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。     

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,表明伽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.     

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。     

玉米雄性不育突变体ms1153的遗传分析与基因定位

以玉米雄性不育突变体ms1153为材料,通过减数分裂期花粉母细胞染色体观察和不同发育时期花药石蜡切片分析突变体不育表型产生的原因,利用F₁和F₂群体确定突变体MS1153的遗传方式和基因ms1153物理位置。结果表明,与野生型相比,突变体植株在营养生长期无明显差异,在生殖生长阶段花药不能从颖壳外露,成熟花粉粒内无淀粉积累。细胞学分析发现,突变体减数分裂过程正常,但减数分裂后绒毡层降解推迟。遗传分析表明,突变体ms1153的不育性状受1对隐性核基因控制。利用图位克隆的策略将MS1153基因定位于玉米第4染色体分子标记8243与8275之间,物理区间为221.4~226.2 Mb,此区间内没有已克隆雄性育性基因,说明MS1153是一个新的玉米雄性育性基因。     

利用分子标记定位玉米小粒突变体mn7基因的研究

利用甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系郑 58进行诱变，获得 1个可以稳定遗传的小粒突变体mn7(miniature 7)。mn7成熟子粒表现为体积变小、子粒偏白、胚乳发育缓慢，百粒重降低 60.2%，粒长、粒宽、粒厚均极显著降低。mn7突变体的子粒在授粉后 15 d即可观察到明显小于野生型的子粒。对其自交后代和回交后代的遗传分析表明，该性状受隐性单基因控制。用mn7纯合体与自选玉米自交系 19HL3012杂交构建的包含 348个个体的 F₂分离群体，将该基因定位于玉米第 7染色体上 bin7.02区域内分子标记 umc2327和 SYM232之间 5.8 cM的范围内，距umc2327为 4.4 cM，距 SYM232为 1.4 cM。初步的生物信息学分析表明， mn7可能是 1个新基因或新等位基因。     

玉米耐旱相关基因dbf1的序列变异分析

玉米dbf1 基因在干旱胁迫下的编码产物与DIP₁蛋白相结合,调控植物激素脱落酸（ABA）响应基因rab17 的表达,从而提高耐旱性。以B73的dbf1 基因组序列为模板,对104个玉米自交系的dbf1 基因进行测序,研究玉米dbf1 基因的序列多态性。多态性分析表明,在全长为2 118 bp的序列中共发现48个SNP和12个InDel。尽管大部分变异位点集中在非编码区,但编码区的1个InDel和3个非同义突变位点的变异可以产生氨基酸序列改变。玉米dbf1 基因的全长序列和编码区序列的变异位点可以分别将该基因划分成33和11种单倍型,并且编码7种蛋白质。在供试材料中,dbf1 基因至少经历了9次重组,中性检测表明,该基因的进化没有偏离中性选择。     

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。     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

Glu A1和 Glu D1位点高分子量谷蛋白亚基共同缺失对弱筋小麦品质的影响

为了研究高分子量谷蛋白亚基(HMWGS)缺失对小麦品质的影响,以 GluA1和 GluD1位点HMWGS共同缺失材料2GS041410作供体亲本,以弱筋小麦品种扬麦13和扬麦18作轮回亲本进行回交,构建不同遗传背景的BC¹F³和BC²F³群体,测定受体、供体亲本的品质,以及回交群体BC¹F³和BC²F³中 GluA1和 GluD1位点HMWGS共同缺失纯合单株及两位点均正常表达纯合单株的品质。结果表明,供体2GS041410具有较低的SDS沉降值、较短的面团形成时间和稳定时间;在BC¹F³和BC²F³中, GluA1和 GluD1位点HMWGS共同缺失对蛋白含量影响不显著,但可显著或极显著降低SDS沉降值和水溶剂保持力(SRC)。 GluA1和 GluD1位点HMWGS双缺失在弱筋小麦品质育种中具有一定的应用价值。     

转BcBCP1基因耐盐碱玉米对田间节肢动物群落的影响分析

利用陷阱调查法跟踪调查全生育期转BcBCP1基因耐盐碱玉米田间地上主要节肢动物群落的种类和数量。结果表明,转BcBCP1基因玉米及其受体玉米自交系黄早四主要害虫、捕食性天敌、地上跳虫的种类和数量上差异不显著,推断耐盐碱转基因玉米的种植对田间节肢动物群落短期内无显著影响。     

EMS处理对玉米自交系配合力的影响

从经EMS诱变并已多代自交的玉米诱变群体中选取6个材料(1个对照),以西南大学玉米研究所广泛应用的3个自交系为测验种,系统测定了各材料在植株性状、穗粒性状和单株产量上的一般配合力和特殊配合力。分析结果表明,EMS处理使5个突变系在各个性状的配合力上均表现出与对照有明显差异;突变系2和突变系4的表现尤为明显,在多个性状上都集中了较多的负效应,尤其是单株产量比对照明显降低。配合力分析表明,化学诱变处理在改造玉米自交系单株产量的配合力上难度较大。     

