玉米自交系响应高温、干旱胁迫的关键基因及通路

以4个不同的玉米自交系为材料,对高温、干旱处理后的苗期植株进行转录组测序.玉米自交系响应高温和干旱胁迫的差异表达基因(DEGs)分别为6966和6272个,在高温和干旱胁迫下4个玉米自交系相同的DEGs分别是705和871个.同时响应高温和干旱的DEGs有100个.在耐旱、耐热性强的玉米自交系中鉴定出18个特异的DEGs,其中锌指转录因子、WRKY转录因子、GT转录因子和B2热激转录因子在胁迫响应中发挥关键的调控作用.KEGG通路分析结果表明,耐旱、耐热性强玉米自交响应高温干旱胁迫的DEGs富集在生物学过程、分子功能、代谢过程、遍在蛋白代谢和氮代谢途径5条通路.热带、亚热带玉米种质的耐旱、耐热性强于温带玉米种质,可在热带、亚热带玉米种质中有效筛选耐旱、耐热基因.     

不同类型茎用芥菜核型分析

采用根尖染色体压片技术对茎瘤芥、笋子芥和抱子芥不同类型茎用芥菜的染色体核型进行分析,结果表明,茎瘤芥染色体数目为2n=2x=36,核型公式为2n=2x=2sm+34m;笋子芥染色体数目为2n=2x=36,核型公式为2n=2x=8sm+28m;抱子芥染色体数目为2n=2x=36,核型公式为2n=2x=12sm+24m。不同类型茎用芥菜没有出现染色体条数的变化,都属于小染色体,多数染色体为中部着丝点,都属于2B型;仅在染色体长度、着丝点位置、核不对称系数等核型组成上出现了细微的差异,说明不同类型茎用芥菜间具有相似的遗传特性。核不对称系数依次为笋子芥茎瘤芥抱子芥,据此推测抱子芥和茎瘤芥可能是由笋子芥进化而来,属于笋子芥的变种。     

玉米抗茎倒折性状遗传的研究

以10个具有抗茎倒折差异的玉米自交系,按完全双列式组配的45个组合为供试材料,经遗传参数估算和通径分析结果:所有抗茎倒折性状基因型间存在显著差异;抗茎倒折性状基因型变异中其一般配合力比特殊配合力重要;同一抗茎倒折性状不同自交系,同一自交系不同抗茎倒折性状一般配合力表现明显差异;多数抗茎倒折性状间的遗传正相关显著,丰产的玉米组合表现较优的茎秆强度.以利用加性遗传效应为主的育种方案,对抗茎倒折性状改良是有效的.     

NaCl胁迫下玉米地方品种的种子萌发效应

采用室内培养和检测,以5个玉米地方品种为材料,设置高盐(NaCl)和自来水2种处理,研究不同玉米地方品种在盐胁迫下的种子萌发和生理特性变化.结果表明,盐胁迫对玉米地方品种的种子萌发和生理有不同程度的影响,不同玉米地方品种的耐盐性存在明显的基因型差异.总体而言,不同地方品种的同一形态性状和同一地方品种的不同形态性状的耐盐胁迫指数存在差异.综合评价盐胁迫下5个玉米地方品种的耐盐特性,"DP44"是耐盐性强的品种,可作为耐盐种质加以选择,而"DP21"的耐盐胁迫能力较差.此外,对玉米品种进行耐盐胁迫的遗传改良是可行的.     

糯玉米耐低氮胁迫的苗期生理效应

[目的]为耐低氮糯玉米种质的遗传改良提供理论依据。[方法]以30个糯玉米品种为材料,设置低氮和正常施氮两个处理,通过盆栽试验,研究低氮胁迫对糯玉米苗期主要生理特性的影响。[结果]低氮胁迫下,各糯玉米品种的生物量、植株吸氮量、硝酸还原酶活性、叶绿素和可溶性蛋白质含量和明显下降,而过氧化氢酶活性和过氧化物歧化酶活性明显提高。糯玉米出苗前期对低氮胁迫的反应大于后期。不同品种的耐低氮性存在明显的生理差异,以糯玉米品种Wx-235表现出较强的耐低氮生理特性,而以Wx-092对低氮胁迫表现出较敏感的生理特性。[结论]糯玉米出苗前期对低氮胁迫反应敏感。     

利用SSR分子标记分析三峡库区玉米地方品种的遗传关系

利用微卫星（SSR）标记技术和DNA混合取样方法,检测了来自三峡库区15个玉米地方品种的遗传多样性．42对SSR引物在15个玉米地方品种群体中共检测到248个多态性条带,每个位点的等位基因数为2～14个,平均5．9个;多态信息量0．28～0,81,平均为0．73;根据遗传相似系数矩阵做出的树状图,将15个玉米地方品种划分成3类,所有玉米地方品种间的遗传相似系数均在0．42以上．从15个玉米地方品种中选出5个,每个品种选取15个单株,共75个DNA单株样品,分析玉米地方品种群体的遗传结构．42对相同的SSR引物在5个玉米地方品种中检测到有效等位基因数Ae=3．40,平均期望杂合度He＝0．67．遗传结构分析结果表明,玉米地方品种群体间及群体内的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡;品种群体内和群体间的遗传变异分别占总变异的92％和8％．     

