玉米EMS抗旱突变材料筛选

以17份郑58背景,EMS诱变抗旱玉米自交系为材料,通过大田试验设置干旱胁迫、正常供水2个处理,通过抗旱表型鉴定和产量性状测量,筛选获得抗旱突变体。结果表明,干旱胁迫对于玉米的生长发育和产量构成都有明显的影响,3号和9号自交系在干旱胁迫下ASI值小于对照,产量高于对照85.7%和37.06%,是具有抗旱性的高产突变体材料。     

不同玉米自交系苗期抗旱性鉴定

以100份玉米自交系为材料,利用20%聚乙二醇(PEG-6000)高渗溶液模拟干旱胁迫环境,测定苗期株高、茎粗、游离脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量以及过氧化物酶（POD）活性5项指标,以各性状值的抗旱系数为基础,采用模糊隶属函数法、主成分分析以及聚类分析进行抗旱等级评价。结果表明：在干旱胁迫下,玉米苗期株高降低,茎粗变细,生理指标也发生了明显变化。这100份自交系可分为5个抗旱等级,其中极抗旱材料32份,强抗旱材料22份,中等抗旱材料31份,弱抗旱材料13份,极弱抗旱材料2份,为这些自交系在抗旱玉米育种中的利用提供依据。     

116份玉米自交系的抗旱性评价

为科学评价玉米自交系的抗旱能力,以116份自交系为试验材料,设立干旱胁迫和正常灌水两个处理,在成熟期分别调查两处理自交系的株高、穗位、雄穗主轴长度、穗行数、行粒数、百粒重、存活株数、收获穗数及籽粒产量。结果表明,干旱胁迫下所有性状均极显著减小;干旱对籽粒产量造成的影响最大,对存活株数、百粒重的影响较小;9个性状的抗旱指数之间存在显著相关性;从9个抗旱指数中可提取出4个主成分,累计反映了自交系抗旱性86.5%的信息;使用4个主成分构建了综合抗旱性评价指数并以之聚类,可将116个玉米自交系划分为4类：其中,类1包含郑58等35个中等抗旱型自交系,占比30.2%;类2包含昌7-2等42个弱抗旱型自交系,占比36.2%;类3含JC066等28个干旱敏感型自交系,占比24.1%;类4含JC119等11个强抗旱型自交系,占比9.5%。     

玉米不同亲缘类型自交系抗旱性研究

通过田间正常水分和干旱胁迫2种水分处理,对25份不同亲缘玉米自交系进行田间抗旱性鉴定。结果表明,在玉米的5个亲缘类型中,株高抗旱指数方面,瑞德类型的5个自交系平均值最低,为8.04,黄改类型的5个自交系平均值最高,为17.94;产量抗旱指数方面,兰卡斯特类型的5个自交系平均值最高,为1.15,旅大红骨类型的5个自交系平均值最低,为0.755。在25个自交系中,综合株高和产量抗旱指数的评估结果得出,PH6JM,PHB1M和P319抗旱性较强,可作为优良的抗旱种质资源进行利用。     

283份玉米田间抗旱性鉴定与筛选

【目的】欠量灌水胁迫下,利用抗旱系数和水区产量综合评价不同玉米材料的抗旱性,筛选兼顾抗旱丰产的玉米材料,为抗旱育种提供种质资源和理论依据。【方法】选择283份玉米材料,利用抗旱系数和水区产量双选择的方法,分析研究玉米抗旱性及水区产量、水区表型特性的变化。【结果】正常灌溉和干旱胁迫下产量均呈正态分布,抗旱系数呈偏态分布,平均抗旱系数为0.617,胁迫强度0.383。筛选出抗旱丰产的优异自交系15份,杂交组合3份。抗旱丰产自交系在水区表型特征变化范围为吐丝天数(58.5～71.0 d)、株高(150～208.1 cm)、穗位高(44.6～77.5 cm)、穗粒数(295～502粒/穗)、百粒重(16.5～36.0 g)和单株产量(60.4～90.5 g);抗旱丰产的杂交组合在水区表型特征变化范围为吐丝天数(61.5～63.0 d)、株高(275.6～287.8 cm)、穗位高(103.8～115.0 cm)、穗粒数(538～692粒/穗)、百粒重(34.9～38.9 g)和单株产量(165.7～186.8 g)。抗旱优异材料表现出单株产量和抗旱性均高于平均水平,生育期、株高、穗位高、穗粒数...     

