玉米品种试验中DNA指纹检测进展和品种管理对策

国家玉米区试品种一致性和真实性检测工作组织实施6年来,检测品种数量不断增加,检测作物类型、组别不断扩大,检测内容逐步丰富,检测难度不断加大,协作单位数量和规模不断扩大,推进了检测标准化和规范化。至2008年底,累计检测国家及各省区试玉米组合4 094个,真实性或一致性有问题的组合212例。DNA指纹测试技术在品种管理中的广泛应用,提升了国家和省级农作物品种管理工作的水平。     

高盐低pH值法提取玉米基因组DNA的研究

优化建立了基于玉米叶片的高盐低pH值法提取玉米基因组DNA,经琼脂糖电泳检测表明,提取的DNA主带清晰、无降解现象、质量好,满足基于SSR标记的5色荧光电泳检测系统。此方法比目前提取植物基因组DNA常用的CTAB法和SDS法具有成本低、步骤简单、不使用酚、氯仿、异戊醇等有毒有机试剂的优点,是提取玉米基因组DNA的一种较好的方法。     

基于HTP标记对玉米DH、RIL和BC群体遗传规律的比较分析

以先玉335双单倍体(Doubled Haploids,DH)群体、掖107×昌7-2重组自交系(Recombined inbred lines,RIL)群体和京724×京92回交1代(Backcross,BC)群体为试材,采用全基因组覆盖的新型区块标记——单倍型标签多态性(haplotype-tag polymorphisms,HTP)标记,从基因型分离比、亲本遗传片段和重组交换3个角度解析DH、RIL、BC群体的遗传规律。结果表明,DH群体虽然偏分离高于BC群体,平均交换频率低于RIL群体,但该群体样本中不存在杂合和外源片段,均为纯合片段;平均亲本遗传片段长度为384个HTP,高于RIL群体;单代上拥有最高的重组交换次数,相较于其他群体,在群体特点和创制成本等方面具有较多优势。     

中国玉米新品种DNA指纹库建立系列研究Ⅲ.多重PCR技术在玉米SSR引物扩增中的应用

根据21对玉米SSR引物扩增片段大小范围组成不同的引物组合进行多重PCR反应的研究。在与单一PCR相同的反应条件下，47个两重PCR组合出现5种不同的扩增情况，其中30个组合扩增正常；10个三重PCR组合中有9个组合扩增正常；两个四重PCR组合中有1个扩增正常，这些筛选出的正常扩增的组合可应用于今后玉米DNA指纹库构建研究中。研究表明，应用与单一PCR完全相同的反应条件，大部分能够获得正常扩增的多重PCR组合，在此基础上提出了简化的多重PCR优化程序。     

不同取样方式对DNA快速提取效果的影响

利用快提法对不同取样部位及不同取样时期的样品提取DNA并进行PCR检测,结果表明:PCR扩增效果较好的样品包括种子胚、胚乳、未发芽时的水培初生根和次生根的根尖、发芽1 d的胚芽(幼叶)、发芽1~3 d的胚芽鞘、以及发芽3~5 d的中胚轴;而发芽后的水培根尖、发芽3 d的幼叶、发芽5 d的胚芽鞘、发芽10 d的中胚轴提取的DNA扩增效果较差或没有扩增产物。     

玉米品种SSR标记毛细管电泳荧光检测法与变性PAGE银染检测法的比较研究

以192份玉米品种为材料,用7对SSR引物对毛细管电泳荧光检测和常规的变性PAGE银染检测两种SSR标记检测方法进行比较分析。结果表明,两种方法检测的SSR标记片段大小一致。毛细管电泳荧光检测法检测的结果更为精确、灵敏、高效,更适用于高通量材料的检测分析。对少量材料进行检测分析以及SSR标记的筛选时,使用常规的变性PAGE银染检测法更经济适用。     

