玉米o16基因回交渗入o2系的分子标记辅助选择

在高赖氨酸玉米育种中,主要是以玉米opaque-2(o2)突变体作供体回交转育培育亲本材料,再行培育高赖氨酸杂交种。但是,迄今培育的o2玉米系及其杂交种的籽粒赖氨酸含量约为0.4%,不能满足食用和饲用的需求。为了提高o2玉米的赖氨酸含量,本研究利用一个新的高赖氨酸突变基因opaque-16(o16)的载体QCL3021作供体,o2玉米系太系19为受体,将o16基因回交渗入o2玉米系。在回交的每一世代及随后的自交世代,用o2基因内的SSR标记umc1066和o16基因的连锁SSR标记umc1141进行前景选择,再对中选单株进行全基因组SSR标记的背景选择,最后用染料结合赖氨酸法测定籽粒赖氨酸含量,以便保证筛选出遗传背景恢复率和赖氨酸含量均高的目标单株。在BC₂F₄代,获得携带o2和o16基因的家系17个,其遗传背景与o2玉米系相当(恢复率为92%~95%),赖氨酸含量为0.469%~0.599%。其赖氨酸含量比普通玉米平均提高约122.63%;比高值亲本太系19(o2o2)平均提高约22.33%,增幅为6.11%~35.52%;比低值亲本QCL3021(o16o16)平均提高约65.86%,增幅为43.87%~83.74%。表明采用标记辅助选择技术将o16基因回交导入o2玉米,能有效提高玉米籽粒的赖氨酸含量,对高赖氨酸玉米的遗传改良和育种具有重要意义。     

opaque-2玉米近等基因系的构建与赖氨酸含量快速检测

我国高赖氨酸玉米种质资源狭窄,opaque-2(o2)突变基因能大幅提高玉米赖氨酸含量,通过分子标记辅助选择构建o2玉米近等基因系并检测其赖氨酸含量具有重要意义。其中,要解决的两个关键问题是如何准确地将不同供体的o2突变基因导入受体系和如何快速地检测导入系的赖氨酸含量。本研究利用O2基因内紧密连锁的SSR共显性标记引物phi057检测玉米供体和受体自交系的多态性,利用其特异性和共显性构建o2近等基因系;参考已有研究,改进染料结合(DBL)法,测定18组构建成功的o2近等基因系的赖氨酸含量。结果表明,不仅在不同供体(CA339和山东2548)之间存在多态性,而且在不同受体系间也存在多态性,利用phi057能够成功地将不同供体的o2突变基因导入受体系,构建o2近等基因系;改进的DBL法分析表明,不同受体系赖氨酸含量变化较大,不同背景的受体系导入o2突变基因后赖氨酸含量增加的幅度差异也较大;普通玉米自交系间赖氨酸含量为0.223%~0.368%,构建成功的不同o2近等基因系间,赖氨酸含量为0.373%~0.527%,与受体亲本相比,赖氨酸增加幅度最低为13%,最高为74%。分析表明,phi057能准确筛选导入o2突变基因的受体系,结合改进的DBL法能快速地选择赖氨酸含量高的玉米。     

抗玉米纹枯病早代材料分子标记辅助选择的初步研究

本研究利用已定位的两个SSR标记phi116和umc1044对CML270×掖478的145个F2:4家系进行玉米抗纹枯病分子标记辅助选择。结果表明,单个标记和两个标记选择对抗病家系和感病家系中选率差异不大。利用phi116和umc1044分别选择与抗病亲本CML270相同带型的家系,抗病家系中选率分别为27.3%和20.0%,选择与感病亲本掖478相同带型的家系,感病家系中选率分别为95.8%和93.3%;同时使用phi116和umc1044时,抗病家系中选率为29.5%,感病家系中选率为93.8%。利用标记phi116和umc1044对玉米纹枯病抗病材料进行早代选择是有效的,可淘汰大量感病家系,大大减轻工作量。     

利用分子标记辅助选择优质蛋白玉米近等基因系

为了扩增优质蛋白玉米育种新种质,用普通玉米种质转育创制优质蛋白玉米(QPM)近等基因系;利用SSR标记phi057进行辅助选择,以优质蛋白玉米种质为o2基因供体,转导、构建来自不同遗传背景普通玉米种质为受体的QPM近等基因系。结果表明：利用共显性SSR标记引物phi057在o2基因供体自交系与普通玉米受体自交系间表现多态性,能区分O2O2、O2o2和o2o2等3种基因型,来自不同遗传背景种质所构建获得的QPM近等基因系赖氨酸含量有不同程度提高,赖氨酸含量达到0.36%~0.42%,不同遗传背景受体自交系赖氨酸增加幅度9.1%~64.0%。普通玉米种质导入供体o2基因后能够提高种质赖氨酸含量。     

