涝渍胁迫下玉米不定根产生候选基因的发掘

不定根产生是玉米对涝渍胁迫适应的形态之一,本研究拟发掘调控玉米不定根产生的候选基因。本研究对400份玉米自交系进行涝渍处理,发现自交系T1162W在涝渍胁迫下产生大量的不定根,而自交系RO421W不定根数量很少。以T1162W、RO421W为亲本构建F2分离群体。从F2群体中,选择不定根大量产生和无不定根的单株,分别组成不定根产生池和不定根不产生池,并对2个混合池进行BSR-seq分析。结果发现,在第7染色体39 Mb区段,发现1个与玉米不定根产生关联的SNP。该QTL位点的发现,将为揭示玉米不定根的形成积累了生物学知识,同时为玉米耐渍性遗传改良提供新的基因资源。     

抗旱型玉米苗期根系形态性状的遗传分析

为了进一步揭示玉米苗期根系性状的遗传特性,用来改良材料的抗旱性,本研究以旱敏型材料'WN897'、抗旱型材料'Wu109'及二者通过杂交和回交获得的F1、B1、B2和F2为材料,利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法分析干旱胁迫与正常条件下主根长、侧根数、根冠比和根鲜重的遗传特性.结果表明,在干旱胁迫与正常条...     

基于RNA-seq技术的玉米SNP和InDel标记分析

高温已对玉米(Zea mays L.)生产造成了巨大危害.为了给耐高温胁迫玉米品种选育提供可用的分子遗传标记,本研究以耐高温和高温敏感的两个玉米品种为实验材料,通过花粉总RNA提取、mRNA纯化、反转录、转录组文库构建及测序等工作,对获得的转录组数据进行SNP和InDel分子标记分析.结果显示:高质量碱基数据量平均为6...     

水分胁迫下马铃薯基因组DNA甲基化水平变化分析

DNA甲基化是表观遗传学修饰的重要研究内容之一,在植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中起重要作用,其中水分胁迫是对植物生长发育最具危害的逆境胁迫之一。为探索马铃薯DNA甲基化与水分胁迫之间的关系,本研究采用PEG-6000模拟水分胁迫处理两个马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’,在PEG0%(对照),5%和10%浓度下,利用MSAP技术检测‘青薯9号’和‘大西洋’甲基化水平变化情况。结果表明:在相同条件下,抗旱型品种‘青薯9号’甲基化水平高均于干旱敏感型品种‘大西洋’。在0%(对照)、5%和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’MSAP比率为42.49%、38.14%、49.21%,甲基化水平与对照相比先降低后升高,‘大西洋’MSAP比率29.17%、22.92%、17.58%,甲基化水平逐渐降低。经统计,5%PEG和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’和‘大西洋’均出现甲基化和去甲基化现象,其中‘青薯9号’甲基化和去甲基化比率分别为10.92%、6.43%和11.98%、15.36%,‘大西洋’分别为1.59%、8.22%和42.18%、24.34%,甲基化变异模式以去甲基化为主。‘青薯9号’和‘大西洋’均能发生CNG、CG和CG/CNG位点的甲基化和去甲基化,在水分胁迫下会产生较多的CNG和CG/CNG位点。本研究结果为探究马铃薯抗旱机制提供了理论基础。     

玉米苗期在盐胁迫下耐盐相关QTL分析

通过对玉米耐盐性状基因的QTL定位,找到耐盐性状控制位点在染色体上的位置,来帮助耐盐玉米品种的选育和基因的克隆。本研究选用耐盐自交系8723和盐敏感自交系P138为材料构建的F2群体,通过Jionmap 4.0软件对F2群体构建分子遗传连锁图谱。构建了一个包含有174个SSR标记位点的分子遗传连锁图谱,平均分布在玉米的10条染色体上共2 764.3 cM,标记区间平均间距为15.88 cM。通过对表型数据的分析,对玉米的4个植株性状进行了QTL定位。结果共检测到8个与玉米苗期耐盐性状相关的QTLs,分别位于2号、4号、6号、9号染色体上。本研究结果为幼苗在盐碱地正常生长提供科学依据。     

