转精氨酸酶基因ZmARG玉米后代株系的遗传稳定性分析和功能验证

以T4、T5代转ZmARG基因玉米株系AKF65和受体自交系KF513为试材,对目标基因的整合表达、酶活性及产量相关农艺性状进行检测。结果表明,PCR、Southern和RT-PCR检测证明,ZmARG基因以单拷贝的形式插入基因组,在转录水平上能够稳定表达,且两个世代中稳定遗传。转基因株系灌浆期叶片中的精氨酸酶活力显著高于对照,萌发种子和苗期根中极显著高于对照,种子萌发时酶活力最高。转基因株系百粒重、穗重和小区产量显著高于对照,穗长极显著高于对照,其他各产量相关农艺性状差异不显著。     

转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性及其农艺性状研究

以普通玉米杂交组合N3030、N4640为对照，通过盆栽接虫试验和田间调查，系统研究了转Bt基因玉米杂交组合N3030Bt和N4640Bt对亚洲玉米螟的抗虫效果和主要农艺性状变化。结果表明，转Bt基因玉米对亚洲玉米螟产卵无驱避作用，但花叶率、茎秆和雌雄穗的受害程度均明显轻于对照；转Bt基因玉米的生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗等与对照差异不大，秃尖长明显短于对照，穗粒数和产量明显高于对照。     

转基因玉米SW12-859的抗螟性及农艺性状评价

SW12-859为吉林省农业科学院农业生物技术研究所培育的转基因玉米杂交组合,全株表达Cry1F基因杀虫蛋白。本研究以其为材料,与其遗传背景相似的郑单958为非转基因对照,在玉米心叶期(6~8叶期)和穗期(13~16叶期)进行田间人工接玉米螟初孵幼虫,调查其抗螟性、农艺性状及对产量损失的影响。结果表明,在玉米心叶期和穗期,转基因玉米SW12-859对一、二代玉米螟表现为高抗,郑单958表现为感,二者受玉米螟危害程度(抗螟性)差异显著。转基因玉米SW12-859和郑单958的株高、穗位高等农艺性状相近,在接虫条件下,转基因玉米产量显著高于非转基因玉米。     

转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性及其农艺性状研究

以普通玉米杂交组合N3030、N4640为对照,通过盆栽接虫试验和田间调查,系统研究了转Bt基因玉米杂交组合N3030Bt和N4640Bt对亚洲玉米螟的抗虫效果和主要农艺性状变化。结果表明,转Bt基因玉米对亚洲玉米螟产卵无驱避作用,但花叶率、茎秆和雌雄穗的受害程度均明显轻于对照;转Bt基因玉米的生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗等与对照差异不大,秃尖长明显短于对照,穗粒数和产量明显高于对照。     

白桦花发育基因BpMADS3对玉米的遗传转化及功能验证

MADS-box基因编码多种具有重要生物学功能的转录调节因子,能够激活或抑制其他基因的转录,在调节植物根、叶、花和果实的发育尤其在开花植物花的发育过程中起到重要的调控作用。将东北白桦树中克隆得到的BpMADS3基因导入玉米中,验证其在玉米中的功能。结果表明,利用In-Fushion技术成功构建了BpMADS3基因的单子叶植物表达载体pTF101.1-T-nos-Ubi-BpMADS3,采用花粉管通道法将该基因导入玉米自交系合344中,获得5个T2代PCR和RT-PCR阳性株系,转基因株系H1-25和H1-76的散粉期和抽丝期均比对照提前,穗重、穗长、穗粗和百粒重等产量相关性状显著或极显著高于对照。研究结果初步证明,BpMADS3基因的导入对玉米花期提前和产量增加有一定的功效。     

功能型红米恢复系主要农艺性状的配合力和遗传力分析

选用6个三系不育系和8个红米恢复系,按6×8不完全双列杂交设计,配制48个杂交红米组合,分析与产量相关的9个主要农艺性状的配合力及遗传力。结果表明:除不育系单株产量外,其余性状一般配合力和特殊配合力方差均达显著或极显著水平,受基因加性和非加性效应共同影响;亲本一般配合力和组合特殊配合力无明显的相关性;千粒重、株高、糙米率、结实率、有效穗数的狭义遗传力较高,主要受基因加性效应作用,可在低世代选择有效;每穗总粒数、每穗实粒数、穗长和单株产量的狭义遗传力较低,须在高世代进行选择。18Rr174在9个主要农艺性状上的一般配合力均达到正效应值,育种应用价值高;广8A×18Rr250、品红1A×18Rr175、荃9311A×18Rr175、品红1A×18Rr174和野香A×18Rr178的产量性状具有较好特殊配合力,具有较好的应用前景。     

穗分枝小麦与普通小麦杂交组合主要性状的杂种优势与配合力分析

为了研究穗分枝小麦作为杂交小麦育种亲本的应用价值,选用2个穗分枝小麦与5个普通小麦采用NC Ⅱ设计配制了10个杂交组合,对其9个农艺性状的杂种优势和配合力进行了研究.结果表明,穗下第一节长、穗长、株高3个性状表现出较强的中亲优势和对照优势,且所有组合都表现为正向优势;穗粒重和千粒重2个性状不同组合间对照优势变异幅度较大,其中多数组合表现正向优势(两个性状分别为90%和70%).同时,筛选出一个单株产量对照优势为16.7%的强优势组合(3218×分2).配合力分析表明,穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重主要受基因的加性效应影响.有些亲拳个别性状一般配合力较好,可根据育种目标有选择性地使用.     

