玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成份的影响 Ⅲ.su_1基因与sh_2、bt_2基因的互作效应及其利用价值

研究了su_1基因与sh_2,bt_2基因互作对玉米籽粒粒重及营养成份的影响,探讨了这些互作效应对玉米品质育种的利用价值。结果表明:su_1基因与sh_2,bt_2基因互作大幅度降低籽粒百粒重,增加可溶性糖、还原糖和蔗糖含量,降低淀粉含量,增加蛋白质及蛋白质组分中清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量,降低醇溶蛋白含量。籽粒氨基酸组成中,天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸等氨基酸受基因互作影响较大。籽粒发育过程中双突变体一般表现为:粒重早期与正常型及单突变体相差不多,但后期增长缓慢;淀粉、醇溶蛋白早期含量较低,后期增长幅度亦较小;蛋白质含量下降量较小;可溶性糖及还原糖早期含量较高,后期下降速度随时期或基因组合而异。研究表明,su_1基因与sh_2、bt_2基因互作可以进一步提高籽粒营养成份,对玉米品质改良具有特殊的利用价值,但提高粒重是这类基因互作效应应用的关键。     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成份的影响

研究了o2基因与su1,sh2,bt2,wx基因互作对玉米籽粒百粒重、蛋白质、赖氨酸含量及碳水化合物组分（淀粉、可溶性糖、水溶性多糖）的影响。结果表明：o2与su1,sh2,bt2基因互作显著降低百粒重及淀粉含量,增加蛋白质、赖氨酸、蔗糖和还原糖含量,但增加幅度受遗传背景的影响。与正常型及单突变体相比,籽粒发育过程中这些双突     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成分的影响——Ⅰ.对粒重、蛋白质含量及蛋白质组分的影响

研究了5种玉米胚乳突变基因(o_2,su_1,sh_2,bt_2,wx)及其互作对籽粒百粒重、蛋白质含量及蛋白质组分(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白)的影响,并观察了蛋白质组分在突变体籽粒发育过程中的变化。结果表明,与正常型相比,o_2,su_1,sh_2,bt_2单突变体和各种双突变体均不同程度降低百粒重和增加蛋白质含量;蛋白质组分中,醇溶蛋白含量严重降低,其它组分含量相应增加。籽粒发育过程中突变体蛋白质组分的变化是:盐溶蛋白(清蛋白和球蛋白)早期含量较高,后期持续下降;醇溶蛋白早期含量较低,后期上升缓慢;谷蛋白后期增加量较多。研究分析了各成份之间的相互关系。     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成份的影响——Ⅳ.籽粒各成份之间的关系及其对品质改良的意义

本文在分析su_1,sh_2,bt_2,o_2,wx玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成分影响的基础上,探讨了胚乳突变基因影响下籽粒各成分之间的关系并讨论了这些关系对玉米品质改良的意义。研究表明,玉米胚乳突变基因及其互作可以不同程度地增加籽粒蛋白质、赖氨酸、可溶性糖、蔗糖、还原糖、清蛋白、球蛋白及谷蛋白含量,降低淀粉和醇溶蛋白含量,但突变体百粒重多明显降低。在籽粒各成分的关系中,百粒重、淀粉和醇溶蛋白含量三性状呈正相关关系,三性状和其它性状间呈负相关关系,其它性状间均呈正相关关系。分析表明淀粉和醇溶蛋白含量是影响籽粒品质的主要因素,胚乳突变基因主要通过降低淀粉和醇溶蛋白含量来增加其它成份的含量,进而提高籽粒的营养品质,但淀粉和醇溶蛋白含量的降低会导致粒重下降。所以,利用胚乳突变基因互作效应改良玉米品质应该综合考虑产量和品质二方面的问题。     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成分的影响：Ⅲ.su1基因与sh2,bt2基因…