‘吉单’玉米品种对种植密度的响应

因吉林省品种层出不穷,却鲜有能够实现大面积推广,本研究以吉林省不同熟期玉米品种‘吉单441’、‘吉单631’和‘吉单558’为试验材料,研究‘吉单’品种在不同种植密度条件下的产量表现,及其在吉林省东部、中部和西部的适宜种植密度。结果表明,‘吉单558’和‘吉单631’在种植密度为7.5×10^4株/hm2时干物质累积量达到最大值,开花期不同种植密度条件下叶面积指数大小顺序均为种植密度(×10^4株/hm^2) 9.0跃7.5跃6.0跃4.5跃3.0。根据实际种植情况、品种特性及方程模拟情况,在吉林省东部适宜种植密度为6.7伊104株/hm^2左右,中部适宜种植密度为6.5伊104株/hm2左右且可根据当地条件适当增加种植密度,在吉林省西部适宜种植密度为6.0伊104株/hm^2左右。随种植密度增加,未见‘吉单’品种倒伏显著相关,6展叶期和乳熟期,干物质累积量与叶面积指数显著相关;开花期(R1)叶绿素相对含量(SPAD值)与叶面积指数均极显著相关,‘吉单558’干物质累积量与产量显著相关,‘吉单631’干物质累积量与叶绿素值显著相关;成熟期仅‘吉单558’表现为干物质累积量与产量显著相关。应根据品种的特性进行合理密植,才能充分发挥品种光合特性,进而提高作物产量。‘吉单’品种为吉林省自主研发玉米品种,本研究可为提高吉林省玉米品种综合竞争力提供理论支持,为吉林省玉米持续丰产提供参考。     

玉米F2群体分子标记偏分离的遗传分析

以优良玉米(Zea mays L.)自交系抗感杂交组合（R15×掖478）的F2群体为材料,构建了239个分子标记(包括151个SSR标记和88个AFLP标记)的玉米分子连锁图,覆盖全基因组3 463.5 cM,相邻标记间的平均间距为14.5 cM。在239个标记中,16个SSR标记和9个AFLP标记表现偏分离(P<0.05)。在4条不同的染色体上发现5个偏分离的     

氧化石墨烯促进玉米根系生长的转录组分析

为了研究氧化石墨烯(graphene oxide,GO)的生物效应,从转录水平解析低浓度GO促进植物生长的分子机制,本研究以玉米为材料,分析了土壤中施加不同浓度(0,25,50,100,200 mg/L)GO溶液14 d后的生长表型,筛选到GO对玉米生长的最佳的浓度(50mg/L),进而利用最佳浓度GO处理48 h后的...     

外源脯氨酸诱导提高玉米对低温胁迫的生理响应

玉米生育早期实施抗寒的措施对保障玉米安全生产具有重要意义。本研究在萌发期和苗期分别以800和400μmol/L的外源脯氨酸(Pro)处理6份耐寒性不同的玉米自交系,分析外源Pro对10℃胁迫下种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明,10℃胁迫能明显抑制玉米种子萌发,表现为发芽势、发芽率、胚芽长、胚根长、胚芽鲜重、胚根鲜重均显著降低;幼苗叶片的相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、CAT活性均显著升高。10℃处理下,萌发期和苗期分别施加800和400μmol/L的外源Pro后能明显促进玉米种子萌发,并减轻低温对幼苗生理伤害,除相对电导率和丙二醛含量分别降低42.36%和30.48%外,其余11个性状均分别升高12.57%～256.37%。进一步通过综合评价表明,10℃条件下,萌发期和苗期利用800和400μmol/L浓度的外源Pro对玉米的低温缓解效果分别为0.548和0.497。这些结果为外源Pro在玉米生育早期抵御低温胁迫的生产应用提供参考。     

不同密度下玉米抗倒性相关性状的探究

倒伏是影响玉米产量和玉米机械化收获的主要限制因素,因此深入研究玉米倒伏问题对玉米生产的发展具有重要意义。本试验以PH6WC、M03、KW9F591、J1495、JD108为母本,以PH4CV、J9D207、J1673、J1668、KW6F600、M5972为父本,并组配30个杂交组合,对其在不同种植密度下抗倒伏相关性状的遗传特性进行研究。结果表明,KW9F591、J1495和JD108的茎秆拉力表现好;组合S1、S15、S16的茎秆拉力表现好。M03和J1495的茎粗表现好;组合S5、S10、S28的茎粗表现好。PH6WC和M5972的穗高系数表现好;组合S3、S5、S6、S10、S12、S13、S23、S24、S26、S29的穗高系数表现好。茎秆拉力与茎粗呈极显著正相关;茎秆拉力与穗高系数和密度呈极显著负相关。     

不同光照条件下热带玉米自交系间的转录水平差异分析

光周期敏感性差异是影响玉米在不同光长条件下是否能够正常开花结实的重要因子之一.分析比较不同光照条件下热带玉米光敏型与光钝型自交系基因表达差异,能够为解析玉米光周期敏感性变异的分子机制提供更丰富的科学依据.本研究以光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为材料,通过人工控制光照长度分别对其进行长短日照处理,利用RNA-...     

