玉米幼苗吸收硫酸盐(Na235SO4)亲和性的基因效应分析

本文以来源不同的9个玉米自交系及其按双列杂交组合的36个杂交种为材料,研究了玉米幼苗根系对硫酸盐(Na₂³⁵SO₄)亲和性(Km)的基因效应。结果表明,Km的遗传为加性—显性—上位性模型。控制Km的基因作用方式为超显性,显性作用大于加性作用,显性方向指向减效。亲本中正、负效基因的分布不等,显性等位基因的频率高于隐性等位基因的频率。自交系合二和292含显性基因较多,认为这二个自交系是改良根系对营养吸收亲和性的优良亲本材料。     

玉米幼苗根系对硫酸盐(Na235SO4)亲和性配合力的研究

本文以来源不同的9个玉米自交系及其按双列杂交组成的36个杂交种为材料，研究了玉米幼苗根系对硫酸盐(Na₂³⁵SO₄)亲和性(Km)的配合力。结果表明：m以非加性基因效应较重要，Km与产量间有密切关系。鉴定出可供五米育种中利用的2个自交系“合二”、“292”及具有更广泛适应性和高产特性的3个杂交组合：5005、5022、5030。     

玉米幼苗根系对硫酸盐（Na^352SO4）亲和性配合力的研究

本文以来源不同的９个玉米自交系及其按双列杂交组成的３６个杂交种为材料，研究了玉米幼苗根系对硫酸盐亲和性的配合力。     

玉米10个数量性状的基因效应分析

利用世代均数分析法估计了由11个玉米(Zea mays L.)自交系组配的10个杂交组合，各6个群体(P₁,P₂,F₁,B₁,B₂,F₂)的与株高、生育期和籽粒产量有关的10个性状的基因效应值。结果表明，大部分组合的株高、穗位高、第一果穗着生节节间长、抽雄期、抽丝期、果穗重、轴重、单株籽粒重等8个性状的显性效应都达显著或极显著。大部分组合的株高、穗位高、第一果穗着生节节间长、抽雄期、抽丝期，第一和第二果穗抽丝间隔以及单株双穗率等性状的加性效应也都这显著成极显著。在株高、穗位高、抽雄期、抽丝期、果穗重、轴重和单株籽粒产量等性状中，出现显著上位性效应组合的频率也较高。通过利用由抽丝间隔、株高、穗位高以及抽丝期建立的选择指数进行选择，将利于同时改良产量、株高和生育期．     

两个热带玉米群体的基因效应分析

试验以2个CIMMYT热带群体Pob 25和Pool 26为基础材料,以丹340、掖478及其杂交种F1(掖单13)为测验种,采用三重测交(TTC)设计,对两群体各性状进行了基因效应分析,在两群体中均发现了部分性状存在显著的上位性效应,并提出了各类上位性分量的可能利用途径,为两群体的遗传改良打下了基础。     

玉米主要株型数量性状的基因效应分析

本研究以植株外部形态差异较大的4个玉米自交系为材料，分别组成两个F₁、F₂、B₁、B₂和相应的P₁、P₂6个世代，研究了7个株型性状的遗传表达特点。结果表明，加性效应是7个株型性状世代间遗传变异的主导因子，其遗传贡献率在50%以上，亦即加性效应决定了7个株型性状一半以上的遗传变异，显性效应和上位性效应对这些性状遗传变异的作用也很重要，但因性状及试材不同，非加性效应的重要程度有一定差异。在玉米株型育种中，对这些性状的选择应以亲本选配为主。     

