玉米籽粒早期发育相关蛋白的差异表达特性

玉米籽粒发育早期,代谢活动旺盛,细胞分裂与增大活跃,为后续贮藏物质的合成形成充足库容。为阐明籽粒早期发育的蛋白合成、积累与调控过程,本研究以夏玉米品种登海661为试验材料,在开花期人工饱和授粉后第3、第5、第10天取果穗中部籽粒,利用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术分析其蛋白差异表达特性。玉米籽粒早期发育阶段总计鉴定及定量2639种蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程和分子过程是最主要的2个生物过程;催化活性和绑定功能是最主要的2个分子功能,这些生物过程与分子功能对籽粒早期发育具有重要作用。定量分析结果表明137种蛋白在籽粒发育早期显著差异表达,其功能涉及蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂、碳水化合物与能量代谢、转运、次生物质代谢、淀粉合成、转录、油脂代谢、信号转导、氨基酸代谢等。其中,表达差异较大的是与蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂以及碳水化合物与能量代谢相关的蛋白。表达模式聚类结果显示这些不同功能类别的蛋白协同表达,共同调控玉米籽粒的早期发育。     

山西省适籽粒直收玉米品种筛选试验研究

本试验旨在筛选适宜山西春播区种植的适籽粒直收玉米新品种,为实现玉米机收和选育适机收品种提供数据支撑。[方法]试验征集到30个玉米新品种,随机区组排列,间比法设计,全程机械化管理,比较鉴定农艺性状、产量性状差异。[结果]试验结果表明,‘和育301’全生育期118天,收获时籽粒含水量17.2%,产量比对照增产5.7%,符合机收籽粒玉米审定标准,其他各参试品种尚未达到最理想的机收要求。玉米产量与生育期长短、籽粒含水量关系密切,如何平衡机收籽粒性能与生育期、籽粒含水量、产量的关系,筛选出适机收籽粒的玉米品种,还需要做多年多点的深入研究。[结论]适籽粒直收玉米品种的选育与筛选,需要在保证产量的基础上,着重选育生育期适中、籽粒脱水快、抗倒伏的品种。     

杨树组织特异性强启动子的筛选

为了筛选到具有木质部组织特异性并有较强功能的启动子,将河北林木种质资源与森林保护重点实验室前期已获得的MDCesA启动子、JCesAP启动子、DMDCesAP启动子（含2个串联MDCesAP启动子）融合GUS报告基因的pMDCesAP-GUS、pJCesAP-GUS、pDMDCesAP-GUS这3个植物表达载体,通过农杆菌介导转化杨树,对转化后的杨树进行GUS活性的定性及荧光定量检测,以比较3个启动子在转基因植物中的表达能力和水平。筛选到的组织特异启动子与抗天牛基因融合,将提高毒蛋白在相应部位的表达量,这对天牛类蛀干害虫的防治具有重大意义。     

玉米带玉米近交系籽粒中矿物质含量的配合力

过去10年人们认为矿物质缺乏是主要的营养和健康问题。虽然现在的研究证明大多数育种目标都可以较为容易实现，但是在全部田间作物中只有很少的研究采用常规育种来改良矿物质数值。虽然玉米缺乏几种矿物质，但人类和家畜至少可以从玉米籽粒中获取一部分营     

高油玉米花粉对普通玉米籽粒性状和含油量的影响

为研究高油玉米花粉对普通玉米籽粒性状及含油量的影响,通过3个普通玉米品种与3个高油玉米品种混种,利用高油玉米花粉为普通玉米授粉,试验结果表明：通过花粉直感效应,普通玉米在接受高油玉米花粉后籽粒产量提高或变化不大,胚的重量显著增加。普通玉米和高油玉米杂交与相应的普通玉米自交相比,籽粒中胚的比重大大增加。籽粒中含油量的增加很大程度上是由于胚在籽粒中比重的增加引起的。     

