谷子黄叶色突变体ylm-1的精细定位与功能分析

谷子叶色突变体在研究C₄光能利用效率和叶绿素代谢机制方面具有重要作用。为探究谷子叶色突变的分子机制,利用甲基磺酸乙酯（EMS）处理谷子品种豫谷1号,获得1个稳定遗传的黄叶色突变体ylm-1。通过表型和遗传分析及遗传背景检测,同时利用突变位点图谱（MutMap）技术对突变基因进行精细定位。结果表明,ylm-1整个生育期叶色均为淡黄色;ylm-1与野生型遗传背景相同且受1对隐性核基因控制;MutMap精细定位到第9号染色体关联区间内共13个非同义突变基因,其中,Seita.9G249900是一个编码与红叶绿素代谢还原酶（RCCR）相关的基因,该基因位于第9号染色体19 937 988与19 940 620bp之间,含有2个外显子和1个内含子,在第2外显子361bp处发生A/T碱基突变,导致1个谷氨酸（E）变成天冬氨酸（D）。根据突变碱基设计了dCAPS标记,进一步验证了ylm-1候选基因突变位点。黄叶色突变体ylm-1的鉴定与基因功能分析将为该基因的有效利用、功能验证及作用机制研究奠定理论与技术基础。     

MYB转录因子在植物耐盐基因工程中的应用进展

盐胁迫是影响植物生长、发育及作物产量的重要环境因子。耐盐育种是保障农业生产的重要措施,利用基因工程技术提高植物耐盐性是优于传统育种的有效途径。MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在包括盐胁迫在内的植物非生物胁迫调控中有重要作用。本文系统阐述了MYB转录因子的基本结构及其在拟南芥、烟草及水稻、大豆、番茄等植物耐盐基因工程中应用的研究进展,为MYB转录因子的利用及植物耐盐遗传改良及育种提供参考。     

bHLH转录因子在植物抗非生物胁迫基因工程中的应用进展

植物在生长发育过程中,经常会遭遇干旱、高盐和低温等非生物胁迫的伤害,从而影响其生长发育和地理分布,对于作物而言会降低产量和品质,危害农业生产发展,因此植物抗逆育种研究已经成为保障农业生产的一个重要内容。利用基因工程技术提高植物的抗逆性是一条优于传统育种途径的快捷有效的途径。bHLH转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及抵御多种非生物胁迫反应(干旱、高盐、低温、缺铁等)中具有重要的调控作用。有研究者发现,很多bHLH转录因子可以提高植物的抗逆性。本文全面系统阐述了植物bHLH转录因子的基本结构特征及其在植物抗旱、耐盐、耐冷、耐缺铁基因工程中的应用进展,以期为bHLH转录因子的利用及植物抗旱遗传改良和育种提供参考。     

玉米F_(2:3)群体淀粉含量的表现及相关性分析

利用300个F_(2:3)家系及2个亲本在两个地点(环境)的试验数据,对玉米淀粉含量的表现及其与单株产量、百粒重、穗长、穗粗、穗行数等的相关性进行了研究。结果表明,两种环境条件下,淀粉含量在F_(2:3)群体中存在广泛的变异,表现出数量性状遗传的特点。方差分析表明,淀粉含量受基因型和环境的共同影响。淀粉含量与百粒重显著正相关,与单株产量相关不显著。     

国审玉米新品种郑单1002的选育

郑单1002是以郑588为母本、郑H71为父本杂交育成的玉米单交种。2013—2014年参加黄淮海夏玉米品种区域试验,2 a平均产量为10 103.3 kg/hm2,比对照郑单958增产6.7%;2014年参加黄淮海夏玉米品种生产试验,平均产量为10 003.5 kg/hm2,比对照郑单958增产4.4%。郑单1002对大斑病、小斑病、弯孢菌叶斑病、矮花叶病、瘤黑粉病等均有较高的抗性;籽粒品质达到普通玉米一等级国标、高淀粉玉米二等级国标、饲料用玉米二等级国标。郑单1002于2015年9月通过农业部国家农作物品种审定委员会审定,其主要特点是高产稳产、优质、抗病性较强,适宜河南、山东、河北保定及以南地区、陕西关中灌区、江苏北部、安徽北部及山西南部夏播种植。     

