利用SSR标记分析玉米轮回选择群体的遗传多样性

利用SSR标记技术分析了玉米基础群体DC0及其选择两轮后的群体HSC2和MSC2以及基础群体XFC0和其选择一轮后的群体XFC1的遗传多样性。结果表明：49对引物在5个玉米群体中共扩增出185个等位位点,每个SSR座位的等位基因数目为1～7个,平均为3．8个;基础群体多态性位点总数和多态性位点比例比其改良群体的略高;DC0、HSC2和MSC2 3个群体的基因平均杂合度相似,XFC0与XFC1的基因平均杂合度相似;基础群体与改良群体的平均遗传距离也相似;累加各引物扩增的基因型种类,改良群体的基因型种类偏少,但这些差异均不显著。以上结果说明轮回选择的基础群体与其改良后群体的遗传变异相似,轮回选择可以保持群体的遗传变异范围,改变群体的遗传组成,增加群体内个体间的异质性。     

影响农杆菌介导玉米优良自交系遗传转化的因素

以我国玉米骨干自交系9046,齐319,414,Mo17的幼胚为材料,在已经建立的农杆菌介导的玉米幼胚转化体系的基础上,研究了影响农杆菌介导玉米优良自交系遗传转化的因素,建立了优化的玉米优良自交系的遗传转化体系.研究结果表明,1.0-2.0mm的玉米幼胚是最适宜的转化受体;在感染液和共培养基中都加入乙酰丁香酮(200μmol/L)和抗坏血酸(50mg/L),能显著提高农杆菌对玉米的侵染能力;而感染前将幼胚高渗透压预处理未能提高转化率;延迟筛选有利于提高抗性愈伤组织的存活率.应用优化后的转化体系,获得了这4个玉米优良自交系的转基因植株,PCR阳性植株率为1.71%-4.09%.转化植株叶片总DNA的PCR和Southern杂交分析表明,T-DNA上的外源基因已经整合进了玉米基因组,并且在大多数转基因植株(71.4%)中为单位点插入.这一体系的建立,为进一步将有用基因导入玉米优良自交系奠定了基础.     

玉米不同杂种优势近等基因系及其杂交种的基因表达分析

以自发突变产生的籽粒大小和穗位叶片不同的 3对近等基因系及其杂交种为材料 ,研究了 6个基因在其叶片组织中的表达情况 ,以评价这些基因在杂种优势形成中可否作为“限率性基因”模式存在。结果表明 ,有些基因通过增强或减弱表达在杂种优势现象中起一定作用。将被测基因视为整体时会发现它们依次增强表达趋势为 :近等基因系 4 88 1>4 88 2 >4 78;相应杂交种 4 88 1× 340 >4 88 2× 340 >4 78× 340。对近等基因系及其杂交种个体千粒重和穗粒重的相关分析表明 ,Sus1、Sh1和ZmSps34 3′基因亦可作为适合的限率性候选基因以研究杂种优势分子机理。     

玉米逆境响应相关转录因子ZmC2H2-1基因克隆及功能验证

玉米是我国第一大作物,提高玉米的抗逆性是玉米育种的重要目标性状之一。植物C2H2型锌指蛋白广泛参与植物各个时期的生长发育及逆境应答过程。本研究从玉米中分离了转录因子ZmC2H2-1基因并对其功能进行了初步研究。结果表明,ZmC2H2-1属于C2H2锌指蛋白转录因子家族,编码蛋白主要位于细胞核中,酵母自激活实验表明ZmC2H2-1不具有自激活活性;干旱、盐和ABA等逆境可抑制ZmC2H2-1基因在玉米中的表达;过表达ZmC2H2-1基因的拟南芥叶片失水速率更快,在PEG、高盐和ABA处理条件下,与对照相比转ZmC2H2-1基因拟南芥耐逆性降低,以上结果说明ZmC2H2-1基因是作为玉米抗逆的负调控因子参与了逆境胁迫应答。本研究为深入解析玉米ZmC2H2-1的调控网络和玉米的抗逆调控机制奠定了基础。     