玉米籽粒发育早期的乙烯代谢研究

本文对籽粒败育与乙烯的关系进行了探讨。采用两类不同基因型(果穗顶端败育类型和正常类型)玉米杂交种为材料,对籽粒发育前期乙烯的代谢变化进行了双向比较研究。结果表明：籽粒的乙烯释放量在授粉后的0~8天((0~8DAA)出现高峰。同期败育类型玉米籽粒的乙烯释放量显著高于正常类型;在同一类型中又表现为顶部高于中部。这种乙     

优质蛋白玉米籽粒性状的遗传效应

选用8个胚乳性状差异显著的优质蛋白玉米(QPM)自交系, 采用Griffing I交配设计组配, 通过对亲本、F₁和F₂的鉴定, 探讨主要籽粒性状的遗传效应和杂种优势, 为有效利用热带硬质QPM种质改良、扩增我国温带QPM种质以及QPM籽粒性状改良和硬质QPM品种选育提供依据。结果表明, 籽粒百粒重、百粒体积、胚乳修饰度和籽粒密度在F₁和F₂代都表现一定的正向杂种优势; 胚乳修饰度在F₁代存在正反交差异, 母体效应明显; 4个性状的F₂代表型值与中亲值的相关性最大; 百粒重和百粒体积主要受母体效应控制, 基因效应以显性效应为主; 胚乳修饰度主要受种子直接效应控制, 基因效应以加性效应为主; 籽粒密度主要受母体效应控制, 基因效应以加性效应和显性效应同等重要。这4个籽粒性状的细胞质效应均较小, 主要受核基因控制。     

玉米PLATZ基因GRMZM2 G006585启动子的克隆及表达分析

高转录活性籽粒特异性启动子可调控目的基因在植物籽粒中特异性、高水平表达。为发掘玉米籽粒特异性启动子,以公开发表的玉米表达谱芯片数据为切入点,筛选出籽粒优势表达基因GRMZM2G006585,克隆其编码区上游约2 000 bp的DNA序列,命名为PZm2G006585。利用在线网站New PLACE和PlantCARE对其进行启动子顺式作用元件分析,发现其含有E-box、P-box等多个籽粒特异性相关元件,初步认为所克隆编码区上游序列为玉米来源的籽粒特异性启动子。为验证其功能,构建该启动子驱动β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)的表达载体并进行植物遗传转化。转基因水稻的GUS组织化学染色结果表明,该启动子驱动外源基因表达模式为籽粒特异、胚优势表达;转基因拟南芥单拷贝株系T₃种子中GUS活性检测结果显示,PZm2G006585驱动的GUS活性为909.52 nmol/(min·mg)。籽粒特异性启动子PZm2G006585的发掘和功能验证为驱动目标基因在玉米、水稻等单子叶植物籽粒中特异性表达提供了候选启动子资源。     

玉米弱势粒库活性与籽粒内源激素及多胺含量的关系

玉米籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子,明确弱势粒中内源激素及多胺水平对其库活性的调控机制,对探索密植条件下玉米弱势粒调控途径具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下(不完全授粉Ic P、完全授粉CP),比较分析了成功发育弱势粒(Ic P处理)和发育不良弱势粒(CP处理)的内源激素及多胺水平差异及其与库活性的关系。结果表明,品种和年度对籽粒库活性、内源激素和多胺水平整体无显著影响。Ic P处理下弱势粒的可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达13.5%和21.8%。在玉米籽粒形成期,弱势粒中玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)含量在两种控制授粉处理间无显著差异。弱势粒中多胺含量表现为Ic P处理显著高于CP处理,而乙烯释放速率则恰恰相反。弱势粒中SAI活性与多胺含量显著正相关,而与乙烯释放速率显著负相关,且多胺含量与乙烯释放速率显著负相关。可见,在玉米籽粒形成期,其弱势粒中Z+ZR、IAA、GA3和ABA与其库活性即SAI活性无关;弱势粒库活性主要受多胺和乙烯含量影响,多胺促进SAI活性而乙烯则抑制其活性,二者的平衡关系决定了弱势粒成功发育与否;多胺和乙烯平衡关系受同化物质供应水平的调控。     

