重瓣大岩桐离体培养优化的研究

以重瓣大岩桐为试材进行离体培养,结果表明:MS 6-BA 2.0mg/L NAA0.2mg/L培养基上能形成愈伤组织;MS 6-BA 1.0mg、L NAA0.1 mg/L培养基上能形成愈伤组织和较少的不定茅;在MS 6-BA0.5 mg/L NAA0.1 mg/L培养基上少或不形成愈伤组织,而直接形成不定芽.生根培养用1/2MS培养基,10～15天内可长出10～15条毛细根.     

玉米新品种中科玉9699的选育及制种技术

中科玉9699原名XD901,是西南大学玉米研究所2006年用自育自交系CY138作母本、CY388作父本杂交组配、选育而成的玉米新组合,并于2012年4月通过重庆市农作物品种审定委员会审定.该品种具有高产、稳产、优质、株型好、活秆成熟、抗倒、结实性好等优点.2010 ～2011年参加重庆市玉米平丘组区域试验,2年区试平均产量为8 154.0kg/hm2,比对照种渝单8号平均增产10.87％,居参试品种第2位,12个试验点次全部增产,增产点次率100.0％.     

质膜内在蛋白ZmPIP1;1参与玉米耐旱性和光合作用的功能分析

质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)是水通道蛋白主要亚家族成员之一,在植物生长发育过程中具有重要调节功能。前期研究表明,玉米ZmPIP1;1基因表达受到渗透和盐胁迫的强烈诱导,但其在玉米中的生物学功能尚不明确。本研究通过玉米遗传转化获得了ZmPIP1;1超表达转基因株系,干旱胁迫实验揭示了ZmPIP1;1超表达转基因株系较野生型具有较低的水分散失率及较强的干旱胁迫耐性。转录组测序结果表明参与ABA生物合成及其信号通路相关基因的表达水平发生了显著变化。在田间正常生长条件下,ZmPIP1;1超表达转基因植株与野生型在生长发育过程中没有明显差异,但转基因玉米株系具有较高的光合效率,粒宽和百粒重增加,玉米单果穗的产量提高。此外,通过荧光双分子互补实验观察到ZmPIP1;1和ZmPIP2;6蛋白在玉米叶肉细胞原生质体的细胞质膜和叶绿体膜上存在互作,并且可能导致了ZmPIP蛋白的重定位。该研究为ZmPIP1;1分子机制的解析奠定了重要基础,为玉米高光效分子设计育种开辟了新的途径。     

玉米tasselseed突变体ts12的遗传分析与分子鉴定

性别决定与玉米雄穗和雌穗发育密切相关,性别决定基因功能研究对性别决定分子机制的解析具有重要意义。利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理B73花粉,获得了一个玉米雄穗结实突变体tasselseed12(ts12)。用扫描电镜对ts12突变体雄穗的形态学观察,发现未成熟雄穗长13 mm时,小穗呈现出明显的雌性化特征。利用图位克隆的方法,把ts12定位于分子标记LM4和RM5之间,物理距离约为290 kb,该区间共有9个注释基因,其中包括已报道的性别决定基因Tasselseed2(Ts2)。通过克隆ts12突变体中Ts2基因编码序列,发现Ts2基因编码区第196个碱基鸟嘌呤被替换为腺嘌呤,导致该位点编码的甘氨酸被替换为精氨酸,由此推测该保守位点突变可能是tasselseed表型产生的原因。ts12和ts2等位性测验结果表明所有F1、F2代植株雄穗均可产生花丝,推测ts12是ts2基因一个新的等位突变体。以加外源茉莉酸(JA,1 mmol L^-1)处理ts12突变体,发现处理后的小穗大部分可恢复正常。Ts2基因表达分析揭示在正常植株未成熟雄穗中的表达量最高,其次是未成熟雌穗及叶片中;在ts12未成熟雄穗和雌穗中,该基因的表达量极显著降低。Ts2保守位点的突变及其引起的表达量的降低可能是tasselseed表型产生的原因。     

