转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303对亚洲玉米螟的抗性研究

采用农杆菌介导法获得转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303,通过多代回交与自交获得BC₄F₁、BC₄F₂和BC₄F₃世代的转基因玉米材料。利用qRT-PCR和ELISA方法明确转基因抗虫玉米叶片、花丝和子粒均有Cry1A.401基因表达,不同世代间目的基因表达量无显著差异。田间接虫鉴定结果表明,CM8302和CM8303三个世代心叶期和吐丝期的抗性等级均为1级,抗性水平为高抗。室内生测结果表明,亚洲玉米螟幼虫取食CM8302心叶、花丝和子粒第6天存活率分别为0、4.0%和4.0%;取食CM8303心叶、花丝和子粒第6天存活率分别为0、4.0%和2.0%。分析显示转基因抗虫玉米CM8302和CM8303的心叶、花丝和子粒均具有显著杀虫效果且遗传稳定。     

干旱条件下我国不同年代玉米品种保绿性比较

选用35个玉米品种(农家种4个, 双交种4个, 单交种27个), 在海南三亚设置正常浇水和花期干旱两个处理, 鉴定每个品种在干旱环境下的保绿性, 比较不同年代品种的持绿性。结果发现, 干旱导致玉米叶片叶绿素含量下降, 衰老启动时间提前, 干旱条件下品种的衰老启动时间、最大衰老速度出现时间均随年代更替而延后, 最大衰老速度均随着年代更替而下降, 即玉米的保绿性均随着年代更替而提高, 与正常浇水条件下的趋势相似。玉米保绿性与叶绿素含量均与产量呈显著相关;在干旱处理条件下, 品种保绿性均随年代更替而提高, 我国的玉米育种中已经对持绿性进行了改良, 耐旱性也得到提高。     

玉米芽期和苗期耐冷性研究进展

低温冷害是影响玉米生产的重要非生物逆境因素。综述了玉米芽期和苗期耐冷性鉴定指标、种质筛选和遗传特性,为玉米耐冷性研究及应用提供参考。国内外学者主要针对玉米芽期和苗期分田间和室内进行耐冷鉴定研究,应用一系列指标筛选出一些耐冷自交系、杂交种和群体。玉米耐冷性是由多基因控制的数量性状,不同时期可能受不同的遗传机制控制。今后应在完善耐冷鉴定指标基础上,从基因资源挖掘、遗传机理解析、种质扩增与改良、新品种培育等方面深化玉米耐冷性研究。     

玉米自交系芽期耐冷性鉴定

低温冷害是北方春玉米区主要的气象灾害之一。通过种子低温发芽试验对8个东北地区生产上主要利用的玉米自交系进行芽期耐冷性鉴定。在常温（25℃）和低温（10℃）条件下分别测定了发芽势、发芽率、平均发芽时间、发芽指数、幼苗干重和活力指数等,并以各性状低温与常温下测定值的比值（相对值）作为耐冷性鉴定指标。通过聚类分析将自交系分为耐冷性强中弱3类,其中PH4CV、吉419和吉495耐冷性强,H21耐冷性中等,W9706、黄早四、丹黄02和四279耐冷性弱。相关性分析表明,相对发芽率、相对发芽指数、相对幼苗干重与相对活力指数呈极显著相关,可以作为玉米自交系芽期耐冷性鉴定指标。本试验为大规模鉴定和筛选芽期耐冷玉米种质奠定了基础。     

基因编辑技术的研究及在玉米中的应用

尽管人类已经发现并应用ZFN、TALEN基因编辑技术来实现对基因的定向改变,但由于操作复杂、成本较高,一直限制着基因组学的研究进展。基因的低成本、高效率、操作简单的编辑技术一直是生物分子领域亟待解决的问题。2013年《科学》(Science)杂志上两篇有关CRISPR/Cas的报道标志着基因编辑技术取得了重大突破。CRISPR是从细菌、古菌基因组中发现特殊的DNA重复序列家族。目前,该技术已经成功应用于水稻、斑马鱼、小鼠等动植物中,实现了对特定基因的定向修饰。简要介绍CRISPR/Cas的发现历史、组成、作用原理和最新研究进展,对该技术在玉米研究中的应用进行展望。     