小麦温光敏雄性核不育系K78S及其衍生不育系的配合力分析

为了评价小麦温光敏核不育系的配合力,采用14×6不完全双列杂交对14个温光敏核不育系和6个恢复系的7个性状进行了配合力分析。结果表明,穗粒数、千粒重、穗长和小穗数的一般配合力(GCA)方差达极显著水平,这些性状以加性效应为主;单株产量、单株穗数和株高的GCA和特殊配合力(SCA)方差均达极显著水平,3个性状同时受加性和非加性效应的共同作用。GCA好的亲本一般都有较大的产量及产量构成因子GCA效应值以及较多的正效GCA产量构成因子,不育系S1、S6、S7、S9、S12、S13、m14均具有较好的GCA。10个单株产量最大组合的产量构成因素SCA效应值分析结果表明,强优势组合产量三要素的重要性依次为穗粒数、有效穗数和千粒重,不育系的小穗数和株高,恢复系的单株穗数、穗粒数、千粒重及株高的田间表型值与其GCA效应值呈极显著正相关,这些性状的表型值可直接用于指导亲本选配。     

花生亲本材料遗传评价研究

选用8个亲本按NCⅡ配制16个组合,研究了F1-F4:5代产量性状和F4种子品质性状的遗传变异情况,测定了F4:5384个株系、56个品系的产量。结果表明:①各性状的一般配合力变异大于特殊配合力变异,杂种均数的遗传分量中以加性效应为主,这与前人研究结果一致。②亲本产量配合力在杂种世代间表现不一致,早代测定以F3较为适宜。③亲本性状值与一般配合力效应呈正相关,表明亲本性状优劣对杂种后代表现有一定影响。④优良品系的分布很集中,主要分布在母本963-4-1和父本88-1202的序列组合中,显示出优良亲本在育种效果上的突出优势。⑤963-4-1和88-1202是很好的高产育种亲本,904-79和佐治亚的育种利用价值也较高。     

两系杂交籼稻配合力分析

以5个新育成的籼型水稻光温敏核不育系和生产上广泛应用的不育系培矮64S为母本,6个新育成的恢复系为父本,采用NCⅡ设计配制36个组合,分别在海南和湖北进行试验(完全随机区组设计,3次重复）,考查单株产量等10个主要农艺性状,分析配合力。大多数性状的一般配合力和特殊配合力方差达到显著或极显著水平,各性状的一般配合力方差均大于特殊配合力方差,表明基因的加性作用大于非加性作用。5个新育成的不育系产量的一般配合力效应没有显著差异,但都显著高于对照不育系培矮64S;华885S的产量一般配合力效应最高,特殊配合力方差较大,是参试不育系中产量配合力最好的亲本;华893S的每穗总粒数和每穗实粒数的一般配合力效应最高,特殊配合力方差最大,是提高每穗粒数的优良亲本;播始历期以华328S表现最好,以华328S作母本可以选育到生育期变化较大的组合,既可以培育中籼型组合,也可以培育晚籼型组合;株高一般配合力以华884S的负效应最高,特殊配合力方差显著大于组合平均值,表明用华884S作母本,容易选育出植株较矮、抗倒性较强的组合。恢复系中,华恢2185的产量一般配合力效应表现最高,特殊配合力方差最大,千粒重、穗长、结实率和播始历期的一般配合力效应均排在参试恢复系首位,是一个理想的亲本;株高、每穗总粒数和着粒密度的配合力,以华1108表现最好。特殊配合力效应最大的前10个组合和单株产量最高的前10个组合顺序完全对应,表明在水稻杂种优势利用中,亲本之一有良好的一般配合力效应,另一个亲本或双方都具有良好的特殊配合力,就有可能育成强优势组合。     

江苏沿江地区新选玉米自交系产量及产量构成性状的配合力分析

选用热带、亚热带等种质选育的9 个代表性自交系,按GriffingⅢ双列杂交设计方法,配制成正、反交共72个F1组合,在江苏省南通和南京两个地点对参试自交系4个性状进行一般配合力和特殊配合力分析。结果表明：在新选自交系间杂种F₁代小区产量、行粒数的变异中,非加性遗传方差大于加性遗传方差;在穗行数、千粒重的变异中,加性遗传方差大于非加性遗传方差。小区产量、千粒重性状一般配合力好的自交系是S7和S3;穗行数一般配合力较好的自交系是S6、S3和S9;行粒数一般配合力较好的自交系是S9和S2。综合4个性状评价,S3最好,其他依次为S7、S2、S5和S1。导入了热带、亚热带种质的S9行粒数一般配合力有所提高。除行粒数外,其他性状的反交效应均不显著。     

