率的光反应特性,以11个性状指标的相对敏感度值分析各性状指标的光周期敏感度,并采用2种综合评价方法对15个糜子品种的光周期敏感性进行综合评价。结果表明,糜子在三叶期进入光敏感期,12 h光照处理为糜子短日处理标准。与自然日照相比,短日处理缩短了糜子抽穗期,株高、分蘖数、穗长、主穗小穗数、千粒质量、主茎节数和产量随着日照时数的缩短整体上呈递减趋势,日照时数低于6 h或高于12 h均会减少糜子叶片数、缩短糜子穗颈长度,降低糜子有效穗数,短日出穗促进率相对较低的品种表现为更强的适应性。11个性状指标的光周期相对敏感度值在-0.7~1.6之间,株高和主穗小穗数的光周期相对敏感度最强,其次是有效穗数、生育期、主穗长,叶片数和千粒质量的敏感度较弱,结合主成分分析结果显示,株高和主穗小穗数可作为主要评价指标,主穗长和生育期可作为参考评价指标,千粒质量和叶片数不适合做为评价光周期敏感性指标,光周期综合指标评价D值显示‘赤糜2号’和‘固糜21号’为光周期低敏感型糜子品种。     

不同短日照对不同叶龄谷子生长发育的影响

谷子是短日照作物,短日照处理可以减少单株叶片数,促进出叶速度,从而提前抽穗,缩短育种进程。谷子在五叶期时,给予8h短日照光周期处理效果最显著。     

两种纬度生态条件下热带、亚热带玉米群体的鉴定

比较了热带、亚热带玉米群体在中、低两种纬度生态条件下的产量和农艺性状表现.在长日照生态条件下,热带、亚热带群体具有明显的光周期敏感特性.营养生长与生殖生长严重失调是光周期敏感表现的最突出矛盾.不同性状和不同群体的光周期敏感反应存在明显差异.根据对各性状光周期敏感系数(RD)的比较,ASI、吐丝期、穗位高、株高等可作为反映光周期敏感特性的指标.热带、亚热带群体营养生长的生育时期、株高、穗位高在2种纬度环境之间显著相关,产量和多数果穗性状在2种纬度环境之间呈显著负相关.说明长日照环境下热带、亚热带群体的生育时期、株高、穗位高与短日照环境下群体基因型的表现有关,但长日照条件下产量较高的群体,短日照条件下反而产量较低.长日照条件下不能准确鉴定热带群体的产量潜力.     

两种纬度生态条件下热带,亚热带玉米群体的鉴定

比较了热带、亚热带玉米群体在中、低两种纬度生态条件下的产量和农艺性状表现。在长日照生态条件下,热带、亚热带群体具有明显的光周期敏感性。营养生长与生殖生长严重失调是光周期敏感表现的最突出矛盾。不同性状和不同群体的光周期敏感反应存在明显差异。根据对各性状光周期敏感系数（ＲＤ）的比较,ＡＳＩ、吐丝期、穗位高、株高等可作为反映光周期敏感特性的指标。热带、亚热带群体营养生长的生育时期、株高、穗位高在２种纬度环境之间显著相关,产量和多数果穗性状在２种纬度环境之间显著负相关。说明长日照下热带、亚热带群体的生育时期、株高、穗位高与短日照环境下群体基因的表现有关,但长日照条件下产量较高的群体,短日照条件下反而产量较低。长日照条件下不能准确鉴定热带群体的产量潜力。     

Determination of the Photoperiod-Sensitive Inductive Phase in Maize with Leaf Numbers and Morphologies of Stem Apical Meristem

It is vital to determine the effective photoperiods of maize for making full use of tropical germplasm, which is the foundation for determining the effect of latitude and planting date on the development of photoperiod-sensitive maize cultivars. The objective of this study is to determine the photoperiod-sensitive inductive phase using reciprocal transfer between long- day （LD） （15 h d^-1） and short-day conditions （SD） （9 h d^-1）. For Huangzao 4 and CML288, days to tassel and pollen shedding were recorded, and stem apical meristems （SAM） were observed by a laser scanning confocal microscope. The results show that the seedlings are insensitive to photoperiod when they are very young （juvenile）. However, after this period, LD delays flowering and increases the leaf numbers below the inflorescence, and the length of the interval of the photoperiod-sensitive inductive phase is longer under LD conditions than under SD conditions. Transferred from SD to LD, plants show a sudden decrease in leaf numbers once sufficient SD has been received for flower commitment. While transferred from LD to SD, plants have a continuous increase in leaf numbers during the photoperiod sensitive inductive phase under LD conditions. At the same time, when plants are competent to flowers, the obvious morphology is the elongation of maize SAM. There is an obvious variance of the photoperiod sensitive phase under LD and SD conditions in different maize.     

