玉米光周期反应研究简报

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9h和15h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。研究结果表明:不同材料对光周期的敏感程度不同,CML288对光周期的反应非常敏感,黄早四相对不敏感。CML288在9h的短日照条件下7片叶时期是其光周期反应的敏感时期,在15h的长日照条件下9片叶时期是其光周期反应的敏感时期。     

玉米和狗尾草光周期敏感性的比较研究

光周期是影响植物生长发育的关键因素之一。玉米和狗尾草都是短日照禾本科植物,且都具有光周期敏感性。对玉米和狗尾草的光周期敏感性比较研究,探索易于研究的狗尾草光周期敏感性机理,借以解析玉米光周期敏感性反应的机理。以玉米自交系CML288、黄早四和狗尾草自交系A10为材料,研究在长日照、短日照和在不同生育时期长短日照相互挪移处理下的光周期反应。结果表明,玉米和狗尾草在长日照条件下都表现出营养生长旺盛和生育期延迟,二者在长日照条件下的光周期敏感阶段都比短日照条件下的光周期敏感阶段长;玉米在进入光周期敏感期之前有一段时间的光周期钝感期,而狗尾草从发芽出苗就直接进入光周期敏感期。两个光周期敏感程度不同的玉米自交系比较,光周期敏感自交系CML288比光周期相对不敏感自交系黄早四的光周期敏感阶段长。     

对温、热带玉米杂交后代RIL的评价及其光周期敏感性研究

分析了温带玉米自交系黄早四、热带玉米自交系CML288及其衍生的F6重组家系(RIL)在中纬度和低纬度生态环境下的生育性状,对来自于同一亲本材料的F6重组家系和F3家系做了比较分析,研究了热带、亚热带玉米光周期敏感性及其相关性状的遗传特点。结果表明:在郑州长日照和三亚短日照条件下,F6重组家系的抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高和叶片数等光周期敏感指数均表现出数量遗传特点。F6重组家系的平均值接近双亲平均值,有一定数量的双向超亲家系;F3家系通过随机选择连续自交到F6代后,生育期稍有提前,植株和穗位降低,变异范围扩大。因此,F6重组家系群体可以用于进行QTL定位分析。长、短日照两种条件下F6重组家系光周期敏感相关性状与F3家系的相关系数极显著,F6重组家系各性状变异范围与F3家系相比均有明显扩大的趋势。说明随着世代数的增加,杂合基因型家系在群体中的比例逐步减小,显性、隐性纯合基因型的家系所占的比例越来越大。     

光周期对青饲玉米养分吸收及利用的影响

通过3个对光周期不同敏感型的玉米品种进行光周期试验,研究了光周期对玉米的营养生长及其N、P、K养分吸收及利用率的变化。结果表明,光周期对敏感型青饲玉米品种华农1号的地上部营养生长、根系生长和养分吸收有显著的调控作用,而对相对不敏感型的青饲玉米品种粤农9号的调控作用则不显著。华农1号在长日照条件下根干物重较短日照条件下增幅为390.38 %,光周期相对敏感型品种大暑麦的增幅为119.34 %,粤农9号的增幅为45.47 %;华农1号与粤农9号吸收的N总量分别增加了42.42 %和12.38 %,吸收P总量分别增加了171.76 %和12.23 %,吸收的K总量分别增加了319.27 %和62.42 %。试验结果还表明,随着光照时数的延长,光周期敏感型品种在长日照条件下的N养分利用率提高了,而P、K养分利用率却与光周期敏感特性无显著直接关系。     

玉米光周期敏感基因ZmELF4的克隆及其亚细胞定位

以热带玉米自交系CML288为供试材料,根据拟南芥ELF4基因保守序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆了ELF4在玉米上同源基因的全长cDNA序列(GenBank上的登录号为HQ009862)。序列分析表明,该基因cDNA序列全长683 bp,开放阅读框为432 bp,编码了144个氨基酸,与拟南芥、水稻的氨基酸序列同源性分别高达62%和75%,此外它们还共同包含一个高度保守的DUF1313未知功能结构域。利用基因重组技术分别构建了能够高效表达的过量表达载体pBI-ZmELF4和带有GFP标记的融合表达载体pGIT-ZmELF4-GFP,利用融合表达载体进行洋葱表皮瞬时表达实验,结果将ZmELF4定位于细胞核内,说明该基因在细胞核内起作用。     

