玉米抗矮花叶病QTL定位

利用玉米自交系X178（抗）和B73（感）组配的F2群体（234个单株）,构建了包含249个SSR和AFLP标记位点的遗传连锁图谱,图谱全长1 659.3 cM,平均图距6.58 cM。采用人工接种法对216个F3家系在苗期、拔节期和抽雄期分别进行玉米矮花叶病的抗性鉴定。应用复合区间作图法分析抗病QTL与基因效应。结果表明,在3个发育阶段检测到的     

玉米SNAC基因的遗传变异及耐旱性调控

以我国玉米育种中常用的16份自交系为材料,通过对SNAC(Stress-responsive NAM,ATAF1/2,CUC2)基因编码区及上游启动子区800 bp核苷酸序列进行测序,检测SNAC基因在不同杂种优势类群材料中的遗传变异。在12个SNAC基因中,其中有4个基因在上游800 bp区检测到遗传变异,有4个基因变异位点超过30个,多态性较高。虽然大多数SNAC基因变异以SNP(Single nucleotide polymorphism)为主,但在ZmNAC031467基因中检测到较多的插入缺失变异(In Del),达到基因总遗传变异的63.3%。通过PLACE软件对上游启动子有变异的4个基因进行3种耐逆结合元件的预测,结果显示4个基因均含有3种耐逆结合元件,但是基因突变对启动子结合元件的影响较小。再对检测到的遗传变异进行核苷酸多态性分析和中性检验,有7个SNAC基因核苷酸多态性较高,其中Zm NAC080308基因的多态性达到0.00962,推测这些基因在遗传漂移过程中受自然选择影响较大。利用t检验初步发现Zm NAC070395和Zm NAC080398基因的2个变异位点与耐旱相关性状关联,为进一步分析SNAC基因核苷酸变异与耐旱性状的关系提供一定的借鉴。     

糯玉米opaque2基因近等基因系的创制

opaque2基因能够提高糯玉米赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸的含量。用2种优质蛋白玉米(QPM)CA339和鲁2548自交系作为opaque2基因供体,25个品质较好的糯玉米自交系作为受体,利用回交技术和SSR分子标记辅助选择育种,创制糯玉米opaque2近等基因系。分子标记结果表明,不同受体以及两种供体间都存在多态性。5套创制成功的opaque2近等基因系的赖氨酸含量比其轮回亲本分别提高了59.0%、52.7%、48.5%、46.3%和61.9%,分别由0.308%、0.313%、0.309%、0.341%、0.323%提高到0.489%、0.478%、0.458%、0.498%、0.522%。本研究表明,可以利用此方法通过向不同遗传背景的多种受体导入opaque2,选取赖氨酸含量提高较大、透明表型的近等基因系,提高糯玉米的营养价值和经济价值。     

玉米耐旱遗传育种研究及分子育种策略

干旱胁迫一直是玉米产量损失的重要逆境因素。本文结合最新玉米组学研究成果,高通量的数据信息分析平台,从玉米表型和基因型两方面重点讨论耐旱玉米在遗传及育种实践上的研究进展,分子育种技术在进行耐旱玉米新品种的选育过程中的新策略,利用新的技术和平台进行耐旱玉米的创新,为未来提高育种遗传增益以及玉米增产稳产起到重要作用。     

玉米ZmSNAC13等位变异对抗旱性的调控研究

NAC家族转录因子是植物特有的,在植物的生长发育、胁迫应答和激素调节等方面具有重要的生物学功能。前期根据干旱胁迫处理RNA-Seq筛选到NAC转录因子基因ZmSNAC13。为了探究ZmSNAC13在干旱胁迫响应中的作用,以耐旱性不同的玉米自交系B73（干旱敏感）和Qi319（耐旱）为材料,进行荧光定量PCR分析,发现干旱处理后ZmSNAC13在2个材料根中均下调表达,干旱处理12 d后在茎中均上调表达,Qi319干旱处理12 d后在叶中上调表达,而B73干旱处理8和10 d后在叶中下调表达,表明ZmSNAC13基因响应干旱胁迫。利用双荧光素酶融合报告载体分析ABA处理对ZmSNAC13基因启动子活性的影响,结果表明,ABA处理下Qi319的ZmSNAC13启动子活性显著高于B73,在Qi319的ZmSNAC13基因5’-UTR区发现9个能够提高启动子活性的高度连锁变异,并且干旱处理12 d时, Qi319叶中ZmSNAC13的表达量高于B73,因此推测干旱胁迫下ZmSNAC13基因5’-UTR区遗传等位变异通过影响启动子活性进而控制基因的表达水平,最终调控玉米对干旱胁迫的适应性。上述结果为解析玉米抗旱的遗传机制奠定了基础。     