研究了ｓｕ１基因与ｓｈ２，ｂｔ２基因互作对玉米籽粒粒重及营养成份的影响，探讨了这些互作效应对玉米品质育种的利用价值。结果表明：ｓｕ１基因与ｓｈ２，ｂｔ２基因互作大幅度降低籽粒百粒重，增加可溶性糖，还原糖和蔗糖含量，降低淀粉含量，增加蛋白质及蛋白质组分中清蛋白，球蛋白和谷蛋白含量，降低醇溶蛋白含量，籽粒氨基酸组成中，天门冬氨酸，谷氨酸，丙氨酸，亮氨酸，赖氨酸，精氨酸等氨基酸受基因互作影响较大。籽粒发     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成份的影响研究 Ⅳ.籽粒各成分之间的关系及其对品质改良的意义

本文在分析su1,sh2,bt2,o2,wx玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成分影响的基础上,探讨了胚乳突变基因影响下籽粒各成分之间的关系并讨论了这些关系对玉米品质改良的意义。研究表明,玉米胚乳突变基因及其互作可以不同程度地增加籽粒蛋白质、赖氨酸、可溶性糖、蔗糖、还原糖、清蛋白、球蛋白及谷蛋白含量,降低淀粉和醇溶蛋     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成份的影响：Ⅳ,籽粒各成份之间的关系…

本文在分析ｓｕ１，ｓｈ２，ｂｔ２，ｏ２ｗｘ玉米胚乳乳突变基因与互作对籽粒成分影响的基础上，探讨了胚乳突变基因影响下籽粒各成分之间的关系并讨论了这些玉米品质改良的意义，研究表明，玉米胚乳突变基因及其互作可以不同程度地增加籽粒蛋白质、赖氨酸、可溶性糖、还原糖，清蛋白，球蛋白及谷蛋白含量，降低淀粉和醇溶蛋白含量，但突变体百粒重多明显降低，在籽粒各成分的关系中，百粒重，淀粉和醇溶蛋白含量三性状呈正相关关系     

玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成分的影响

研究了5种玉米胚乳突变基因（o2.su1,sh2,bt2,wx)及其互作对籽粒百粒重、蛋白质含量及蛋白质组分（精蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白）的影响,并观察了蛋白质组分在突变体籽粒发育过程中的变化。结果表明,与正常型相比,o2,su1,sh2,bt2单突变体和各种双突变体均不同程度降低百粒生和增加蛋白质含量;蛋白质组分中,醇溶蛋     

o2突变引起糯玉米籽粒淀粉积累差异研究

糯玉米是主要鲜食玉米类型, opaque2 (o2)基因导入可增加籽粒赖氨酸含量,但同时引起籽粒皱缩、淀粉含量下降等,限制了其育种应用。为发掘优良糯玉米受体,以籽粒饱满圆型o2近等基因系(o2-NIL)糯2/wx1wx1o2o2和皱缩型黄糯2/wx1wx1o2o2为研究材料,通过对鲜食期、成熟期的百粒重和籽粒成分测定,发现淀粉和可溶性糖含量不同可能是导致2份糯玉米o2-NILs表型差异的主要原因。利用实时荧光定量PCR技术分析,发现授粉后10～24d两糯玉米o2-NILs中6个淀粉合成基因动态表达模式不同,其中Sh1、Sh2、SSIIIa和SBEIIb差异较大。分析胚乳转录组数据,发现两糯玉米o2-NILs中24个海藻糖和糖基水解酶编码基因和48个o2胚乳修饰基因变化不同,以上结果表明淀粉合成关键基因前期表达量高,后期与对照无差异,且糖代谢基因表达变化有利于淀粉合成可能是糯2/wx1wx1o2o2淀粉含量和百粒重不受o2突变影响,籽粒性状明显优于黄糯2/wx1wx1o2o2的重要原因,同时多个胚乳修饰基因的差异表达可能与该结果直接相关。本研究结果可为o2突变体在玉米育种中的应用提供重要...     

