玉米亲本自交系及杂交种机械粒收质量相关指标分析

以玉米亲本自交系及杂交种为试验材料,于2019—2020年对玉米植株地上倒3—5节的折断力、节间长、节间粗及收获时籽粒含水率、破碎率、抗压能力、脱水速率等指标进行分析,并筛选茎秆强度强、籽粒机收质量好的玉米材料,为适宜机械粒收玉米新种质的培育奠定基础。结果表明,自交系E8501和杂交种郑单6122的茎秆折断力较大,自交系郑58、ZC1456和杂交种郑单958折断力较小;自交系郑682和杂交种先玉335的节间较长,自交系郑588和杂交种郑单1002的节间较短;自交系郑P6、PH6WC和杂交种DK517节间较粗,自交系郑682和杂交种郑单6098节间较细。聚类分析结果表明,玉米亲本自交系E8501、郑7541、郑H71、郑V89M、郑D58M、HCL1645和PH4CV及杂交种郑单6386、郑单6122、DK517、郑单6095、郑单6098、郑单1868和郑单1002的茎秆强度较强。杂交种郑单958的籽粒含水率较高,郑单6122较低;自交系郑H71和杂交种郑单958、郑单1868的籽粒破碎率较高,自交系PH4CV和杂交种DK517的籽粒破碎率较低;自交系PH4CV和杂交种郑单6122的籽...     

玉米逆境胁迫响应基因ZmbZIP84的克隆与功能验证

碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,bZIP)转录因子是真核生物中分布最广泛、结构极其保守的家族之一,在植物生长进程中发挥重要作用。为验证bZIP转录因子在逆境胁迫中发挥的作用,本研究通过分析转录组数据,筛选到27个参与干旱-复水胁迫的bZIP基因,计算相关性系数、构建共表达网络图发现ZmbZIP84(Zm00001d053988)是核心节点基因;该基因位于玉米第4号染色体,具有高度保守的bZIP结构域;分析理化性质,发现该基因是亲水性蛋白且属于不稳定蛋白;构建系统发育树,发现该基因与柳枝稷和高粱的亲缘关系最近;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,ZmbZIP84在玉米各组织中均有表达,成熟根中的表达量最高;设置20%聚乙二醇(PEG)-6000、42℃高温、200 mmol·L^-1 NaCl以及缺乏铵态氮等模拟试验,发现该基因在高温、干旱、氮处理下表达量显著上调,而在NaCl处理下表达量下调,说明ZmbZIP84基因积极参与并响应非生物胁迫;利用CRISPR/Cas9技术获得ZmbZIP84基因的拟南芥同源基因缺失型纯合突变体,发...     

玉米逆境胁迫响应基因ZmbZIP15的克隆与抗旱功能分析

从转录组数据中筛选到27个参与干旱-复水胁迫响应的bZIP基因,构建共表达网络图。结果发现,ZmbZIP15处于核心节点位置,该基因位于第5号染色体,编码176个氨基酸,包含高度保守的bZIP结构域,属于亲水性蛋白。蛋白进化树分析发现,该蛋白与芒草、高粱的亲缘关系最近,与大麦、小麦的亲缘关系最远。ZmbZIP15基因ATG上游2 K启动子的顺式元件分析,发现含有多个参与调控脱落酸、低温和干旱的结合元件。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)结果显示,ZmbZIP15是组成型表达基因,在雌穗高表达,幼茎的表达量最低。干旱、高温、盐、氮胁迫处理下,该基因的表达量显著上调,说明ZmbZIP15基因积极参与并调控非生物胁迫途径。过表达ZmbZIP15转基因拟南芥抗旱性检测分析,发现干旱胁迫处理下过表达ZmbZIP15基因能够提高拟南芥幼苗的抗旱性。亚细胞定位显示,该基因编码的蛋白定位于细胞核。