玉米穗上叶夹角和叶间距的QTL定位

玉米(Zea mays L.)的叶夹角和叶间距是玉米株型的两个重要性状,不同株型通过影响群体冠层内的光分布状况和群体的光能利用而影响产量。为了解玉米叶夹角和叶间距的遗传机制,利用紧凑型玉米自交系CY5和平展型玉米自交系YL106组配构建的F2世代为作图群体,构建具有212个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为1 153.39 cM,标记平均间距5.44 cM。利用144个F2∶3家系在3个环境下的表型值,结合已构建的遗传连锁图谱,采用完备区间作图法,对穗上叶夹角和穗上叶间距进行基因定位。结果表明,在单环境分析中,共检测出22个QTL,叶夹角和叶间距分别检测到10和12个QTL,其中西南大学玉米研究所歇马试验基地(简称XM)检测到9个,北碚试验基地(简称BB)检测到8个,合川试验基地(简称HC)检测到5个;在多环境联合分析中,共检测出11个QTL,分别位于1、3、5和7号染色体上,其中叶夹角检测到5个,位于1、3和5号染色体上,叶间距检测到6个,位于1和7号染色体上;在单环境和多环境中同时检测到的一致性QTL有3个,分别是穗上二叶夹角(qSecLA1a)、穗上三叶夹角(qThiLA1a)和穗上三叶间距(qThiLS7),其中在单环境中qSecLA1a位于1号染色体bnlg1803～bnlg1007,分别解释表型变异率26.99%和18.51%,qThiLA1a位于1号染色体bnlg1803～bnlg1007,分别解释表型变异率24.14%和22.00%,qThiLS7位于7号染色体bnlg1305～umc1787,分别解释表型变异率13.77%和9.96%;以上3个QTL在多环境联合分析中的贡献率分别为29.10%、31.86%和11.20%。因此,qSecLA1a、qThiLA1a和qThiLS7 3个位点在不同环境中可稳定表达。本研究结果可为玉米叶夹角和叶间距的遗传改良和分子标记辅助育种提供参考资料。     

内源激素对不同穗库特性玉米自交系雌穗发育的影响研究

内源激素对植株的器官发育与性状表现具有重要影响.本研究用酶联免疫法(ELISA)分别测定不同穗库特 性的玉米自交系082(多雌穗,第一穗发育受抑制)、48-2(单雌穗)与3H-2(多雌穗,第一穗发育正常)雌穗中内源激 素脱落酸(abscisicacid,ABA)、生长素(indoleaceticacid,IAA)、玉米素核苷(zeatinriboside,ZR)、赤霉素(gibberellinacid, GA)的质量分数.结果显示,在吐丝前雌穗发育过程中,082的GA质量分数随雌穗发育不断下降,48-2 与3H-2下降之后有一个上升的阶段.在发育后期,082雌穗的ABA 质量分数明显上升,48-2与3H-2稍有下降. 在激素间的平衡上,在吐丝前12d,082与3H-2的IAA/ZR 和ABA/ZR 值均表现为最低,48-2的IAA/ZR 和 ABA/ZR值表现为最高.研究结果表明吐丝前12d可能是影响植株除第一雌穗以外其他穗发育的关键时期,此时 低IAA/ZR和ABA/ZR值抑制第一雌穗的发育,促进其他雌穗的发育,而高IAA/ZR和ABA/ZR值则表现出相反 的作用.这一结果将为雌穗发育的化学调控与高产玉米自交系的培育提供参考.     

基于混合分离分析策略发掘控制玉米分蘖性状位点

分蘖性状不仅与玉米的进化密切相关,对玉米育种也具有重要意义.利用具有共同系谱来源的8个分蘖自交 系与3个不分蘖自交系,提取DNA并分别等量混合,形成分蘖与不分蘖基因池;采用混合分离分析策略(bulked segregationanalysis,BSA),利用覆盖玉米全基因组的1013个SSR标记对2个基因池进行多态性筛选,共获得了 16个与玉米分蘖相关联的位点.这16个位点分布在玉米7条染色体上,其中包括2,4,5,6,7,8和9号染色体.参照 IBM22008高密度整合遗传连锁图谱,这16个位点分别位于11个Bin区段中,基因功能注释显示这些片段中基因 的数量在7~37个之间.这些研究结果为克隆控制玉米分蘖基因奠定了良好的基础.     

