玉米叶夹角、叶向值主基因+多基因遗传模型分析

为探讨玉米叶夹角、叶向值的遗传规律,以7873/PH6WC的六世代P1、P2、F1、B1、B2、F2为材料,在春播和夏播环境下,田间分穗上、穗下调查叶夹角和叶向值,对其主基因+多基因遗传模型进行分析。结果表明,在春播和夏播环境下,穗上叶夹角和穗上叶向值最适模型均为E-1模型,存在2对主基因。穗下叶向值在春播和夏播环境中都符合D-2模型,存在1对主基因。穗下叶夹角在春播环境中符合D-2模型,但在夏播环境中没有检测到主基因,属于多基因遗传模型(即C-0模型)。夏播环境中,穗上叶夹角、叶向值、穗下叶夹角均检测到较高的主基因贡献率。夏播环境中,穗上叶夹角F2世代的主基因遗传率为85.60%,穗上叶向值主基因遗传率在B2和F2世代分别为88.92%、88.69%,穗下叶向值在B2世代的主基因遗传率为82.43%。但春播环境中,只有穗上叶向值在F2世代有较高的主基因遗传率(90.27%)。玉米叶夹角和叶向值存在较大的主基因遗传率,可以采用单交重组或简单回交转育的方法进行遗传改良。     

植物CMS 不育基因的研究进展

植物细胞质雄性不育是指植物的生殖器官不能产生雄配子,而雌器官发育正常,可接受外来花粉正常结实的一种生物学现象。细胞质雄性不育是由核基因和线粒体基因互作共同起作用,影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞,从而导致植物体花粉产生败育。在生产上细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义。雄性不育现象无论是在遗传方向还是分子水平上一直以来都是科学家们研究的热点,深入研究细胞质雄性不育的机制有利于更有效地在生产上加以利用。对近年来植物细胞质雄性不育中发现的细胞质雄性不育基因的来源及分类、细胞质雄性不育与杂种优的相互关系、细胞质雄性不育的机理及目前发现的细胞质雄性不育基因进行概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。     

玉米千粒重与主要农艺性状的灰色关联分析

[目的]计算玉米(Zea mays L.)千粒重与主要农艺性状的灰色关联度,并进行排序,为玉米育种性状选择提供理论依据。[方法]用灰色关联分析的方法研究了玉米杂交种的行粒数、抽丝期、株高、穗行数、穗长、穗粗、秃尖长、雄穗1级侧枝数目和穗位比率9个主要农艺性状与千粒重的关系。[结果]秃尖与千粒重的灰色关联度最大,其次是雄穗1级侧枝数目,再次是穗粗,穗位比率和千粒重的灰色关联度最小。[结论]玉米育种工作在保证穗行数较多、穗较长、较粗的基础上,应主攻秃尖小,雄穗1级侧枝数目多,并协调各穗粒性状。     

石首麋鹿自然保护区草本植物功能群研究

石首麋鹿国家级自然保护区是世界上最大的麋鹿野生种群栖息地,也是长江中游保存较为完好的一块湿地。本研究以石首麋鹿保护区草本植物群落为研究对象,垂直于故道选取典型样地进行群落学调查。以χ^2检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定草本优势种的种间联结及相关性。根据优势种间的联结性在不同生境中的变化来划分植物功能群。结果表明:以优势种为主体对石首麋鹿保护区草本植物进行功能群划分可行性较高。对12种草本植物优势种共划分了3组植物功能群:“阳性湿生型”、“阳性湿中生型”和“阴性湿中生型”。每组植物功能群都有其特定的优势种和分布区,较好地反映了水、热生态因子与植被的关系。研究石首麋鹿保护区的草本植物功能群,不仅有助于揭示保护区植被格局的变化,同时也可为保护区正在开展的湿地修复工程提供一定的理论依据。     