光周期遗传特性对青饲玉米植株生长的影响

对华农1号青饲玉米组合的父、母本和F1、F2代杂交种以及2个对照品种共6个品系进行光周期敏感性测定,并在内蒙古自治区进行长日照盆栽试验,研究光周期对营养生长的影响.光周期敏感性测定试验结果表明:(1) 6个玉米类型存在显著光周期敏感性差异。以最终叶片数(TLN)变化为指标,可将6个玉米品系划分为光周期极敏感型、敏感型、相对敏感型、相对不敏感型等4个类型.(2)长在内蒙古自治区日照条件下,幼苗期(5叶龄),敏感型和相对敏感型的杂交F1、F2代品系在株高、茎粗、地上部干物质量方面指标都较低,收获期叶片较多,上述指标均显著上升;光周期相对不敏感型品种在幼苗期阶段的上述指标较高,收获期阶段显著降低;而光周期极敏感型品种在全生育期受长日照抑制,植株生长较慢.光周期敏感性可以在F1代表达,在F2代出现分离.     

黑龙江省主要玉米品种及其亲本光温反应特性研究I12个玉米品种及其亲本的光反应特性

以黑龙江省12个常用玉米品种及其亲本为试验材料,研究其光反应特性．通过对材料的每日阶段遮光处理的结果分析,缩短光照直接影响玉米品种的生育阶段。其中出苗至抽雄期遮光处理与正常光照的叶龄值差异显著,可作为衡量光反应特性的指标性状。缩短光照后使大部分玉米杂交种及自交系的花期提前,其中四早六、龙单21、绥玉7号、1134、龙系85、H172、4F1对光敏感;海玉4号、四单16、本育9号、合344、434、706、446光反应迟钝。遮光处理对品种形态性状株高、穗位高、叶片数及雄穗分枝数都有不同程度的影响。其影响大小程度依次为：穗位高〉株高〉雄穗分支〉叶片数。     

光周期诱导菊花成花及成花逆转过程中生理代谢的变化

本试验以切花菊品种神马为试材,研究了不同光周期处理过程中菊花叶片可溶性总糖、蔗糖、可溶性蛋白、RNA和DNA等含量的变化。结果表明,长日照处理的菊花未形成花芽,始终保持营养生长,其叶片可溶性总糖、蔗糖、可溶性蛋白、RNA和DNA含量没有明显变化,一直保持较稳定水平。短日照处理的菊花叶片可溶性总糖和蔗糖比长日照处理减少,可溶性蛋白质、RNA和DNA含量都比长日照处理增加。先短日照后长日照处理的菊花在短日照期间形成的花芽在转入长日照时花芽停止发育和膨大,最终未开花,其叶片可溶性总糖含量比长日照处理减少,处理第15d以后比短日照处理增加,而蔗糖、可溶性蛋白、DNA和RNA含量比其它处理明显增加。     