160个玉米自交系光周期敏感性鉴定

以国内160个来源于温带、热带与亚热带玉米自交系为材料,于自然条件短日照(低纬度冬季,三亚)与长日照(中纬度夏季,北京、哈尔滨)环境下,鉴定自交系的雌雄开花期、株高与穗位高等性状。雌、雄开花期、株高和穗位高的遗传力分别为0.952、0.973、0.780与0.745,存在极显著水平的基因互作以及基因型与环境互作,表明这些性状受复杂遗传网络调控,并受光周期等环境因素影响。7884、65232宽、8902、B73、CA335与E28等24个自交系对光周期反应最为钝感,是光周期性状改良的优良供体亲本。鉴定的光周期敏感性的基础数据对基于这些自交系的杂交种组配、生态区适应性评估、种质改良与引进等具有重要意义,并为光周期反应特性相关基因的关联性分析奠定了基础。     

光周期条件对湖北光敏感核不育水稻育性转变的影响

湖北光周期敏感核不育水稻是湖北省发现培育的新不育材料,其育性转变受日照长度所控制。本研究通过人工光照和自然日照的调控等手段,初步探明了诱导育性转变的光周期的临界光照长度、光周期阈光值、暗期连续性的作用等。并对曙、暮光在诱导育性转变中的作用进行了论述。     

大豆GmPic基因的分离及表达分析

对光敏感型大豆品种“中豆24”进行长日、短日和自然光3种光周期处理,采用cDNA-AFLP的方法筛选差异片段,并进一步通过RACE技术分离了该基因。该基因全长983 bp,包含一个完整的开放阅读框,编码248个氨基酸,在遗传关系上与线粒体磷酸盐转运蛋白高度同源。通过半定量RT-PCR对该基因在不同光周期中的表达模式进行分析,结果表明,该基因在大豆生长发育的早期阶段表达,短日照抑制其表达,而长日照则增强其表达。因此,大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因可能是作为一种负调控因子参与大豆光周期反应。对大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因的研究能为进一步阐明大豆光周期反应分子机理打下基础。     

黑龙江省小麦品种穗发芽及光周期的分子检测

为了明确黑龙江省小麦品种的光周期特性及穗发芽抗性水平,利用Ppd-D1及Vp1B3标记对95个推广品种进行了检测。结果表明,有68个品种扩增出了与抗穗发芽相关的569 bp特异条带,占供试品种总数的71.6%;有27个品种扩增出与感穗发芽相关的652 bp特异条带,占供试品种总数的28.4%,说明在黑龙江省加强抗穗发芽品种选育十分必要。有70个品种(占总数的73.7%)扩增出了与光周期敏感性相关的414 bp特异带;有25个品种(占总数的26.3%)扩增出了与光周期不敏感相关的288 bp特异带,这些品种具有广泛的适应性。     

曙暮光在光敏感核不育水稻两个光周期反应中的作用

 本文论证了曙暮光在光敏感核不育水稻两个光周期反应中均有明显的作用,初步探明农垦58S 在武汉地区(30°27′N)育性转换期(7—8月)曙暮光的变化规律,提出采用“光照长度”以代替“日照长度”来划分光周期的昼与夜更为准确的见解,据此讨论了曙暮光的作用对光敏感核不育水稻在不同地理条件下的生态适应性的重要影响。     

西藏青稞品种喜玛拉雅10号干旱胁迫的SSH文库构建及干旱诱导表达基因分析

为了研究西藏青稞抗旱的分子机制,以西藏耐旱青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum HK.f.)品种喜玛拉雅10号为材料,利用抑制性差减杂交技术(SSH)构建青稞苗期叶片干旱胁迫诱导基因表达的正向差减文库。挑取600个阳性克隆进行PCR验证,并对验证后的单克隆进行测序分析,共获得420个有效序列。去除冗余序列和嵌合序列后,获得220条高质量EST序列,其中183条singlets,37条contigs。BlastN分析表明,其中189个EST序列可以在GenBank的unigene中找到同源序列,31个未能找到unigene同源序列;BlastX分析表明,62个EST序列unigene与未知功能蛋白或假定蛋白有较高的相似性;158条EST序列与已知功能蛋白有较高的同源性。获得的EST序列多数不仅与植物的非生物胁迫相关,也与植物的生物胁迫反应相关,说明植物在胁迫反应中有明显的共同机制。其中与大麦表达序列高度同源的EST占58%;这些基因涉及参与信号转导和转录调节的基因(11.96%),编码保护、防御和胁迫耐受蛋白的基因(9.78%),跨膜转运相关基因(5.43%),光合作用基因(6.52%),参与结构和功能代谢合成途径中的一些酶(30.43%)等代谢过程。实验结果表明,青稞在干旱复水条件下可诱导一系列特异基因的表达,如参与抗旱反应相关酶和蛋白基因锌指蛋白、衰老相关蛋白、CAS、细胞色素P450、热激蛋白、胁迫诱导蛋白,以及LEA蛋白、脱水蛋白、P5CS等保护蛋白基因。用KOBAS系统将56个EST定位到32个Pathways中,初步分析发现,谷氨酸盐代谢途径(Glutamate metabolism)、精氨酸和脯氨酸代谢途径(Arginine and proline metabolism)、泛素蛋白介导的蛋白质水解代谢(Ubiquitin mediated proteolysis)途径可能与青稞抗旱相关性较大。     

