玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应

利用玉米ae1和du1隐性纯和突变自交系与普通玉米自交系48-2的杂交F1、F2代子粒为研究材料,通过单粒法测定子粒的直链淀粉含量和重量,用于分析玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应.结果表明:F2代中具有ae1或者du1纯和突变的子粒表皮皱缩,重量明显下降,直链淀粉含量显著提高.在ae1与du1的杂交后代中,子粒的单粒重和直链淀粉含量没有显著变化,表明伽ae1与du1双突变并不能导致直链淀粉含量增加.单突变的ae1和du1群体内各子粒间的直链淀粉含量和重量差异较大,说明遗传背景中存在影响直链淀粉含量的修饰基因,表明在选育高直链淀粉玉米品系时,应当重视遗传背景的选择和修饰基因的累加.采用单粒法技术对分离后代进行直链淀粉含量和重量选择,有利于积累高直链淀粉修饰基因,是选育子粒饱满、高粒重的高直链淀粉玉米自交系的有效方法.     

Ae1-5180高直链淀粉玉米近等基因系农艺性状与子粒品质分析

高直链淀粉玉米品种选育具有广阔的应用前景和商业价值,目前,我国高直链淀粉玉米种质稀缺。显性Ae1-5180突变基因为直链淀粉扩充者ae的等位突变,对其育种应用研究鲜少报道。以10组优质玉米自交系及其Ae1-5180近等基因系为试验材料,通过对植株农艺性状和子粒品质分析发现,与对照相比,全部Ae1-5180近等基因系直链淀粉含量显著提高,同时总淀粉及百粒重降低。近等基因系CA240/Ae1和CANS-1/Ae1直链淀粉含量高,且百粒重较高,农艺性状变化小,推测具有较高的潜在育种价值。     

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。     

Ae显性突变体对玉米农艺性状及直链淀粉含量的影响分析

玉米直链淀粉是重要的食品和工业原料,高直链淀粉性状的产生受多种酶和基因-环境等因素的共同影响。玉米ae基因（amylose extender）突变导致子粒中直链淀粉含量增高、子粒表面皱缩、淀粉颗粒呈不规则形状、尺寸不均匀且表面基质蛋白增多,用于玉米育种后获得的品种直链淀粉含量升高,产量显著降低。通过将显性Ae突变体与16份优质玉米自交系杂交,对F₁代植株进行开花期、株型、产量性状调查,分析F₁代子粒总淀粉、直链淀粉的含量。结果表明,Ae突变体与不同的自交系杂交,F₁代直链淀粉含量及产量的变化存在明显差异,与基因型有密切关系,以Ae突变体和W16F41、CA240为亲本杂交,可显著提高直链淀粉含量同时产量变化最小。根据F₁代表现筛选直链淀粉含量提高、产量变化较小的双亲配制杂交种,可加速高直链淀粉玉米新品种培育进程。     

玉米ae基因的研究进展

ae基因是一种胚乳突变基因。玉米ae突变体的表现型为玻璃状、无光泽胚乳。ae基因编码淀粉分枝酶Ⅱb(SBEⅡb)是SBEⅡb的结构基因,ae基因定位在玉米第5条染色体长臂上,在玉米中是单拷贝基因。在ae突变体胚乳中,SBEⅡb的活性缺失,子粒的表观直链淀粉含量增加,同时支链淀粉的α-l,6糖苷键分支点的数量降低。本文对ae基因的结构、功能、特性等作了一个较全面的综述,对其做更深入的研究,以改良淀粉品质。     

耐盐碱基因eIF1A对玉米遗传转化研究

以来自柽柳的耐盐碱基因eIF1A为研究对象,构建其单子叶植物表达载体,并利用农杆菌介导法转化极早熟玉米自交系加2和M1的胚性愈伤组织,创制转eIF1A基因玉米新材料,为耐盐碱转基因玉米育种提供技术和材料支持。结果表明,成功构建eIF1A基因的单子叶植物表达载体pCAMBIA3300-Ubi-eIF1A,共获得33株除草剂抗性植株,其中,12株目的基因和筛选标记基因PCR呈阳性反应,RT-PCR检测表明,目的基因正常转录表达。     

