玉米DNA分子标记及其研究进展

玉米是主要的粮食、饲料及工业加工作物,中国是玉米第二大生产国,提高玉米产量、改善玉米品质和增强玉米抗性,实现玉米生产的高产、优质、广适、多抗不仅是常规育种的主要目标,也是生物技术研究的重要内容之一。玉米DNA分子标记研究始于1975年,就玉米DNA分子标记的种类和特点及在构建分子标记图谱、比较基因组、主效基因定位和全基因组QTL分析、图位克隆、分子标记辅助选择、DNA指纹分析、杂种优势遗传成因分析、资源评估和物种进化等领域的研究进展进行综述。     

分子标记辅助育种在现代玉米育种上的应用及展望

玉米是重要的粮食和饲料作物,也是现代食品、医药、化学工业的重要原料作物.所以,加快玉米育种的进程,提高玉米的产量和质量是育种工作者迫切解决的问题.近年,随着分子生物学的迅速发展,遗传标记技术在玉米育种中也得到了广泛的应用,并且遗传标记的种类和数量也发生了显著的变化,即在原有的形态标记、细胞标记、生化标记基础上增加了分子标记.1 分子标记在玉米育种中的应用在玉米遗传育种方面,分子标记技术主要用于亲缘关系及遗传多样性研究、各种优势预测、QTL分析、指纹图谱构建和种子鉴定等方面.1.1 亲缘关系和遗传多样性的研究只有合理准确的划分玉米杂种优势群,建立相应的杂种优势模式,才能有效的改良玉米自交系和选配优质高产的玉米杂交组合,提高育种效率.而深入认识种质的遗传多样性,是合理发掘、开发和利用各种种质资源的前提.由于分子标记数目多,多态性丰富等特点,利用分子标记进行遗传多样性评价比以往通过形态观察和同工酶标记等手段具有更多的优势,DNA分子标记技术的发展为玉米杂种优势群的划分提供了新的方法.     

玉米霜霉病的分子遗传学研究进展

玉米霜霉病是一种重要病害,特别是在热带、亚热带地区,常常造成玉米生产的重大损失。笔者从玉米霜霉病抗性的遗传表现、抗性基因的QTL定位、QTL效应及QTL与环境的互作、抗性的分子标记及抗性遗传多态性变异等方面对其分子遗传研究进展情况进行了概述。并就加强玉米霜霉病抗性基因克隆、近等基因系构建及分子标记辅助育种体系建立等研究工作进行了展望     

SNP标记在玉米分子育种中的应用

SNP是第三代分子标记技术,在玉米分子育种方面具有广泛的应用。对SNP标记的概念、特点和相关的SNP技术类型进行介绍,并从玉米遗传多样性分析、构建遗传图谱及QTL分析、全基因组关联分析、品种真实性和纯度鉴定等方面的应用进行了论述。为SNP分子标记在玉米分子育种中的利用提供一些参考。     

分子标记辅助选择在玉米育种中的应用进展

分子标记辅助选择给玉米育种提供了新的途径,促进了玉米育种的发展。对玉米分子标记辅助选择育种的研究进展、影响因素等方面进行了总结。     

几种分子标记技术在玉米自交系类群划分中的应用

分子标记技术的开发利用推动了玉米育种的发展,概述了5种常用分子标记SSR、RFLP、RAPD、AFLP、SNP的原理及特点。综述了分子标记技术在玉米自交系类群划分中的应用。     

分子标记在玉米遗传育种中的应用及展望

分子标记技术的快速发展,为分子标记辅助选择育种提供了便利,有利于加快育种进程。本文概述了各种常用分子标记RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SNP的原理;以及近年来分子标记技术在中国玉米遗传多样性、杂种优势及杂种产量的预测、目标基因定位、指纹图谱构建和杂交种子纯度鉴定等研究方面的应用;并简单提出了分子标记技术在未来玉米育种研究中的应用前景和发展方向。     

