玉米南方锈病和普通锈病分子检测技术研究

为建立快速鉴定玉米南方锈病菌和玉米普通锈病菌的分子检测方法,有助于玉米锈病的早期预警和有效防控,利用真菌ITS通用引物分别对采自海南、河南、吉林的玉米锈病菌样品进行了rDNA-ITS区克隆和测序分析(GenBank登录号为:HM452902,HQ154021~HQ154038),并根据其变异区段序列分别设计了病原菌检测特异性引物。结果表明:设计的检测引物具有较高的种特异性和检测灵敏度,在普通PCR体系中可检测到南方锈病菌和普通锈病菌的锈病菌DNA的最低浓度分别为100和1pg/μL。本研究建立的检测体系对2种玉米锈病菌的快速分子鉴定及病害早期预警都具有重要应用价值。     

抗稻瘟病分子标记辅助选择的研究进展

稻瘟病是水稻生产上的主要病害之一,抗稻瘟病分子标记辅助育种被认为是解决这一问题的有效方法之一.本文概述水稻稻瘟病抗性基因定位和图位克隆研究进展,总结了分子标记辅助选择在水稻抗稻瘟病育种中的应用情况并进行了探讨,指出了解决问题的可能途径.     

分子标记辅助选择在玉米抗病和抗虫育种上的应用

在我国,玉米的种植面积和产量均超过水稻和小麦,成为第一大粮食作物.同时,玉米也是食品、饲料、化工原料等重要原材料.因此,利用分子标记辅助选择技术(molecular marker-assisted selection,MAS)与常规育种相结合来获得高产、优质、抗逆性强的玉米品种具有重要的意义.概述了常用的分子标记技术以及MAS在玉米抗病和抗虫育种中的应用,同时分析了MAS的局限性,也展望了未来MAS的发展前景和优势,为我国种业企业服务或育种工作提供参考.     

分子标记辅助选择概述

概述了在标记辅助选择(MAS)中主要应用的DNA标记特点及类型，MAS成功应用的前提条件、基本优势以及在作物育种中的应用状况及限制因素。     

玉米种质资源抗南方玉米锈病鉴定初报

2008年秋季和2009年秋季分别对1218份玉米种质资源进行了人工接种南方玉米锈病抗病性鉴定。在春玉米典型的病株叶上采集锈病的病原菌(夏孢子),经自然干燥后在6℃低温条件下保存备用。在秋季,当被鉴定的玉米材料8～9叶时,将备用的病原菌配成孢子悬浮液进行田间喷雾接种,在玉米乳熟期采用国内通用的病害分级及抗性评价标准进行鉴定评价。结果表明:玉米种质材料间的抗感性存在明显差异。在1218份鉴定材料中,高抗(HR)的材料占鉴定总数的1.97%、抗病(R)的材料占3.20%、中抗(MR)的材料占12.81%、感病(S)的材料占21.35%、高感(HS)的材料占60.67%。     

棉花抗黄萎病基因的分子标记辅助选择研究

利用与海岛棉抗黄萎病基因连锁的SSR分子标记BNL3255-208,对海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种‘ Pima90-53’与陆地棉(G.hirsutum L.)品种‘中棉所8号’的杂交组合后代进行了分子标记辅助选择.抗性鉴定结果表明:50个F2植株中,初步筛选到带有抗黄萎病基因分子标记的...     

利用分子标记辅助选择技术创制耐铝玉米种质

【目的】将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,筛选出耐铝玉米株系,为拓宽玉米耐铝种质资源及耐铝育种提供理论参考。【方法】以玉米耐铝材料（CML530、CML532、CML533和CML534）和普通玉米自交系（西1、9058和LX9801）为材料,构建6个回交群体,基于分子标记辅助选择技术,利用与耐铝基因ZmM1、ZmM2、ZmASL和ZmALMT2紧密连锁的分子标记（umc1468、ZmMATE1、ZmMATE2、MateF2和ALMT93496）进行靶基因选择,将耐铝主效基因导入到普通玉米自交系,结合植株田间表现,筛选出耐铝的稳定株系,并对其进行耐铝鉴定。【结果】在分离世代（BC₁F₁/S₁）苗期对6个回交群体共581个株系进行靶基因选择,结果有69个株系中选,结合植株田间表现,最终获得17个稳定株系。基于分子标记检测结果,17个稳定株系的遗传背景恢复率为73.9%～93.8%,平均为83.4%。0.2 mmol/L AlCl₃溶液处理下17个稳定株系的根系生长均受到不同程度的抑制,根净增长度平均值为0.81 cm,极显著低于对照（0.5 mmol/L CaCl₂溶液）（P<0.01,下同）;稳定株系的根相对伸长率与轮回亲本差异达极显著水平;17个稳定株系的根相对伸长率为64.50%～83.33%,平均为74.74%,均为中等及以上耐铝株系,其中NS1、NS9、NS10、NS15和NS16为高耐铝株系。【结论】通过分子标记辅助选择技术可将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,且导入多个耐铝基因株系的耐铝性较同一群体中导入单个耐铝基因的株系均有不同程度提高,表明多个耐铝基因累加可提高耐铝性。可见,该技术可作为耐铝玉米种质创制的有效手段。     