玉米果穗结构经济性状的基因效应分析

2004～2006年利用两个玉米单交组合的P₁、P₂、P₃、P₄、F₁、F₂、B_1-1、B_1-2、B_2-1和B_2-2 10个世代群体的数据进行了世代平均数分析。估算了加性效应(a)、显性效应(d)和上位效应,再将其分解为加性×加性(aa)、加性×显性(ad)和显性×显性(dd)3部分效应及其相应的方差及平方和百分比。结果表明：世代间有显著差异,其差异大小取决于杂交双亲。穗行数的加性效应比例占70.47%,穗轴粗的加性效应比例占59.99%;穗粒数的显性率最高(51.51%),其次是加性效应(37.15%)。穗行数,穗粒数和穗轴粗的上位效应分别占11.98%、11.34%和32.75%。     

玉米果穗结构经济性状的基因效应分析

2004～2006年利用两个玉米单交组合的P1、P2、P3、P4、F1、F2、B1.1、B1.2和B1.2、B1.2 10个世代群体的数据进行了世代平均数分析。估算了a、d、aa、ad和dd各类基因效应及其相应的方差及平方和百分比.分析表明,世代间有显著差异,其差异大小取决于杂交双亲。穗行数的加性效应比例占70．47％,穗轴粗的加性效应比例占59．99％;穗粒数的显性率最高（51．51％）,其次是加性效应（37．15％）。穗行数、穗粒数和穗轴粗的上位效应分别占11．98％、11．34％和32．75％。可见,上位效应对果穗经济性状的遗传在育种研究中也不能忽视。     

普通玉米3个子粒性状的基因效应分析

为了研究与产量和商品品质有关的子粒性状的遗传机制,利用子粒性状差异明显的6个自交系在加性-显性模型下对子粒长度、子粒容重、HKWI3个子粒性状进行了遗传分析。结果表明,3个子粒性状在多数组合中不符合加性-显性模型,存在上位性效应,其加性效应和显性效应均显著存在,加性效应除子粒长度在多数组合中表现为减效,其余性状为增效;3个子粒性状的显性效应均为增效,且显性效应大于加性效应;上位性效应因材料而异。根据3个子粒性状的遗传特性,通过自交系的选育对其进行选择应该是有效的,一般应在较高世代进行单株选择,同时还应重视亲本间的组配。     

磷、铝胁迫对玉米幼苗生长和养分吸收的影响

选取5个基因型玉米品种,采用营养液培养,研究低磷和铝毒条件下不同基因型玉米苗期生长状况及对磷、钾、钙、镁、铁、锌的吸收。结果表明,耐低磷基因型玉米品种适应低磷的能力较强,具有较长的根系和较大的根干重,株高受低磷的影响明显小于敏感基因型玉米品种。低磷胁迫增大了植株的根冠比,改变了植株对营养元素的吸收及其地上部和根系的分配。铝胁迫下,铝敏感基因型玉米品种根伸长受到铝的抑制作用大于耐铝基因型玉米品种,各种营养元素的吸收累积明显受抑制,耐铝基因型玉米品种地上部和根系相对干重下降较少,而敏感基因型玉米品种相对干重显著下降。     

玉米TCP家族基因的表达分析

植物所特有的TCP(Teosinte branched1/Cincinnata/Proliferating cell factor)转录因子在器官三维形态发育过程中发挥重要作用。对玉米、水稻、高粱、拟南芥和杨树中的131个TCP基因进行系统进化树构建,可分为5个分支,Class I包含两个分支A和B,Class II包含3个分支C、D和E,每个分支中都含有来自单子叶和双子叶植物中的TCP基因,说明TCP家族基因的扩增事件要早于植物单双子叶的分化。利用Genevestigator网站中的转录组数据库信息对玉米TCP家族基因在不同组织器官和不同发育时期的表达模式进行分析,结果表明,大部分TCP基因在不同组织器官和不同发育时期均有表达,尤其是在叶片发育和生殖器官发育过程。此外,TCP基因启动子区顺式作用元件的分析结果显示,植物激素响应类顺式作用元件最多,还有部分TCP基因含有生长发育和逆境胁迫相关的顺式作用元件。     