基于RNA-seq的谷子萌芽期抗旱相关基因挖掘与分析

为了明确响应干旱胁迫的关键基因,解析谷子抗旱机制,本研究以谷子抗旱品种山西2010和干旱敏感品种K359*M4-1为材料,应用RNA-seq技术对两个品种干旱胁迫前后萌发期种子进行转录组测定。结果表明,在山西2010和K359*M4-1中分别鉴定出2 300个和3 652个差异表达基因(DEG),包括编码类锌诱导的促进因子、类萌发素蛋白、蛋白磷酸化酶、转运蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)、转录因子、过氧化物酶等基因。通过对鉴定到的DEG进行GO和KEGG代谢途径富集分析,发现山西2010和K359*M4-1中的DEG分别富集在52个和21个生物学过程。KEGG 富集分析发现,DEG主要富集在淀粉和蔗糖代谢, 植物激素信号转导,光合作用-天线蛋白,苯丙素生物合成,角质、亚氨酸和蜡生物合成,次生代谢物生物合成等途径。本研究结果为挖掘谷子抗旱关键基因、解析谷子抗旱机制奠定了基础。     

谷子氮高效基因型筛选及相关特性分析

在低氮(0.5 mmol/L)和高氮(5.0 mmol/L)2个氮素水平下,研究不同氮效率谷子基因型的光合特性、农艺性状、氮含量、吸氮量、氮利用率、氮代谢相关酶活性及其相关性,以期为氮高效谷子新品种的选育提供基础材料。结果表明,低氮和高氮水平下,不同谷子基因型光合特性、主要农艺性状、氮含量及吸收利用指标变异系数分别为16.2%～34.4%和15.2%～22.5%、15.2%～55.4%和17.9%～49.3%、13.7%～28.4%和15.8%～23.7%。2个氮素水平下,谷子产量与光合速率、穗长、单穗质量、地上部生物量、吸氮量和氮利用率均呈显著或极显著正相关,与茎秆和根氮含量均呈显著负相关。根据2个氮素水平下的谷子产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型4种类型。豫谷17、豫谷23、冀谷33等在低氮和高氮水平下产量、吸氮量、氮利用率、氮代谢相关酶活性均表现突出,受氮肥影响较小,为典型双高效型基因型,适宜贫瘠地区种植;冀谷41、七叶黄、郑11-2等在低氮和高氮水平下均表现出氮低效利用特性,受氮肥影响较大,为典型双低效型基因型。     

基于玉米重组自交系籽粒脱水速率的相关性状分析

以脱水速率慢的玉米自交系郑58与脱水速率快的自交系KW1A139为亲本,构建了含有650个家系的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体,对籽粒脱水速率、穗轴含水量、籽粒含水量3个性状进行初步分析。结果表明:籽粒含水量和穗轴含水量呈极显著正相关,籽粒脱水速率与穗轴含水量和籽粒含水量呈极显著负相关;RILs群体各性状分离明显,且基本符合正态分布,表现为数量性状遗传特点,是较为理想的作图群体。     

小麦亲本间分子遗传距离与F1杂种优势的相关性分析

为了探讨利用小麦亲本间分子遗传距离预测F1杂种优势的可行性，以河南省8个不同类型的小麦品种（系）为材料，分别于2003年和2004年按不完全双列杂交组配28个组合，分析与产量相关的9个性状的F1杂种优势。分别选用均匀分布于小麦21条染色体上的287对SSR引物和33个二核苷酸重复ISSR引物，计算8个亲本间的分子遗传距离．进而分析亲本间分子遗传距离与F1杂种优势表现的相关性。结果表明，SSR和ISSR两种标记估算的遗传距离间相关极显著（相关系数为0．832），表明用两种分子标记对小麦品种进行遗传差异分析的结果是一致的。除株高外，利用两种分子标记计算的亲本间分子遗传距离与F1杂种优势在全部28个组合中相关不显著，而在12个极端组合中相关系数得到较大提高，并在株高、主茎千粒重和千粒重3个性状上相关达到显著或极显著水平，且两年的研究结果一致。这说明亲本间分子遗传距离与F1杂种优势的相关性与材料的选择有关。因此认为利用小麦亲本间的SSR和ISSR遗传距离预测F1的杂种优势还需进一步研究。