玉米主要植株性状的杂种优势位点分析

【目的】鉴定玉米株高等植株性状的杂种优势位点为优良玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用一套以综3为供体,许178为受体的单片段代换系群体及其与轮回亲本许178的测交群体,于2014年在河南浚县、新乡、长葛3个试点进行田间鉴定,完全随机区组设计,3次重复,散粉后对株高、穗位高、叶片数进行测定。利用Duncan’s多重比较和t测验分别对玉米株高、穗位高和叶片数进行QTL分析和杂种优势位点分析。【结果】单片段代换系的测交群体在主要植株性状上均表现出一定的杂种优势,其中,株高在浚县、新乡和许昌点的中亲优势值分别为4.74%、3.61%和1.09%,穗位高的中亲优势值分别为6.06%、7.77%和7.51%,叶片数的中亲优势相对较小。利用SSSL群体在3个环境中定位了9个株高的QTL、10个穗位高的QTL、5个叶片数的QTL。利用测交群体定位了6个株高的杂种优势位点,其中3个HL同时被检测到;穗位高检测到8个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到;叶片数定位了5个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到。利用SSSL及其测交群体分别检测到3个植株性状的24个QTL和19个HL,在5个单片段代换系同时检测到同一性状的QTL和HL。【结论】株高、穗位高和叶片数的杂种优势在单片段代换系测交群体中呈:株高穗位高叶片数。定位到的QTL和HL中的一些在不同环境间存在保守性,且具有较大贡献率,这些主效QTL/HL所在的染色体区域可能存在调控所对应性状的主要基因,可作为进一步研究的依据。而且,少数染色体片段同时调控多个性状的杂种优势,表明所测性状间存在相关性。此外,定位到的株高、穗位高多数HL表现出超显性效应,而多数总叶片数相关的HL显示出显性效应,表明所测性状杂种优势主要来源于位点间的超显性效应。所测的3个性状间存在相关性,3个性状间平衡是遗传改良的重要目标。在育种实践中,上述主效QTL和HL可通过分子标记辅助选择,应用于理想株型育种,加快3个性状间协同改良进程。     

铜绿假单胞菌菌剂载体的筛选

为将铜绿假单胞菌应用于重金属污染环境的生物修复,以硅藻土(1~3 mm)、硅藻土(3~6 mm)、活性炭和轻石为材料,通过测定不同材料的吸水率、菌体吸附与释放作用及制备菌剂的活菌数,筛选出适宜的菌剂载体.结果表明,在设定的载体浓度下(0~20 g·L-1),不同载体的菌体去除率随浓度提高而增大,Q值在4.90%~49.60%之间;载体负载量随浓度提高而减小,L值在923.33~82.83 mg·g-1之间;硅藻土、活性炭的Q值在30 min达到最大.硅藻土(1~3 mm)、硅藻土(3~6mm)、活性炭和轻石的吸水率依次为60.3%、43.3%、23.4%和33.1%;以上4种载体制备的菌剂(菌剂A、B、C和D)的活菌释放率依次为27.4%、28.8%、19.7%和37.1%.室温保存30 d后,菌剂A活菌数为6.25×108CFU·g-1,减少了78.4%,菌剂B活菌数为1.12×1010CFU·g-1,是初始值的5.38倍,菌剂C的活菌数为2.95×108CFU·g-1,减少了73.9%,菌剂D的活菌数为3.61×109CFU·g-1,增殖了127.0%.可见,载体浓度及吸附时间显著影响其对菌体的吸附作用,3~6 mm硅藻土的负载量适中,菌体存活率高,活菌释放率高,可作为铜绿假单胞菌的菌剂载体.     

不同发育时期玉米子粒蛋白质含量的QTL分析

以玉米杂交种农大108的一套重组自交系为材料,在南阳、郑州、浚县对该群体4个不同发育时期的子粒蛋白质含量进行了动态分析.结果表明,随着灌浆时间的延长,子粒蛋白质含量所占的比例逐渐降低.利用复合区间作图法,定位了16个子粒蛋白质含量的非条件QTL,其中有5个QTL在不同的时期或环境中均被检测到.利用条件QTL分析,在3个区间共检测到7个QTL,其中有1个QTL在两个环境中的相同发育区间同时检测到.     