玉米Mutator转座子

Mutator转座子因其拷贝数高、正向突变频率高、倾向于插入低拷贝的DNA序列等独特的遗传特性，已成为基因组学研究中重要的诱变剂之一。本文对Mutator转座子的发现、Mutator家族的分类、Mutator转座子的特性、Mutator元件的表观调控、Mutator转座子标签在植物基因组学研究中的应用作了综述。对Mutator系统的研究进行了展望。     

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。     

转AtGA2ox1基因玉米自交系和杂交种的耐旱性分析

AtGA2ox1基因是调控赤霉素代谢的关键基因。以3个AtGA2ox1基因转化体回交转育玉米自交系和配制的杂交组合为研究材料,系统开展玉米自交系和杂交种的耐旱性分析。结果表明,3个转化体在回交转育过程中,多世代间遗传稳定。苗期不同转化体玉米在干旱胁迫24 d后复水仍能正常生长;对照材料胁迫后叶片卷曲至萎蔫,复水后无法恢复生长。通过对丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等生理生化指标的跟踪监测发现,干旱胁迫条件下转基因玉米的MDA含量低于对照约20%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性高于对照20%,降低玉米细胞膜氧化损伤来增强转基因玉米耐旱胁迫能力,与玉米耐旱表型一致。成熟期干旱条件下,对照玉米果穗变小,穗长变短,穗重减轻。转基因杂交种的粒重和百粒重显著高于对照,其中杂交种NKYGA09*X923-1百粒重高于对照杂交种21.21%,表现出潜在的育种价值。     

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。     

玉米Non-Reid群产量因素遗传改良效果及杂种优势和配合力分析

以No-Reid优良自交系PH4CV、PHB1M为基础材料,采用DH技术和常规技术方法,经过两轮改良,育成4个改良系,以4个改良系及PH4CV、PHB1M为父本,5个Reid优良自交系为母本,作5×6不完全双列杂交,设置3个密度梯度,研究单株产量的遗传增益、杂种优势及配合力。结果表明,第二轮改良系J1881,在3个密度下单株产量遗传增益高于原基础系和第一轮改良自交系;第一轮改良系J9D207、J1577遗传增益高于原始基础系。3种密度梯度下,4个改良系与Reid自交系单株产量杂种优势普遍存在,杂种优势最高的组合为J1590×J9D207、J1590×J1881。3个密度下,第二轮改良系J1881均有较高一般配合力,稳产性较好。     

玉米穗部性状的遗传性研究

采用增广NCⅡ设计,对玉米穗部性状进行了杂种优势、配合力分析及遗传模型测验。结果表明:穗粒重的杂种优势最大,穗行数的优势最小。所研究的5个性状均以加性基因效应为主,对穗行数、行粒数和穗粒重可在早代进行选择,对穗长和穗粗不宜进行早代选择。5个穗部性状均不符合加性-显性遗传模型,穗长存在着明显的加性效应;穗粒重、行粒数除显性效应外,还存在明显上位性效应;穗粗和穗行数存在着显著的显性效应,上位性效应不明显。     

几个常用玉米自交系优势群划分的初步研究

对10个常用玉米自交系进行完全双列杂交，以杂种优势距离为指标进行聚类分析．结果表明，10个自交系可划分为5类，即818、330为一类群；Mo17、龙抗11、龙抗92为一类群；系14、龙抗31B、龙抗56A为一类群；8112和黄早四各成一类。各类群间有着不同的遗传背景，类群间平均优势值较高，类群内优势值较低．     

几个玉米自交系主要农艺性状的配合力和遗传参数分析

利用12份玉米自交系按不完全双列杂交配成32个组合,对其主要数量性状的GCA、SCA、TCA和遗传参数进行估算和分析.结果表明:99-78、99-41、99-14、99-6和99-11等自交系的综合性状较优,是组配强优势杂交组合的优良自交系,如99-78×99-41、99-14×99-41;而99-63和99-74等的综合性状较差,需进一步改良方能利用。     

