玉米雄性不育基因Zmms1的同源克隆及生物信息学分析

利用水稻雄性不育相关基因Osms1同源克隆玉米中的同源基因Zmms1,用生物信息学方法对水稻Osms1及玉米Zmms1基因核苷酸序列以及蛋白质结构、亲水性和疏水性及进化树等进行分析。结果表明,水稻雄性不育相关基因Osms1编码区长度为2 232 bp,编码679个氨基酸,Zmms1编码区长度为2 461 bp,编码670个氨基酸。通过对ms1蛋白功能结构域进行分析发现,Zmms1和Osms1同为PHD-ZF超家族成员,二者具有相同的功能结构域和近似的三级结构,因此推测,Zmms1可能与Osms1具有相似的功能。     

玉米抗粗缩病品种的探讨

通过试验表明,玉米粗缩病的发生随着播期的推迟和媒体灰飞虱世代交替,呈现规律性波浪式的起伏;玉米品种不同,粗缩病发生的轻重也不同,病株率品种间差异达显著;玉米粗缩病与产量的关系甚为密切,且成反比。即随着病株率的增大而单产随之减少,单产品种间亦达显著;中育5号,自选系×黄早4两品种抗粗缩病较差,H9601、临单13和晋单34三个品种抗粗缩病较好。     

小麦QTL富集区 QC-4BS重要农艺性状基因的精细定位及 Rht1基因的效应分析

为了探明位于小麦4BS染色体上的一个QTL富集区 QC-4BS重要农艺性状的遗传效应,对 QC-4BS重要农艺性状基因进行了精细定位,并分析了位于 QC-4BS内的 Rht1基因对小麦株高（PH）、穗粒数（KNPS）、千粒重（TKW）、蛋白质含量（GPC）及容重（TW）等性状的遗传效应。结果表明, QC-4BS主要位于小麦4BS染色体的 IWA1846至IWA4662标记区间,长度为11.9 cM,对应的物理距离约为15.17 Mb,其中控制PH的QTL为 Rht1基因,距离IWA1846标记约7.16 Mb;控制GPC和KNPS的位点接近IWA482标记;控制TW的位点接近基因 Rht1。 Rht1基因除了具有明显的降低小麦PH的效应外,也可影响小麦的某些产量及品质性状,具体表现为增加小麦KNPS,降低TKW、GPC及TW。     

玉米抗病相关基因ZmEDS1的克隆及表达分析

从玉米中克隆ZmEDS1基因的cDNA序列,全长2 164 bp,开放阅读框(Open reading frame,ORF)长1 860 bp,编码619个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白等电点为6.05,分子量为68.74 kDa,内部无信号肽结构,N端有一个酯酶结构域。系统进化树分析表明,玉米ZmEDS1蛋白和高粱EDS1L蛋白的亲缘关系最近,同源性高达94%。采用实时荧光定量PCR分析病毒侵染下该基因在感性材料郑58和抗性材料D863F中的表达模式,在两种材料中,ZmEDS1基因均在病毒侵染48 h的表达量最高,分别达到0 h对照组感、抗材料的1.56、3.47倍,在抗病材料D863F中的表达水平高于感病材料郑58。初步判断,ZmEDS1基因应答病毒的侵染过程,且在感病材料和抗病材料中的响应模式存在差异。     

玉米ZmCPB1基因的克隆、表达及生物信息学分析

从玉米中克隆ZmCPB1基因的cDNA序列,全长1 446 bp,编码481个氨基酸,蛋白质理论分子量为54.05 KD,等电点为8.59。生物信息学分析表明,ZmCPB1蛋白N端有跨膜结构,是跨膜蛋白。蛋白质二级结构含有48.44%的α-螺旋、4.99%的β-转角、10.60%的延伸链以及35.97%的无规则卷曲,该蛋白定位于内质网中。序列比对结果显示,ZmCPB1蛋白含有与子粒发育相关的保守区VKFVHRKALK。系统进化树分析表明,该蛋白与高粱、谷子、水稻和大麦的同源蛋白亲缘关系最近,同属一个亚支。实时荧光定量PCR分析ZmCPB1基因的表达模式,结果表明,ZmCPB1基因在3叶期的根、茎、叶以及雄穗和苞叶中表达量较低,在雌穗中的表达量较高。在玉米子粒发育的不同时期,ZmCPB1基因的表达量呈现一定的规律变化,在授粉后0～10 d,表达量逐渐达到最高峰,之后开始下降,在授粉15 d后降到较低水平。初步判断ZmCPB1基因与玉米子粒早中期发育有关。     