玉米F1、F2代穗粒性状的遗传效应分析和适宜群体筛选

利用2个优良爆裂玉米自交系与6个Reid类群普通玉米自交系杂交组配12个杂交组合,研究穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、穗重、穗粒重和出籽率8个穗粒性状的F1表现、杂种优势和F2群体表现、分离特征及其与亲本的相关性。结果表明,不同组合F1表现、中亲优势(MH)、超高亲优势(HH)和F2群体的平均值(F2M)、变幅、变异系数、优势衰退(HDR)等均存在不同程度差异,各穗粒性状杂交早代的遗传背景效应突出;F2群体各性状均呈连续正态分布,存在超双亲分离,为多基因控制的复杂数量性状;杂种优势较小的穗行数、出籽率和穗粗可以根据两类亲本或其均值初步预测其组合F1和F2M值的表现,对于杂种优势较大的穗重、穗粒重和百粒重不宜进行预测;除穗行数和出籽率外,其余性状F1表现与F2M、MH和HH以及F2M、MH、HH间多呈显著或极显著正相关,HDR与F1、F2M、MH和HH均呈显著或极显著负相关;R2×N04、R4×N10和R5×N10组合为进一步开展遗传作图和改良爆裂玉米自交系穗粒性状的最佳群体。     

同核异质两系杂交水稻主要农艺性状的细胞质效应研究

以来源于不同地域的8个不同类型水稻品种为细胞质供体,以温敏核不育系株1S、准S作为细胞核供体,通过杂交和连续回交,得到8种细胞质2套核背景的同核异质温敏核不育系,将株1S、准S(为对照)及其同核异质温敏核不育系分别与4个恢复系杂交,得到72个同核异质两系杂交组合,比较分析了新质源杂交组合与对照杂交组合的主要农艺性状。结果表明,细胞质对同核异质两系杂交组合的8个农艺性状均表现出极显著的遗传效应,新质源整体上在大多数农艺性状上都表现出负效应;质核互作对8个农艺性状也均表现出显著的遗传效应。Lemont细胞质对两系杂交组合的全生育期、株高、单株生物产量、单株有效穗、每穗总粒数有显著的负效应,但对结实率有显著的正效应;V20A细胞质对两系杂交组合的全生育期有显著的正效应,对其余性状均表现出显著的负效应,不适合作两系杂交水稻的细胞质源;日本晴细胞质对两系杂交组合的单株生物产量有显著的正效应,而对全生育期与株高有一定的负效应,可在两系杂交水稻育种中加以利用。     

转ZmPPDK基因小麦新品系的光合特性及产量分析

为明确玉米C_4型ZmPPDK基因提高小麦光合效率的功能,采用基因枪介导转化法,以小麦品种周麦23为受体,获得了转ZmPPDK基因小麦株系T14和T39,并于开花期和灌浆期测定了2个转基因株系及受体亲本的旗叶净光合速率日变化、光合相关基因表达量、叶绿素荧光参数以及成熟期产量性状。结果表明,T14和T39在2个测定时期10:00-14:00间的光合速率均显著高于野生型对照,在灌浆期2个转基因系的提高幅度均最大,分别达17.24%和21.11%。转基因小麦的ZmPPDK基因及内源CA、NADP-ME、FBP等光合相关基因的表达量均显著高于对照,其中ZmPPDK基因表达量的提高幅度分别为14.13和15.28倍,并显著高于光合相关基因。在13:00时刻,转基因小麦的F_v/F_m和Φ_(PSII)均显著高于对照,而W_K和V_J显著低于对照。转基因小麦的2年平均产量较对照分别提高6.40%和5.02%,千粒重的提高是其增产的主要因素。以上结果说明,转玉米ZmPPDK基因小麦的光合特性和产量显著优于对照,玉米ZmPPDK基因具有改善C_3植物光合特性并提高其产量的潜力。     

玉米DH系遗传参数分析和育种效果

利用PH4CV×A6 F1进行单倍体育种,育成336份DH系为父本、以PH6WC为母本组配336个杂交组合,通过2年鉴定淘汰后综合性状较好的14个组合及先玉335(PH6WC×PH4CV)、通育99(PH6WC×A6)进行3次重复鉴定试验,就10个性状加显性效应进行方差、遗传系数和聚类分析.结果 表明,株高、穗位高、子...     