玉米穗部性状的QTL分析

利用来自于农大108的一套重组近交系，通过1年3个试点的田间试验，借助分子标记遗传连锁图谱，对5个玉米穗部性状进行了遗传分析．结果表明，穗长与穗粒重均表现出极显著的正相关，同时穗行数和行粒数与穗粒重也表现显著的正相关关系．通过QTL分析，在3个试点中共定位了38个有关玉米穗部性状的QTL，其中控制穗长的QTL8个，控制行粒数的QTL7个，穗行数的QTL9个，百粒重的QTL4个，穗粒重的QTL10个,但多数QTL只在1个环境中检测到．     

玉米温敏自交不亲和系的鉴定与生态学机制分析

在玉米繁殖过程中发现了一种生态自交不亲和材料HE 97,为了证明其不亲和类型及其生态学机制,通过2 a田间分期播种和花丝切片观察,对该材料的自交不亲和性进行了研究.结果表明,HE 97的自交不亲和性主要受温度影响,表现为高温自交亲和,低温自交不亲和,亲和性转换的敏感时期是雄穗的小花分化期/雌穗生长锥伸长期,临界温度为20～24℃.花粉在其相同基因型花丝上不能萌发可能是导致HE 97自交不亲和的主要原因.     

利用种子醇溶蛋白选育玉米姊妹系和姊妹种的研究

不同分离世代产生的姊妹系配制的早晚代姊妹种在农艺性状、产量和种子蛋白图谱上存在很大的差别。大多数早代姊妹种种子蛋白谱带具有双亲的互补带，并表现出较强的优势，晚代姊妹种的种子蛋白图谱基本上与亲本相同，优势不及早代姊妹种明显。     

紫苏叶片响应镉胁迫的蛋白质差异表达分析

为阐明紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]响应镉胁迫的分子机制,应用营养液加镉法,采用蛋白质组学技术分析了紫苏叶片响应镉胁迫3周的蛋白质表达差异。结果表明,镉胁迫下紫苏叶片有25个蛋白发生差异表达,其中20个蛋白质得到LC-MS/MS鉴定:光合作用相关蛋白3个,能量代谢相关蛋白11个,胁迫相关蛋白1个,蛋白质代谢相关蛋白2个,基因表达相关蛋白1个,结构蛋白1个,生物合成与解毒相关蛋白1个。在浓度为2.0 mg·kg-1、5.0 mg·kg-1、10.0mg·kg-1镉胁迫下,紫苏叶片中ATP合成酶、丝氨酸羧肽酶、植物细胞色素P450均上调表达,Rubisco大亚基、核糖体蛋白S3和肌动蛋白表达均下调。光合系统Ⅱ稳定/装配因子HCF136及胁迫反应蛋白乙酰辅酶A硫酯酶在低浓度镉(2 mg·kg-1)处理下表达上调,在高浓度镉(5 mg·kg-1,10 mg·kg-1)处理下表达下调;磷酸核酮糖激酶/尿苷激酶家族蛋白在2 mg·kg-1和5 mg·kg-1镉处理时表达上调,10 mg·kg-1镉处理时不变;逆转录转座子蛋白在10 mg·kg-1镉处理时表达下调。可见,紫苏叶片通过增强能量代谢、降低光合作用、改变蛋白代谢与基因表达和提高解毒能力,增强了镉耐性。     

花后喷施外源物质对小麦激素含量及源库的调节效应

研究不同粒型小麦品种花后叶面喷施GA3,6-BA等植物生长调节物质及N-P-K营养液(以下称外源物质),对小麦激素含量及源库的调节作用.结果表明,喷施GA3,6-BA,N-P-K营养液后,旗叶和子粒中内源GA3的含量增加,ABA的含量降低;大粒品系兰考8679花前物质转运率提高,花后物质积累量增加.温麦4号花前转运率降低,花后物质积累量增加;处理后大粒品系兰考8679子粒灌浆即表现出差异,中粒品种温麦4号处理后差异不明显,到灌浆盛期差异才表现出来;喷GA3和N-P-K营养液后兰考8679产量增幅最大,GA3和N-P-K之间差异不明显,喷6-BA次之,与对照相比差异显著.温麦4号喷GA3产量最高,N-P-K营养液次之,喷6-BA和对照差异不显著.     

小麦化感作用及其在农业生产中的应用综述

小麦是世界上第一大粮食作物,田间杂草严重影响小麦生产。利用小麦化感作用控制田间杂草不会导致农药残留、杂草抗性和再猖獗等问题,是21世纪发展可持续农业的生物工程技术之一。该文主要从种质资源、化感物质及小麦化感作用在农业实践中的应用研究进行综述,探讨了小麦化感作用研究存在的问题,以期为促进小麦化感作用研究提供借鉴。     

现代农业发展的若干生态问题与思考

当前,中国现代农业发展面临着水资源短缺、环境污染问题、农副产品利用率低、耕地面积减少和耕地质量下降等诸多生态问题,走循环农业道路是中国可持续的生态农业发展的必然选择。在发展循环农业的过程中,创新循环农业发展模式,培育循环农业经济主体,建设改善农业基础设施,制定配套的法律法规并加强政策引导,将为中国现代农业发展提供借鉴。