基于全基因组重测序信息开发玉米H99自交系特异分子标记

随着基因组测序技术和计算生物学的发展,利用生物信息学的方法大规模挖掘基因组特异分子标记已成为可能。玉米自交系H99具有较强的可再生能力,是玉米转基因研究的主要供体材料,但是目前对H99基因组信息了解甚少。本研究利用高通量Illumina测序技术,对H99全基因组进行重测序,利用生物信息学手段大规模挖掘并开发了4043个H99特异性的SSR分子标记。随后利用模拟PCR策略,对开发的SSR分子标记进行电子多态性筛选,针对B73×H99、Mo17×H99和B73×Mo17三个群体亲本组合共开发2699候选的特异多态性SSR分子标记。随机挑选20对SSR分子标记对群体亲本B73、H99和Mo17进行多态性筛选,进一步证实候选的多态性具有95%的准确率。此外,基于B73参考序列对开发的多态性SSR分子标记进行全基因组染色体定位及基因注释,揭示了候选多态性SSR分子标记在全基因组及基因内的分布特征。为玉米自交系H99开发了大量的分子标记资源,同时也为快速开发品种间多态性分子标记提供了一套高效可行的分析方法。     

玉米籽粒主要品质性状的分子遗传研究进展

玉米是全球最主要的粮食作物之一,提高玉米籽粒品质是当今世界玉米育种领域高度关注的问题。因为传统常规育种方法具有育种时间长且转化率低等限制因素,所以解决这一问题最经济有效的方法就是利用分子标记进行辅助选择育种。为了给今后玉米品质性状的分子设计育种提供参考,本研究总结了国内外玉米籽粒品质性状的QTL定位、分子标记辅助改良和候选基因克隆及转基因技术应用的相关研究进展。指出玉米优质基因资源的利用还不够充分,现有分子标记技术在玉米育种中的应用还不够广泛,今后应改进育种方法和品质鉴定技术,以缩短玉米育种周期。     

利用RAPD和SSR分析36个贵州主要玉米种质的比较研究

利用RAPD和SSR两种标记方法研究了36个玉米自交系的遗传多样性,并对这两种分子标记系统进行了比较.利用筛选出的22条RAPD引物,检测到了148条有多态性的带;利用筛选出的34对SSR引物,检测到158个等位基因.RAPD和SSR分子标记均有很高的多态性,RAPD多态性带比例为95.95%,SSR位点检测出的平均等位基因数位4.65.RAPD分子标记结果将36个玉米自交系划分为6大类,SSR分子标记将其划分为5大类.与系谱分析基本一致,两种分子标记划分的结果也相似.研究认为,RAPD、SSR两种分子标记系统均适合于玉米种质的遗传多样性研究,但SSR更可取.     

一种玉米叶片基因组DNA快速提取新方法的初步研究

在玉米分子标记辅助育种工作中,需要对大量群体的个体样本进行分子标记分析,其中DNA的高效快速提取是关键的技术环节。以异硫氰酸胍为主要提取试剂,结合使用组织研磨器(Qiagen Tissuelyser),建立了一种玉米叶片基因组DNA的快速提取新方法。利用此方法提取玉米叶片基因组DNA,具有使用药品少、操作步骤简单、快速、成本低、DNA质量稳定等优点,通常情况下每人每个工作日可以提取300个DNA样品。此DNA提取方法可有效地用于玉米分子标记分析。     

26份玉米材料灰斑病抗性鉴定及分子标记检测

为了解不同来源玉米自交系灰斑病抗性位点分布,探索利用分子标记筛选玉米灰斑病抗性种质,本研究以26份玉米骨干自交系为材料,按照国家标准(NY/T 1248.11-2016)进行人工接种鉴定,选用6个与抗灰斑病主效QTL(或基因)紧密连锁的分子标记进行分子检测.结果表明,经接种鉴定,抗性级别表现为中抗及以上的有15份,其中...     

鲜食玉米胚乳突变基因及其分子育种研究进展

近20年来,鲜食玉米作为世界上重要的果蔬兼用型玉米加速发展,其营养丰富,深受消费者喜爱。为了认识鲜食玉米在遗传研究及分子育种领域的进展情况,本研究介绍了胚乳突变基因的发现历程,分析了各基因的遗传机理和功能特点,简述了不同类型甜玉米及糯玉米应用发展情况。通过总结鲜食玉米转基因研究,品质、农艺性状、抗病性QTL定位及关联分析研究成果,简介功能分子标记的概念和特点,并对今后开展鲜食玉米分子育种领域进行了讨论,提出了加快鲜食玉米分子育种研究的建议。     

