玉米和狗尾草光周期敏感性的比较研究

光周期是影响植物生长发育的关键因素之一。玉米和狗尾草都是短日照禾本科植物,且都具有光周期敏感性。对玉米和狗尾草的光周期敏感性比较研究,探索易于研究的狗尾草光周期敏感性机理,借以解析玉米光周期敏感性反应的机理。以玉米自交系CML288、黄早四和狗尾草自交系A10为材料,研究在长日照、短日照和在不同生育时期长短日照相互挪移处理下的光周期反应。结果表明,玉米和狗尾草在长日照条件下都表现出营养生长旺盛和生育期延迟,二者在长日照条件下的光周期敏感阶段都比短日照条件下的光周期敏感阶段长;玉米在进入光周期敏感期之前有一段时间的光周期钝感期,而狗尾草从发芽出苗就直接进入光周期敏感期。两个光周期敏感程度不同的玉米自交系比较,光周期敏感自交系CML288比光周期相对不敏感自交系黄早四的光周期敏感阶段长。     

160个玉米自交系光周期敏感性鉴定

以国内160个来源于温带、热带与亚热带玉米自交系为材料,于自然条件短日照(低纬度冬季,三亚)与长日照(中纬度夏季,北京、哈尔滨)环境下,鉴定自交系的雌雄开花期、株高与穗位高等性状。雌、雄开花期、株高和穗位高的遗传力分别为0.952、0.973、0.780与0.745,存在极显著水平的基因互作以及基因型与环境互作,表明这些性状受复杂遗传网络调控,并受光周期等环境因素影响。7884、65232宽、8902、B73、CA335与E28等24个自交系对光周期反应最为钝感,是光周期性状改良的优良供体亲本。鉴定的光周期敏感性的基础数据对基于这些自交系的杂交种组配、生态区适应性评估、种质改良与引进等具有重要意义,并为光周期反应特性相关基因的关联性分析奠定了基础。     

大豆GmFT2a启动子InDel区结合蛋白的筛选

GmFT2a是大豆光周期反应中的关键基因,为研究其表达调控的分子机制,以光周期敏感品种自贡冬豆和钝感品种黑河27为材料,比较分析两品种Gm FT2a启动子序列的差异,发现在自贡冬豆GmFT2a启动子区存在两个含有光反应元件的插入片段T1和T2,而黑河27无上述片段。根据光响应元件I-box和Sp1的序列,构建诱饵载体,利用酵母单杂交技术筛选自贡冬豆叶片cDNA文库,获得一个与T1元件结合的MYB转录因子。该转录因子的获得为进一步研究GmFT2a表达调控的分子机制提供了新的线索。     

玉米光周期敏感性的遗传特性及相关基因的研究进展

引进来源于多样性中心的热带、亚热带玉米种质是解决我国玉米种质资源狭窄的有效途径。光周期敏感性是热带、亚热带玉米种质在温带地区应用的主要障碍。对光周期敏感性的遗传特点和相关基因的定位及克隆研究方面取得的成果进行了综述,结合模式植物拟南芥和水稻光周期敏感性研究方面的进展,对玉米光周期敏感性研究的发展趋势进行了展望。     

对温、热带玉米杂交后代RIL的评价及其光周期敏感性研究

分析了温带玉米自交系黄早四、热带玉米自交系CML288及其衍生的F6重组家系(RIL)在中纬度和低纬度生态环境下的生育性状,对来自于同一亲本材料的F6重组家系和F3家系做了比较分析,研究了热带、亚热带玉米光周期敏感性及其相关性状的遗传特点。结果表明:在郑州长日照和三亚短日照条件下,F6重组家系的抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高和叶片数等光周期敏感指数均表现出数量遗传特点。F6重组家系的平均值接近双亲平均值,有一定数量的双向超亲家系;F3家系通过随机选择连续自交到F6代后,生育期稍有提前,植株和穗位降低,变异范围扩大。因此,F6重组家系群体可以用于进行QTL定位分析。长、短日照两种条件下F6重组家系光周期敏感相关性状与F3家系的相关系数极显著,F6重组家系各性状变异范围与F3家系相比均有明显扩大的趋势。说明随着世代数的增加,杂合基因型家系在群体中的比例逐步减小,显性、隐性纯合基因型的家系所占的比例越来越大。     

大豆GmGBP1基因启动子的光周期响应元件TCT-motif功能分析

GmGBP1基因的启动子的多态性位点SNP-796与生育期密切相关,SNP-796G为缩短大豆生育期的优异等位基因。本研究运用生物信息学手段分析发现,等位基因SNP-796 G→A变异会导致TCT-motif光效应元件的变异。将包括SNP-796位点的GmGBP1基因的启动子片段与Luciferase报告基因融合构建植物表达载体并转化烟草,结合烟草叶片中的农杆菌瞬时表达试验,分析了该启动子中TCT-motif顺式作用元件的功能。结果显示,TCT-motif受短日照条件诱导,引起Luciferase基因的表达显著上调。在短日照条件下,TCT-motif可能通过增加GmGBP1基因mRNA的表达量,从而缩短大豆品种的生育期。      