玉米ACA基因家族生物信息学分析

ACA (IIB型Ca²⁺-ATPase)作为Ca²⁺-ATPase的亚家族成员之一,参与植物细胞内钙离子浓度维持,并在植物生长发育和非生物胁迫响应等方面发挥重要作用。为进一步了解玉米ACA (ZmACA)基因家族功能,本研究利用生物信息学方法对ZmACA家族基因进行鉴定与分析。结果表明：玉米共有20个ACA家族基因,命名为ZmACA1～ZmACA20;蛋白质结构具有相似性,氨基酸数目、亲水性指数差异均较小,多数为酸性不稳定的蛋白质。亚细胞定位预测结果显示,ZmACA家族蛋白主要定位于细胞膜、叶绿体、内质网、液泡等部位。进化树分析将ZmACA蛋白分为5个亚家族GroupⅠ～GroupⅤ,其中GroupⅠ～GroupⅣ亚族成员与水稻(Oryza sativa L.)和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)的亲缘关系较近。蛋白质互作网络(protein-protein interaction network, PPI)预测结果表明,ZmACA6可能与15个蛋白直接互作,是ZmACA家族蛋白的核心成员。ZmACA家族基因在玉米10...     

盐胁迫下棉花基因组DNA表观遗传变化的MSAP分析

盐胁迫是非生物逆境中对作物危害比较严重的自然灾害之一, 严重影响和制约作物的产量和种植面积。本研究以陆地棉品系YZ1为材料, 调查不同NaCl浓度下棉花幼苗生长及根基因组DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明,对棉花幼苗的株高和根长生长100 mmol L^-1 NaCl有促进作用, 200 mmol L^-1 NaCl有显著抑制作用;100~200 mmol L^-1 NaCl胁迫严重抑制棉花幼苗的侧根数量。甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析表明, 经100、150和200 mmol L^-1 NaCl处理后根基因组DNA甲基化比率分别为38.1%、35.2和34.5%, 均低于对照(41.2%), 同时棉花幼苗根DNA的甲基化水平与NaCl处理浓度呈显著负相关(r = –0.986)。与对照相比, 100、150和200 mmol L^-1 NaCl胁迫下棉花幼苗根基因组DNA的甲基化和去甲基化分别为6.4%、7.6%、11.3%和12.7%、11.1%、8.2%。此外, 序列和RT-PCR分析表明, 与MSAP差异片段高度同源的基因的表达在处理与对照间差异显著。     

14C-同化物在玉米果穗上的分布与籽粒败育关系

通过^14C-示踪方法，研究了在籽粒发育前期饲喂果穗叶后^14C-同化物在植株及果穗不同部位的分布。结果表明，果穗是灌浆期的主要库器官；^14C-同化物在果穗不同部位的分布不均一，在穗轴中^14C-同化物的分布呈现为基部〉中部〉上部，而在籽粒中则表现为中部〉基部〉上部。顶端穗轴中糖分含量不低于中部穗轴（P〉0．05），而败育粒中还原糖含量高于中部粒（P〈0．05）。因此认为，顶端的败育可能并非源于营养供应不足，而应归因于籽粒库活性不足。     

玉米衔接式单片段导入系群体的构建和评价

以生产上广泛种植的玉米杂交种豫玉22的亲本自交系87-1和综3为受体亲本,以糯质、抗病性较好的玉米自交系衡白522为供体亲本,采用回交和自交的方法,结合SSR分子标记辅助选择,分别构建了以87-1和综3为背景的衔接式玉米单片段导入系群体,并对其遗传背景、导入片段大小、数目和覆盖率等进行了评价。结果表明,87-1背景的导入系群体导入了40个供体片段,片段长度介于0.03~342.8 cM,平均长度为91.1 cM,导入片段总长为3 643.9 cM,覆盖率为48.9%;综3背景的导入系群体导入了78个供体片段,片段长度介于0.03~343.4 cM,平均长度为75.5 cM,导入片段总长为5 895.2 cM,覆盖率为79.2%。