玉米粉淀粉含量近红外模型建立与优化

以230份玉米自交系为样本，采用旋光法与一阶导数及去一条直线的光谱预处理法，构建玉米粉样淀粉含量的近红外分析（NIRS）模型。研究标明，该模型可显著提高子粒淀粉含量预测的准确性。该模型的定标标准偏差（RMSEE）、交叉验证标准偏差（RMSECV）、外部验证标准偏差（RMSEP）、定标相关系数（R_cal²）、交叉验证相关系数（R_cv²）、外部验证相关系数（R_cv²）分别为0.609、0.722、0.738、0.909、0.864和0.854。建立的玉米粉样NIRS模型可将预测值与化学值偏差控制在1.7%内，能够准确定量分析玉米子粒淀粉含量，应用于育种材料早期筛选及群体水平粗淀粉分析。     

引进美国玉米自交系在我国的耐旱适应性分析

对210份引进美国解密玉米自交系在正常灌溉和干旱胁迫两种水分处理下进行耐旱适应性分析。通过对美国自交系和国内主要自交系耐旱相关农艺性状调查发现,在两种水分处理下,美国自交系产量略高于国内自交系,其中,行粒数是造成产量差异的主要因素。从育种角度来看,虽然美国自交系株高高于国内自交系,但其穗位高明显低于国内自交系,有利于培育品种的抗倒性。利用耐旱选择系数对自交系耐旱性进行评价,从美国自交系选出LH149、PHBA6、S8326等26份极强耐旱性自交系,耐旱性超过国内自交系豫12和齐319等。     

短毛蓼对Cd的富集特性研究

[目的]研究锰超富集植物短毛蓼（Polygonum pubescens Bl.）对重金属镉的响应和富集特征。[方法]采用Hoagland营养液为培养基质,设定8种镉处理浓度（0、25、50、100、200、500、800、1000mg/L）。[结果]在较低镉处理浓度（25mg/L、50mg/L）下,短毛蓼的生物量与对照相比差异不显著（P〈0.05）;在试验设定的各种镉处理水平下,短毛蓼根和地上部Cd含量均超过100mg/kg,Cd富集系数均大于1;随着镉处理浓度的增加,短毛蓼体内的镉含量和镉富集量显著增加,镉处理浓度超过50mg/L时,转运量系数大于1。[结论]短毛蓼对镉具有较强的耐受性和富集能力,在镉污染土壤的植物修复中具有一定的应用潜力。     

一种快速高效构建植物表达载体的方法

植物表达载体是将目的基因转化宿主细胞的媒介,载体构建是通过遗传转化方法开展基因功能鉴定与应用等研究的重要环节。以构建玉米谷氨酰胺合成酶基因(GS1)表达载体pCUbi1390-Ubi-GS1-35S-EPSPS为例,研究简单、通用、高效的构建载体的方法。该方法目的片段和载体不需要酶切产生互补的黏性末端,只需通过在目的基因PCR上下游引物的5’端设计与线性载体两端有15个碱基的同源序列,根据序列的同源性,将目的基因插入载体中,通过PCR程序实现DNA重组。结果表明,正确构建了设计的转化载体,该方法大大简化了载体构建的过程,也适用于任何一个基于单酶切位点把外源DNA重组插入目标序列。     

玉米Gln1-3 gDNA序列分离、基因结构、保守功能域与等位变异分析

谷氨酰胺合成酶家族是高等植物体内氨态氮同化酶, 是植物体内氮利用与循环的核心构件。玉米Gln1-3基因编码叶肉细胞中的细胞质同工酶, 与全株氮向籽粒蛋白质同化与氮利用效率及产量紧密相关。本研究以玉米自交系辽白371为材料, 采用PCR与接头步移(walking)方法分离得到Gln1-3基因区域基因组DNA(gDNA)全长4 571 bp, 起始密码子至终止密码子序列长3 062 bp。将该基因在GenBank注册, 登录号为EU338535, 并进行了详细注释。该基因由10个外显子、9个内含子组成, 剪接方式主要为5′供位保守的GU与3′受位AG模式。编码的GS1蛋白由356个氨基酸组成, 分子量39.2 kD, 等电点 (pI) 为5.202。保守功能域分析表明, 氨基末端外显子2到外显子6为氨离子结合结构域, 羧基末端外显子8与外显子9构成ATP酶结构域, 在胞内行使催化功能。对50个玉米自交系Gln1-3基因重要分析区域进行了等位变异分析, 鉴定出364个等位变异, 其中313个为SNP变异, 占86%。     