花期干旱胁迫对玉米农艺性状的影响

[目的]探讨不同玉米自交系的抗旱能力,研究花期干旱胁迫对不同玉米自交系生长差异的影响,为选育抗旱玉米品种提供参考依据.[方法]利用40个玉米自交系,在正常灌水和干旱胁迫2种水分处理下,对花期不同玉米材料进行耐旱性鉴定,分析花期干旱对玉米株高、穗位高和第3、4节间长度的影响,探讨农艺性状与玉米耐旱性之间的关系.[结果]花期干旱胁迫对玉米自交系影响较大,不同玉米自交系在2种水分处理下的农艺性状表现差异显著,旱区大于正常对照,表明苗期和拔节期供水充足对玉米株高、穗位高和节间生长影响不大.[结论]以综合耐旱系数为指标对玉米自交系的耐旱性进行评定,农系3386、农系3435、农系3471和S121的综合耐旱性较强,可在抗旱育种中加以利用.     

48份玉米种质的耐旱性鉴定与评价

[目的]鉴定48玉米种质资源耐旱性,为玉米耐旱品种选育及种质材料创新提供参考.[方法]在防雨大棚条件下于玉米喇叭期进行35d的自然干旱处理,调查48份玉米自交系在正常供水和干旱胁迫下的果穗性状、植株性状及产量;以产量抗旱系数(DC)、产量抗旱指数(DI)、产量抗旱隶属度(SV)为评价指标,结合主成分分析对玉米种质耐旱性进行综合评价和聚类分析.[结果]在干旱胁迫下,48份玉米自交系的平均株高、穗位高、叶面积、茎粗、穗长、穗粗、穗行数和行粒数分别比正常供水条件下降低14.8%、11.7%、6.4%、9.0%、12.0%、2.5%、4.6%和16.6%,产量降幅为11.0%~59.8%.运用DC、DI和SV进行综合评价,筛选获得较耐旱自交系15个,不耐旱自交系11个.各抗旱性评价参数与玉米种质的产量、行粒数、穗长和穗粗等性状的相关性较明显,与株高、穗位高、叶绿素SPAD值、叶面积、茎粗和百粒重等相关性较低.主成分分析结果表明,DI、SV、产量、行粒数、DC和穗长等是玉米自交系抗旱性评价的重要指标;以上述参数进行聚类分析,结果表明,可将48份玉米种质聚为四大类:第Ⅰ类有10份材料,表现较耐旱;第Ⅱ类可细分为两个亚类,第Ⅱ-1亚类包含11份材料,第Ⅱ-2亚类包含14份材料,其中第Ⅱ-2亚类中有5份自交系也较耐旱;第Ⅲ类包含1份材料,不抗旱;第Ⅳ类包含12份材料,较不耐旱.[结论]综合运用DC、DI和SV等评价参数并结合主成分分析和聚类分析对玉米自交系的耐旱性进行评价,结果较可靠;玉米产量、行粒数、穗长和穗粗等性状是生产中筛选耐旱种质的重要指标.     

玉米自交系苗期耐旱性鉴定

[目的]对玉米自交系苗期耐旱性进行鉴定。[方法]利用浓度为15%的聚乙二醇高渗溶液浇灌模拟干旱胁迫环境。以43份玉米骨干自交系为试验材料,测定了9个与根系有关的形态学指标,通过差异显著性分析,进行了不同玉米自交系苗期耐旱性的鉴定。[结果]以鲜重根冠比、根系鲜重和根系干重这3项作为玉米苗期耐旱性鉴定指标,并利用耐旱系数将参试材料分成不同的耐旱等级,在3种鉴定指标下抗旱级别完全一致的材料有8份,其中丹599为极强抗旱类型,陕89为强抗旱类型,B97、DF32、A679和丹9046为中度抗旱类型,D20和苏75为极弱抗旱类型。[结论]该试验为苗期玉米耐旱种质筛选和改良提供了有效指导和借鉴。     

玉米叶片蛋白质双向电泳方法的优化

摘要：为了建立适合玉米叶片蛋白质组研究的双向电泳方法,以抗旱玉米自交系齐319为实验材料,采用三种不同的蛋白提取方法提取玉米叶片总蛋白,进行单向SDS-PAGE和双向电泳,并进行硝酸银染色。结果表明,TCA/丙酮沉淀法适合玉米叶片蛋白质的提取。建立了适合玉米叶片可溶性蛋白的双向电泳体系,即采用24cm、pH4-7的IPG胶条,蛋白上样量0.25mg。IEF程序为:100V 1h;300V 1h;500V 1h;1000V 2h;8000V 3h;8000V 10h。SDS-PAGE的电泳条件为 1W/胶条 1h,3W/胶条,直到溴酚蓝到达玻璃底部为止。本研究为下一步在蛋白质组水平上分析干旱胁迫下玉米叶片蛋白质的变化提供了技术支持。     