玉米籽粒蛋白质含量的遗传效应及其与产量的关系

用来自5个不同基础群体的14个自选系作母本,不同优势群的5个测验系作父本,采用NC II交配设计配成70个杂交组合,进行了2年3点的田间试验。利用近红外光谱,对亲本及其杂交种的籽粒蛋白质含量进行了分析,同时分析了籽粒产量与蛋白质含量的相关性。结果表明,父、母本及其70个杂交组合间的基因型方差均达到极显著水平;8822和M是蛋白质含量较高的两个基础群体,以之作母本对提高杂交种籽粒的蛋白质含量起主导作用。控制籽粒蛋白质含量的基因以加性效应为主,加性方差占基因型方差的94.29%,但广义遗传力和狭义遗传力相对较低,分别为35.83%和33.94%,说明环境因素对籽粒蛋白含量影响明显。籽粒产量与蛋白质含量相关不显著(r = 0.053),因此,扩大变异选择范围,实现优良基因聚合,产量和蛋白质含量性状可以同步得到改良。     

玉米杂交种与亲本雌穗花器官形成期蛋白差异表达谱分析

为探讨玉米穗粒数杂种优势形成的分子机制,以玉米强优势杂交种豫玉22及其亲本综3和87-1的花器官形成期雌穗为材料,采用高通量的2-DE和MALDI TOF MS技术,建立了它们的蛋白差异表达谱,并对差异蛋白进行了质谱鉴定。结果显示,在检测到的1 290个蛋白点中,有114个(8.84%)在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,其中表现单亲沉默、偏高亲、中亲表达、偏低亲、杂种上调、杂种下调、亲本特异和杂种特异表达模式的蛋白点分别为27、25、15、13、11、11、10和2个。另外,成功鉴定出其中的104个差异表达蛋白点,涉及代谢、信号转导、能量、转录、蛋白质合成、蛋白运输与储藏、细胞生长与分裂、细胞结构、抗病防御、次生代谢、转座子及功能未知和假定蛋白等12个功能类别。玉米杂交种与亲本蛋白在丰度上的明显差异及涉及多个功能类别,可能与玉米穗粒数杂种优势的形成有关。     

春夏不同播期玉米籽粒镉积累差异

本研究以34个玉米品种为材料,在湖南长沙和湘潭两地镉污染农田设置2个播期处理开展大田试验,探讨春、夏不同播期玉米品种籽粒镉积累差异.结果表明,播期对玉米籽粒镉含量有显著影响,春播镉含量高于夏播.不同玉米品种间籽粒镉含量差异显著,表现出广泛的遗传变异,变异系数大于100％,且广义遗传力可达85％.相关性分析结果表明,土壤...     

玉米自交系幼胚愈伤组织诱导的条件优化

本研究以铁7922、H99、丹598和丹988四个玉米自交系的幼胚为材料,对影响愈伤组织诱导和继代的几个重要因素进行研究。结果表明,2mg/L的2,4-D有利于胚性愈伤组织的形成,基因型、培养基、胚龄和4℃冷存时间对其也有明显影响。此外,添加KT、Ca2+和AgNO3,H99和丹988的胚性愈伤率明显提高,而铁7922的胚性愈伤率则有所下降。此外,Ca2+的添加对丹598的胚性愈伤率没有明显影响。     

低锌与正常供锌条件下玉米基因表达差异的研究

利用抑制差减杂交(Suppression subtractive hybridization,SSH)技术分离玉米低锌与正常供锌条件下表达有差异的cDNA片段.以低锌培养的玉米幼苗为试验方,正常供锌的玉米幼苗为对照方,建立正向差减文库;以正常供锌的玉米幼苗为试验方,以低锌诱导培养的玉米幼苗为对照方,建立反向差减文库.正、反向文库分别收集低锌和正常供锌条件下特异表达的cDNA片段.在2个文库中,各随机挑选30个克隆进行测序.序列分析表明,在正向差减文库中,分离得到的基因多与抗病防御、信号转导、细胞生长与分裂等方面相关;在反向差减文库中,分离得到的基因多与细胞组织发生及代谢等方面有关.     

