玉米株型相关性状的QTL定位与候选基因分析

以玉米自交系ZNC442和SCML0849为亲本构建的131份F2:3家系为材料,结合简化基因组测序(GBS)的基因型鉴定结果与该群体在多环境下的株型评价数据,利用完备区间作图法对株高、穗位高、叶夹角、穗上叶片数、雄穗分枝数、雄穗主轴长等株型相关性状进行QTL定位。结果表明,2个环境下共检测到98个株型相关QTL,分布于10条染色体上。结合已公开的QTL定位信息,利用生物信息学分析筛选出5个控制株型相关性状的候选基因。Zm00001eb037290、Zm00001eb033500、Zm00001eb033600、Zm00001eb033610与株高相关,其编码的PosF21转录因子、E3泛素蛋白连接酶ATL6、丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子和MYB102转录因子,分别通过参与赤霉素的合成、调节C/N反应、调控细胞分裂素变化等过程调控节间生长发育与植株大小。     

低温等离子体活化水对采后蓝莓杀菌效果及贮藏品质的影响

为探究低温等离子体活化水（PAW）处理对采后蓝莓杀菌效果及贮藏品质的影响,以‘优瑞卡’蓝莓为试材,采用大气低温等离子体激活去离子水得到不同处理时间（0、20、40、60 min）的PAW,并于25℃下通过喷洒和浸泡两种方式处理蓝莓果实。结果表明：与PAW浸泡组相比,PAW喷洒处理能增加蓝莓果实的亮度,PAW40喷洒处理在10 d贮藏期内产生的色差最小;与其他PAW处理组相比,PAW20浸泡和喷洒处理可以更好地维持蓝莓果实的硬度;PAW20喷洒组和PAW60喷洒组的抑菌效果较好,能够有效地抑制蓝莓果实表面霉菌和酵母菌的生长;PAW60组的腐烂率最低,并且PAW喷洒处理降低蓝莓腐烂的效果优于浸泡处理;喷洒相比浸泡处理可以更好地维持蓝莓果实的花青素含量。综上,PAW喷洒处理是一种可行的蓝莓果实采后贮藏方法。     

不同光照条件下热带玉米自交系间的转录水平差异分析

光周期敏感性差异是影响玉米在不同光长条件下是否能够正常开花结实的重要因子之一.分析比较不同光照条件下热带玉米光敏型与光钝型自交系基因表达差异,能够为解析玉米光周期敏感性变异的分子机制提供更丰富的科学依据.本研究以光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为材料,通过人工控制光照长度分别对其进行长短日照处理,利用RNA-Seq技术对九叶期的基因组表达差异进行分析.结果 表明,不同光照条件能够影响昼夜节律和应答辐射相关基因的表达,其中昼夜节律相关基因在不同光照条件下的表达量均呈极显著性差异.结合材料的光周期反应情况,不同光照长度条件下,影响玉米光反应差异的主要调控途径为GI-CO-FT,初步揭示了热带玉米种质光周期诱导开花的分子调控基础.     

玉米Suwan种质改良过程中的关键基因组区段发掘

玉米Suwan种质抗性好、适应性强、籽粒品质优,在现代育种尤其是南方玉米育种中具有不可替代的作用。明确Suwan种质优良特性在改良过程中的遗传机制对我国南方玉米生态区的玉米生产具有重要意义。本研究以Suwan1(Suwan1C10)及其衍生群体(苏兰1号C0)不同改良世代为材料,利用包含5.6万个SNP标记的MaizeSNP50芯片对供试群体进行基因型鉴定。遗传分析发现:Suwan 1群体不同改良世代间的基因组差异片段较少,仅出现5个,其中4个出现在第11轮改良世代(Suwan 1 C11), 1个出现在第15轮改良世代(Suwan 1 C15);苏兰1号不同改良世代间的基因组差异片段相对较多,共有18个,其中8个在不同改良世代间稳定遗传; Suwan种质改良形成苏兰1号群体的过程中,共获得43个Lancaster特异性遗传片段,其中35个在苏兰1号不同改良世代间稳定遗传。全基因组关联分析共鉴定出16个与穗行数显著关联的QTN,分别位于第2、第3、第5、第6、第7、第8、第9染色体上,其中SYN25713和SYN36577位于苏兰1号群体的Lancaster特异性遗传片段内;共检测到13个控制穗长相关的QTN,分别位于第1、第2、第5、第7、第8、第9染色体上,其中PZE-105143697位于苏兰1号群体的Lancaster特异性遗传片段内。该结果为后续全基因组关联研究和分子标记辅助选择等提供了重要的理论依据。     

玉米Iodent种质在Suwan材料改良利用中的有效性分析

种质资源狭窄和杂种优势单一,是制约我国玉米产业发展的重要因素之一。拓宽玉米种质基础,培育突破性育种新材料是选育优良玉米杂交种的基础与前提。热带、亚热带种质已经被证明具有较温带种质丰富的遗传多样性,其引入、改良和应用对丰富我国玉米种质多样性具有十分重要的意义。本研究以28份温热玉米自交系、4份Suwan群体来源自交系(QR 273、ZHL 908、T 32和QB 48)作母本,来自Iodent、Reid、PB、Lancaster和塘四平头类群的8个温带玉米自交系作父本的杂交后代为材料,2015年分别在河南郑州和河南华县对28份自交系和32个杂交组合进行农艺性状评价。结果显示,Suwan×Iodent杂交组合的株型、生育期、感光性等与温带地区杂交种相近;而Suwan自交系与其他类群自交系的杂交组合则表现出植株繁茂、抗倒性差、感光性强和生育期太晚等问题。利用Iodent种质早熟、马齿的特性能够有效改良Suwan种质生育期晚、光周期敏感的不足,获得较高的配合力。     