玉米光周期反应研究简报

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9h和15h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。研究结果表明:不同材料对光周期的敏感程度不同,CML288对光周期的反应非常敏感,黄早四相对不敏感。CML288在9h的短日照条件下7片叶时期是其光周期反应的敏感时期,在15h的长日照条件下9片叶时期是其光周期反应的敏感时期。     

不同玉米种质对长光周期反应的初步研究

以典型的热带、亚热带、温带和高原玉米种质为材料,采用人工延长光照的方法,观测了各类种质对长光周期的反应.结果表明,随光周期由13.3 h延长至17.5 h,不同生态型玉米种质表现出相同的变化趋势,即:株高、穗位高增加,雄穗开花期及叶片衰老期延迟,雌雄穗开花间隔加长,单株穗数降低,总叶片数增多.不同生态类型种质对长光的敏感性表现为温带玉米<高原玉米<亚热带玉米<热带玉米.该研究对温带地区玉米种质的引进及改良具有指导意义。     

黑龙江省常用玉米杂交种光周期特性的研究

选用黑龙江省的主栽玉米品种作为试验材料,在玉米的生育期间进行遮光处理,对其光周期的敏感性进行了研究.结果表明,不同品种对遮光处理的反应不同,且同一品种的不同性状反应也不同.9叶期至抽雄期的间隔时间长短是光周期的敏感性状。     

香蕉ACS启动子酵母单杂交报告载体的构建

对香蕉ACS基因启动子进行分析,选取关键元件通过人工合成和套叠PCR技术得到一段191 bp长度含有3个重复元件的DNA序列,把该序列构建报告载体pMmakeHIS2,经过酵母单杂交实验,结果表明：载体构建成功,单杂交筛选转录因子效果良好。pMmakeHIS2转化效率达到1.6×106个克隆/3 μg,酵母单杂交获得156个阳性克隆,实验为研究香蕉ACS基因调控因子打下基础。     

玉米光周期敏感调节机制的研究进展

光周期敏感限制了温带地区对热带、亚热带玉米种质资源的引进.克隆玉米光周期相关基因并研究其功能和构建光周期调控网络,是解除这一限制的重要途径.在讨论不同植物光周期敏感调节机制保守性和差异性的基础上,结合其他植物(主要是拟南芥和水稻)光周期调控机制的研究现状,对玉米光周期性状的遗传特点以及相关基因的定位、克隆和功能研究进展...     

辣椒酵母单杂交系统的建立及调控CaWRKY40表达的转录因子分离

辣椒CaWRKY40的转录表达受到病原菌和高温的诱导并在辣椒抗青枯病以及耐高温中起着重要的作用,但其应答青枯菌侵染和高温胁迫表达的调节机制还不清楚。为了进一步分离调节CaWRKY40表达的转录因子,建立辣椒酵母单杂交cDNA文库,以CaWRKY40启动子的青枯病原菌及高温应答区域CaWRKY40p(W40p)为诱饵,筛选cDNA文库,共获得56个阳性克隆。序列分析结果表明,有27个克隆为非重复序列,对其推定氨基酸序列进行同源比对和功能结构域分析,发现有1个推定转录因子,即ARF（Auxin response factor）,以及其他蛋白如eIF（Eukaryotic initiation factor,真核起始因子）,EF（延伸因子,Elongation factor）等。进一步通过染色质免疫共沉淀验证这些转录因子与W40p的结合。剖析CaWRKY40表达的分子机制有利于深入解析CaWRKY40介导的辣椒抗病及耐高温分子机制。     

玉米ZmNAS1和ZmNAS2基因启动子的克隆与序列分析

根据已知玉米全基因组序列设计引物,采用PCR方法从基因组DNA中克隆两种玉米材料的Zm-NAS1和ZmNAS2基因启动子,利用生物信息学软件对启动子元件进行分析预测并比较在两种材料间差异。结果表明,ZmNAS1基因启动子在两种材料上差异明显,沈137较K12除一段574bp缺失外,他们之间还有24处单核苷酸多态性位点;两种材料间的ZmNAS2基因启动子无差异。ZmNAS1和ZmNAS2基因启动子均具有一些与光调控、激素诱导、响应逆境胁迫等有关的顺式作用元件,但数目存在一定差异;两个基因启动子上都有一定数目缺铁诱导元件的核心序列。根据启动子元件分析,初步判断ZmNAS1和ZmNAS2基因除受缺铁诱导表达外,还可能受到其他多种信号的共同调控,是一个复杂的调控过程。此外,ZmNAS1基因启动子在两种材料间差异明显,推测该基因在两种材料间受到的表达调控水平也不相同。     

