谷子抗除草剂基因从栽培种向其近缘野生种漂移的研究

作物同种及栽培种与近缘野生种之间的基因漂移(基因流)是防范作物品种生物学混杂及评估转基因新种质田间释放后所产生的生态学效应的重要基础参数.本研究以显性抗除草剂(拿捕净)谷子种质作为花粉供体材料,以青狗尾草作为花粉受体材料进行了栽培种向其主要近缘野生种基因漂移的检测研究.研究结果表明,尽管一般认为谷子及其近缘     

基于高密度遗传图谱的玉米籽粒性状QTL定位

籽粒大小及百粒重是决定玉米产量的重要因素。为解析籽粒性状遗传基础,本研究以玉米自交系黄早四(HZS)和Mo17为亲本,构建包含130个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的RIL群体。基于GBS(genotypingby-sequencing)技术获得的高密度多态性SNP(single nucleotide polymorphism)位点,构建了包含1262个Bin标记的高密度遗传图谱。采用完备区间作图法,对5个环境条件下的粒长、粒宽、百粒重、粒长/粒宽4个性状分别进行QTL(quantitative trait locus)定位,共检测到30个QTL。利用5个环境性状均值,共检测到11个QTL。其中粒长主效QTL qklen1、粒长/粒宽主效QTL qklw1在3个单环境条件下均被检测到,且定位在第1染色体相邻区域,物理位置分别为210~212 Mb、207~208 Mb,表型贡献率分别为22.60%和26.79%,被认为是控制玉米籽粒形状的主效位点。针对第1染色体207~212 Mb区间,采用成组法t检验,对黄早四(受体)和Mo17(供体)构建的BC3F1回交群体进行单标记分析。结果表明,在BC3F1群体中qklen1和qklw1同样具有显著的遗传效应。本研究结果不仅为分子标记辅助选择籽粒性状提供了实用标记,而且为主效基因的进一步精细定位和候选基因挖掘奠定了基础。     

谷子显性雄性不育基因Msch的AFLP标记

利用雄性不育是实现谷子杂种优势利用最经济、有效的途径之一。为了寻找与不育基因Ms^ch紧密连锁的分子标记，提高不育系的选育效率，本研究构建了Ms^ch不育/可育近等基因系（NILs），通过对400对AFLP引物组合进行筛选，找到了与不育基因紧密连锁的两个AFLP标记（P17/M37₂₂₄和P35/M52₂₀₈），与不育基因的遗传距离分别是2.1 cM和1.4 cM，而且位于不育基因的同一侧,标记间相距0.7 cM。这两个AFLP标记可有效用于分子标记辅助选择育种。     

SSR和AFLP分析玉米遗传多样性的研究

利用SSR，AFLP两种分子标记方法研究了23个玉米种质材料的遗传多样性，并对这两种分子标记系统进行了比较。利用筛选出的40对SSR引物，检测到了202个等位基因。用12对AFLP引物组，检测到了444条有多态性的带。SSR和AFLP分子标记均有很高的多态性，SSR位点的平均多态性信息量（PIC）值达0．60，而AFLP多态性带比例是72％。两种分子标记结果将玉米种质划分为5组，与系谱分析基本一致，两种分子标记划分的结果也相近。研究认为SSR，AFLP两种分子标记系统均适合于玉米种质的遗传多样性研究。     

玉米籽粒构型与产量性状的关系及QTL作图

 【目的】探讨玉米籽粒构型性状（粒长、粒宽、粒厚、粒形等）与产量性状间的相互关系,进行籽粒构型性状相关QTL的检测与定位。【方法】以自交系齐319和黄早四构建的226个F2:3家系为试验材料,利用相关分析、主成分分析、出籽率模拟运算及QTL定位等方法,对在不同生态环境下（北京春播和河南夏播）玉米籽粒构型与产量性状间相关性进行探讨,并初步分析籽粒构型性状遗传基础。【结果】单穗产量与绝大多数籽粒构型性状显著相关,特别是与粒长的相关系数最高。主成分分析结果表明,对单穗产量影响较大的性状有粒长、粒厚、穗长、出籽率和粒长/穗半径。出籽率是影响果穗同化产物分配状况的衡量指标,受到粒长、粒长/穗半径、穗长和粒宽的显著影响。模拟运算亦表明粒长/穗半径与出籽率具有十分紧密的关系。对在两个生态环境下籽粒构型性状和产量性状的相关QTL进行了检测,共检测到了36个QTL。进一步分析发现,在不同生态环境下的部分QTL定位在相同的染色体区域;同时,还有不同性状的QTL定位在相同或临近的染色体区域。【结论】玉米籽粒构型性状与产量性状具有较高的相关关系,籽粒构型QTL与产量相关QTL的重叠区域对剖析玉米产量形成遗传机制可能具有重要的研究价值。     