不同浓度硝酸盐对玉米自交系苗期生长发育的影响

本研究以玉米骨干自交系18-599为材料,采用改良霍格兰氏营养液配方,去除铵离子,不同浓度硝酸盐作为限制因子,处理发芽后去胚乳的玉米幼苗。21 d后,测定根条数、根干重、茎叶干重、叶面积以及叶绿素含量等玉米生长发育指标,利用SPSS13.0进行统计分析。结果表明,根条数、根干重与硝酸盐浓度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.926和-0.934;回归分析显示玉米骨干自交系18-599苗期生长发育的最佳NO3-浓度为9.6 mol/L,促进根系生长,促进茎叶生长、提高叶面积指数和叶绿素含量,有利于光合作用,积累产量形成所需的大量物质从而促进后期玉米的高产和稳产。     

导入br-2温带矮生系的热带玉米种质利用研究

利用温带优良玉米自交系矮351中br-2 基因致矮特性,将其导入热带血缘种质,并对组建的温热群体进行品系内全同胞群体轮回选择和表型评价,研究隐性单基因br-2 矮源导入热带血缘玉米种质在改良异源种质资源中的效果。轮回选择结果显示,群体产量平均每轮增益6.4%;倒伏率平均每轮增益达5.6%。成功选育出两个优良自交系南381和南387,囊括了热带和温带种质的主要优良特性。组配的杂交种南玉8号、惠玉537和隆单9号通过四川省玉米品种审定并被大面积推广应用。     

长日照条件下2个热带玉米自交系的转录组差异分析

【目的】深度挖掘不同光敏类型自交系间的差异表达基因,为揭示热带玉米种质光周期敏感性变异机理提供理论依据,同时为采用分子辅助方法改良热带玉米种质提供新途径。【方法】以热带光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为试验材料,通过人工控制长日照条件（16 h光/8 h暗）对试验材料进行处理,于四叶期采集幼嫩叶片提取总RNA,利用RNA-Seq技术对不同光敏类型自交系材料进行转录组测序,同时结合生物信息学分析,筛选出不同光敏类型自交系间的差异表达基因。【结果】在长日照条件下,从玉米自交系T32和QR273间共鉴定出6977个差异表达基因,其中T32较QR273的上调表达基因有3291个、下调表达基因有3686个。GO功能注释分析结果显示,有24个应答光刺激和应答辐射的基因在T32和QR273中表现出显著差异;此外,有17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期、生殖结构发育、生殖系统发育、生殖发育过程、光周期/开花和分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因。KEGG信号通路富集分析发现有15个昼夜节律通路相关基因在T32和QR273中表现出显著差异,其中,Zm00001e030377和Zm00001e023792基因在T32中的表达量高于QR273,而Zm00001e016746和Zm00001e011193基因在T32中的表达量低于QR273。【结论】长日照条件下光敏型与光钝型热带玉米自交系间的转录组差异分析共鉴定出6977个显著差异表达基因,包括24个参与应答光刺激和应答辐射的差异表达基因有,17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期及分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因,以及15个与昼夜节律通路相关的差异表达基因。这些基因通过差异性参与昼夜节律通路中的成花诱导,导致成花启动途径不完全相同,可能是热带种质光周期敏感性变异的关键遗传基因。     

两群双向选择方法及其在玉米育种中的应用与实践

数量性状表现出的中亲优势主要来自各位点中亲优势的累计效应,每个位点中亲优势来自该位点内基因频率之差的平方和与显性效应的乘积,从而形成“双亲基因频率差异互补”理论。“两群双向选择”法是基于“双亲基因频率差异互补”理论的产物,应用“两群双向选择”可增加材料间的差异基因频率,提高组配出优势杂交种的概率。为减少玉米育种的盲目性,提高玉米育种效率,从两群双向选择的原理、玉米两群双向选择的遗传育种实践和两群双向选择方法的遗传育种启示3个方面,阐述两群双向选择方法在玉米杂交育种的应用情况及其应用成果。     

热带玉米Tuxpeno种质形成、改良及育种潜势分析

我国玉米种质资源狭窄和杂种优势单一,严重制约着我国玉米育种和生产的发展,发掘优异种质,获得突破性育种材料是选育优良品种的基础与前提,热带、亚热带玉米种质的引入、改良和应用对促进我国玉米育种与生产发展起到重要作用。本文综述热带玉米Tuxpeno种质形成、改良以及演化进程。采用群体改良方法对玉米Tuxpeno-Reid种质进行4次轮回选择,构建温热人工合成Tuxpeno-Reid 1号(简称墨瑞1号)C0、C1、C2和C3群体,回顾玉米Tuxpeno种质在我国玉米育种与生产中的应用,为有效地利用热带玉米Tuxpeno种质提供技术支撑,并进一步拓宽与丰富我国现有种质基础。