优良玉米杂交种金玉818指纹图谱构建及其纯度鉴定

为构建优良杂交玉米新品种金玉818的指纹图谱,筛选适用于该品种真实性和纯度鉴定的SSR引物,利用SSR分子标记技术构建指纹图谱,筛选引物对金玉818种子进行纯度鉴定,并对鉴定结果进行验证。结果表明:在40对标准SSR引物中筛选出25对多态性好、清晰稳定的引物构建金玉818指纹图谱,筛选出15对适用于该品种真实性和纯度鉴定的引物,其中最佳引物是bnlg16lk8、umc1125y3、umc1429y7、phi053k2、umc1147y4和bnlg2305k4;利用phi053k2、bnlg16lk8和umc1429y7鉴定金玉818种子的纯度分别为92.5%、92%和93.5%,引物间鉴定结果吻合度高,结果可靠。     

玉米Tuxpeno-Reid和Suwan-Lancaster合成群体相互轮回选择效果及杂种优势研究

采用属Reid自交系和属Tuxpeno自交系形成墨瑞C0以及用属Suwan自交系、Mo17和78599形成苏兰C0。两个群体在4次遗传平衡后按半同胞相互轮回选择后分别形成改良一轮的墨瑞C1和苏兰C1。经多点产量比较,墨瑞C1×苏兰C1比墨瑞C0×苏兰C0的产量提高7.84%,达到极显著水平,而两个群体本身的产量变化不显著。群体间的平均杂种优势也从改良前的9.86%提高到改良后的16.29%。根据SSR标记计算,相互轮回选择对群体间的遗传距离略有提高。     

玉米Tuxpeno和Suwan种质改良系农艺性状的分析

为改良及玉米育种研究中利用Tuxpeno和Suwan种质提供理论参考,以16份玉米瑞德-Tuxpeno和兰卡斯特-Suwan种质改良系为材料,对其7个农艺性状进行统计分析,结合本课题组试验数据对Tuxpeno和Suwan种质改良系进行分析评价,结果显示:瑞德-Tuxpeno和兰卡斯特-Suwan种质改良后选育自交系之间农艺性状差异均达显著水平,遗传变异丰富,株高、穗位高和单穗重等性状变异系数分别达到4.00、7.70和14.00;4.00、4.30和22.20。改良系与未改良系比较,农艺性状发生了较大变化,Tuxpeno和Suwan种质改良效果明显。     

利用配合力和SSR标记对玉米Tuxpeno种质遗传潜势的研究

采用NCⅡ遗传交配设计,以Tuxpeno种质选系和测验种10份玉米自交系为材料,组配了25个杂交组合,田间组合多点鉴定,对产量、株高和穗位高等10个农艺性状进行配合力分析,同时,利用SSR标记分析了10份自交系的遗传变异参数.结果表明:调查的10个农艺性状在组合间方差均达到显著水平.行粒数、百粒重、秃尖长、出籽率、穗位高和小区产量在地点与组合互作间方差分析均达到了极显著水平.SSR标记结果表明:筛选出25对多态性较高且带型稳定、清晰的SSR引物,在10个供试材料中共检测出127个等位基因变并,每对引物检测出2～10个等位基因,平均每个位点检测到的等位基因数为5.08个;10份自交系之间遗传距离范围是0.4157～0.9722,遗传距离以0.70为标准,分为2类群;基于配合力和微卫星(SSR)标记的遗传潜势数据的评估,计算分子标记遗传距离与两点联合产量的相关系数仅为0.07.在本研究中,Tuxpeno种质与78599和Reid种质可能组配成较大潜力的杂种优势模式.通过对Tuxpeno种质杂种优势的系统研究,可以为更好利用Tuxpeno种质为桥梁,实现Tuxpeno种质在温带玉米育种中的快速、有效利用提供一个可供选择的潜在模式和参考依据.     

热带玉米Suwan群体的遗传特性及育种潜势

基于对玉米Suwan 1、Suwan 3和Suwan 5群体的植物形态学农艺性状特征特性调查与玉米Suwan 1群体的遗传潜势研究,对玉米Suwan 1、Suwan 3和Suwan 5群体的遗传特征特性和Suwan 1群体进行方差分析。结果表明,热带玉米Suwan 1群体的综合性状包括育种产量潜力、基因加性效应积累等方面优于Suwan 3和Suwan 5群体;基于导入玉米Suwan 1群体后的杂种优势模式及产量表现,根据贵阳市两年田间产量鉴定结果发现,将Luda Red cob/Suwan 1类群合并的新种质与PB类群的平均产量最高。根据Suwan 1种质导入我国5大玉米类群后顶交种的配合力和杂种优势组型,经过2年多点的田间试验鉴定得出强杂种优势组型PB×Luda Red cob/Suwan 1、CIMMYT×Reid/Suwan 1、CIMMYT×Luda Red cob/Suwan 1和PB×Reid/Suwan 1。同一地点不同年际间田间试验鉴定,试验点次较少,有必要对优良热带玉米Suwan 1群体的遗传潜势及种质改良利用等进行深入的、更全面的研究。     