基于株高性状的玉米EST序列与水稻基因组的比较研究

从已公布的玉米分子标记中，挑选出均匀覆盖玉米全基因组、平均间距小于10 cM的224个SSR和RFLP分子标记，从NCBI上查找这些标记所在的玉米EST或基因的原始序列，逐一与水稻数据库的序列信息进行同源性比较。结果表明：在PN<1e-5水平上，从水稻数据库中共找到16 939段同源序列，平均每段玉米的序列可以在水稻数据库中找到75.6     

中国玉米分子标记技术研究概况

概述了近年来分子标记技术在中国玉米遗传多样性、杂种优势及杂种产量的预测、目标基因和QTL定位、DNA指纹图谱构建和杂交种子纯度鉴定等研究方面的应用。认为分子标记技术在以下方面将具有广阔的前景：(1)在玉米特用种质资源的发现、鉴定、分类整理和开发利用上,应用分子标记技术,能进一步挖掘与玉米高产、优质、高抗有关的基因性状,从而进行基因的定位和标记,提高玉米育种的效率。(2)运用该技术对玉米抗病、抗虫、抗涝、抗旱等抗逆性基因进行精确定位,为这些抗逆基因的克隆、转化及利用打下良好基础,为分子标记辅助选择育种提供了便利,有利于加快育种进程。(3)随着分子标记技术的进一步完善与发展,以及玉米DNA指纹计算机应用软件的开发,其检测技术将逐步程序化、简单化和自动化,应用分子标记技术可以经济、迅速、准确的鉴定和检测玉米自交系或杂交种的纯度及真伪,为品种保护和开发提供可靠的依据。     

中国玉米分子标记技术研究进展

概述了近年来分子标记技术在中国玉米遗传多样性、杂种优势及杂种产量的预测、目标基因和QTL定位、DNA指纹图谱构建和杂交种子纯度鉴定等研究方面的应用。认为分子标记技术在以下方面将具有广阔的前景:(1)在玉米特用种质资源的发现、鉴定、分类整理和开发利用上,应用分子标记技术,能进一步挖掘与玉米高产、优质、高抗有关的基因性状,从而进行基因的定位和标记,提高玉米育种的效率。(2)运用该技术对玉米抗病、抗虫、抗涝、抗旱等抗逆性基因进行精确定位,为这些抗逆基因的克隆、转化及利用打下良好基础,为分子标记辅助选择育种提供了便利,有利于加快育种进程。(3)随着分子标记技术的进一步完善与发展,以及玉米DNA指纹计算机应用软件的开发,其检测技术将逐步程序化、简单化和自动化,应用分子标记技术可以经济、迅速、准确的鉴定和检测玉米自交系或杂交种的纯度及真伪,为品种保护和开发提供可靠的依据。     

SSR和AFLP分析玉米遗传多样性的研究

利用SSR，AFLP两种分子标记方法研究了23个玉米种质材料的遗传多样性，并对这两种分子标记系统进行了比较。利用筛选出的40对SSR引物，检测到了202个等位基因。用12对AFLP引物组，检测到了444条有多态性的带。SSR和AFLP分子标记均有很高的多态性，SSR位点的平均多态性信息量（PIC）值达0．60，而AFLP多态性带比例是72％。两种分子标记结果将玉米种质划分为5组，与系谱分析基本一致，两种分子标记划分的结果也相近。研究认为SSR，AFLP两种分子标记系统均适合于玉米种质的遗传多样性研究。     

玉米穗粒腐病研究进展及分子标记辅助选择策略

本文系统地介绍了近年来有关玉米穗粒腐病的研究进展，主要包括玉米穗粒腐病的病原菌、发生规律、抗性遗传关系及抗病资源鉴定、筛选等方面的研究概况。从实际出发，提出了玉米穗粒腐病基因标记和定位以及分子标记辅助选择的发展方向和策略。     

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。     

玉米新品种京科193的选育及配套技术

京科193是北京市农林科学院玉米研究中心采用单倍体育种手段与分子标记辅助育种技术相结合选育的高产、优质、适应性广的杂交玉米新品种,2013年通过北京市农作物品种审定委员会审定,适宜北京及周边地区夏播种植。