杂交大豆配合力及杂种优势分析

为了提高杂交大豆育种效率,进一步提高杂交大豆产量。本研究以5份大豆细胞质雄性不育系为母本,12份恢复系为父本,采用NCⅡ设计方法组配60个杂交组合,对产量、单株荚数、单株粒数和每荚粒数分别进行杂种优势、配合力效应、及其与F1性状的相关性分析。结果表明,F1产量性状中亲优势组合占全部组合的55%,超高亲优势组合占30%,中亲和超高亲优势均?20%的占15%。单株荚数、单株粒数、每荚粒数等产量相关性状的中亲优势组合分别占55%、56.67%和23.33%,超高亲优势率均为负值。17份亲本材料的一般配合力（general combining ability,GCA）变化范围为-27.94%～56.62%,其中6份材料表现为正效应;30个杂交组合的特殊配合力（special combining ability,SCA）为正值,占总体的50%。此外,SCA与F1籽粒产量和单株荚数的杂种优势及其性状值均相关;GCA与产量性状值和单株粒数的中亲优势呈极显著相关,与单株荚数的中亲优势、单株粒数、每荚粒数的超高亲优势及性状值呈显著相关;各性状SCA与GCA之间不相关。单株荚数和单株粒数对产量的贡献较大。产量杂种优势强的组合双亲除具有高的一般配合力,而且兼具有较高的特殊配合力。     

黑龙江杂交粳稻产量相关性状配合力及遗传参数分析

按照不完全双列杂交(NCII)设计,以6个恢复系为父本、3个不育系为母本共配制18个杂交粳稻组合,分析了产量相关性状的配合力及遗传参数.结果 表明,杂交组合的产量和结实率受母本的影响大于父本,每穗实粒数更多地依赖恢复系,穴穗数和千粒重则受双亲的共同影响.遗传分析表明,主要受基因加性效应影响的性状为穗实粒数,主要受非加性...     

杂交稻新恢复系主要农艺性状的配合力分析

利用5个三系杂交稻不育系（金山2A、福伊A、京福5A、G201A、太香A）和5个杂交稻恢复系（22、制3、404、制6、明恢86）,通过不完全双列杂交配置了25个杂交稻组合,研究了这些新恢复系14个主要农艺性状的配合力。结果表明,14个主要农艺性状的一般配合力方差与特殊配合力方差均达显著或极显著差异水平,并且一般配合力方差明显大于特殊配合力方差,说明杂交稻主要农艺性状的遗传以加性效应为主。除有效穗和播始历期外,父本和母本对株高、穗长、穗颈长、剑叶长、剑叶宽、倒二叶、倒三叶、一次枝梗、二次枝梗、穗粒数、千粒重和结实率等12个农艺性状具有同等重要作用。杂交稻亲本的一般配合力和组合的特殊配合力是相互独立的,相同性状的亲本一般配合力和组合的特殊配合力效应不同,因此组合的特殊配合力是关键。制3、制6、404是一般配合力较好的恢复系,它们的杂种综合性状都比较好,是具有较好育种应用前景的恢复系。     

玉米不同基础群体选系高效测验系筛选

采用常规方法从新组配的14个Reid类F₁基础群体中选育自交系,对S₄代选系与其他三大优势类群10个骨干自交系为测验系组配成的1 902个测交组合进行田间鉴定,分析从中筛选出428个优组合的子粒产量和百粒重表现及其与选系基础群体和测验系的关系。结果表明,来源于不同基础群体和同一基础群体的不同选系与不同优势类群和同一优势类群不同测验系间测交组合的子粒产量和百粒重均存在较大差异。来源于基础群体BP5选系子粒产量和百粒重的一般配合力较高,其与测验系昌7-2间子粒产量和百粒重以及与测验系浚926间百粒重的特殊配合力均较高;BP7群体选系百粒重和子粒产量、BP6群体选系百粒重和BP9群体选系子粒产量的一般配合力均较高;BP1、BP2和BP5群体选系与测验系浚926间组合的百粒重,BP6、BP7群体选系与测验系浚926间组合子粒产量,BP4、BP5、BP10和BP12群体选系与测验系昌7-2间组合百粒重,BP2和BP10群体选系与测验系昌7-2间组合子粒产量及BP4群体选系与测验系HL02间组合子粒产量的特殊配合力均较高。昌7-2、浚926和HL02是比较适宜的高效测验系。     

玉米自交系产量及主要穗部性状的配合力分析

采用不完全双列杂交方法,以宁夏自育的14个玉米自交系和2个常用自交系为母本,与改良Reid、Lancaster(Mo17和自330两个亚群)、塘四平头、旅大红骨这5个亚群的代表系Mo17、丹340、掖478、黄早四、B73为父本,进行了产量及主要穗部性状的配合力研究。结果表明,目前生产上主栽品种掖单19的亲本掖478与掖52106具有较高的特殊配合力;一般配合力以掖52106最高,宁58、郑22、宁70次之;特殊配合力较掖52106×掖478高的组合有4个,仅占配制组合的5%,说明多年来宁夏自育的玉米自交系在性状上还需进一步改良。试验对产量及主要穗部性状的配合力、遗传力及其相关性做了较深入的分析,产量与穗长、穗粗及行粒数的配合力相关性较大,提出了自交系性状选择应以穗行数为主,行粒数、千粒重次之,对产量直接选择效果较小。