玉米PDI基因cDNA的克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR技术,从玉米花丝中克隆得到了玉米蛋白质二硫键异构酶(PDI)基因cDNA编码序列(GenBank登录号为EF532321)。生物信息学技术分析表明:该序列开放阅读框为1 542个碱基,编码513个氨基酸,组成的蛋白质分子式C2577H3980N648O771S11,分子量为56.7 kDa,等电点pI为5.01。基因进化树分析表明玉米中的PDI基因与水稻中的PDI基因具有较近的亲缘关系。亚细胞定位预测分析表明,该基因编码的蛋白定位于细胞的内质网。     

利用清蛋白PAGE技术鉴定甜玉米杂交种初报

利用改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对7个甜玉米杂交种的清蛋白进行分析。结果表明,甜玉米种子清蛋白存在一定的多态性,每个品种都有各自独特的清蛋白PAGE“指纹”。利用该技术对7个不同甜玉米杂交种的种子纯度进行了室内检验,同时利用田间种植鉴定法进行了测定,通过对其中5个杂交种的电泳纯度和田间纯度进行相关分析,二者达显著水平（r=0.9408）,说明改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术用于甜玉米种子纯度鉴定是可行的,可用于甜玉米杂交种纯度鉴定。     

不同氮效率玉米基因型苗期对光和氮响应的研究

对氮效率表现差异显著的3个玉米自交系幼苗采用不同光强和氮浓度处理,比较根冠比、生物产量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的响应差异.结果表明:不同氮效率自交系对不同氮浓度与光照强度处理的响应存在显著差异;氮低效材料在低光低氮条件下的生物产量表现比氮高效材料好,在高光高氮条件下时生物产量表现比氮高效差;氮高效材料随着氮浓度增加比氮低效材料更能保持根的发达性,发达的根系是氮高效的保证.不同氮效率自交系生物产量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶光氮最佳耦合点的值不同,氮低效自交系出现光氮最佳耦合点时所需要的氮浓度(或光强)要比氮高效自交系低.因此,玉米基因型氮效率的发挥不但需要适宜的供氮水平,还需要合适的光照强度.     

玉米花期性状的全基因组关联分析

花期性状是玉米的重要性状,与熟期、散粉结实率和产量关系密切,对玉米品种选育至关重要。为探究玉米花期性状的遗传基础,本研究以248份遗传多样性丰富的玉米自交系作为关联群体,通过2017年和2018年在河北保定和辛集的田间试验调查抽雄期、散粉期、吐丝期和散粉吐丝间隔期4个花期相关性状,利用分布于全基因组的83057个SNP标记进行关联分析。结果表明,4个花期相关性状的基因型、年份、地点、基因型与地点的互作、基因型与年份的互作均达到极显著水平;抽雄期、散粉期、吐丝期的遗传率分别为71.77%、71.27%、73.93%,并且两两性状间呈极显著正相关,散粉吐丝间隔期遗传率为62.50%,仅与吐丝期呈极显著正相关;4个花期性状共检测到18个SNPs-性状关联(共涉及16个SNP位点),单个位点的表型贡献率范围为5.46%~28.36%,仅1个位点在不同性状中检测到;筛选到81个候选基因,其中36个在GO分析中具有功能注释。潜在候选基因GRMZM5G877647编码early flowering 4蛋白,参与光周期的调节;GRMZM2G173630编码类赤霉素受体蛋白参与植物激素信号转导;GRMZM2G001139、GRMZM2G375707编码与花器官建成的MADS转录因子。这些潜在候选基因为解析玉米花期性状遗传基础和分子辅助选择育种提供参考。     