玉米C型细胞质雄性不育花药不同发育时期的转录组分析

【目的】通过分析玉米C型胞质雄性不育“三系”材料花药不同发育时期的转录组数据,以期阐明玉米C型胞质的不育和恢复机制,并解析不育基因与恢复基因之间相互作用的调控网络,为玉米C型细胞质雄性不育在不育化制种中的利用提供理论依据。【方法】以中国玉米生产上的骨干自交系豫自87-1为背景的C型胞质不育系、保持系、恢复系为材料,通过对3种材料减数分裂的前期Ⅰ、中期Ⅰ及末期Ⅱ（四分体）时期的花药进行转录组测序并利用hisat2、ballgown及DESeq2等工具进行生物信息学分析,寻找三系花药不同时期、相同时期不同材料间以及发育时序中差异表达的基因,预测C型胞质不育机制与育性恢复的调控网络;同时通过实时定量PCR对测序分析结果进行验证;通过酶活测定验证推测的C型胞质不育及恢复假说。【结果】所有材料的转录组测序共产生156.59 Gb的序列数据,比对并组装共得到53 035个基因;在恢复系与不育系、保持系与不育系以及“三系”花药不同时期之间共筛选出非重复差异基因5 676个,其中发育阶段差异基因4 705个,同时期材料间差异基因2 693个,发育时序差异基因135个。GO分子功能分析显示ATP和DNA结合相关的基因和锌离子结合基因得到高度富集;细胞组分中膜基本组分、核内及质膜内的基因得到富集;以DNA为模板的转录、转录调控、氧化还原及初级代谢等生物学过程中的基因得到富集。KEGG分析表明,差异基因主要富集于氧化磷酸化、碳代谢及糖酵解等能量代谢相关的途径中。不育系相对保持系而言,多个与氧化磷酸化相关的基因下调表达,而恢复系中不但相应基因的表达水平得到恢复,而且同时协调调节了同一能量代谢途径中的其他基因,定量分析显示差异基因的表达差异及趋势与转录组测序结果基本一致。ATP酶活结果表明不育系相比保持系,ATP酶活显著降低,恢复系中由于恢复基因的作用其活性得到大幅恢复。【结论】玉米C型胞质不育基因引起基因表达变化可能发生在减数分裂中期Ⅰ之后,末期Ⅱ之前;玉米C型胞质不育的形成可能是由于不育基因引起的能量亏损所致,而恢复基因则通过能量补偿促使育性得以恢复。     

玉米杂交种不同产量水平穗部性状的相关和通径分析

对河南省近3a(2008-2010年)参加60 000株/hm2密度组区域试验的低、中、高3个产量水平玉米杂交种的产量与穗部性状进行了相关和通径分析,以期为选育耐密植高产玉米新品种提供参考。结果表明:在6 000～7 500kg/hm2较低产量水平,对产量直接作用比较大的有行粒数、千粒重、穗行数、穗粗和穗长;在7 500～9 000kg/hm2产量水平,对产量直接作用比较大的有出籽率、穗长、千粒重、穗粗和行粒数;在9 000kg/hm2以上高产水平,对产量直接作用比较大的有穗长、虚尖长、行粒数、穗粗、轴粗,净效应值比较大的有穗长、千粒重、出籽率和轴粗。由此可见,在选育耐密植的高产(9 000kg/hm2以上)玉米杂交种时,应重视穗长、穗粗、出籽率和千粒重的选择。     

种植密度对玉米产量及主要农艺性状的影响

以玉米品种M103为材料,设置5个种植密度试验,田间随机区组种植,4次重复.田间调查株高、穗位高、穗位角和空秆率,室内考种穗长、穗粗、行粒数、穗行数、虚尖长、千粒重和产量,分析了不同种植密度对玉米产量和主要农艺性状的影响.结果表明,玉米的株高、穗位高、空秆率均随种植密度的增加而增加,而穗位角则随着密度的增加而降低;行粒...     

种植密度对玉米茎秆强度和穗部性状的影响

设置67 500(D1)、75 000(D2)、82 500(D3)、90 000(D4)、97 500(D5)株/hm25个种植密度,研究种植密度对百玉393茎秆强度、穗部性状及产量的影响,并分析玉米植株形态与茎秆强度间的关系,为黄淮海区域夏玉米高产栽培提供理论依据和技术指导。结果表明,随着种植密度增加,玉米穗位高和穗高比升高,茎周长变小,株高无显著变化;玉米茎秆穿刺强度、折断强度、压碎强度均降低;玉米穗长、穗行数、行粒数、轴粗、百粒质量、穗粒数均呈现下降趋势,穗粗无显著变化,秃尖长增加;玉米产量先增加后降低,以D3处理最高,D2处理次之,两者差异不显著,D5处理最低。茎秆穿刺强度、折断强度、压碎强度与穗位高、穗高比均呈极显著负相关。综上,在种植密度75 000～82 500株/hm2时,穗位高和茎粗适中,茎秆质量较好,穗部性状较优,产量较高。     

玉米行粒数主基因+多基因混合遗传模型分析

为了对玉米行粒数进行遗传改良,以PH6WC/7873(组合Ⅰ)和MX002/MS001(组合Ⅱ)的6个世代(P1、P2、F1、B1、B2、F2)为材料,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,研究了玉米行粒数的主基因+多基因遗传规律。结果表明,组合Ⅰ的行粒数符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型)。组合Ⅱ的行粒数符合2对加性主基因+加性-显性多基因遗传模型(E-3模型)。组合Ⅰ3个分离世代的行粒数多基因遗传率分别为75.13%、74.51%、82.59%。组合Ⅱ3个分离世代的行粒数多基因遗传率分别为73.50%、73.20%、72.40%;主基因遗传率分别为6.40%、8.90%、9.10%。以多基因遗传为主,应采用轮回选择和聚合回交的方法积累微效基因,对玉米行粒数进行遗传改良。