玉米转基因技术研究及其应用

随着植物转基因技术的深入发展,大豆、玉米、油菜和棉花等转基因作物大面积商品化生产为全球的粮食安全做出了巨大贡献。玉米是全球第一大粮食作物,自1986年以来玉米的转基因技术发展较快,其主要的遗传转化方法包括农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法等,农艺性状改良涉及抗除草剂、抗虫、抗病、抗旱、抗盐和品质改良等,其中抗除草剂和抗虫玉米已成为主要的商业化转基因作物。本文综述了玉米转基因技术的研究进展及应用,展望了玉米转基因研究的发展方向。     

融合蛋白mCry1AbVip3A对亚洲玉米螟和草地贪夜蛾的抗虫效率分析

将融合基因mCry1AbWp3A构建原核表达载体pET30A-mCry1AbVip3A,转入大肠杆菌BL21(DE3),通过优化诱导条件获得mCry1AbVip3A蛋白.室内生测mCry1AbVip3A蛋白对亚洲玉米螟和草地贪夜蛾的杀虫效果,发现饲喂终浓度为128.44 ng/mL的mCry1AbVip3A蛋白的亚洲玉...     

利用CSSL群体研究稻米AC和PC相关QTL表达稳定性

利用以Asominori为遗传背景具IR24染色体片段的置换系（CSSL）群体，在“2年4点”8个环境对稻米直链淀粉含量（AC）和蛋白质含量（PC）进行QTL定位和表达稳定性分析。结果共检测到8个AC和PC相关QTL，其中2个QTL在8个环境中都能重复出现，即影响AC的qAC-8和控制PC的qPC-8，平均贡献率分别为21.0%和26.9%。qAC-8和qPC-8对应置换系与背景亲本Asominori在8个环境中相应性状的表现型都达到极显著差异(P<0.01)；都仅与8个环境中的2个环境之间存在显著的互作效应；说明qAC-8 和qPC-8的效应显著且稳定性较高。此外，qAC-8和qPC-8都被定位在第8染色体R727~G1149区间，IR24的等位基因可同时提高AC和PC，这为研究水稻籽粒直链淀粉和蛋白质形成途径之间的相互关系以及碳氮代谢协同调控的遗传机制提供了新的信息。     

糯玉米opaque2基因近等基因系的创制

opaque2基因能够提高糯玉米赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸的含量。用2种优质蛋白玉米(QPM)CA339和鲁2548自交系作为opaque2基因供体,25个品质较好的糯玉米自交系作为受体,利用回交技术和SSR分子标记辅助选择育种,创制糯玉米opaque2近等基因系。分子标记结果表明,不同受体以及两种供体间都存在多态性。5套创制成功的opaque2近等基因系的赖氨酸含量比其轮回亲本分别提高了59.0%、52.7%、48.5%、46.3%和61.9%,分别由0.308%、0.313%、0.309%、0.341%、0.323%提高到0.489%、0.478%、0.458%、0.498%、0.522%。本研究表明,可以利用此方法通过向不同遗传背景的多种受体导入opaque2,选取赖氨酸含量提高较大、透明表型的近等基因系,提高糯玉米的营养价值和经济价值。     

延缓叶片衰老ZmIPT2基因的玉米遗传转化及功能验证

从玉米自交系郑58中克隆Zm IPT2基因并构建单子叶植物表达载体,通过农杆菌侵染萌动胚方法将其转入玉米自交系K10中,对转基因后代进行分子检测和功能验证。结果表明,Zm IPT2基因c DNA全长969 bp,成功构建其单子叶植物表达载体p CAMBIA5300-ubi-Zm IPT2。农杆菌侵染萌动胚法共转化K10种子5 163粒,获得T0代PCR阳性幼苗48株,其中13株结实收获种子;获得的3个T2代株系PCR阳性率符合3∶1的分离比,且RT-PCR检测呈阳性;2个T2代转基因株系的成熟期叶绿素含量和细胞分裂素含量极显著高于对照,相对绿叶面积和叶面积持绿期极显著或显著高于对照,百粒重和小区产量显著高于对照。结果初步证明,Zm IPT2基因在玉米中的过表达可延缓叶片衰老,提高玉米产量。