番茄分子标记的辅助选择育种

近年来，植物分子标记的研究进展迅速，目前已建立了多种植物分子标记技术体系并应用于农作物的遗传改良，开辟了作物育种的新途径。国际上番茄基因图谱的构建及分子标记的研究已取得重大进展，已筛选出一些与重要农艺性状紧密连锁的分子标记。在育种工作中利用这些分子标记进行辅助选择可加快选择速度，增强选择的准确性，从而显著提高育种效率。一、分子标记技术的发展遗传学家Bostein于1980年提出了利用限制性片断长度多态性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）标记构建遗传图谱的设想，随后人们开始利用分子水平上…     

Pyramiding the disease resistant genes to southern rust and stalk rot in maize(Zea mays L.) with marker-assisted selection

Southern corn rust(SCR) caused by Puccinia polysora Underw and maize stalk rot caused by Pythium inflatum Matthews(MSR-2) are two destructive diseases of maize(Zea mays L.) in China.Our previous studies indicated that maize inbred line Qi319 is highly resistant to SCR but susceptible to MSR-2,while inbred line 1145 is highly resistant to MSR-2 but susceptible to SCR.The SCR resistant gene(RppQ) in Qi319 and MSR-2 resistant gene(Rpi1) in 1145 have been mapped on chromosome 10 and 4 respectively.In this resea...     

高产夏玉米钙的吸收与再分配研究

本文就高产条件下两种株型夏玉米在不同生育时期对钙的吸收、积累及钙在不同器官间的分配与再分配进行了测定分析。结果表明，玉米植株相对含钙量在整个生育期中呈现“前高后低”的变化趋势。植株吸收的钙主要分配到叶片和茎杆中。玉米对钙的吸收有２个高峰期，平展型品种沈单７号分别在拔节至大喇叭口期和籽粒形成期，紧凑型品种掖单１３号则分别在大喇叭口至吐丝期和乳熟末期。每形成百公斤籽粒需吸收钙０．５２～０．６４ｋｇ．营养体中的钙并不向籽粒进行转移，籽粒中的钙则几乎全部来自于籽粒发育期间土壤钙的供给。     

Developing transgenic maize(Zea mays L.) with insect resistance and glyphosate tolerance by fusion gene transformation

Using linker peptide LP4/2A for multiple gene transformation is considered to be an effective method to stack or pyramid several traits in plants. Bacillus thuringiensis(Bt) cry gene and epsps(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) gene are two important genes for culturing pest-resistant and glyphosate-tolerant crops. We used linker peptide LP4/2A to connect the Bt cry1 Ah gene with the 2m G2-epsps gene and combined the wide-used man A gene as a selective marker to construct one coordinated expression vector called p2 EPUHLAGN. The expression vector was transferred into maize by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, and 60 plants were obtained, 40% of which were positive transformants. Molecular detection demonstrated that the two genes in the fusion vector were expressed simultaneously and spliced correctly in translation processing; meanwhile bioassay detection proved the transgenic maize had preferable pest resistance and glyphosate tolerance. Therefore, linker peptide LP4/2A provided a simple and reliable strategy for producing gene stacking in maize and the result showed that the fusion gene transformation system of LP4/2A was feasible in monocot plants.     

Developing transgenic maize (Zea mays L.) with insect resistance and glyphosate tolerance by fusion gene transformation

Using linker peptide LP4/2A for multiple gene transformation is considered to be an effective method to stack or pyramid several traits in plants. Bacillus thuringiensis(Bt) cry gene and epsps(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) gene are two important genes for culturing pest-resistant and glyphosate-tolerant crops. We used linker peptide LP4/2A to connect the Bt cry1 Ah gene with the 2m G2-epsps gene and combined the wide-used man A gene as a selective marker to construct one coordinated expression vector called p2 EPUHLAGN. The expression vector was transferred into maize by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, and 60 plants were obtained, 40% of which were positive transformants. Molecular detection demonstrated that the two genes in the fusion vector were expressed simultaneously and spliced correctly in translation processing; meanwhile bioassay detection proved the transgenic maize had preferable pest resistance and glyphosate tolerance. Therefore, linker peptide LP4/2A provided a simple and reliable strategy for producing gene stacking in maize and the result showed that the fusion gene transformation system of LP4/2A was feasible in monocot plants.     