基于热带玉米种质改良群体的8个主要农艺性状评价

热带玉米种质被广泛应用于我国南方玉米育种实践中,评价其改良过程中主要农艺性状的遗传变异对于现代玉米育种具有重要意义。本研究以温热改良群体墨瑞1号、苏兰1号和苏湾1号为材料,分别在贵阳、海南对8个株型和产量相关性状进行鉴定,结合系谱信息对不同性状的变异进行评价。结果表明,对于墨瑞1号和苏兰1号,随着改良世代的增加,株高、穗位高的变异系数降低;而苏湾1号群体则随着改良世代的增加,株高、穗位高和穗上叶片数的变异系数均呈增大的趋势。几个主要农艺性状之间均呈现出极显著的相关性;其中各性状间的显著性p值的排序为:苏湾1号苏兰1号墨瑞1号。这些研究结果表明,受相同选择目标的影响,随着改良世代的增加,目标性状之间的遗传变异在变小,该研究结果将为热带种质利用提供一定的数据支撑。     

玉米株型相关性状的QTL定位与候选基因分析

以玉米自交系ZNC442和SCML0849为亲本构建的131份F2:3家系为材料,结合简化基因组测序(GBS)的基因型鉴定结果与该群体在多环境下的株型评价数据,利用完备区间作图法对株高、穗位高、叶夹角、穗上叶片数、雄穗分枝数、雄穗主轴长等株型相关性状进行QTL定位。结果表明,2个环境下共检测到98个株型相关QTL,分布于10条染色体上。结合已公开的QTL定位信息,利用生物信息学分析筛选出5个控制株型相关性状的候选基因。Zm00001eb037290、Zm00001eb033500、Zm00001eb033600、Zm00001eb033610与株高相关,其编码的PosF21转录因子、E3泛素蛋白连接酶ATL6、丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子和MYB102转录因子,分别通过参与赤霉素的合成、调节C/N反应、调控细胞分裂素变化等过程调控节间生长发育与植株大小。     

玉米新品种金玉2208的选育实践与思考

针对贵州西部低温寡照、春旱严重、后期阴雨连绵和土壤瘠薄的生态环境,开展早熟、耐瘠、耐低温阴雨、抗病性好且籽粒脱水快的玉米新种质创制与杂交种选育。利用“两群双向选择组配”理论,以QB 1018(母本)和QB 2232(父本)组配多抗、高产的玉米新品种金玉2208(黔审玉20200033);适合贵州省毕节市和六盘水市海拔1 400～2 200 m中上等肥力土壤的玉米产区种植,该品种能在北方制种,有效解决热带种质制种温光反应问题。     

不同光照条件下热带玉米自交系间的转录水平差异分析

光周期敏感性差异是影响玉米在不同光长条件下是否能够正常开花结实的重要因子之一.分析比较不同光照条件下热带玉米光敏型与光钝型自交系基因表达差异,能够为解析玉米光周期敏感性变异的分子机制提供更丰富的科学依据.本研究以光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为材料,通过人工控制光照长度分别对其进行长短日照处理,利用RNA-Seq技术对九叶期的基因组表达差异进行分析.结果 表明,不同光照条件能够影响昼夜节律和应答辐射相关基因的表达,其中昼夜节律相关基因在不同光照条件下的表达量均呈极显著性差异.结合材料的光周期反应情况,不同光照长度条件下,影响玉米光反应差异的主要调控途径为GI-CO-FT,初步揭示了热带玉米种质光周期诱导开花的分子调控基础.     

长日照条件下2个热带玉米自交系的转录组差异分析

【目的】深度挖掘不同光敏类型自交系间的差异表达基因,为揭示热带玉米种质光周期敏感性变异机理提供理论依据,同时为采用分子辅助方法改良热带玉米种质提供新途径。【方法】以热带光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为试验材料,通过人工控制长日照条件（16 h光/8 h暗）对试验材料进行处理,于四叶期采集幼嫩叶片提取总RNA,利用RNA-Seq技术对不同光敏类型自交系材料进行转录组测序,同时结合生物信息学分析,筛选出不同光敏类型自交系间的差异表达基因。【结果】在长日照条件下,从玉米自交系T32和QR273间共鉴定出6977个差异表达基因,其中T32较QR273的上调表达基因有3291个、下调表达基因有3686个。GO功能注释分析结果显示,有24个应答光刺激和应答辐射的基因在T32和QR273中表现出显著差异;此外,有17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期、生殖结构发育、生殖系统发育、生殖发育过程、光周期/开花和分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因。KEGG信号通路富集分析发现有15个昼夜节律通路相关基因在T32和QR273中表现出显著差异,其中,Zm00001e030377和Zm00001e023792基因在T32中的表达量高于QR273,而Zm00001e016746和Zm00001e011193基因在T32中的表达量低于QR273。【结论】长日照条件下光敏型与光钝型热带玉米自交系间的转录组差异分析共鉴定出6977个显著差异表达基因,包括24个参与应答光刺激和应答辐射的差异表达基因有,17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期及分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因,以及15个与昼夜节律通路相关的差异表达基因。这些基因通过差异性参与昼夜节律通路中的成花诱导,导致成花启动途径不完全相同,可能是热带种质光周期敏感性变异的关键遗传基因。