玉米Opaque-2基因在毕赤酵母中的表达

从玉米自交系辽2345授粉后18 d的胚乳中提取总RNA,经反转录后得到第一链cDNA,利用Opaque-2基因的特异引物克隆出该基因的全编码区,将该编码区的全序列以正确的阅读框架利用Infusion同源重组的方法亚克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9的α因子下游,并置于AOXⅠ启动子控制下,利用pPIC9表达载体上的特异引物进行PCR鉴定,鉴定后的重组质粒用Bgl Ⅱ酶切线性化后,电转化导入甲醇型毕赤酵母菌株GS₁15中,利用MM、MD和菌落PCR的方法筛选出Mut⁺表型,得到的重组子以甲醇诱导表达蛋白。经SDS-PAGE结果显示,Opaque-2蛋白得到表达,其相对分子质量（Mr）约为47 KD。     

玉米株高qPH10的QTL定位及候选基因预测

利用掖478为轮回亲本、齐319为供体亲本构建的染色体片段代换系CL137为父本,与掖478杂交构建近等基因系F2分离群体,根据齐319、掖478重测序数据开发在双亲中具有多态性的Indel分子标记,在两个环境中对控制玉米株高的10号染色体QTL进行定位。结果表明,2017年的株高表型将QTL定位到标记mk8-bnlg1655之间,位于83.86~85.34 Mb(B73 RefGen_v3)的1.5 Mb区间,表型贡献率为7.57%;2018年株高表型将株高QTL定位到标记mk5-bnlg1655之间,位于82.76~85.34 Mb的2.5 Mb区间,表型贡献率为5.75%。同时检测发现,该QTL主要以加性效应为主,显性效应较小。通过对所定位的QTL重合区间内的基因进行功能注释,预测可能控制株高的候选基因,为后续精细定位第10号染色体株高QTL以及探索候选基因功能机制提供研究基础。     

大豆GmPic基因的分离及表达分析

对光敏感型大豆品种“中豆24”进行长日、短日和自然光3种光周期处理,采用cDNA-AFLP的方法筛选差异片段,并进一步通过RACE技术分离了该基因。该基因全长983 bp,包含一个完整的开放阅读框,编码248个氨基酸,在遗传关系上与线粒体磷酸盐转运蛋白高度同源。通过半定量RT-PCR对该基因在不同光周期中的表达模式进行分析,结果表明,该基因在大豆生长发育的早期阶段表达,短日照抑制其表达,而长日照则增强其表达。因此,大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因可能是作为一种负调控因子参与大豆光周期反应。对大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因的研究能为进一步阐明大豆光周期反应分子机理打下基础。     

opaque-2突变基因(o2)对玉米产量和产量配合力的影响

利用18个o2近等基因系(o2-NILs)与18个普通玉米自交系,配制33对杂交组合,在北京、新乡两个试验点进行产量和配合力鉴定。结果表明,不同基因型间的产量、一般配合力(GCA)效应值、特殊配合力(SCA)效应值差异均极显著;两个类型间的产量差异极显著,GCA效应值、SCA效应值差异不显著。o2-NILs组合的平均产量在北京和新乡两个试验点分别较普通玉米组合分别低8.06%和9.64%,平均低8.85%。在产量较高的组合中,有5对为o2-NILs与同型普通玉米的组合,分别是CAL58×丹598(o2/normal)、196×辽2345(o2/normal)、196×803(o2/normal)、CAL58×吉477(o2/normal)、CA156×196(o2/normal),说明这5对组合产量没有受o2影响。两个类型自交系GCA均为正值的为313(o2/normal)、吉63(o2/normal)、辽2345(o2/normal)、丹598(o2/normal)和196(o2/normal),表明o2基因对产量有一定影响,但在不同的遗传背景下o2基因的影响不同。     

玉米转脂蛋白基因ZmLTP3的克隆及表达特性分析

转脂蛋白(Lipid transfer proteins,LTPs)是广泛存在于植物中的一类小分子蛋白,在植物生长发育及逆境应答中起着十分重要的作用。通过RT-PCR方法从玉米中克隆1个与拟南芥LTP3基因同源的全长cDNA,命名为ZmLTP3。推测ZmLTP3蛋白含有123个氨基酸,分子量为12.5 kDa,等电点为9.38。半定量RT-PCR分析表明,ZmLTP3可以被甘露醇、高盐和水杨酸(SA)诱导。在不同组织中ZmLTP3的表达模式不同,在子房中的表达量最高。结果表明,ZmLTP3可能在植物逆境反应及生殖生育过程中起多重作用。