水分胁迫后玉米茎节变化与产量和抗旱性的关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下茎节的生长变化及茎节与玉米产量的关系,为玉米抗旱性研究提供理论指导.[方法]采用控制浇水的方法,对严重干旱胁迫下玉米各节的节间长与节间干重进行调查;获得中度干旱胁迫下玉米单株产量数据,对玉米各节间变化与产量关系进行研究.[结果]在干旱胁迫下玉米株高与生物量的减少主要由于前7节节间长与节间干重的减少.在严重干旱胁迫下玉米节间长与节间干重受到明显抑制,且各节间的营养生长具有较高的相关性.相关分析发现严重干旱胁迫下第一节间长、第二节间长、第三节间长、第四节间长与中度干旱胁迫下单株粒重分别存在显著的正相关性;严重干旱胁迫下第一节间干重、第二节间干重与中度干旱胁迫下单株粒重分别存在显著的正相关性.[结论]干旱胁迫下玉米前期节的营养生长对后期节的生长存在持续的影响.严重干旱胁迫下玉米前四节的节间长与前二节的节间干重可以作为评价玉米抗旱性的参考性状.     

我国玉米育种种质基础与骨干亲本的形成

在回顾我国玉米育种种质来源(国内地方品种、国外自交系和国外杂交种及群体)的基础上,提出我国主要温带自交系可划分为6个群,即塘四平头群、兰卡斯特群、类兰卡斯特群、PA群、PB群和PC群,玉米的骨干亲本包括丹340、黄早四、自330、Mo17和掖478等。对我国玉米种质资源和骨干亲本研究提出了研究方向和重点工作。     

基于元分析和生物信息学分析的玉米抗旱相关性状QTL一致性区间定位

定位玉米基因组中一致的抗旱性区段是玉米抗旱分子育种的重要基础。本研究对至今发表的在干旱条件下定位的相关性状QTL信息搜集整理,以IBM2 2008 Neighbors为参考图谱,利用overview分析和元分析方法进行Meta-QTL (MQTL)检测,共发掘79个MQTL,生物信息学分析结果显示,有43个区间内包含抗旱相关基因信息,占检出MQTL总数的54.43%。基于MaizeGDB网站的Genome Browser中的遗传图谱与物理图谱的整合信息,进行MQTL物理距离的估算,根据maizesequence网站的玉米基因组序列信息,进行初步的抗旱基因预测表明,这些区段中包含丰富的MYB、bZIP以及DREB转录因子序列信息以及大量的LEA基因家族成员。     

玉米种质资源抗旱性的田间鉴定与评价

干旱一直是制约我国粮食生产的一个重要因素.筛选具有强抗旱的玉米种质,培育抗旱的玉米品种,已成为今后玉米育种的重要方向.研究采用玉米开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、ASI、有效穗数、穗粒数、千粒重等形态生理性状,用抗旱性指数(DTIg)作为玉米种质资源抗旱性鉴定与评价的良好指标,对国家种质库内的454份玉米种质的抗旱性做了鉴定与评价.鉴定出1级抗旱性极强种质23份、3级抗旱性强种质67份、5级抗旱性中等种质94份、7级抗旱性弱种质173份、9级抗旱性极弱种质97份.试验鉴定筛选出的抗旱性较强的玉米种质是玉米抗旱育种重要而珍贵的抗旱种质资源.     

谷子及其近缘种的蛋白质变异

研究了３６份来自不同地理区域的谷子材料和２４份谷子的野生近缘种（１０个种）的蛋白质变异,电泳方法采用Ｌａｅｍｍｌｉ的ＳＤＳ－ＰＡＧＥ不连续缓冲系统。结果表明谷子种内的蛋白质变异较小,青狗尾草和金黄狗尾草的种内变异较大。总的来看,种间变异大于种内变异。研究说明在谷子育种中一方面要充分利用地理远缘的谷子种质资源,另一方面要充分利用谷子的野生近缘种材料