小麦株高QTL的定位及对重要农艺性状的多效性分析

株高作为小麦育种的重要指标,对产量具有较大的影响。为进一步挖掘小麦株高的数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）,本研究以扬麦12和偃展1号杂交得到的包含205个家系的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,结合 3年共6个环境的表型数据对株高性状进行QTL定位分析。结果表明,在染色体2B（1）、4B（1）、4D（1）、5A（1）、5B（1）和7D（2）上共检测到7个与株高相关的QTL。QPh.yaas-4B、QPh.yaas-5A和QPh.yaas-7D.1的矮秆效应来源于扬麦12,其余4个QTL的矮秆效应来源于偃展1号。在6个环境下都能检测到的位点是QPh.yaas-4B和QPh.yaas-4D,对株高的贡献率分别14.50%~24.09%和19.01%~29.80%,经过比对发现,这2个QTL分别是Rht1和Rht2。QPh.yaas-5A在5个环境下被检测到,对株高的贡献率为3.29%~5.36%;QPh.yaas-2D和QPh.yaas-7D.2在4个环境中均被检测到,对株高的贡献率分别为3.45%~6.14%和3.16%~4.10%;QPh.yaas-5B和QPh.yaas-7D.1分别在2个和3个环境中被检测到,对株高的贡献率分别是2.27%~5.09%和2.72%~4.82%。QTL比较分析后发现,QPh.yaas-7D.1和QPh.yaas-7D.2可能是新的株高位点。研究Rht-B1和Rht-D1对千粒重、穗长和穗粒数的效应,发现Rht-B1位点对这些农艺性状无显著效应,Rht-D1位点仅对千粒重有显著效应,其株高增效等位变异可显著增加千粒重。在自然群体中验证Rht-B1和Rht-D1的效应结果与RIL群体结果一致。     

玉米自交系及杂交种抗粗缩病性鉴定与分析

本文对引进玉米自交系和部分自选自交系及其杂交组合进行了抗粗缩病性鉴定。在鉴定的９６份自交系中，大部分表现为感病或中抗，只有P12、P20、BS110、138、6513和E综1214表现高抗，未发现免疫类型。杂交组合中，生产用杂交种绝大部分表现为中感或高感。杂交组合的抗病性与双亲抗病性的中亲值密切相关(r=0.9554)。抗病杂交组合的亲本之一必须达到高抗或中抗水平，用高感自交系作亲本难以选出抗病性好的杂交种。     

玉米粗缩病(MRDV)研究现状及展望

本文对玉米粗缩病症状特点、病原、传播方式、病害流行原因、玉米抗性鉴定以及生物技术在作物抗病毒病育种中的应用等进行综述,对该领域研究中存在的主要问题进行分析和探讨,并对玉米抗粗缩病研究进行展望。     

玉米粗缩病发病影响因素分析

通过对 5个玉米品种在 3年 5地种植玉米粗缩病发病规律的研究表明 :玉米感染粗缩病与品种、种植年份、种植地区、气候因素关系密切。其影响作用是品种大于种植年份 ,大于种植地区 ,品种×种植年份 ,品种×种植地区互作效应显著。气候因素综合影响玉米粗缩病的发生。从出苗至大喇叭口期 ,特别是五叶期以前 ,干旱少雨 ,多日照、气温高是发病的潜在条件 ;不同播期显著影响玉米粗缩病的发生     

转BcBCP1基因耐盐碱玉米对田间节肢动物群落的影响分析

利用陷阱调查法跟踪调查全生育期转BcBCP1基因耐盐碱玉米田间地上主要节肢动物群落的种类和数量。结果表明,转BcBCP1基因玉米及其受体玉米自交系黄早四主要害虫、捕食性天敌、地上跳虫的种类和数量上差异不显著,推断耐盐碱转基因玉米的种植对田间节肢动物群落短期内无显著影响。     

湖北玉米粗缩病的检测与鉴定

田间调查发现,湖北省长阳县玉米粗缩病发生普遍,白背飞虱大量分布,未见灰飞虱存在。通过症状观察、病毒dsRNA基因组电泳图谱分析、RT-PCR、序列分析等鉴定方法,对湖北长阳玉米粗缩病进行病原鉴定。结果表明,湖北长阳发生的玉米粗缩病是由新的水稻斐济病毒暂定种——南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)引起。     

山东玉米粗缩病病原S10序列分析

利用采自山东章丘、济宁表现典型粗缩病症状的玉米植株样品进行ELISA和RT-PCR检测。间接ELISA结果表明,二者均与水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）多克隆抗体表现阳性反应。RT-PCR扩增出该病毒基因组S10约1.8 kb片段。获得的1 801 bp 全长序列与已发表的相关序列进行同源性分析和系统进化树分析,结果表明,章丘分离物克隆JNZ-14序列、济宁分离物克隆JN-8序列均属于RBSDV,但其与玉米粗缩病毒（MRDV）的进化关系比其与南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）的关系还要近,且2个分离物分别处于属于RBSDV的Ⅱ或Ⅰ两大分支中。     