光周期变化对糜子形态建成及幼穗发育进程的影响

【目的】糜子是典型的短日照作物,对光周期反应极其敏感,造成了糜子育成品种生长适应区域狭窄、不能跨区域应用的问题。研究探讨不同光照长度对糜子植株形态建成及幼穗发育的影响,为明确糜子对光周期的反应机理,培育广适应性糜子新品种提供研究依据。【方法】以河北省糜子地方品种二紫杆为材料,采用盆栽试验,出苗后每天补充光照至18 h;设光照0（对照）、10、15、20和25 d共5个处理,每个处理重复3次,18 h光照结束后转移到每天12 h光照人工气候室;田间调查抽穗期,成熟后室内调查株高、茎粗、穗长、穗干重和穗粒干重等农艺性状;利用体视显微镜室内观察糜子幼穗的发育进程并照相记录,统计分析不同光照条件的变化对糜子农艺性状和经济产量的影响及对糜子幼穗分化进程的影响。【结果】每天18 h长日照条件下生长25 d的处理植株平均株高115.6 cm,单穗粒重0.647 g,分别比对照提高了109.0%和472.6%;茎、叶和穗的干物质积累分别比对照提高了416.7%、142.9%和412.0%,差异均达到极显著水平。延长光照20 d处理与25 d处理相比较,各器官干物质重差异不显著。在18 h长日照条件下,糜子茎尖生长点一直处于未伸长期,持续营养生长,生殖生长滞后;在12 h短日光照条件下5 d后糜子开始从营养生长转入生殖生长,幼穗开始分化,分化过程可分为生长点未伸长期、生长点伸长期、穗枝梗原基分化期、小穗原基分化期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期和花粉粒形成期等共7个时期。所有5个增加每天光照时间和长日照天数的不同处理,幼穗分化持续时间均为15 d左右,没有受到前期延长光照时间的影响。【结论】短日照条件下,出苗后增加每天光照时间和增加长日照天数能延长糜子的营养生长期,有利于干物质的积累,可以极显著的提高糜子的生物和经济产量;短日照条件能够诱导和促进糜子从营养生长到生殖生长的转变,而长日照条件则抑制糜子生殖生长的开始;糜子的幼穗分化可以划分为7个不同的时期,生殖生长开始后不受前期延长光照时间的影响,持续时间在15 d左右。     

Mapping Quantitative Trait Loci Associated with Photoperiod Sensitivity in Maize （Zea mays L.）

Photoperiod sensitivity in maize plays an essential role in utilizing tropic and sub-tropic germplasm to temperate areas. This study aims to identify and map the QTLs responsible for the characteristics measuring photoperiod sensitivity, days from planting to silking （SD）, photoperiod response coefficient of silking （PRC）, and anthesis-silking interval （ASI）. Using the population derived from Zheng 58, photoperiod-insensitive parent, and Ya 8701, photoperiod-sensitive parent, a linkage map was constructed with 93 single sequence repeat （SSR） markers. Phenotyping of 296 F2-3 families of the population in replicated-field test was conducted in both long-day （Beijing, China） and short-day （Sichuan, China） conditions. Ten QTLs were identified to be associated with the SD and ASI on chromosomes 3, 4, 6, 8, and 10 in the longday conditions, and 11 QTLs were detected to be related to the SD and ASI on chromosomes 2, 3, 4, 5, 6, 8, and 10 in the short-day conditions, respectively. A QTL associated with the PRC as a major effect in the long-day conditions located in the same position as the QTL related to the SD and ASI in the map, and was on chromosome 10 linked with marker bnlg1655. Using these QTLs in the marker-assisted selection, the photoperiod sensibility could be reduced by selection of the alleles responsible for the SD, PRC, and ASI in breeding programs.     

短日照对烤烟花芽分化及生物学性状的影响

以烤烟品种NC82(Nicotiana Tabacum cv. NC82)为试验材料,通过诱导方法研究了光周期对烟草花芽分化及生物学性状的影响。结果发现:①短日照处理可使烟株的现蕾时间提前,表明NC82具有一定短日性;②6 h和8 h的短日照条件,均可有效诱导烟株早花;③9~13叶期的烟株具有同等的感受花芽分化诱导信号的能力;④在9叶至13叶期范围内的烟株,接受诱导信号的时期越早,其花芽分化越早,叶片数越少。该结果为烟草早花影响因素、有效诱导时期研究提供了参考。     

Plant Morphology: Its Control in Proserpinaca by Photoperiod, Temperature, and Gibberellic Acid

Growth forms controlled by the photoperiod are modified by temperature and gibberellic acid. Gibberellic acid changes leaf orientation and prostrate growth habit of the short-day plant to that typical of the long-day plant and modifies leaf shape in both types of plants. Low temperature resembles short days in its effect on leaf shape and stem orientation of long-day plants. Geotropic responses of the stem appear to be modified by photoperiod, temperature, and gibberellic acid.