玉米秸秆还田对石灰性土壤Zn形态及其有效性的影响

采用尼龙网袋田间填埋的方法,研究了玉米秸秆还田对石灰性土壤Zn形态及其生物有效性的影响.结果表明：与施用Zn肥相比,秸秆还田对提高土壤全Zn含量贡献较小;施Zn肥和添加秸秆处理均显著增加土壤有效Zn(DTPA-Zn)含量,且施Zn肥处理增加的幅度更大;高锌秸秆还田后释放的Zn更易转化为土壤DTPA-Zn,转化率达49.0%,秸秆还田后土壤DTPA-Zn转化率呈先减小后增大的趋势,而施Zn肥处理的变化不大.土壤交换态Zn(Ex-Zn)、碳酸盐结合态Zn(Carb-Zn)、氧化锰结合态Zn(OxMn-Zn)、紧结有机态Zn(Sbo-Zn)和残渣态Zn(Min-Zn)含量在各处理中差异不大,施Zn肥处理的土壤松结有机态Zn(Wbo-Zn)含量显著大于对照和只添加秸秆处理.尽管玉米秸秆的含Zn量较低,但秸秆Zn释放后更易转化为DTPA-Zn,秸秆还田同时施用Zn肥是提高石灰性土壤供Zn能力的有效方法.     

非生物逆境胁迫下ZmCIPK10基因表达分析

干旱、高盐、低温、高温等非生物逆境严重影响植物的生长发育,研究参与逆境胁迫应答基因具有重要的理论意义和应用价值。从玉米中克隆了一个CIPK蛋白激酶基因,暂时命名为ZmCIPK10。该基因全长2 730 bp,转录长度2 100 bp,编码438个氨基酸。顺式元件分析发现在基因启动子区域存在ABRE、HSE、TC-rich repeats等推测的逆境顺势元件。荧光实时定量PCR结果表明ZmCIPK10在干旱、低温、盐胁迫下表达量上调,在ABA、高温胁迫下表达量下调。研究结果初步证实ZmCIPK10基因响应非生物逆境胁迫,为ZmCIPK10参与植物逆境信号途径及其功能研究提供理论依据。     

玉米转基因方法研究进展

玉米是重要的粮食作物,玉米的遗传转化取得了重大成就,而玉米的遗传转化又是玉米遗传改良的有效手段。总结了玉米转化过程中受体的选择标准,比较了各种转化方式,如：农杆菌介导法、基因枪法、花粉管通道法,并探讨了如何有效地选择转化后的阳性事件。     

玉米叶片持绿性研究进展与对策

叶片持绿性(stay green或non-senescence)与植物叶片衰老相关,影响植物生长及生物产量。叶片持绿性相关研究主要集中于拟南芥等模式植物,玉米中的研究相对落后,但该研究对玉米产量、品质、抗病等具有重要意义。本文对玉米叶片持绿性的研究进展进行了综述,包括玉米叶片持绿性概念、评价指标、生理生化特性、遗传特性、基因/QTL定位等。提出了玉米持绿性研究存在的问题与相关对策。     

农田不同种植模式与土壤质量的关系

以山东省黄泛区茌平县为研究区,在对农田土壤理化性状进行全面调查分析和质量评价的基础上,以数理统计方法对小麦/玉米轮作、露天蔬菜、日光温室蔬菜和塑料大棚蔬菜4种种植模式下20种土壤的理化性状和土壤质量的差异性进行分析,探讨了不同种植模式与土壤理化性状和质量的关系.结果表明：不同种植模式下土壤含水量、有机质和氮、磷、钾等大量元素、有效硫、有效锌、土壤pH值和全盐有显著或极显著差异;各模式下有效磷和日光温室蔬菜模式下有效硫具有相对较大的变异性.不同种植模式对土壤质量的影响显著,总的趋势为设施蔬菜高于露天蔬菜,菜田模式高于粮田模式,对化学性状的影响高于物理性状,对有机质和大量元素的影响高于中量元素,对微量元素的影响较小.其原因主要是由于小麦玉米作物秸秆还田、含硫肥料和锌肥的施用及设施蔬菜长期大量施肥的影响.     

不同沼液用量对夏玉米源库代谢关键酶及产量的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究了3个不同沼液用量（15000、22500、30000 kg·hm^-2）对夏玉米源库代谢关键酶和产量构成因素的影响.结果表明：与对照和施氮肥相比,田间浇灌沼液不仅可提高夏玉米地上部干物质量、叶面积指数和叶绿素含量,而且可提高叶片中硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和籽粒中蔗糖合成酶（SS）活性,从而显著增加了玉米穗粗、穗长、穗行数、穗粒数、穗粒重、千粒重和单位面积产量.在3个沼液用量中,以22500 kg·hm^-2处理(拔节期、大口期、抽雄期各追施7500 kg·hm^-2)对提高玉米酶活性和产量的效果最好,其产量可达14006.7 kg·hm^-2,比对照增产40.7％.