玉米温热杂交组合光周期敏感特性分析

本试验采用5份我国西南地区常用的热带亚热带Suwan类群的自交系作母本,4份我国温带优良玉米自交系作父本,按NCII(North Carolina II)遗传交配设计组配的20个温热杂交组合作为试验材料,分别在贵州贵阳、甘肃张掖两地进行田间试验,调查生育期、植株性状、果穗性状、产量性状等光周期敏感性相关性状,鉴定分析20个温热杂交组合的光周期敏感特性。结果表明:温热杂交组合在北方长日照的光周期环境下有较强的光敏感性,但均能较好地适应西南较短日照环境。其中光周期最为敏感的杂交组合:QB446×Mo17,光周期最为钝感的杂交组合:S273×昌7-2。     

14份玉米自交系的光周期敏感性分析

【目的】分析玉米自交系的光周期敏感性,为提高我国玉米种质利用效率及扩宽种质基础提供参考依据。【方法】开展14份纯合玉米自交系短日照和长日照环境栽培试验,分析其与光周期反应相关的6个表型性状差异,评价其光周期敏感性。【结果】14份玉米自交系在短日照和长日照条件下未加代处理和加代处理对其表型性状的影响均不明显;加代处理14份玉米自交系的光周期反应敏感程度排序为GRL7204D001GRL513GRL584GRL7349GRL315GRL62491X868GRL7341GRL737GRL54GRL31PH6WCPH4CV。【结论】不同纯合玉米自交系对光周期反应的敏感程度不同,同一血缘种质含有不同光周期的反应类型;在长日照条件下未加代处理和加代处理对其光周期反应的敏感性无明显影响。     

基于温、热带玉米自交系永久F2群体的叶片数QTL分析

为研究热带玉米光周期敏感性的遗传机制,利用温热组合黄早四×CML 288衍生的重组自交系群体构建了一个包含278个组合的永久F2群体,分别在海南三亚、河南郑州和洛阳、北京昌平和顺义等5个地点3种光周期环境中进行田间鉴定.利用复合区间作图法在3种光周期环境下共检测到16个不同的玉米叶片数相关QTL.位于第4染色体的QTL...     

玉米光周期反应及一个相关基因的克隆

【目的】研究玉米的光周期反应，克隆出玉米中的EMF同源基因并研究其表达模式。【方法】以热带玉米自交系CML288和温带玉米自交系黄早四为材料，研究了它们在9 h和15 h光周期处理后的反应和热带自交系CML288在不同时期两种日照挪动处理下的光周期反应。通过RT-PCR法克隆到一个玉米上的EMF同源基因，并检测了该基因在经过不同光周期处理的自交系CML288、黄早四及其F1的不同生长时期茎尖中的表达。【结果】 CML288对光周期的反应非常敏感，黄早四相对不敏感。CML288在短日照条件下7片叶时期是光周期反应的敏感时期，在长日照条件下9片叶时期是光周期反应的敏感时期。推测新克隆的cDNA序列含有完整的1 881bp的开放阅读框，编码一条约71kD的多肽，包含626个氨基酸残基，编码的蛋白质有一个C2H2型锌指结构区,两个核定位信号区和一个酸性区，可能是DAN结合蛋白，Northern杂交显示，其在茎尖和叶片中均有表达。经不同光周期处理后，该基因在2个自交系及F1不同生长时期茎尖中的表达情况不同。【结论】克隆到的基因其功能可能与促进营养生长和抑制生殖生长有关。     

玉米Tuxpeno和Suwan种质的改良研究

Tuxpeno和Suwan是热带地区的重要玉米种质,引入我国后被西南山区玉米生产上广泛采用,作为育种材料已育出一批优良自交系和杂交种供玉米生产利用。为了保持各类玉米种质的优点,克服各自的缺陷,采用瑞德与Tuxpeno杂交,在多次混粉的基础上,自交选育出配合力较好的自交系QB602、QB912和QB926;兰卡斯特与Suwan杂交育出配合力较好的自交系QB408、QB437和QB476等。同时,组成了2个平衡群体:瑞德/Tuxpeno和兰卡斯特/Suwan,供进一步的相互轮回选择。文中还对瑞德/Tuxpeno 兰卡斯特/Suwan作为杂种优势模式的可能性进行了探讨。     

基于温热玉米Suwan-Lancaster群体改良自交系QB446的选育与应用

为扩增我国现有玉米种质基础提供重要理论依据,贵州省农业科学院旱粮研究所利用热带玉米Suwan1C11群体与温带Lancaster种质核心系Mo17构建的Suwan1C11×Mo17群体(Suwan-Lancaster)为基础材料,基于群间强优势互补与优良基因聚合选育方法,创制选育出优良苏兰(Suwan-Lancaster)群体温热玉米自交系QB446,该自交系具有产量高、出籽率高、脱水快及配合力高等优点。利用QB446自交系育成并通过审定的玉米杂交种目前有8个,QB446已成为我国南方玉米育种和生产应用的骨干自交系。     