玉米自交系适机收相关性状配合力分析

以9个玉米自交系及配制的36个杂交组合为试验材料,对宜机收性状进行配合力分析。结果表明,综合性状表现较好的自交系有沈农60023、沈农60368和沈农60018;表现较好的杂交组合是沈农60023×沈农60197、沈农60023×沈农60368、沈农60023×沈农50005、沈农60197×沈农50005、沈农60197×沈农60368和沈农60368×沈农50005。与机收相关的性状如株高、穗位高、雄穗分枝和收获时含水量受基因加性效应控制,茎粗受基因加性和基因非加性效应共同控制,子粒深度受基因非加性效应控制。     

玉米自交系YJ7不同密度下配合力效应及杂种优势分析

YJ7是江苏沿江地区农科所选育的优良玉米自交系,利用该自交系已育成一批优良组合。采用NCⅡ设计组配45个杂交组合,研究不同密度下(6.0万、7.5万、9.0万株/hm2)YJ7产量性状的配合力效应及杂种优势。结果表明,除穗粗、穗行数外,YJ7在高密度条件下产量性状一般配合力水平均较高,且随密度的增加而增加;YJ7×Mol17、YJ7×478杂478、YJ7×丹340这3个杂交组合在高密度条件下具有较高的特殊配合力、总体配合力,其杂种优势明显高于其他杂交组合。     

基于“华占”的强优势杂交组合的株高与主穗长遗传分析

株高与穗长是水稻品种的关键性状,有效利用水稻性状间的杂种优势是培育高产品种的关键技术手段。以“华占”配制的‘天优华占’‘恒丰优华占’‘五丰优华占’3个杂交组合为供试材料,构建了包含P₁、P₂、F₁、F₂、BC_1-1、BC_1-2等6个遗传世代群体。采用植物数量性状“主基因+多基因”混合模型分析了株高和主穗长的遗传方式。结果表明：3个杂交组合的株高和主穗长遗传均符合MX2-ADI-ADI遗传模型。在“华占”为遗传背景中,3个群体F₂、BC_1-1、BC_1-2的株高均以多基因控制为主,多基因遗传率变幅分别为72.11%~75.42%、76.92%~86.28%和68.13%~75.13%,育种后代中应在高世代选择。3个群体F₂代中的主穗长主基因遗传率分别为81.99%、68.95%和90.01%,多基因遗传率分别为12.16%、23.78%和3.52%;在回交群体中,3个组合的主穗长主基因和多基因遗传率与回交亲本密切相关,育种上应根据群体遗传特性进行相应的选择策略。     

黄淮麦区部分小麦和国外引进小麦GS2等位基因的检测及其与农艺性状的关联分析

为明确黄淮麦区TaGS2等位基因的分布状况及其与主要农艺性状的关系,对黄淮麦区2008年之前育成的种质材料、新育成的品种(系)及国外引进材料,用TaGS2-A1、TaGS2-B1和TaGS2-D1等功能标记鉴定对应的基因,并结合相关农艺性状发掘优势单倍型。结果表明,黄淮麦区2008年之前育成的种质材料和新育成品种(系)中TaGS2等位基因分布频率存在一定的差异;TaGS2-A1b、TaGS2-B1b和TaGS2-D1a是优势TaGS2等位基因,TaGS2-A1b在小麦抽穗期、株高和小穗数的改良上是优势单倍型,但在新育成的品种(系)中有下降的趋势,TaGS2-D1a能够显著增加小穗数、穗粒数和穗粒重,在各类材料中的比例都较高;TaGS2-B1b是提高千粒重的优势单倍型。因此,在黄淮麦区小麦穗部性状改良中TaGS2-B1b和TaGS2-D1a的作用显著,尤其是TaGS2-D1a,同时黄淮麦区种植小麦遗传多样性在减少,一些优势单倍型未受到重视,应对地方品种和一些国外引进材料加以利用。     

转RD29A:DREB1A融合基因小麦的获得及其抗旱性研究

为了提高小麦的抗旱能力,通过转基因将拟南芥 RD29A:DREB1A转入到小麦品种陇春30中,成功获得三个单拷贝本底DREB1A蛋白低表达水平的纯合转基因家系,并在干旱胁迫下测定了其生理指标及产量相关农艺性状。结果表明,与陇春30相比,转基因小麦的脯氨酸和可溶性糖含量以及SOD、CAT和POD活性都显著提高,H₂O₂含量、MDA含量和相对导电率均显著降低,株高、穗长、穗粒数、千粒重、地上生物量显著增加,说明 RD29A:DREB1A外源基因的导入能够显著增强陇春30的抗旱性。