玉米胚乳母本印记基因ZmVIL1的克隆及印记特性分析

印记基因在玉米籽粒发育中具有重要作用。玉米ZmVIL1是母本印记基因。本研究通过RACE扩增, 获得了ZmVIL1基因的cDNA全长, 约2.2 kb, 编码598个氨基酸。根据对B73和Mo17正反交授粉后14 d胚乳和胚中ZmVIL1等位基因的表达分析, 该基因仅在玉米胚乳中表现母本印记, 而在胚中则无印记现象。在郑58和昌7-2、黄C和178、PH6WC和PH4CV正反交14 d胚乳中ZmVIL1也表现印记, 因此该基因为基因特异性的二元印记。ZmVIL1在B73、Mo17正反交授粉后12~28 d胚乳中处于持续印记状态。组织表达模式研究表明ZmVIL1在营养生长和生殖生长阶段均有表达; ZmVIL1在玉米授粉后10 d籽粒、雌穗、雄穗、花丝中表达量较高, 其次是根、胚珠及授粉后25 d的胚中, 推测ZmVIL1在玉米籽粒及花发育过程中均具有重要功能。     

玉米质膜内在蛋白ZmPIP2;6响应渗透、盐和 干旱胁迫的功能鉴定

【目的】质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic proteins,PIPs）广泛存在于植物细胞的膜系统上,在植物体内水分运输和水分平衡的过程中至关重要。对ZmPIP2;6在植物水分胁迫耐性中的功能进行探究,为玉米培育抗旱耐盐新品种提供优秀基因资源。【方法】分析并比对ZmPIP2;6与其他物种中报道参与水分胁迫的PIPs的氨基酸序列,构建ZmPIP2;6-GFP载体并通过PEG介导转化玉米原生质体,对ZmPIP2;6进行亚细胞定位。采集玉米的不同组织样品,包括根、茎、叶、未成熟雄穗、未成熟雌穗、胚和胚乳;对玉米进行PEG或NaCl处理,在处理的不同时间点采集玉米的根和叶样品。提取总RNA并通过qRT-PCR调查ZmPIP2;6在玉米不同组织以及在水分胁迫下的表达模式。构建ZmPIP2;6超表达载体,发展并鉴定ZmPIP2;6超表达拟南芥材料,观察转基因植株对渗透、盐及干旱胁迫的耐性生理表型,并测量其根长、叶片水分散失率等性状。检测在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达。【结果】氨基酸序列分析比对结果显示ZmPIP2;6具有PIP蛋白的典型结构与并且其他物种的PIP蛋白具有很高的同源性。转化玉米原生质体试验结果显示ZmPIP2;6蛋白定位在细胞质膜。qRT-PCR结果显示ZmPIP2;6在玉米未成熟雄穗中表达量最高,并且在玉米受到渗透和盐胁迫后根和叶中的ZmPIP2;6表达受到显著诱导。在MS固体培养基上进行渗透胁迫处理和盐胁迫处理以及进一步的土培试验中进行干旱胁迫处理,ZmPIP2;6超表达拟南芥植株相对野生型都显示出更强的胁迫耐性。在干旱或盐胁迫条件下,拟南芥胁迫信号通路上的相关基因在ZmPIP2;6超表达植株中的表达受到不同程度的影响。【结论】玉米内在质膜蛋白基因ZmPIP2;6在渗透或盐胁迫下表达上调,在拟南芥中超表达ZmPIP2;6会增强植株对渗透、盐和干旱胁迫的耐性,并且在盐或干旱胁迫条件下会影响拟南芥中胁迫相关基因的表达。ZmPIP2;6可能参与植物水分胁迫响应过程。     

分子标记在观赏植物研究中的应用

近年来,DNA分子标记在观赏植物研究中的作用愈来愈重要。特对分子标记在观赏植物分类及品种鉴定、种质资源亲缘关系及进化、基因的图位克隆、分子标记辅助选择中的应用作了介绍。