部分玉米自交系的应用潜力研究

通过对7个玉米改良自交系所配部分杂交组合的表现,对抽丝期、生育日数、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、百粒重、平均单株产量、与对照品种的产量百分数(CK%)共10个性状进行了配合潜力效应值分析,并总结出这7个改良自交系的应用潜力.改良后表现优异的自交系为CO6833和CO6512,而CO1622经过改良后表现有高产特性。     

玉米矮秆突变体Hii-015的鉴定及主要性状配合力分析

以新的玉米矮秆突变体Hii-015、野生型W015和16个玉米自交系为材料,分析矮秆突变体Hii-015的表型特征、遗传方式和主要性状的配合力,探讨玉米矮秆基因的发掘与利用。结果表明,细胞长度缩短导致突变体Hii-015植株矮化,突变体Hii-015除植株矮化外,其经济性状与野生型W015比无明显变化;单隐性基因控制突变体Hii-015的矮秆突变性状,突变体Hii-015是能稳定遗传的矮生型;矮秆突变体Hii-015的株高、穗位高、节间长度和节间数的一般配合力呈现最大的负效应,主要经济性状行粒数、百粒重和单株产量的一般配合力呈现正效应。突变体Hii-015是优良的玉米矮秆育种材料。     

黄旅群体的建立和利用研究

通过对含有黄改系和旅大红骨系的群体一个轮回的改良发现,用这种方法组建的群体后代克服了旅系和黄改系的缺点,提高了抗倒伏耐密植能力和品质,同时保持了旅大红骨类群高配合力的优点。结果表明,经过一个轮回的选择其优良的性状如株高、穗位高得到了有效的降低和聚合,比较有利于群体抗倒伏性的提高;同时减少了秃尖长,增加的耐阴性有利于其作为亲本所组配的杂交种适应黄淮阴雨寡照的气候特点以及高密度种植的需要。配合力测定显示,该群体的自交系与以齐319为代表的热带血缘的群体有比较好的配合力。组配的杂交种适应性较好,可以在育种和生产实践中应用。     

玉米耐旱性的配合力分析

采用完全双列杂交Griffing方法Ⅰ,分析不同耐旱性双亲组合类型对后代耐旱性的影响及其亲本间耐旱性的一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)和反交效应,同时对耐旱性主要遗传参数进行分析.结果表明,玉米耐旱性的GCA效应存在显著差异,SCA效应存在极显著差异,反交(R)效应的差异不显著,6个亲本之间的耐旱性存在明显差异,其中郑58耐旱性最强,PH4CV最差.用郑58、吉853、新自8717作耐旱亲本改良对后代耐旱性提高具有增益优势.基因的加性效应对后代耐旱性的提高因亲本和组合而异.因此,耐旱性遗传基因的表达仅取决于加性效应和非加性效应,而与反交效应关系较小,玉米耐旱性的选择宜在高代进行.     

几个玉米改良系主要农艺性状配合力和遗传参数的分析

采用NCⅡ设计,对几个玉米改良系主要农艺性状进行了配合力和遗传参数分析.结果表明:388-2的产量性状的一般配合力最高,为较好的改良系;7922×388-2、吉853×388-2、Mo17×389-1、Mo17×387-1的配合力总效应较高.遗传参数分析表明:穗长、行数、秃尖长主要受加性基因控制;百粒重、单株产量、穗重主要受非加性基因控制。     

61份玉米DH系的SSR标记分析及性状遗传研究

采用SSR标记对由玉米自交系四-287×PHBIM组配的杂交F1经"吉高诱3号"诱导以及秋水仙素加倍后筛选所得的61份DH系进行进一步鉴定,并运用NCⅡ设计,将61份DH系与优良自交系L98与PH6WC组配成122个杂交组合,对DH系以及杂交组合的7个性状进行配合力及遗传力分析。结果表明,经SSR分子鉴定,61份DH系未发现偏分离现象;以单穗粒重、百粒重为目标,筛选出9个表现优良的DH系;以单穗粒重为目标,筛选出(M45×PH6WC、M42×PH6WC、M47×PH6WC)3个优良杂交组合。遗传力分析表明,株高、穗长可在早代选择,穗位高和秃尖长在晚代选择。