水稻光温敏核不育机理设想及光温敏核不育系选育策略

为更深入了解水稻光温敏核不育的遗传机理,综述了我国水稻光温敏核不育机理研究取得的成就及存在问题,提出了水稻光温敏核不育机理新设想,即水稻光温敏不育系中不存在光敏不育基因和温敏不育基因,其育性转换是主效不育基因与发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果;正常水稻品种中存在的不育基因位点(微效不育基因)可影响光温敏核不育系的不育起点温度,微效不育基因聚合越多,则不育系不育起点温度越低;微效不育基因完全纯合,则不育起点温度不会漂变。基于不育机理新设想,提出了光温敏核不育系选育的策略,即不同生态区、不同生态类型的光温敏核不育系选育的光温指标不一样,增压选择是选育低不育起点温度核不育系的技术核心,全面提高综合性状水平和配合力是选育实用光温敏核不育系技术的关键。     

玉米光周期敏感调节机制的研究进展

光周期敏感限制了温带地区对热带、亚热带玉米种质资源的引进。克隆玉米光周期相关基因并研究其功能和构建光周期调控网络,是解除这一限制的重要途径。在讨论不同植物光周期敏感调节机制保守性和差异性的基础上,结合其他植物(主要是拟南芥和水稻)光周期调控机制的研究现状,对玉米光周期性状的遗传特点以及相关基因的定位、克隆和功能研究进展进行综述。     

西藏青稞品种藏青13高氮处理的SSH文库构建及分析

为了分析青稞高氮处理相关基因的表达,以藏青13为实验材料,通过抑制差减杂交构建了青稞高氮处理下的差减c DNA文库。在随机挑取的281个阳性克隆中,测序获得219条高质量的EST,含有212条非重复且与Genbank中的基因或蛋白具有较高的同源性的序列。对其进行Blast2Go功能注释可将差异表达的基因定位到细胞组件、分子功能和代谢过程3大类内。通过KEGG代谢途径分析,212个比对结果中的117个ESTs有详细的KO功能注释,定位到17个具体的代谢途径上,且主要定位在光合作用碳固定途径和氮素代谢途径。此外,分析还发现这些基因主要是编码参与结构和功能代谢合成途径中的一些酶,且参与信号转导、转录调节和光合作用等生理过程,说明这些基因很可能参与到青稞在高氮处理下的抗性反应中。     

黑龙江省常用骨干自交系光反应特性研究

以黑龙江省常用玉米自交系为试验材料,对21个玉米自交系的每日阶段遮光处理研究其光反应特性。结果表明：缩短光照直接影响玉米品种的生育阶段,其中9叶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自交系的花期提前,其中1134、龙系85、H172、4F1对光敏感;Mo17、合344、434、706、446光反应迟钝。     

马铃薯看叶施肥技术的初步研究

摘要对不同叶龄的施肥效果表明,浙江马铃薯追肥宜早不宜迟.以6～7叶顶叶展平为标志施肥对地上茎叶生长的促进作用显著,现蕾后地下块茎生长比其它叶龄追肥为优,干物质分配合理.追肥迟不仅产量降低,而且小薯比例增加.因此,6～7叶龄期为最适追肥期.该结论在生产上已初步得到验证.     

Mechanism of Sterility and Breeding Strategies for Photoperiod/Thermo- Sensitive Genic Male Sterile Rice

To understand the male sterility mechanism of photoperiod/thermo-sensitive genic male sterile [P(T)GMS] lines in rice, the research progress on genetics of photoperiod and/or temperature sensitive genic male sterility in rice was reviewed. A new idea was proposed to explain the sterility mechanism of P(T)GMS rice. The fertility transition from sterile to fertile is the result of cooperative regulation of major-effect sterile genes with photoperiod and/or temperature sensitive genes, but not the so-called pg...