两种密度条件下玉米雄穗分枝数全基因组关联分析

玉米雄穗分枝数是产量的重要影响因子之一。为剖析高、低两种密度条件下雄穗分枝数的遗传基础,以248份优良玉米自交系构成的自然群体为研究材料,2014年和2015年分别在高、低两种密度条件(105 000株/公顷, 75 000株/公顷)进行雄穗分枝数的表型鉴定。利用R软件中的‘lme4’程序包对雄穗分枝数的最优线性无偏估计值(BLUP)进行计算,结合分布于全基因组的10 684个单核苷酸多态性(SNPs)标记进行全基因组关联分析。结果表明,随着种植密度的增加,雄穗分枝数有减少的趋势,且两种密度条件下遗传力均较高。同时,两种密度条件下共检测到26个与其显著关联的SNP位点,分布于玉米1号、2号、3号、5号、6号、7号、8号、9号、10号染色体。其中,低密条件下检测到12个SNP位点,高密条件下检测到14个SNP位点,5个SNP位点在两种密度条件下均被检测到,6个SNP位点在高密条件下单个位点解释的表型变异大于10%。除此之外,并确定了4个候选基因,编码产物分别为含CHASE结构域的组氨酸激酶(Histidine kinase)蛋白,富含亮氨酸重复序列(leucine rich repeat, LRR)的蛋白,含有ZF-HD结构域的蛋白和磷酸果糖激酶。采用全基因组关联分析,挖掘在两种密度条件下均检测到的与雄穗分枝数显著相关的一致性可靠标记位点以及在高密条件下特异表达且单个位点解释的表型变异均大于10%的SNP位点,并鉴定相关候选基因,为不同密度条件玉米雄穗性状相关基因的克隆提供关键的理论依据。     

玉米与大刍草远缘杂交创新种质及利用研究进展

玉米的野生近缘植物类玉米有2个种,一为一年生墨西哥类玉米,一为多年生类玉米.多年生类玉米有2个变种,一为四倍体,一为二倍体.这些野生种在自然界的严酷竞争和自然选择条件下形成了许多优良特征特性,特别表现在抗逆性、抗病虫害、品质等方面.将其有益基因导入到栽培玉米,获得丰富的多样性的种质资源,以创建新的基因库,是提高玉米育种水平和效率、加快育种进程的重要途径.通过玉米与野生类玉米杂交,从其杂交种后代中选育出在粮食和饲料等方面有利用价值的优良异缘自交系并配制出优良杂交种,用于生产.     

低植酸玉米自交系的筛选及其遗传分析

 【目的】筛选获得低植酸玉米自交系,研究低植酸性状的遗传规律,为低植酸玉米杂交种的选育提供依据。【方法】通过钼酸铵显色法对100份玉米自交系进行测定,将筛选得到的低植酸自交系鲁原92与已知低植酸突变体Lpa/lpa241、Lpa/Lpa241和齐319进行杂交,分析低植酸性状的遗传;并用钼酸铵显色法和植酸含量国标测定法对6个不同来源的齐319、鲁原92及其杂交种进行植酸含量比较分析,同时通过发芽试验对齐319、齐319×Lpa241/lpa241、鲁原92×Lpa241/lpa241、鲁原92×齐319苗期表现进行鉴定分析。【结果】钼酸铵显色法显示,鲁原92的无机磷含量达到0.93 μg?mg-1水平,初步确定属于低植酸自交系;其低植酸性状受隐性单基因控制,可能与lpa241等位;齐319在植酸性状上表现杂合性,存在苗期纯合致死现象;齐319×Lpa241/lpa241、鲁原92×Lpa241/lpa241、鲁原92×齐319 F2苗期纯合致死比例相近;不同来源的同一自交系间植酸含量存在显著差异。【结论】筛选得到低植酸自交系1个,分析其低植酸性状为隐性单基因控制,且与lpa241等位。     

基于不同群体的玉米产量性状QTL分析

定位不同环境和遗传背景下稳定表达的数量性状基因位点是分子标记辅助选择的前提和基础。本研究应用NX531×M531和郑22×丹599分别构建2套F2:3群体(分别以N/M群体和Z/D群体代表),利用SSR标记,在不同环境下对11个产量及相关性状进行QTL检测。N/M群体共定位到QTL 144个,其中环境钝感QTL 42个;Z/D群体定位到QTL 62个,其中环境钝感QTL 4个。2个F2:3群体间共检测到5个遗传背景"一致性"QTLs和7个QTL富集区。这些在不同环境或不同遗传背景下检测到的QTLs,为进一步精细定位和基因克隆奠定了基础,也为分子标记辅助选择的应用提供了借鉴。     

诱变技术在植物育种中的应用

综述了EMS化学诱变技术、离子束注入技术、激光辐照技术和空间诱变技术的诱变机理、生物学效应及其在植物育种中的应用.     

玉米寡肽转运蛋白基因(ZmOPT0212)的克隆及其生物信息学分析

根据玉米B73和水稻的寡肽转运蛋白全长序列设计引物,通过RT-PCR直接扩增的方法从玉米自交系478中克隆到了寡肽转运蛋白基因,命名为ZmOPT0212(Accession number:HM021150).ZmOPT0212开放阅读框为2 151 bp,编码716个氨基酸残基,等电点8.87,相对分子质量为77.4 ...