若干玉米胚乳突变体基因效应的研究

对５个玉米单隐性胚乳突变体、３个双隐性胚乳突变体的可溶性糖（还原糖、蔗糖）、水溶性多糖、淀粉、粗蛋白、赖氨酸含量测定，并对突变体种子结构扫描电镜观察。分析了玉米胚乳突主体的基因效应及其互作效应。     

玉米高赖氨酸和糯性基因聚合材料营养品质分析

为评价玉米高赖氨酸和糯性基因聚合材料的营养品质,本研究以玉米高赖氨酸(o2、o16)和糯性(wx)基因不同聚合类型材料及其亲本为试材,利用近红外分析仪和全自动氨基酸分析仪对籽粒油分含量、总淀粉含量、蛋白质含量和氨基酸含量等指标进行分析。结果表明,与轮回亲本CML 530相比,o2、o16和wx三基因聚合材料,W 1(o2o16wx)籽粒油分含量降低了20.69%,总淀粉含量提高了4.22%,赖氨酸含量提高了72.57%。4份o2和o16两基因聚合材料,W 2(o2o16)、W 3(o2o16)、W 11(o2o16)和W 12(o2o16)籽粒总淀粉含量平均提高了2.92%;赖氨酸含量分别提高了68.55%、67.68%、49.77%、56.08%。7份o16和wx两基因聚合的材料中,W 4(o16wx)和W 5(o16wx)籽粒蛋白质含量平均增加了8.10%;W 6(o16wx)、W 7(o16wx)和W 9(o16wx)籽粒赖氨酸含量分别增加了9.84%、12.30%和8.66%。可见,这些优质基因聚合材料是品质性状遗传改良和育种应用的重要材料。     

玉米自交系粒重与品质性状的相关分析

测定了111份玉米自交系的百粒重、容重、蛋白质、淀粉、油分、赖氨酸的含量,分析了玉米粒重与品质性状的相关性.结果表明,不同玉米自交系的粒重间存在显著差异,而同一自交系重复间差异不显著.玉米籽粒百粒重与蛋白质和油分含量之间呈负相关,与淀粉和赖氨酸含量之间呈正相关;玉米籽粒容重与蛋白质和油分含量之间呈正相关,与淀粉和赖氨酸...     

基于控制授粉技术的玉米籽粒建成与碳、氮供应关系

以郑单958和超试1号为材料,通过控制玉米果穗底部花丝不授粉使顶部籽粒正常结实,比较研究了玉米籽粒早期碳、氮含量动态变化及其与败育的关系。结果表明,控制底部花丝不授粉,提高了顶部穗轴的可溶性糖浓度,增加了对顶部籽粒的物质供应,顶部籽粒的可溶性糖、蔗糖含量提高,淀粉快速积累,顶部籽粒的氮含量增加,籽粒C/N比值提高,籽粒重量快速增加,发育转为正常,表现出与中部籽粒一致的碳、氮变化动态特征以及籽粒生长动态;相反,统一完全授粉处理顶部穗轴的可溶性糖浓度低,顶部籽粒的物质供应少,可溶性糖、蔗糖含量低,淀粉含量提高缓慢,氮含量也较低,籽粒的C/N比值偏低,表现为粒重增加缓慢,最后败育。2个品种表现出一致的规律性。总之,玉米顶部籽粒的正常发育伴随着碳、氮等物质的充足供应,物质供应不足可能是顶部籽粒不能正常发育的根本原因。     