基于温热玉米Suwan-Lancaster群体改良自交系QB446的选育与应用

为扩增我国现有玉米种质基础提供重要理论依据, 贵州省农业科学院旱粮研究所利用热带玉米Suwan1C11群体与温带Lancaster种质核心系Mo17构建的Suwan1C11×Mo17群体（Suwan-Lancaster）为基础材料，基于群间强优势互补与优良基因聚合选育方法，创制选育出优良苏兰（Suwan-Lancaster）群体温热玉米自交系QB446,该自交系具有产量高、出籽率高、脱水快及配合力高等优点。利用QB446自交系育成并通过审定的玉米杂交种目前有8个，QB446已成为我国南方玉米育种和生产应用的骨干自交系。     

化学诱变玉米自交系性状分析

对11个化学诱变玉米自交系材料进行种植,并观察记录各个材料的生育周期,对玉米植株的性状和穗部性状进行记录分析,最后综合玉米各个农艺性状,结果发现,27QB52,27QB51,27QB31,27QB41为优良材料。     

长日照条件下2个热带玉米自交系的转录组差异分析

【目的】深度挖掘不同光敏类型自交系间的差异表达基因,为揭示热带玉米种质光周期敏感性变异机理提供理论依据,同时为采用分子辅助方法改良热带玉米种质提供新途径。【方法】以热带光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为试验材料,通过人工控制长日照条件（16 h光/8 h暗）对试验材料进行处理,于四叶期采集幼嫩叶片提取总RNA,利用RNA-Seq技术对不同光敏类型自交系材料进行转录组测序,同时结合生物信息学分析,筛选出不同光敏类型自交系间的差异表达基因。【结果】在长日照条件下,从玉米自交系T32和QR273间共鉴定出6977个差异表达基因,其中T32较QR273的上调表达基因有3291个、下调表达基因有3686个。GO功能注释分析结果显示,有24个应答光刺激和应答辐射的基因在T32和QR273中表现出显著差异;此外,有17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期、生殖结构发育、生殖系统发育、生殖发育过程、光周期/开花和分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因。KEGG信号通路富集分析发现有15个昼夜节律通路相关基因在T32和QR273中表现出显著差异,其中,Zm00001e030377和Zm00001e023792基因在T32中的表达量高于QR273,而Zm00001e016746和Zm00001e011193基因在T32中的表达量低于QR273。【结论】长日照条件下光敏型与光钝型热带玉米自交系间的转录组差异分析共鉴定出6977个显著差异表达基因,包括24个参与应答光刺激和应答辐射的差异表达基因有,17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期及分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因,以及15个与昼夜节律通路相关的差异表达基因。这些基因通过差异性参与昼夜节律通路中的成花诱导,导致成花启动途径不完全相同,可能是热带种质光周期敏感性变异的关键遗传基因。     

配子选择法对玉米自交系QB506的遗传改良效果

为选育出抗逆性强及配合力高的玉米改良系,以4个优良玉米杂交种和优良玉米自交系PH6WC为供体分别改良优良玉米新品种金玉506的母本QB506,选育出一批优异的自交系。基于田间试验统计和SSR分子标记的遗传多样性分析5个供体对玉米自交系QR273改良效应。结果表明:产量高于对照金玉506(QB506×QR273)10%的测交组合为供体PH6WC、黔兴201和顺单6号所改良系组配的组合,改良效果明显。从146对引物中筛选出清晰稳定的引物42对,对32份供试材料同源性位点扩增,共检测到243个等位基因变异,每个点检测到等位基因数2~9个,平均5.8个,。每个位点的多态性信息量为0.2122~0.8836,平均为0.6883。供试自交系划为4个类群:第Ⅰ类群包括QB506及其改良系、PH6WC和掖478,为Reid种质群;第Ⅱ类群为YA8201、Mo17、黄早四和18599;第Ⅲ类群丹340为旅大红骨群;第Ⅳ类群为QR273、QB48、QB2164、QB572、QB576和T32为Suwan类群。在选准供体的基础上改良玉米自交系,可提高育种效率。     

温带和热带玉米重组自交系群体的株高QTL分析

以光周期钝感自交系黄早4和光周期敏感自交系CML 288为亲本杂交所衍生的F10代重组自交系为材料,构建了覆盖玉米10条染色体的含有237个SSR标记的遗传连锁图谱;采用复合区间作图法对3种不同长短日照环境下的株高进行QTL定位,在4个地区3个不同的光周期环境下共检测到11个与株高有关的QTL.在第1条染色体1.10区域的1个QTL在各个日照条件下都能够稳定表达;位于第10染色体10.04区域的1个主效QTL PH 10在长日照务件下特异表达,且具有较大的贡献率、效应值和LOD值,推断在该区段上存在控制玉米光周期敏感性的QTL.     