玉米自交系高频率再生因素研究

以玉米自交系幼胚为外植体，就不同基因型、不同激素对其愈伤组织诱导和植株再生的影响进行了研究，并建立了玉米自交系高频率再生系统。方差分析表明：玉米自交系的高频率再生受基因型、激素以及二者间的互作影响。其中基因型是最重要的影响因素。同时，再生植株的分化还受到诱愈培养基、分化培养基、诱愈培养基与分化培养基     

玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展

玉米是全球最主要的粮食作物之一,提高玉米籽粒品质是当今世界玉米育种领域高度关注的问题。因为传统常规育种方法具有育种时间长且转化率低等限制因素,所以解决这一问题最经济有效的方法就是利用分子标记进行辅助选择育种。为了给今后玉米品质性状的分子设计育种提供参考,本研究总结了国内外玉米籽粒品质性状的QTL定位、分子标记辅助改良和候选基因克隆及转基因技术应用的相关研究进展。指出玉米优质基因资源的利用还不够充分,现有分子标记技术在玉米育种中的应用还不够广泛,今后应改进育种方法和品质鉴定技术,以缩短玉米育种周期。     

玉米籽粒中花色苷和黑色素含量的QTL分析

花色苷和黑色素是黑玉米籽粒中重要而有益的化学成分,深入开展其QTL定位研究,对于色素相关基因的克隆与转化和分子标记辅助育种,具有重要的理论意义和应用价值。本文利用一个黑玉米自交系SDM为共同父本,分别与白玉米自交系木6和黄玉米自交系Mo17杂交,构建2个相关F_2:3群体(分别缩写为WD和YD),对玉米籽粒中花色苷含量(ACK)和黑色素含量(MCK)进行QTL分析。结果表明,黑玉米SDM籽粒中的花色苷和黑色素含量均极显著高于木6和Mo17,2种色素含量间呈极显著正相关。2个群体中共检测到17个色素相关的QTL,其中与花色苷含量相关的QTL在2个群体中各4个,分布在第4、第6、第7和第10染色体上,与黑色素含量相关的QTL在WD和YD群体中分别为4个和5个,分布在第1、第2、第6、第7和第10染色体上。2个群体检测到QTL的数量、分布和对表型的贡献率均高度一致,而且解释花色苷含量和黑色素含量变异大的QTL在2个群体中均有成簇分布的现象,主要表现在bin 6.04处的标记区间umc1796~mmc2006内和bin 10.04处的标记区间umc2043~bnlg1028内,分别解释表型变异的12.7%~21.3%和8.6%~21.3%。它们可能是一因多效的同一QTL或者是在该区段内紧密连锁的不同QTL。上位性分析表明,2个群体中检测到的上位性QTL的数量、位置和对表型的贡献率差别均较大,WD群体的上位性效应明显大于YD群体,说明上位性效应对遗传背景更加敏感,需要进一步深入研究贡献率大的上位性QTL及其利用。     

黑龙江省地方玉米自交系幼胚再生体系的建立

本研究通过对9个黑龙江省地方玉米自交系的幼胚培养,探讨不同基因型、不同培养条件对幼胚离体培养的影响。结果表明:玉米幼胚愈伤组织的形成能力因其基因型的不同而呈显著差异,不同基因型要求的最适培养基存在差异。同时,愈伤组织的形成还与植物激素配比有关。其中,2,4-D是最重要的因素,适合的2,4-D浓度有利于愈伤组织的诱导。