中国玉米品种保护现状分析

【目的】植物新品种保护制度可以维护育种者的合法权益,推动种子产业化和发展现代种业,进而促进农业发展和保障国家粮食安全。通过分析中国玉米品种保护信息,掌握中国植物新品种保护工作在玉米（Zea mays L.）物种开展情况,并从知识产权角度了解中国玉米种业的现状。【方法】通过品种权公告等资料搜集、整理和校验,将玉米品种保护分为9种状态进行统计,最后汇总为一张表格代表了20年来植物新品种保护的玉米品种信息。【结果】1999—2018年,植物新品种保护接受申请的玉米品种数为7 570个,获得授权的玉米品种数为3 609个,其中,申请的杂交种与自交系比例为1.33﹕1、授权的杂交种与自交系比例为1.88﹕1。截止到2018年年底,处于申请保护阶段的玉米品种数为3 060个,处于授权保护阶段的玉米品种数为2 448个,处于撤销申请阶段的玉米品种数为901个,处于终止阶段的玉米品种数为1 161个,其中,授权品种的审查时长平均为3.9年。1 340个单位或个人作为申请人提交过玉米品种保护申请,其中,种业公司和科研院所分别占65.0%和28.4%;739个单位或个人作为品种权人获得过玉米品种权保护,种业公司和科研院所分别占59.7%和33.9%;申请人和品种权人最多的省份均为北京市,江西省、青海省、西藏自治区、香港、澳门和台湾省没有出现申请人和品种权人。【结论】玉米是中国植物新品种保护申请和授权数量最多的物种。在时间上,玉米品种保护申请的变化趋势分为起步、平稳、井喷3个时期,玉米品种授权的变化趋势分为不稳定、高峰、低谷和稳增4个阶段;在空间上申请人和品种权人主要集中于东北、华北及黄淮海地区。申请和授权的品种类型虽然以杂交种为主,但自交系的重视程度在逐年提升。种业公司是申请人和品种权人的主体,但科研院所的平均授权效率最高。总体上,育种单位对玉米品种保护关注度有大幅提升但提交申请的品种质量有待提升,审批机构工作开展同时也面临量大、高效的需求,外国公司在中国玉米品种保护参与度有提升空间。     

玉米自交系遗传关系的SSR标记分析

选用系谱明确的和系谱来源复杂的38个玉米自交系为材料,在玉米基因组上均匀选取62个SSR引物进行遗传关系分析:(ⅰ)分析SSR引物在这些自交系中的差异程度;(ⅱ)进行自交系的类群划分;(ⅲ)明确SSR标记在不同来源类型玉米自交系的类群划分和遗传关系分析上的应用价值。62对SSR引物共检测到238个等位基因变异,平均每个位点的等位基因数4.08个,平均多态性信息量(PIC)0.612,平均标记索引系数(MI)2.58,三个指标对标记多态性的分析不完全一致。UPGMA聚类分析将38个玉米自交系分为瑞德、旅大红骨、塘四平头、兰卡斯特、P1、P2和热带素湾7个类群,划群结果与系谱基本吻合,同时对系谱来源复杂的自交系进行分析,明确了它们的归属。     

利用杂交玉米F1代种子果皮组织鉴定母本真实性的SSR研究

玉米子粒的果皮是全部继承母本遗传信息的F1代组织[1].将玉米F1代种子的果皮分离并从中提取DNA,以160对SSR引物为基础对本单位自育和生产上大面积推广的5个玉米单交种及双亲进行特异引物的筛选.特异引物的标准是能同时区分双亲及杂交种.用这些特异引物对杂交种、亲本和从杂交种上分离的果皮DNA进行PCR扩增.实验表明,果皮中的DNA利用SSR分析,具有与杂交种母本完全相同的DNA指纹.可通过杂交种种子获得其母本的全套DNA及其DNA指纹图谱.在亲子鉴定、自交系DNA指纹库建立及品种权保护等方面具有应用前景。