玉米穗上叶夹角和叶间距的QTL定位

玉米(Zea mays L.)的叶夹角和叶间距是玉米株型的两个重要性状,不同株型通过影响群体冠层内的光分布状况和群体的光能利用而影响产量。为了解玉米叶夹角和叶间距的遗传机制,利用紧凑型玉米自交系CY5和平展型玉米自交系YL106组配构建的F2世代为作图群体,构建具有212个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为1 153.39 cM,标记平均间距5.44 cM。利用144个F2∶3家系在3个环境下的表型值,结合已构建的遗传连锁图谱,采用完备区间作图法,对穗上叶夹角和穗上叶间距进行基因定位。结果表明,在单环境分析中,共检测出22个QTL,叶夹角和叶间距分别检测到10和12个QTL,其中西南大学玉米研究所歇马试验基地(简称XM)检测到9个,北碚试验基地(简称BB)检测到8个,合川试验基地(简称HC)检测到5个;在多环境联合分析中,共检测出11个QTL,分别位于1、3、5和7号染色体上,其中叶夹角检测到5个,位于1、3和5号染色体上,叶间距检测到6个,位于1和7号染色体上;在单环境和多环境中同时检测到的一致性QTL有3个,分别是穗上二叶夹角(qSecLA1a)、穗上三叶夹角(qThiLA1a)和穗上三叶间距(qThiLS7),其中在单环境中qSecLA1a位于1号染色体bnlg1803～bnlg1007,分别解释表型变异率26.99%和18.51%,qThiLA1a位于1号染色体bnlg1803～bnlg1007,分别解释表型变异率24.14%和22.00%,qThiLS7位于7号染色体bnlg1305～umc1787,分别解释表型变异率13.77%和9.96%;以上3个QTL在多环境联合分析中的贡献率分别为29.10%、31.86%和11.20%。因此,qSecLA1a、qThiLA1a和qThiLS7 3个位点在不同环境中可稳定表达。本研究结果可为玉米叶夹角和叶间距的遗传改良和分子标记辅助育种提供参考资料。     

玉米o16基因回交渗入o2系的分子标记辅助选择

在高赖氨酸玉米育种中,主要是以玉米opaque-2(o2)突变体作供体回交转育培育亲本材料,再行培育高赖氨酸杂交种。但是,迄今培育的o2玉米系及其杂交种的籽粒赖氨酸含量约为0.4%,不能满足食用和饲用的需求。为了提高o2玉米的赖氨酸含量,本研究利用一个新的高赖氨酸突变基因opaque-16(o16)的载体QCL3021作供体,o2玉米系太系19为受体,将o16基因回交渗入o2玉米系。在回交的每一世代及随后的自交世代,用o2基因内的SSR标记umc1066和o16基因的连锁SSR标记umc1141进行前景选择,再对中选单株进行全基因组SSR标记的背景选择,最后用染料结合赖氨酸法测定籽粒赖氨酸含量,以便保证筛选出遗传背景恢复率和赖氨酸含量均高的目标单株。在BC₂F₄代,获得携带o2和o16基因的家系17个,其遗传背景与o2玉米系相当(恢复率为92%~95%),赖氨酸含量为0.469%~0.599%。其赖氨酸含量比普通玉米平均提高约122.63%;比高值亲本太系19(o2o2)平均提高约22.33%,增幅为6.11%~35.52%;比低值亲本QCL3021(o16o16)平均提高约65.86%,增幅为43.87%~83.74%。表明采用标记辅助选择技术将o16基因回交导入o2玉米,能有效提高玉米籽粒的赖氨酸含量,对高赖氨酸玉米的遗传改良和育种具有重要意义。     

几个主要玉米自交系的配合力及聚类分析

利用16个自交系按8×8不完全双列杂交法配成64个组合,研究其株高、穗位高、生育期、穗长、穗粒数、小区籽粒产量等14个农艺性状的一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)和遗传参数.结果表明:14个农艺性状的GCA和SCA均达极显著水平;控制这14个性状的基因效应中主要以加性基因效应为主,非加性基因效应较少;本试验材料中561、B603-6-1、8954、4781tl41、268、549、478C4等7个自交系GCA综合性状较优,为组配强优势杂交组合的优良自交系.根据离差平方和法进行聚类分析表明16个自交系划分成6个类群:549、8954为一类;268、478C4、冬4011、N7931、478G为一类;4781tl41、苏11为一类;561、B603-6-1为一类;WJ01、石79、1058为一类;吉1037、200H为一类.     