超甜玉米农艺性状的遗传分析

超甜玉米作为一种新颖的蔬菜和保健食品，近年来在国内栽培日渐广泛，对品种的要求也越来越高，培育优质、高产、适应当地气候特点和生产要求的超甜玉米新品种已成当务之急.     

普通玉米主要品质性状杂种优势研究

利用普通玉米的10个骨干自交系按不完全双列杂交法组配成45个组合,分析了10个自交系及其杂交一代的4个主要品质性状(粗淀粉、粗脂肪、粗蛋白、赖氨酸)的杂种优势及其亲子关系.结果表明:玉米4个品质性状的杂种优势以粗淀粉含量最强,其次是粗脂肪含量,而粗蛋白和赖氨酸含量呈现负的杂种优势,且各性状不同组合的杂种优势存在着较大差异;粗淀粉含量、粗脂肪含量和粗蛋白含量亲子相关性达到了显著或极显著水平,而赖氨酸含量亲子相关性极弱.     

玉米GY220×1145组合粗缩病抗性的QTL定位分析

玉米粗缩病是近年严重影响中国玉米生产的病害,研究其QTL定位有助于利用分子标记辅助选择提高玉米粗缩病抗性育种效率。该研究调查了GY220×1145杂交衍生的重组自交系(RIL)群体109个家系(F10∶11)在2个环境下粗缩病的抗感表型值,结合该组合由272个DNA分子标记构建的遗传连锁图谱,分别采用基于多元回归模型的Win QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法(CIM)和基于混合线性模型的QTL Network 2.0软件中CIM方法,检测了玉米粗缩病的抗性位点。结果表明:(1)运用Win QTL Cartographer 2.5软件中CIM法,检测到5个抗玉米粗缩病的QTL,解释表型变异的6.9%～17.6%,其中有3个QTL在2个环境下都检测到。5个QTL的加性效应变异幅度为-8.57～11.94。(2)用QTL Network 2.0软件中CIM法,检测到1个控制玉米粗缩病的位点MRDD2-22,解释表型变异的9.0%,加性效应为6.93。在第5连锁群与13连锁群之间存在1对非主效QTL间的互作,解释表型变异的7.4%,互作效应为-7.70。运用多元回归模型和混合线性模型都检测到的位点是MRDD2-22,位于第4染色体长臂g7M7806～n142标记区间,抗性等位基因来自自交系1145,平均加性效应为9.3。MRDD2-22位点可用于分子标记辅助选择进行玉米自交系粗缩病抗性的改良。     

玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制

在以前的研究中我们首次报道了玉米细胞质雄性不育(CMS)花药组织生长素亏损——细胞分裂素盈积现象。这种激素含量的异常在雄性不育性的表达与实现进程中起着重要的调节作用,但现有的研究资料尚不能揭示这种调节作用的机制。本文根据目前有关激素作用机制的几种认识以及玉米 CMS 分子生物学研究成果,结合作用对玉米 CMS 小孢子发育和败育过程中物质代谢系统、能量代谢系统、植物激素系统、生物物理系统、细胞学及超微结构等方面的研究结果,对认识 CMS 机制中有代表性的 Flavell 假说进行了评述,对激素调控玉米 CMS 的可能的分子机制提出了自己的看法。     

普通玉米3个籽粒性状的遗传分析

以籽粒性状差异明显的自交系组配的6个世代为试验材料。采用主基因＋多基因遗传模型对籽粒长度、籽粒比重、籽粒鲜干重差值（HKWI）等3个籽粒性状进行了遗传分析。结果表明，籽粒比重未检测到主基因，籽粒长度和HKWI在多数组合检测到2对主基因．且2对主基因的加性效应为减效，显性效应为增效。加性效应大干显性效应，互作效应中以1效应和i效应较为明显；多基因的加性效应和显性效应均为减效，且显性效应大于加性效应，3种上位性效应也较为明显；3个性状的主基因遗传率在各分离世代存在一定的差异。综合分析表明，籽粒长度受主基因和多基因的共同影响，而HKWI的主基因起决定作用。     

玉米热激蛋白70基因对温度胁迫的响应

利用RT-PCR技术从玉米自交系H21叶片中克隆获得一热激蛋白70(HSP70)基因的完整开放阅读框,全长1 737 bp,编码578个氨基酸,命名为ZmHSP70。编码的氨基酸与其他作物比对分析表明,ZmHSP70与高粱中一推测的蛋白(SbHSP70,XP_002465635)同源性最高,达95%,与水稻中一推测的蛋白(OsHSP70,EAY89062)同源性达87%。半定量RT-PCR的结果表明,该基因明显受42℃热激诱导表达,热激2 h其表达量达最大值;4℃冷胁迫也能诱导ZmHSP70表达量增加,冷胁迫4 h,其表达量达最大值。ZmHSP70是一个受温度诱导的热激蛋白。