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DNA拓扑异构酶Ⅰ基因片段的克隆

采用同源克隆结合cDNA末端快速扩增反应策略,对玉米DNA拓扑异构酶基因Top1片段进行克隆。结果表明:所克隆基因片段编码的氨基酸序列与水稻DNA拓扑异构酶序列具有较高的相似性。Top1在玉米胚乳中表达量最高,在玉米其他组织中也有表达。对玉米自交系1145 BAC文库进行筛选,获得了Top1基因的阳性BAC克隆。     

2014-2019年国家玉米区域试验参试组合DNA指纹检测及遗传多样性分析

随着我国玉米品种审定制度的改革和参试渠道的扩宽,近年来玉米参试组合年均近8 000份,为了解我国近几年育种水平、发展趋势和存在的问题,对2014-2019年共计2 949份国家玉米品种试验参试组合进行DNA指纹检测和遗传多样性分析。40个SSR位点,平均每个位点检测到14.55个等位变异,平均遗传多样性和PIC(多样性信息)分别为0.71和0.67。2014-2019年不同年份参试组合的遗传多样性基本一致,其中爆裂组遗传多样性最低,鲜食玉米组遗传多样性最高,生态种植区上从北向南多样性有上升趋势。遗传聚类结果表明,爆裂、鲜食、热带和亚热带、极早熟几个组别分别归属不同的亚类,遗传背景与其他组别差异较大,其他区组的遗传背景相互渗透,东华北和西北组之间遗传关系最近。DNA指纹真实性检测结果表明,参试组合与数据库比对筛查出DNA指纹差异位点在5个以内的样品数量逐年下降。近10 a来我国玉米区域试验参试组合遗传多样性日趋丰富,SSR技术在玉米品种区域试验中发挥了重要的作用,随着育种新技术的不断发展,建议加快SNP等新技术在区域试验中的研究和应用。     

玉米雄性不育性研究Ⅶ 育性恢复与同工酶的关系

以２组核背景相同的玉米正常杂种、不育杂种和恢复杂种为材料，分３期播种鉴定育性。同时采用双垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法，测定小孢子处于单核早期，二核早期和散粉前花药中的脂酶，过氧化物酶和细胞色素氧化酶同工酶酶谱。结果指出：玉米中强恢复基因Ｒｆ４能完全恢复Ｃ型和Ｙ＿（Ⅱ－１）型不育系的育性，恢复性较稳定，不易受温度影响。在小孢子发育的３个时期，不育杂种花药中的３种同工酶酶谱与正常杂种差异很大，而恢复杂种的酶谱基本上同正常杂种，仅有个别谱带与不育杂种相似。Ｃ型和Ｙ（Ⅱ－１）型不育胞质在脂酶和过氧化物酶酶谱上的表现完全一致，在细胞色素氧化酶上却有些不同     

黄早四抗玉米丝黑穗病近等基因系的创建

[目的]创建黄早四抗玉米丝黑穗病近等基因系,为其在育种和生产中的广泛应用奠定基础。[方法]采用常规的杂交、回交、自交技术与分子标记辅助选择相结合,对黄早四进行了抗丝黑穗病的成功转育,并对其近等基因系进行研究,观察回交转育成的近等基因系的抗感变异及配合力变化特点。[结果]对照黄早四发病率46%,入选的25个抗病黄早四近等基因系发病率均小于10%,入选率为92.6%;多数抗病黄早四近等基因系与对照黄早四之间的配合力差异不显著,而M135、M140等几个自交系所配制的杂交种产量突出,超过对照郑单958,表现出较高的配合力。[结论]试验所得抗玉米丝黒穗病黄早四近等基因系的表型和配合力都已经非常接近黄早四,而其抗玉米丝黑穗病能力大大提高,从而解决了黄早四不抗玉米丝黑穗病的难题。     

玉米抗禾谷镰刀菌的转录组分析

赤霉菌茎腐病是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum,有性态,Gibberella zeae)引起的一类土传性病害,严重危害玉米的产量和品质。本研究依据玉米第10和第1染色体上的2个抗茎腐病QTL,qRfg1和qRfg2,培育近等基因系NIL-R (2个QTL位点均为抗病等位基因)和NIL-S (2个QTL均为感病等位基因)。在成株期和幼苗期接种禾谷镰刀菌,两近等基因系的抗性差异均显著。用2个近等基因系的幼根接种禾谷镰刀菌,进行转录组分析研究。结果表明,与NIL-S相比,NIL-R在接种禾谷镰刀菌后,乙烯(ethylene,ET)合成、信号途径基因,病程相关蛋白、脱氧雪腐镰刀菌烯醇毒素(deoxynivalenol,DON)解毒基因等呈现特异上调表达。与NIL-S相比,有1170个基因在NIL-R对照组中表达量较高,其中水杨酸(salicylic acid,SA)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和乙烯合成和信号介导途径以及苯丙烷合成途径中的基因显著富集;接种禾谷镰刀菌6 h或18 h后,病程相关蛋白、激素JA和ET合成基因、DON解毒基因在NIL-R中表达量较高。     

玉米对黄曲霉菌田间抗性遗传

采用７个自交系进行完全双列杂交，通过自交与回交获得Ｆ２及回交世代。授粉后２１ｄ于田间对亲本、Ｆ１、Ｆ２及回交各世代用刀划法接种黄曲霉菌（ＡｓｐｅｒｇｉｌｕｓｆｌａｖｕｓＬｉｎｋ），收获时进行发病情况调查分析。结果表明：不同亲本对黄曲霉菌的田间抗性有显著差异；玉米对黄曲霉菌的田间抗性受多基因控制，既有基因的加性效应，又有显性效应。还对抗性的配合力进行了分析。     

玉米对黄曲霉菌的抗性遗传

以８个玉米自交系按ｎ（ｎ－１）／２双列杂交与世代平均数设计组配的２８个杂交组合的Ｆ１，Ｆ２，ＢＣ１以及ＢＣ２世代种子以及亲本自交系为材料，于室内接种黄曲霉菌（ＡｓｐｅｒｇｉｌｕｓｆｌａｖｕｓＬｉｎｋ）。结果表明：玉米对黄曲霉菌的抗性表现为多基因控制的数量性状遗传，加性基因效应和非加性效应都是重要的。某些组合的抗性遗传符合加性、显性、上位性模型。控制抗性的基因显隐性可能因组合的不同而异。     

玉米雄性不育性研究Ⅷ. 对玉米YⅡ-1不育胞质线粒体DNA RFLP分析

以玉米T、S、C群及新选育的YⅡ-1不育系为材料，用这4类群不育胞质线粒体DNA，经4种限制性内切酶酶切，长距凝胶分离酶切片段获得高分辨率的清晰谱带。再以5种线粒体特异的基因片段作为探针与酶切条带杂交，结果表明：T、S、C群表现较多差异的杂交带型，持有明显的多态性，YⅡ-1型杂交带与T、S群区别明显，与C群有少量差异。     

新型玉米Y型雄性不育系的特性与遗传

利用恢复系的细胞质创造不育系是选育新型不育系的有效途径。采用此法先后选育出Y_Ⅰ型和Y_Ⅱ型玉米不育系。据数年来对Y型不育系的抗病性、恢保关系,光学细胞学、电镜超微结构、生化特性、遗传特性等方面较为系统的研究,初步确定Y型不育系是有别于C群、T群和S群的新型不育系。其归群尚待进一步研究。Y型不育系育性遗传稳定、三系配套。恢复系较多且抗病性强,是一份宝贵的种质资源,有较大的利用价值。