玉米自交系苗期耐低磷的根系生理特性研究

以磷高效型04419和磷低效型04065玉米自交系为材料,研究了砂培试验条件下,二者在需磷临界期(苗期)的根系生理特性差异。低磷处理下,4～8叶期磷低效型04065玉米根系酸性磷酸酶(APase)活性显著高于磷高效型04419玉米,而其根系磷含量显著低于04419,表明根系APase水平能够反映不同基因型玉米磷效率的差异。当低磷处理至6～8叶期,除根冠比外,二者根系APase、根系活力、根系丙二醛(MDA)、根系总长和干物质积累差异显著,表明不同基因型玉米对低磷的耐受能力是多种生理反应综合作用的结果。     

西南地区常用玉米自交系的配合力及聚类分析

采用NCⅡ设计,以Mo17、郑22、330、32、丹340、黄早四、515为母本,14个西南地区常用玉米自交系为父本,分析了21个玉米自交系的配合力。结果表明：330、丹340、180、交51、Px和7331的产量一般配合力高,在98个杂交组合中330×交51、515×大黄132、丹340×独紫、32×贞367、330×贞367、330×095、515×7331、Mo17×Px、Mo17×交51和330×大青133为强优势组合。聚类分析表明,14个自交系分为4类：①095、5331、大青133;②180、独紫、交51、贞367;③木4、7327、木6、7331、大黄132;④5151、Px。     

低磷胁迫下玉米自交系抗氰呼吸与磷吸收的研究

在低磷胁迫下,对玉米自交系06112、06060、06105和06128的抗氰呼吸和P吸收量以及二者相关指标进行了测定,并进行了统计分析.结果表明,抗氰呼吸速率与植物体内活性氧含量呈极显著负相关,与丙二醛含量呈显著负相关,与游离的丙酮酸呈极显著正相关;,抗氰呼吸速率与磷吸收量、根系分泌物酸性磷酸酶、有机酸和总氨基酸均呈极显著正相关.而磷吸收量与根系分泌物酸性磷酸酶、有机酸和总氨基酸呈不显著正相关.说明在低磷胁迫下.玉米自交系抗氰呼吸增强有利于促进磷的吸收.     

玉米基因型磷效率的主成分分析

在低磷和高磷两个供磷水平下,以32个不同玉米基因型为材料对磷效率性状进行主成分分析。结果表明,前3个主成分累计百分率为88.72%,可以用来表述磷效率性状的全部信息,主成分1为玉米基因型的磷吸收效率因子,主成分2为玉米基因型的磷利用效率因子,主成分3为玉米基因型的相对生长速度因子。根据育种目标筛选出磷吸收效率和磷利用效率都较大的玉米基因型178、7146、488、5003、黄C和7331。     

三峡库区玉米地方资源的Ciemsa C-带多态性研究

该文报道了三峡库区37个地方资源Ciemsa C-带的多态性,在资源间与资源内部存在一定的多态性.C-带的分布与总数目各不相同.各地方资源Ciemsa C-带总数在4～13之间,但主要集中于9左右.不同材料有不同的变异系数,选育自交系应考虑其变异系数.     

玉米穗部性状QTL定位

利用SSR分子标记构建的遗传连锁图谱对玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、轴粗、秃尖长、200粒质量和穗粒质量等8个性状进行了基因定位.穗长检测到2个QTLs,分布于Ch1-1、Ch9连锁群;穗粗检测到7个QTLs,分布于Ch1、Ch1-1、Ch2、Ch4、Ch4-1、Ch6、Ch7连锁群;穗行数检测到6个QTLs,分布于Ch1、Ch2、Ch5、Ch6、Ch9、Ch10连锁群;行粒数检测到1个QTL,位于Ch9连锁群;轴粗检测到6个QTLs,分布于Ch1、Ch4、Ch5、Ch6、Ch7、Ch10连锁群;200粒质量检测到2个QTLs,分布于Ch7、Ch8连锁群;穗粒质量检测到3个QTLs,分布于Ch5、Ch6、Ch9连锁群.研究表明,穗部性状QTLs在玉米10条染色体上分布不均匀,呈现成簇分布现象;各个QTL位点上起增、减效作用的等位基因在高值亲本和低值亲本中的分布不均匀.