玉米雄性不育系C天4~(ms)的选育研究

用常规的回交转育法选育出玉米雄性不育系Ｃ天４ｍｓ。经田间鉴定其雄穗花药不外露，花粉败育彻底，不育性稳定。用Ｃ天４ｍｓ配制的户单４号杂种一代表现为雄性不育。其主要农艺性状与正常可育的户单４号基本相似，子粒产量比正常可育的户单４号增产６．９％。可以用掺合法在生产上利用Ｃ天４ｍｓ配制的户单４号杂交种。     

玉米雄穗抽雄至散粉间隔时间主基因+多基因遗传模型及遗传效应

以短抽雄至散粉间隔时间玉米自交系WZ08X38和长抽雄至散粉间隔时间玉米自交系BS1074杂交获得的6个世代(P_1、P_2、F_1、B_1、B_2和F_2)株系为材料,应用植物数量性状主基因+多基因遗传模型,对玉米抽雄至散粉间隔时间进行遗传分析。结果表明,春播和夏播玉米的抽雄至散粉间隔时间的最适遗传模型分别是E-0和E-3,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因和2对加性主基因+加性-显性多基因。春播结果中,2对主基因加性效应值均为-0.831,显性效应值分别是-0.679和-0.025,主基因遗传率在B_1、B_2和F_2中分别为40.955%、60.657%和52.325%,多基因遗传率分别为0.002%、14.298%和25.642%,环境方差占表型方差的比例分别为59.03%、25.03%和22.02%;夏播结果中,2对主基因加性效应值分别为0.180和-0.651,主基因遗传率在B_1、B_2和F_2中分别是27.295%、26.997%和39.052%,多基因遗传率分别为0.001%、0.001%和0.001%,环境方差占表型方差的比例分别为72.74%、72.95%和60.91%。     

籼粳杂交后代幼苗NH_4~ 吸收、同化的效率

以籼稻广陆矮4号为母本与粳稻黄金光、笹锦为父本的杂交后代作试验材料,试验结果表明,籼粳杂交后代幼苗的生长大于它的亲本。杂交后代和它的亲本在NH_4~ 吸收速率上的差异为:母本(籼)>杂交后代>父本(粳)。杂交后代和母本在NH_4~ 吸收速率上的差异小于和父本的差异,可能母本对杂交后代在NH_4~ 吸收速率上的影响大于父本。NH_4~ 吸收的K_m,杂交后代<父本<母本。I_m是母本>杂交后代>父本,但母本与杂交后代之间的差异较小。杂交后代NH_4~ 的吸收具有偏低的K_m,偏高的I_m,有较高的NH_4~ 吸收效率。NH_4~ 同化效率,杂交后代有杂种优势,比亲本高10%上下。     

甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系诱变效应的研究

用化学诱变剂甲基磺酸乙酯处理玉米自交系082的种子,研究了该诱变剂对玉米的诱变效应.结果表明:甲基磺酸乙酯对玉米自交系种子是一种有效的化学诱变剂,在M1代引起了较大的生理损伤和生物学效应,M2代质量性状未发生明显变异,但株高、穗位高、茎周长和穗上叶片长等数量性状出现了较高的突变频率,其中株高的负突变增加明显。     

玉米V-ATPase B亚基基因(ZmVHA-B)的克隆及其表达分析

根据玉米基因组数据MaizeGDB(http://www.maizegdb.org/)已经公布的玉米VHA-B(V-ATPase subunit B)基因的mRNA序列(AY104180),从干旱处理玉米材料CN165的花丝中利用RT-PCR技术获得VHA-B基因的编码序列,并进行了序列分析和Northern杂交分析。结果表明：VHA-B基因编码487个氨基酸,含有1个保守的ATP结合位点,其编码的蛋白分子量为54.09 kD,等电点为4.99。氨基酸同源性分析表明：V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基。Northern杂交结果表明：在干旱处理下,B亚基存在两个不同的转录本,它们对干旱的响应不同;在盐胁迫下,同样也存在两个转录本,它们都对盐胁迫做出了响应;在冷处理下,仅存在1个转录本,且它的表达较强,仅仅在6 h有一些微小地反复;在ABA处理下,也仅存在1个转录本,处理1 h后表达明显上调,此后一直保持较高的表达水平。玉米VHA-B基因对花期干旱有响应,但在花丝和雌穗中的表达响应方式不同,在花丝中干旱诱导表达明显,而在雌穗中存在表达没有明显差异的两个转录本。     