播期对糯玉米籽粒产量及品质的影响

为满足农户对糯玉米种植的不同需求,探讨山西中晚熟地区播期对糯玉米产量与品质的影响。以晋糯18和晋糯20为试验材料,4月26日-7月5日,设置6个播期处理,研究其对产量、穗长、百粒重、穗粒重及籽粒蛋白质、淀粉、粗纤维素及赖氨酸相对含量的影响。结果表明,播期与品种对糯玉米产量及品质都有显著影响。其中B3播期（5月24日）处理下2个糯玉米品种产量、穗长、百粒重及穗粒重都高于其他播期处理,说明糯玉米适宜在小满前后播种。提前播期有利于籽粒蛋白质、赖氨酸相对含量的提高,而推迟播期降低籽粒粗纤维素、赖氨酸相对含量。B1与B6播期下籽粒淀粉相对含量低于其他播期,且B4、B5播期下籽粒淀粉相对含量高于其他播期。说明适当推迟播期有利于籽粒淀粉相对含量的提高,但过早或过迟播种均显著降低籽粒淀粉含量。糯玉米籽粒中粗纤维素含量与品种遗传背景密切相关,且推迟播种后品种差异对籽粒淀粉含量的影响降低。通过相关性分析发现积温、降水量与产量、穗粒重以及赖氨酸相对含量均达到极显著正相关关系,与穗长、百粒重均达到显著正相关关系,说明播期对产量性状及籽粒赖氨酸相对含量有显著影响。在山西中晚熟地区糯玉米在小满前后播种时产量最高,适当提前有利于籽粒蛋白质、赖氨酸含量的提高,适当推迟有利于籽粒粗纤维素、淀粉含量的提高。     

一个新的玉米Bt2基因突变体的遗传分析和分子鉴定

玉米籽粒发育调控机制的研究对于玉米产量与品质性状的遗传改良十分重要。本研究鉴定了一个新的转座子插入的籽粒皱缩突变体5601Q,遗传分析表明其籽粒缺陷稳定遗传且为单基因隐性突变。构建其B73背景的F2分离群体,通过图位克隆将该突变定位于玉米4号染色体上60.19～62.58Mb的区间。基因注释分析发现,区间内存在一个已报道参与玉米籽粒发育的基因BRITTLEENDOSPERM2(Bt2),其编码玉米胚乳淀粉合成途径中的一个限速酶——腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase)的小亚基。籽粒储藏物质分析表明,该突变体百粒重及淀粉含量显著降低,但可溶性糖含量增加为野生型的4.67倍。利用本实验室已确定的Bt2基因突变体1774与5601Q进行等位测验,确认了5601Q是Bt2的一个新的等位突变体。分子鉴定表明,5601Q突变体中Bt2基因的第2个外显子存在一个Mutator 19转座子的插入。综上, 5601Q籽粒发育缺陷是由Bt2基因的突变导致,本研究为解析玉米Bt2基因在胚乳储藏物质积累中的作用机制提供了新的种质资源。     

玉米o2、o16和wx基因不同组合类型近等基因系品质分析

为评价o2、o16和wx基因不同组合类型近等基因系的品质,以玉米o2、o16和wx基因不同组合类型近等基因系BC 6 F 4家系及其轮回亲本为试材,利用近红外分析仪和氨基酸全自动分析仪对籽粒油分、淀粉、蛋白质和氨基酸含量进行分析。结果表明,与轮回亲本CML 539相比,o2o16wx-NIL、o2o16-NIL、o2wx-NIL和o2-NIL籽粒油分含量分别提高了11.37%、8.86%、17.53%和11.95%。o2wx-NIL和o2-NIL籽粒淀粉含量分别降低了0.71%和1.00%。o16wx-NIL和wx-NIL蛋白质含量分别提高了9.91%和10.22%,o2wx-NIL、o16wx-NIL和o16-NIL蛋白质含量分别降低了6.03%、6.05%和5.87%。o2o16wx-NIL,o2o16-NIL,o2wx-NIL,o16wx-NIL,o2-NIL、wx-NIL和o16-NIL氨基酸含量均发生不同程度变化,其中,Lys分别增加了111.22%、109.53%、91.22%、34.40%、79.93%、29.69%和70.11%。可见,o2、o16和wx基因不同组合类型近等基因系是品质基因遗传研究和育种应用的重要材料。     