作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究

干旱会限制作物生长及产量形成,并引起作物体内一系列生理生化反应。作物耐旱性是多基因控制的复杂数量性状,为了应对水分缺失,作物体内形成多条信号途径,并在形态、生理和分子水平上适应干旱。受到干旱胁迫后,作物通过激活相关转录因子来调控相应下游基因的表达,并且通过转录后调控和渗透调节来适应干旱,维持正常的生理活动和代谢活动,减少干旱胁迫对植物的伤害。逆境也会诱导小RNA的产生,其通过诱导目的基因mRNA的降解以及阻止翻译过程去调控靶基因,达到耐胁迫逆境的作用。耐旱相关基因的遗传工程对作物在非生物逆境下的正常生长非常重要,总结了干旱响应机制所涉及的基因的功能及利用情况,以期为耐旱育种提供参考依据。     

在构建QPM近等基因系过程中对回交群体的SSR标记选择

优质蛋白玉米(QPM)遗传基础狭窄,以普通玉米自交系为遗传背景培育opaque-2近等基因系是QPM种质改良的重要途径。本文利用SSR标记技术,以opaque-2基因序列为背景开发的特异SSR引物phi057和umc1066作为标记,对构建中的95个QPM近等基因系回交群体BC1F1和BC2F1进行目标基因选择。结果表明,SSR标记phi057对大多数回交群体中的opaque-2基因的选择是有效的;在少数回交群体,如(多黄29×CA335)×多黄29,SSR标记phi057和umc1066不能区分单株间的基因型变异,针对这些材料,需要进行更深入的研究或开发新的SSR。     

对玉米DNA指纹分析中有关问题的探讨

总结了在进行玉米DNA指纹分析中,通过系统试验筛选SSR核心引物的原理与方法,指出正确的识读与统计PCR扩增带纹是生物技术操作的基本功。讨论和分析了对品种纯度检测、同一性分析和亲子鉴定中存在的概念性错误。简要地叙述了玉米品种DNA指纹分析所涉及的三个不同技术范畴的基本原理。     

玉米耐旱QTL定位研究进展

干旱是影响玉米产量的最重要的非生物胁迫因子之一。近年来,随着分子标记技术和数量性状统计分析方法的改进,对调控耐旱等复杂数量性状的位点进行作图和定位方面的研究很多。本文综述了玉米在耐旱QTL(Quantitative trait locus)定位研究领域所采用的耐旱鉴定指标以及耐旱相关性状的QTL定位研究进展,并对目前在QTL定位研究中存在的问题及发展前景进行了探讨。     

玉米自交系苗期氮敏感基因型差异分析

利用SPAD-502型叶绿素仪进行大量、快速、无损伤测定玉米苗期叶绿素含量提供了线性相关方程,建立了玉米苗期叶片SPAD值与叶绿素含量之间的一元线性回归方程为y=0.077 6x+0.175 6(r=0.92),呈极显著线性正相关。在低氮与正常供氮条件下,对192份玉米自交系分别进行了苗期(3叶期、6叶期、大喇叭口期)叶绿素含量测定。方差分析显著性检验结果表明,低氮与正常供氮条件下,苗期叶绿素含量均存在极显著的基因型与环境差异,大喇叭口期对氮肥最敏感。192份玉米自交系氮敏感指数变幅为7.55%～39.87%,为玉米育种提供了苗期氮敏感基因型差异数据。