利用Waxy基因检测不同玉米地方品种的遗传差异

为了解我国西南地区不同玉米品种间的遗传多样性,对5份玉米地方品种的Waxy基因部分编码区核苷酸序列进行克隆、测序及序列比对。结果表明,所选材料的Waxy基因序列长度约为1 370 bp,一致性为96.60%,大于3 bp的插入/缺失有8个。不同地方品种材料间的遗传相似系数在98.7%~99.6%之间,平均遗传相似系数为99.2%,根据聚类图将供试材料分为4类。说明Waxy基因具有较高的保守性,所选材料间存在一定的遗传多样性,利用Waxy基因序列可以将不同的玉米地方品种区分开来。Waxy基因序列可作为一种理想的分子标记,用于今后玉米地方品种的研究。     

干旱胁迫下热带和温带玉米种质的生理及转录组分析

通过分析热带和温带玉米自交系干旱胁迫下的苗期生理和转录组数据,阐明不同玉米种质对干旱胁迫的生理和分子响应机制。结果表明,干旱胁迫下4个自交系的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白质含量上升,叶绿素含量和4个叶绿素荧光参数值(F_v/F_o、F_v/F_m、Φ_PSII和Q_P)下降,温带玉米自交系较热带自交系的变化幅度更大。4个自交系在对照(CK)和干旱处理条件下的过滤后序列数(Clean reads)变幅为44560000~52580000条,4个自交系干旱胁迫下共有20126个差异表达基因(DEGs),21个基因本体项(GO terms)的相关基因高度富集。此外,热带和温带玉米自交系对干旱存在生理和分子响应差异,热带玉米种质的耐旱性高于温带玉米种质,可在热带种质中筛选耐旱玉米种质。     

西南地区玉米地方品种B染色体多态性分析

【目的】分析B染色体形态及数量多态性,从细胞水平评价西南地区玉米地方品种的遗传多样性,为中国玉米引进途径提供佐证。【方法】以来自西南地区四川、重庆、云南和贵州4省（市）的30个玉米地方品种群体为材料,各品种群体取50个单株,各单株统计镜检10个细胞,共统计镜检15 000（30 × 50 × 10）个细胞,在光学显微镜下进行B染色体细胞学鉴定;各品种群体取10个单株,制作10张染色体制片,采用改良的Giemsa染色法进行染色体C-带显带分析。【结果】细胞学鉴定结果表明,除10对常染色体外,西南地区玉米地方品种还存在3类形态的B染色体：中间着丝点B染色体（B_M）、近端着丝点B染色体（B_ST）和呈点状的微小B染色体（B_S）,B_M形态上与玉米的第1染色体相似,B_ST与B_M大小相近,B_S呈圆点状,无可见着丝点。在来自四川的7个玉米地方品种群体中检测到B_M、B_ST和B_S3类B染色体,在重庆玉米地方品种群体中检测到B_M和B_ST、B_ST和B_S存在于云南玉米地方品种群体,而在来自贵州的9个玉米地方品种群体中仅检测到1类B染色体（B_ST）。B_M、B_ST和B_S的平均长度分别为2.82、2.78和0.9 µm,与第1常染色体比较,它们的平均相对长度分别为43%、45%和15%,相对长度变幅分别为34%-52%、32%-58%和13%-18%,B_M、B_ST和B_S的平均臂比分别为1.19、1.98和1.00。在供试的30个品种群体中有18个含B染色体,分别有7个、5个、4个和2个来自四川、重庆、云南和贵州,在含B染色体的18个群体中有421个单株含B染色体,421个单株中共存在487条B染色体,具有B染色体植株的频率变幅为0-90%,平均频率为29.6%,四川玉米地方品种在群体和个体水平上表现较高的B染色体频率。细胞内B染色体数最多2个,绝大多数细胞不含B染色体,0B类、1B类和2B类细胞的平均频率分别为97.04%、2.81%和0.15%。B_ST是玉米地方品种B染色体的主要类型,占B染色体总数的比率为67%,其次是B_M（19%）,B_S比率最低（14%）,表明B_ST是原始的B染色体,B_M和B_S是B_ST的变异类型,B_M和B_S在较小的时间和空间尺度上形成与演化。Giemsa染色显示,B_M和B_ST富含GC、高度异染色质化,在染色体结构上二者共享部分同源DNA序列,形态上与A染色体区别明显。0B类、1B类和2B类细胞A染色体平均C-带数变幅分别为11.0-20.6、10.8-19.4和10.5-18.6,玉米地方品种B染色体数与A染色体C-带数负相关。【结论】西南地区玉米地方品种在细胞水平上表现较高的遗传多样性,其B染色体具有形态和数量多态性,由B染色体分布所决定的西南地区玉米地方品种的地理中心是四川省。     

四川及重庆玉米地方品种遗传多样性的比较分析

利用微卫星(SSR)标记技术对分别来自四川和重庆的各15个玉米地方品种群体进行了遗传多样性分析.42对SSR引物在供试玉米品种中分别检测到多态性位点数256和248个,其位点数平均分别为6.1和5.9个,平均多态信息量分别为0.76和0.73.根据遗传相似系数矩阵作出的树状图,分别将四川和重庆的品种群体划分成4类和3类,四川品种群体间的遗传相似系数低于重庆,表明了前者较高的遗传分化程度.群体内遗传多样性和遗传结构分析结果表明,四川玉米地方品种的遗传多样性高于重庆;四川和重庆玉米地方品种群体的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡;品种群体的遗传变异均以群体内遗传变异为主.SSR分子标记的遗传多样性分析不仅揭示出四川和重庆玉米地方品种丰富的遗传多样性,而且对其保护和利用提供了重要理论依据.