玉米ZmSNAC13等位变异对抗旱性的调控研究

NAC家族转录因子是植物特有的,在植物的生长发育、胁迫应答和激素调节等方面具有重要的生物学功能。前期根据干旱胁迫处理RNA-Seq筛选到NAC转录因子基因ZmSNAC13。为了探究ZmSNAC13在干旱胁迫响应中的作用,以耐旱性不同的玉米自交系B73（干旱敏感）和Qi319（耐旱）为材料,进行荧光定量PCR分析,发现干旱处理后ZmSNAC13在2个材料根中均下调表达,干旱处理12 d后在茎中均上调表达,Qi319干旱处理12 d后在叶中上调表达,而B73干旱处理8和10 d后在叶中下调表达,表明ZmSNAC13基因响应干旱胁迫。利用双荧光素酶融合报告载体分析ABA处理对ZmSNAC13基因启动子活性的影响,结果表明,ABA处理下Qi319的ZmSNAC13启动子活性显著高于B73,在Qi319的ZmSNAC13基因5’-UTR区发现9个能够提高启动子活性的高度连锁变异,并且干旱处理12 d时, Qi319叶中ZmSNAC13的表达量高于B73,因此推测干旱胁迫下ZmSNAC13基因5’-UTR区遗传等位变异通过影响启动子活性进而控制基因的表达水平,最终调控玉米对干旱胁迫的适应性。上述结果为解析玉米抗旱的遗传机制奠定了基础。     

28份玉米自交系抗旱性鉴定

【目的】鉴定28份玉米自交系进行抗旱性,为广西抗旱玉米种质创新和抗旱玉米品种选育提供依据。【方法】在正常灌水和干旱胁迫处理下,测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数和百粒重等果穗性状指标,同时测定产量指标。采用隶属函数法对果穗性状指标抗旱系数计算D值,采用产量指标计算抗旱指数,综合评价不同玉米自交系的抗旱性。【结果】D值0.318 6~0.985 7,其中抗旱性强的自交系12份,抗旱性中等的10份,抗旱性弱的6份;产量抗旱指数在0.387 7~1.458 3,其中为抗旱性强的自交系7份,抗旱性中等的10份,抗旱性弱的11份;2种评价结果之间相关性为0.7402,达到极显著正相关。【结论】产量抗旱指数与隶属函数法均可用于玉米自交系抗旱性评价,2方面评价结果均属于抗旱性强的自交系为D1101、Q901、VN、桂39722、YD2、D1113和SP221。     

新疆玉米新自交系耐旱性鉴定与评价

采用玉米开花期干旱胁迫法,以籽粒产量为主要性状,结合株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、ASI值等性状,用种质耐旱性指数(DTIg)作为玉米自交系资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对49份玉米自交系耐旱性做了鉴定与评价。筛选出新自672、新自641、新自636、新自534、新自521、新自635、A14-2、运642等8份干旱胁迫条件下花期协调,耐旱性极强的新玉米自交系。     

早熟玉米成株期耐旱性分析

以4个常用的优良外引玉米自交系做母本,6个早熟的经过多年改良选育的玉米自交系作父本,采用NCⅡ不完全双列杂交设计,形成了24个杂交组合,以晋单32号及其亲本84-108-1、Mo17作为对照,对24个玉米杂交种及其亲本自交系成株期的形态指标性状、生育期性状、产量性状等方面进行了抗旱性的分析与评价,从而筛选出综合抗性较强的玉米杂交种及其亲本自交系材料,结果表明05-20-11 、MO17属于极强抗旱性自交系;05-20-9、3259为强抗旱性自交系;3259×05-13-2、早214×05-13-2、3259×08-17-2为极强抗旱杂交种;3259×05-20-9、早214×05-20-9、自209×05-13-2、自209×09-5-19为强抗旱性杂交种.     

兼抗虫、除草剂、干旱转基因玉米的获得和鉴定

【目的】培育抗玉米螟、抗草甘膦、抗旱的转基因复合性状玉米种质。【方法】通过农杆菌介导的玉米茎尖遗传转化法,把重组到同一植物表达载体的cry1AcM、epsps、GAT和ZmPIS转入玉米骨干自交系9801和齐319（Q319）,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测和抗虫性鉴定,从大量转基因株系中优选出6个优良玉米株系。在此基础上,以非转基因自交系9801、Q319为对照,在严格控制条件下对6个转基因株系进行抗虫、抗除草剂和抗旱性检测。由于不同生长时期植株对玉米螟危害的敏感程度有差异,在抗虫性检测试验中,对不同生长阶段的转基因玉米的抗虫性,分别进行了田间和室内玉米螟接种试验,并以灌浆期玉米的籽粒和苞叶饲喂玉米螟幼虫检测其杀虫性。在草甘膦抗性鉴定试验中,对6叶期田间玉米植株喷洒大田除草用量的草甘膦溶液评估其应用价值;采用3倍应用剂量的草甘膦溶液喷施3叶期玉米植株测试其草甘膦耐受力。在抗旱性鉴定试验中,对10叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,观测转基因植株的表型变化并测定光合作用和叶绿素荧光等参数。【结果】选择出6个遗传稳定的兼抗亚洲玉米螟、抗草甘膦和抗旱性提高的转基因玉米株系,其中株系L1-L3来自自交系9801,Q1-Q3来自自交系Q319。通过RT-PCR检测4个转基因的转录强度,证明它们在转基因植株中有效表达;利用Western blot方法检测cry1Ac蛋白的表达水平,确定其在玉米植株中稳定表达。植株抗虫性鉴定结果显示这6个株系在玉米营养生长期和灌浆期的抗虫能力均显著高于未转基因自交系。在草甘膦抗性测试中,转基因植株表现出明显高于未转基因自交系的草甘膦抗性。在干旱控水期间,转基因植株能维持较强的光合能力和光系统Ⅱ活性,对干旱胁迫的抗性显著高于对照植株。【结论】将cry1AcM、epsps、GAT、ZmPIS一同转入玉米,赋予了植株抗玉米螟、抗除草剂草甘膦特性,提高了植株的抗旱性,达到生产中应用标准。培育出具有优良复合性状的转基因玉米新材料。     