玉米灌浆期果穗不同部位籽粒碳水化合物积累与淀粉合成相关酶活性变化

玉米果穗顶部籽粒通常较中、下部籽粒充实差,粒重轻,其机制不清楚。本研究旨在探明玉米果穗不同部位籽粒淀粉合成相关酶活性变化及其与籽粒灌浆的关系。以玉米品种登海11为材料,分别进行春播和夏播试验,观察果穗不同部位籽粒中可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量及淀粉合成相关酶活性变化。结果显示,与夏播玉米相比,春播玉米具有较多的每穗粒数、较高的百粒重和产量。虽然产量在春播和夏播间有差异,但两季玉米籽粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率、百粒重、可溶性糖和蔗糖含量、最大淀粉积累速率、平均淀粉积累速率均表现为果穗下部籽粒中部籽粒上部籽粒。灌浆期果穗不同部位籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(St S)和淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线,果穗上部籽粒AGPase、St S和SBE活性峰值和平均值均显著低于果穗中、下部籽粒。相关分析表明,淀粉积累速率、籽粒灌浆速率与AGPase、St S和SBE活性均呈极显著正相关。说明玉米果穗顶部籽粒较低的AGPase、St S和SBE活性是其灌浆较差、粒重较低的重要原因。春播玉米粒重较高,与其灌浆期较强的淀粉合成能力有关。     

CO2浓度升高加快水稻灌浆前期籽粒的生长发育进程

本研究利用开放式空气中CO2浓度增加(Free Air CO2Enrichment,FACE)试验平台,研究CO2浓度升高200μmol.mol-1下,水稻灌浆早期籽粒大小、生长速率、可溶性碳水化合物和淀粉含量及蔗糖转化酶活性等在开花后20 d内的变化动态。结果表明,与对照相比,FACE处理加快了灌浆早期籽粒的发育进程,尤其加快了籽粒宽度达到最大的日程,籽粒大小和籽粒灌浆速率提前3 d达到最大值;成熟时籽粒的长宽积FACE下的比对照下的提高了4.5%,但粒重无差异;FACE下开花后2~5 d内籽粒中的还原糖和蔗糖的含量及细胞壁转化酶和细胞质转化酶的活性显著高于对照下的,但淀粉含量和可溶性酸性转化酶活性则无显著差异。从结果推论,FACE加速水稻灌浆前期籽粒生长发育与其花后早期颖果内蔗糖合成和转运水平之间可能存在内在联系。     

玉米高赖氨酸和糯性基因聚合材料品质性状的配合力分析

为了解玉米高赖氨酸和糯性基因聚合材料品质性状的配合力效应,以优质基因聚合系及其亲本和常用玉米骨干自交系为材料,按9×15不完全双列杂交设计,进行品质性状的配合力研究。结果表明:5个品质性状的GCA和SCA均存在显著差异;各性状的GCA方差均大于SCA方差,GCA方差占基因型方差比例的大小顺序是含油量淀粉蛋白质谷氨酸赖氨酸;综合品质性状表现,三基因聚合材料QCL 8002-11(o2o16wx)和QCL 8006-2(o2o16wx)分别在增加赖氨酸含量和含油量方面有比较好的利用潜力,两基因聚合材料QCL 8009-5(o16wx)对增加谷氨酸和蛋白质含量、QCL 8003-2(o2o16)和QCL 8001-10(o2o16)对增加总淀粉含量有较好的利用潜力。     

不同播期对百农矮抗58籽粒可溶性糖、淀粉积累的影响

研究了不同播期对百农矮抗58籽粒可溶性糖、直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累的影响以及之间的关系.结果表明,播期对矮抗58小麦籽粒中可溶性糖含量、总淀粉含量、淀粉积累速率和直链/支链淀粉比值有较大影响.开花至成熟期,籽粒中可溶性糖含量随着总淀粉含量的增加而降低,且可溶性总糖含量与籽粒淀粉含量和籽粒淀粉积累速率均呈显著或极显著正相关;推迟播种期,矮抗58灌浆前中期籽粒淀粉积累速率提高,籽粒中总淀粉含量增加,但是会使灌浆期相对缩短,灌浆中后期籽粒中粉积累速率过早迅速下降,总淀粉含量降低.