玉米WOX家族基因的鉴定与分析

利用生物信息学的方法鉴定31个玉米的WOX家族基因,对这31个玉米WOX家族基因进行分析。多序列对比结果表明,玉米WOX家族和拟南芥WOX成员均具有高度保守的HOX结构域组helix1-loop-helix2-turnhelix3结构。以拟南芥WOX家族成员作为参照,构建系统进化树,玉米WOX家族成员和拟南芥WOX家族成员共46个基因被分为3个进化支。通过进一步的内含子以及motif分析,结果显示,各个进化支内部的内含子和motif相似度极高,而不同的进化支间有较大的差别。对玉米WOX家族基因的表达模式和功能初步分析,结果表明,有6个WOX家族基因参与了玉米生长发育的调控。     

玉米子粒发育的粒位效应分析

采用人工同步授粉法,分析比较玉米果穗上部和中下部子粒灌浆、胚乳细胞数目及物质代谢方面的差异。结果表明,随着子粒发育,粒重、胚乳细胞数目和淀粉含量均呈上升趋势,子粒体积呈先升高后略有降低的变化,蔗糖含量呈降低趋势。粒位间比较,中下部子粒各项指标均高于上部子粒,子粒库存能力、同化产物供应以及贮藏物质合成能力可能是影响粒位间子粒发育差异的重要原因。     

12个玉米群体产量相关性状的密度效应分析

以蒙群1、蒙群2、蒙群3、蒙群4、蒙A群、蒙B群、蒙C群共7个自有群体和中综5号、中综7号2个国内合成的群体以及3个加拿大引进群体C群1、C群2、C群3为供试材料研究产量相关性状的密度效应。试验设计采用二因素裂区试验设计,密度为主区,2个处理,分别为75 000、150 000株/hm²;玉米群体为副区,共12个处理。通过增密效应分析得出,在秃尖长、穗行数、行粒数、穗长、穗粗、百粒重产量性状中,行粒数和穗长适宜作为耐密的选择指标,蒙群2、蒙群4、蒙A群、蒙B群4个群体的耐密性优于其他8个群体;在抗性性状中,倒伏率和空秆率是衡量耐密性的重要指标,蒙A群、蒙群1、蒙群4、C群1、中综7号群体的耐密性优于其余7个群体。综合产量与抗性指标,蒙A群、蒙群4适宜增密种植,蒙群1、蒙B群、蒙C群、中综7号群体可适当增密,C群2、C群3、蒙群3、蒙群2、C群1、中综5号群体不适于增密。     

覆膜滴灌条件下磷肥后移对玉米物质生产与磷素吸收利用的调控效应

通过两年田间试验,研究覆膜滴灌等磷量投入条件下,不同施用时期及比例(P1,100%基肥;P2,40%基肥+60%拔节肥;P3,40%基肥+40%拔节肥+20%大喇叭口肥;P4,40%基肥+20%拔节肥+20%大喇叭口肥+20%开花肥)对玉米产量、物质生产与磷素吸收利用的影响。结果表明,分次施磷处理(P2、P3、P4)玉米产量均高于P1处理,P4处理玉米产量与P1处理差异达显著水平(P0.05)。施磷显著提高玉米吐丝期至成熟期干物质量和磷素吸收量,吐丝期干物质量与磷素吸收量以P1处理最高,灌浆期至成熟期干物质量与磷素吸收量以P4处理最高。