遗传改良对中国华北不同年代玉米单交种产量的贡献

 【目的】为提高中国玉米育种技术水平而探索突破方向和寻找理论依据，对不同年代玉米杂交种的产量与年代的回归进行研究。【方法】试验于2005－2006年在新疆省农业科学院科研基地和北京顺义屯玉公司北京研究院进行。采用裂区试验设计，3个密度为主区，华北地区近40年有代表性的23个单杂交种为副区。【结果】新疆点1980s－2000s中密度下的产量年代响应>高密度，北京点1980s－2000s中密度下的产量年代响应与高密度下的差异不显著，表明1980s年代以后中国华北地区玉米杂交种在每公顷60 000株的密度水平上没有实现更高的产量年代响应;1980s－2000s产量显著提高主要是由于千粒重、穗行数的正向改良，而秃尖度、出籽率的消极改良同时又限制了1980s－2000s年代玉米产量的提高;此外，空秆率、茎倒折率、根倒伏率、秃尖度等性状在1980s－2000s间没有得到显著改良。【结论】1980s－2000s期间中国玉米杂交种在高密度条件下玉米产量的年代响应取得了一定的进展，但与国外还有相当大的差距，今后的玉米育种应强化和完善高密度育种技术路线，使未来中国玉米单交种向依靠群体增产的早熟、耐密、出籽率高、秃顶度小的育种目标方向发展。     

玉米两向分群育种策略初探

对玉米产量形成的因素进行了分解，阐述了玉米产量与杂种优势的关系，以及循环育种方法的理论依据。提出了两向分群育种策略，即在育种实践中，把父、母本分开培育，强调父、母本应具有尽可能多的优点，避免拥有共同的缺点，并以夏玉米区为例，提出了具体的父、母本培育目标，供玉米育种者参考。     

64份玉米自交系抗粗缩病的遗传变异分析

在玉米粗缩病重发区，对64份玉米自交系进行了2年3种环境下的抗病性鉴定。以3种环境的平均病株率为指标，筛选出高抗自交系12份、抗病系17份、中抗系18份、感病系12份和高感系5份。采用70对SSR引物在64份自交系中检测出276个等位基因变异，平均多态性信息量0.57，结合系谱资料和育种实践可将供试系划为6个杂种优势亚群BSSS、PA、Lancaster、旅大红骨、四平头和PB。根据自交系对粗缩病的抗性反应，发现PB和四平头亚群的病株率较低（1.60%和4.95%），为抗玉米粗缩病育种的重要种质类群。     

玉米穗长上位效应和Q×E互作效应分析

以掖478×丹340的500个F2单株为作图群体,利用混合线性模型的复合区间作图法对397个F2∶3家系在5个生态环境下进行穗长的QTL定位分析。共检测到16个穗长QTL,单个QTL所解释的表型变异在0.15%~6.24%,累计贡献率为47.8%。在16个QTL中有10个与环境发生互作,占62.5%,贡献率在0.48%~3.78%之间。上位性互作检测到4对QTL,未检测到上位性QTL与环境互作。表明穗长受微效多基因的控制,易与环境发生互作,上位性互作在其遗传中起一定作用。     

CIMMYT和我国玉米种质群体的配合力及杂种优势分析

采用NCⅡ遗传交配设计，以丹340、Mo17、掖478和黄早四为测验种，通过2年1点田间试验，分析27个国内外玉米群体（14个CIMMYT热带、亚热带群体和13个国内群体）的主要性状配合力和产量杂种优势，并划分杂种优势群。结果表明，大多数CIMMYT群体的产量和产量性状配合力及杂种优势明显优于国内玉米群体，以Suwan l、Pob43、Pob21