黑龙江省主要玉米品种及其亲本光温反应特性研究I12个玉米品种及其亲本的光反应特性

以黑龙江省12个常用玉米品种及其亲本为试验材料,研究其光反应特性．通过对材料的每日阶段遮光处理的结果分析,缩短光照直接影响玉米品种的生育阶段。其中出苗至抽雄期遮光处理与正常光照的叶龄值差异显著,可作为衡量光反应特性的指标性状。缩短光照后使大部分玉米杂交种及自交系的花期提前,其中四早六、龙单21、绥玉7号、1134、龙系85、H172、4F1对光敏感;海玉4号、四单16、本育9号、合344、434、706、446光反应迟钝。遮光处理对品种形态性状株高、穗位高、叶片数及雄穗分枝数都有不同程度的影响。其影响大小程度依次为：穗位高〉株高〉雄穗分支〉叶片数。     

不同玉米自交系对磷胁迫反应初探

在不施磷肥和正常施肥条件下，对50个玉米自交系的可见展开叶、黄紫叶、株高、穗位高、穗位叶叶绿素含量和生物产量等性状进行了研究．结果表明，在磷胁迫条件下，多数自交系表现苗期生长受阻，发育迟缓，可见展开叶数减少，黄紫叶数增加：成株期株高、穗位高及地上部分生物产量降低；相关分析表明，苗期可见展开叶数与后期地上生物产量呈极显著正相关．因此，苗期可见展开叶数可以作为玉米自交系对磷胁迫反应敏感与否的形态指标．根据生物产量聚类的结果，将玉米自交系分为磷胁迫反应迟钝型、中间型和敏感型3类，自交系555—2，T7913，87—8，辽5114，A60，560和豫06—103等对磷胁迫反应不敏感，为磷素高效利用基因型．     

热带玉米种质资源杂种优势研究

[目的]研究热带玉米(Zea mays L.)种质资源的杂种优势,探讨其在高纬度温带地区的利用价值和利用方法。[方法]采用完全双列杂交法,以黄早四、丹340、Mo17和B73为测试种,分析已筛选出的5个热带自交系和4个我国分属4大类群的温带玉米种质自交系的杂种优势。[结果]单株产量杂种优势明显,热带×温带的杂种优势大于热带×热带和温带×热带的模式。[结论]该研究可为热带玉米种质在辽宁省的利用提供理论依据。     

Studies on the Heredity of the Traits Related to the Photoperiod-Sensitive Phenomenon Among the Temperate × Tropical Crosses in Maize

The genetic study of characters concerning photoperiod sensitivity of the growth and development stages, plant and ear height was carried out from 5 temperate tropical combinations by using P1, P2, F1,F2, BC1, BC2 generations mean analysis. The results showed that the square sums of additive, of dominance and of epistatic gene effects contributed to total genetic variance were 11.3 -53.6 %, 36.0 -78.6 % and 5.5 -27.0% respectively for five traits of the insensitive× insensitive combination to photoperiod, which suggested dominance gene effect was the most important among various gene effects. In insensitive × sensitive combination to photoperiod, the square sums of additive gene effect with 66.9 - 84.5 %, of dominance gene effect with 11.6 -30.7% and of epistatic gene effect with 1.4 -5.2% were found for five tested traits, which showed additive gene effect held a dominant position, and dominance and epistatic gene effects were reduced compared with insensitive× insensitive combination. The differences existed among different insensitive × sensitive combinations. The proportion of the genetic component among the insensitive × sensitive crossbreed offspring in the temperate zone had a certain dosage effect on fading photoperiod sensitivity reaction. The sensitivity of BC1, with 25 % of the tropical genetic component, is extremely weak, but with high application value.     

玉米光周期反应的敏感时期研究

采用长日照15h、短日照9h和长短日照相互挪移处理玉米自交系黄早4和CML288,利用激光扫描共聚焦显微镜观察了玉米茎尖的形态变化,调查了玉米的主茎叶片数、抽雄散粉期和吐丝期等主要生育性状.结果表明,短日照能促进玉米茎端分生组织向生殖生长转化,促进开花,减少玉米的主茎叶片数,缩短玉米的生育期,而长日照则相反;当从短日照挪移到长日照时,黄早4在第五和第六片展开叶之间、CML288在第六和第七片展开叶之间的挪移,玉米的主茎叶片数突然减少,同时在短日照条件下黄早4和CML288的茎端分生组织也分别在第五和第六片展开叶、第六和第七片展开叶之间发生了形态变化,茎端生长锥伸长变成圆锥体开始花的发育,而当从长日照挪移到短日照时,玉米的主茎叶片数呈现连续性变化,因此光周期诱导玉米开花的敏感时期因光照条件和品种有一定差异,长日照条件下玉米的光周期反应不敏感,短日照条件下光周期诱导的敏感时期黄早4在第五和第六片展开叶之间,CML288在第六和第七片展开叶之间.     

4个热带玉米群体在温带的利用研究

将4个热带玉米群体与4个温带玉米骨干自交系,按NC-Ⅱ设计组配成杂交种,通过配合力分析,获得了选育优良株型性状和产量性状的强优势组合,进而构建出杂种优势利用模式。对不能形成杂优模式的热带群体,可利用它的优良农艺性状对我国玉米骨干自交系进行个别性状的改良,同时对4个热带群体的利用价值和方法进行了评价。