玉米粗缩病（MRDV）及其综合防治

玉米粗缩病（ＭＲＤＶ）已成为我国玉米产区的主要病害之一,对玉米生产构成极大威胁。通过对玉米粗缩病（ＭＲＤＶ）症状特点、发病规律、寄主范围等分析以及玉米抗性鉴定研究,提出了以农业措施为主,化学防治为辅的综合防治策略。     

玉米粗缩病研究的回顾与展望

从玉米粗缩病的发生分布、病症特征、病原、寄主范围、传播方式和特点、流行规律、品种抗病性等方面回顾玉米粗缩病研究的历史和现状,分析探讨存在的问题和对策。引起玉米粗缩病的病原有Maize rough dwarfvirus(MRDV)、Rice black streaked dwarfvirus(RBSDV)和Mal de Río Cuarto virus(MRCV),在我国流行的是RBSDV,主要依靠Laodelphax striatellus传播。间作套种尤其是麦/玉米种植模式与玉米粗缩病暴发流行密切相关,主要是为病毒和传毒介体提供了栖息繁衍环境和循环寄主。目前玉米粗缩病抗性种质资源缺乏,应用的防治技术还不能满足生产上的需求。协调高效的种植模式(间套种)与防病需求之间的关系,研发简便、实用、高效的防病治病措施,抗玉米粗缩病种质资源的创新是生产上需要解决的问题。     

山东省主要推广品种对玉米粗缩病的抗性鉴定

2010～2011年在玉米粗缩病重发区进行3个播期下的田间自然鉴定,评价山东省主要推广品种对玉米粗缩病（MRDV）的抗性。结果表明,供试材料对粗缩病的抗性在不同品种、不同年份和不同播期间均存在极显著差异。18个供试品种中,仅青农105表现为抗病;登海3622、邦玉358、金海5号和农大108表现为感病;先玉335、农华101、蠡玉16、丹玉86、金海604、先玉688、济单7号、隆平206、登海605、郑单958、鲁单818、蠡玉37和中科11均表现为高感。播期间比较,青农105在6月5日播种感病最轻,其次为5月10日和5月25日;其他供试品种在5月10日播种感病最轻,5月25日和6月5日播种感病较重,调整播期能降低粗缩病对玉米产量的影响。回归分析表明,通过病情指数可以准确预测玉米粗缩病导致的产量损失。     

玉米粗缩病研究进展

粗缩病是一种世界性玉米病害,近年来已严重威胁我国玉米生产.培育高抗粗缩病的玉米新品种是减轻产量损失最经济有效的措施.本文从病原、病症、鉴定方法、种质资源筛选、抗性遗传、抗病QTL定位和抗病育种方面综述玉米抗粗缩病理论与研究进展,展望玉米抗粗缩病抗病育种方向.     

玉米ZmFAR1基因的克隆与表达分析

FARs为脂酰辅酶A还原酶,在植物生长发育和抵御非生物胁迫过程中起着重要作用。为进一步研究FARs在玉米中行使的生物学功能,在玉米中克隆1个脂酰辅酶A还原酶1基因(ZmFAR1),该基因全长1 883 bp,开放阅读框长1 491 bp,编码496个氨基酸,分子量为55.983 k Da。生物信息学分析表明,ZmFAR1蛋白的分子式为C₂₅₂₂H₄₀₁₀N₆₉₀O₇₀₁S₂₄,为稳定的碱性亲水蛋白,存在59个磷酸化位点,未发现信号肽,存在跨膜结构域,最大可能定位于细胞质。氨基酸残基组成中主要以α螺旋和无规则卷曲为主。系统进化树分析表明,ZmFAR1蛋白与南荻和高粱的FAR蛋白相似度最高。利用实时荧光定量PCR技术对ZmFAR1在模拟盐、干旱两种非生物胁迫条件下对根、茎、叶3种组织的表达模式进行研究,结果表明,ZmFAR1呈现组织特异性表达,在叶中的表达量最高。盐和干旱处理下,ZmFAR1的表达量出现明显变化,推测ZmFAR1可能在不同程度参与了玉米对非生物胁迫的应答。     

玉米矮花叶病抗病基因Rscmv1的精细定位

以感病亲本Mo17为轮回亲本、抗病亲本四一为供体亲本,构建近等基因系,对抗病基因Rscmv1进行精细定位。结果表明,在自交系四一中定位了两个抗病基因Rscmv1和Rscmv2,其中Rscmv1是抗源中普遍存在的主要抗病基因。以选育的近等基因系BC4F3、BC4F4和BC4F5为定位群体,在抗病基因区域内开发了9个有多态性的BAC-SSR标记,将Rscmv1定位在BAC-SSR标记A5-1和B2-1之间,其遗传距离分别为0.3 cM和0.6 cM,2个标记之间的物理距离为1.38 Mb。