我国糯质玉米的亲缘关系

本文叙述了中国糯质玉米的形态学、生理生化学、遗传学及起源时间、地区的分析研究结果。主要结果可概括为:1)以四路糯为代表的中国糯质玉米具有一系列玉米原始性状:籽粒小、半有稃、小果穗、行数少、多果穗、多分蘖等:2)中国糯质玉米籽粒蛋白质、氨基酸成份介于普通玉米与高赖氨酸玉米的中间状态,从中筛选到高赖氨酸种质资源;3)它以过氧化物酶同工酶的第5带为其标记酶带,而来源于美国的马齿(糯质马齿)玉米则以第4带为标记酶带,两带受控于一对共显性等位基因,均为绿色组织所特有;4)它在我国的形成早于1760年,最初形成,推测是在西双版纳等热带、亚热带地区。     

玉米籽粒蛋白质、赖氨酸和油分含量的遗传成分的比较研究

本文利用双列杂交设计对玉米籽粒的蛋白质、赖氨酸和油分含量的遗传成分即加性方差和显性方差进行了比较研究。结果表明,蛋白质、赖氨酸和油分含量的基因型差异均显著,表明在这些自交系和杂交组合中进行高蛋白质、高赖氨酸和高油分含量的选择是有效的。赖氨酸和油分含量的加性方差比显性方差重要得多,而蛋白质的显性方差起     

玉米中功能标记的开发与应用研究进展

DNA分子标记为直接从遗传物质进行育种材料的选择提供了有效手段,在玉米育种中得到广泛应用。随着DNA分子标记技术的不断发展,功能标记的开发与应用成为一个新的发展方向。功能标记与重要农艺性状直接相关,具有育种材料选择的直接性和准确性。为了在玉米育种中更广泛地应用功能标记辅助选择,本综述简要介绍了功能标记的含义和功能标记的开发策略。在此基础上,对玉米中功能标记的开发与应用研究进展进行了综述。     

玉米穗位叶叶绿素含量的QTL定位分析

叶绿素含量是决定作物光合效率的重要因素,也是作物高光效育种的重要目标性状之一。本研究利用玉米自交系W22与玉米野生祖先种大刍草杂交衍生得到的包含866个家系的渗入系群体,结合均匀覆盖玉米全基因组的19 838个SNP分子标记,采用R/qtl的多QTL模型对玉米开花期穗位叶的叶绿素含量进行高精度的QTL定位分析。结果共检测到10个控制穗位叶叶绿素含量的QTL,分别位于第1、3、4、5、6、7、8和9染色体,单个QTL表型贡献率的变幅为2.02%～4.04%,加性效应的变幅为1.61～3.03,表明玉米穗位叶叶绿素含量属于典型的数量性状,由微效多基因控制。本研究可以为进一步解析玉米穗位叶叶绿素含量的遗传基础、图位克隆相关关键基因及分子标记辅助选择育种改良玉米植株叶绿素含量提供了重要的参考价值。     

玉米o2,o16和wx基因不同聚合类型近等基因系的选育

为研究玉米高赖氨酸奥帕克-2(opaque-2,o2),奥帕克-16(opaque-16,o16)和糯性(waxy1,wx1)突变基因聚合提高营养品质的分子机理,以玉米o2,o16和wx三隐性基因聚合系QCL 8002-11(o2o2o16o16wxwx)为供体亲本,以普通玉米自交系CML 539为受体亲本,构建玉米o2、o16和wx基因不同聚合类型的近等基因系,经过多代回交和自交,利用分子标记辅助选择技术,选育出一批含有o2o16wx三隐性基因,o2o16、o2wx和o16wx双隐性基因,o2、o16和wx单隐性基因的近等基因系材料,为玉米品质的快速改良和阐明优异基因聚合提高玉米营养品质的机理提供材料基础。     

玉米种质资源赖氨酸含量分析及遗传变异研究

对来源于全省56个县(区)的481份玉米地方品种的赖氨酸含量进行了测定分析，结果表明：贵州玉米地方品种赖氨酸含量平均水平较高，平均值为0．33％，高于全国平均值(0．29％)，极限变幅为0．23％～0．41％，常见变幅为0．30％～0．37％，含量在0．35％以上的品种占总体的29．7％，遗传变异广泛；存在一些硬粒型，糯质型，红粒的高赖氨酸资源；不同生态区的玉米品种，赖氨酸含量有明显差异，黔南和黔东南玉米生态区具有丰富的高赖氨酸资源。在分析的基础上，筛选出一批赖氨酸含量较高的不同类型玉米品种，可以通过一定育种方法进行改良，拓宽优质蛋白育种材料的遗传基础，培育不同用途和适应不同生态环境的优质玉米品种。