玉米不同基因型的抗旱性鉴定及遗传分析

研究结果表明,武105的抗旱性最强;水分胁迫对植物产量性状、形态发育指标及生理性状的影响随着基因型及胁迫强度的不同而不同,单株籽粒产量对水分亏缺的反应最为敏感;抗旱系数、Eberhat-Russell稳定性参数(bi)及变异系数均能对供试材料的抗旱性做出客观地评价;从直观指标看,叶片窄长,雌雄发育协调,植棘体内水分含量及叶绿素含量高的基因型较抗旱;抗旱自交系在缺水条件下,一般配合力效应有所堤高,不抗旱自交系有所下降;抗旱自交系抗旱系数的一般配合力效应高,严重水分胁迫条件下抗旱系数的遗传主要受加性效应控制;控制产量与控制抗旱性的基因或基因系列不同,二者可独立进行选择.     

乌克兰玉米自交系芽期耐旱性鉴定

为拓宽我国玉米种质资源,合理有效地利用外引种质,以引进的25个乌克兰玉米自交系为材料,利用水分胁迫溶剂0.5 MPa的聚乙二醇(PEG-6000)对乌克兰玉米自交系进行芽期抗旱鉴定。结果表明:外引的乌克兰玉米自交系萌芽期的耐旱性较好,在耐旱育种中可以选择利用。其中耐旱性表现极强的2个自交系为ZYM128和ZYM131;耐旱性表现强的自交系4个,分别为ZYM123、ZYM127、ZYM129和ZYM204,耐旱性中等的自交系17个,耐旱性弱的自交系2个。     

水分胁迫对玉米萌芽期和苗期生长的影响

[目的]为了研究水分胁迫对玉米萌芽期和苗期生长的影响。[方法]用PEG高渗溶液模拟干旱条件,以抗旱性不同的玉米自交系为材料,研究了玉米萌芽期和苗期水分胁迫对其生长的影响及生理指标的变化与抗旱性的关系。[结果]各玉米自交系发芽率、叶片鲜干比明显下降,抗旱性强的自交系下降的幅度较小;根冠比、MDA含量和CAT、SOD酶活性均有一定程度升高,抗旱性强的自交系升高的幅度较大。萌芽期发芽率、苗期叶片鲜干比、根冠比、失水率、MDA含量及SOD和CAT酶活性与玉米抗旱性都有明显的相关性,可作为玉米抗旱性的鉴定指标。[结论]该研究为玉米早期抗旱育种提供了参考。     

交替选择对玉米自交系抗性改良的效应

 【目的】研究交替选择对玉米自交系抗病性、耐旱性以及产量的影响。【方法】选用中国目前玉米生产上应用面积最大的杂交种郑单958的父本自交系昌7-2和母本自交系郑58,分别在河南和海南进行抗病、耐旱、丰产性交替选择。采用田间试验与盆栽试验相结合的方法,测定灰斑病病情指数、耐旱系数、丙二醛(MDA)含量和产量及其构成因素。【结果】与基础材料相比,随着交替选择代数的增加,郑58第一至第四代衍生系的灰斑病病指分别下降了16.1%、16.6%、31.5%和33.1%,昌7-2第一至第四代衍生系灰斑病病指分别下降了28.1%、29.7%、45.3%和49.5%;随选择代数增加MDA含量逐代下降,耐旱系数逐代提高;郑58和昌7-2的第四代平均产量分别比其相应基础材料提高8.3%和9.1%。【结论】经过连续四代交替选择后,郑58和昌7-2的抗病性、耐旱性以及产量都得到了明显的提高,证明交替选择对玉米自交系抗逆性改良是有效的。