基于比较基因组学的玉米ESTs定位方法

描述了以水稻基因组数据和玉米与水稻的比较遗传图谱为桥梁,基于水稻和玉米间存在的标记和序列水平上的广泛的共线性,对大量的玉米ESTs初步定位于玉米连锁群上新方法,为对ESTs开展进一步的基因组学研究和基因克隆提供参考信息。对139条玉米ESTs的定位发现,96条玉米ESTs（69%）可在水稻基因组中找到同源序列,77条ESTs（55%）可使用该策略进行定位,证实了该方法的可行性和有效性。      

玉米花序建成相关基因及其调控网络

从营养生长向生殖生长的转换是植物生命周期中最富戏剧性的发育过程.玉米花序发育经历花期决定及花序建成两个阶段.近年来,基于突变体的遗传分析,科学家已鉴定、分离了许多调控花序发育进程中各类分生组织身份、有限性和形态维持的基因,对这些基因的生物学功能、作用机理及调控途径等进行了深入研究,为阐明玉米花序建成的生物学基础积累了丰富的资料.本文对玉米花序建成相关基因的生物学功能及其作用机理进行了综述,重点描绘了这些基因间的互作与调控网络,以供相关研究参考.     

DNA芯片技术在植物功能基因组研究中的应用

DNA芯片技术是功能基因组学研究中应用非常广泛的高通量方法之一。随着该技术的不断发展,DNA芯片技术可广泛应用于植物重要性状的基因克隆,鉴别和功能分析,植物抗性机理,重要性状的遗传及杂种优势遗传机理等的研究,同时在诸如植物病原菌转基因产品检测等应用方面也将发挥重要作用。     

玉米锌转运蛋白基因ZmZIP4 cDNA的克隆和表达分析

利用RT-PCR从玉米自交系178幼苗组织中分离到1个锌转运蛋白基因,命名为ZmZIP4(GenBank Num-ber:HM048832)。该基因开放阅读框(ORF)为1 161 bp,编码1条386个氨基酸残基的多肽,分子量为38.66 kD,等电点为7.5,有7个跨膜结构域。氨基酸序列比对和进化树分析发现,ZmZIP4与水稻OsZIP4的同源性最高。亚细胞定位试验结果显示,ZmZIP4位于细胞膜上。由低锌胁迫诱导试验结果推测,ZmZIP4可能作为一个锌转运蛋白在玉米低锌胁迫中起作用。     

玉米有丝分裂染色体上玉米BAC探针的FISH杂交体系的构建

本研究分别探讨了玉米和水稻基因组c 0t DNA对探针的封阻、杂交后洗脱的严谨度、杂交液中FAD的浓度变化对BAC-FISH杂交的影响;探讨了玉米BAC探针中重复序列含量对FISH信号的影响.初步形成了一套以玉米BAC探针在玉米有丝分裂染色体上进行FISH杂交的优化技术体系.结果表明,玉米基因组c 0t DNA对探针封阻的c 0t值应小于50;而降低杂交液中FAD浓度和适度控制杂交后洗脱的严谨度,尤其是使用水稻基因组的c 0t 100 DNA封阻探针重复序列对BAC-FISH杂交信号特异性的改善具有明显的效果;同时,验证了选择重复序列含量较少的玉米BAC作为FISH杂交的探针也是获得特异性杂交信号的重要条件.     

玉米CMS分子生物学研究进展

本文对玉米CMS研究已获得的、并为普遍接受的分子生物学研究结果进行了粗略总结;对近年来在玉米细胞质雄性不育育性相关核基因的分子标记定位、克隆及辅助选择,育性相关胞质基因的克隆与表达方面的研究进展进行了简要概述;我们认为在今后一段时期,玉米CMS研究将着重围绕核不育基因的克隆及表达模式、线粒体功能基因组、育性相关胞质基因与核育性基因相互作用等方向进行研究,以期阐述玉米CMS的形成机理。 Progress of Molecular Biology of CMS in Maize ZHANG Zu-xin,ZHANG Fang-dong,ZHENG Yong-lian National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China Abstract:In the paper,we have summarized the molecular biological accomplishment acquired and accepted by most of maize researchers on CMS of maize.A brief review of current molecular biological progress of CMS of maize are displayed in the paper.These progresses concern in the positioning,cloning and maker-assisted selection of nucleic genes associated with fertility,expression and cloning of cytoplasmic genes associated with male sterility,In order to elucidate the molecular mechanism of CMS of maize,the areas about cloning and expression profiling of male sterile nucleic genes,and functional genomics of mitochondria,and interaction cytoplasmic genes with nucleic genes will need to be researched in the future. Key words：maize(Zea mays L.);CMS;mtDNA;gene associated with fertility     

玉米耐渍功能基因组分析及相关基因Sicyp51的鉴定与克隆

选用耐渍性有明显差异的玉米自交系Mo17和Hz32, 对二叶一心期的幼苗进行淹水处理, 构建了这两个材料各自正向和反向的SSH(suppression subtractive hybridization)文库. 从SSH文库中筛选到105个阳性克隆; 利用处理及对照mRNA与Mo17全生育期cDNA芯片分别杂交, 得到57个3倍以上表达差异的克隆. 对所有162个克隆进行序列分析, 结果表明: 所有差异表达的克隆代表85个TUGs(tentative unique genes), 这些TUGs主要参与厌氧代谢、逆境自我保护、信号传导、细胞结构和能量代谢等生理生化途径, 同时还包括41个未知功能的cDNA, 说明玉米根系对淹水胁迫响应涉及到复杂的代谢反应. 对从Mo17和Hz32中筛选到的差异表达克隆进行比较分析发现, 在淹水条件下, 耐渍性不同的材料具有不同的耐渍相关基因的表达模式. 利用Northern及RT-PCR检测了部分阳性克隆的表达谱, 并克隆到一个与耐渍相关的新基因(Sicyp51).     

基于玉米导入系群体的3个农艺性状QTL分析

通过回交育种程序结合SSR标记构建以玉米自交系农系531为受体亲本、10个具有不同农艺性状的自交系为供体的染色体片段导入系群体,在该群体BC3F3世代,利用GGT32图示基因型软件和Windows QTL IciMapping v1.0对导入片段进行检测、并结合田间调查对控制玉米穗位高、穗上叶夹角和株高的QTL进行分析.研究表明,导入系群体的创建在遗传结构上改良了农系531穗位偏高、穗上叶夹角偏大的不足,并得到基本符合育种目标的改良株系.通过QTL分析,在具有相同性状改良的单株上,分别检测到4个包含穗位高、4个包含穗上叶夹角和6个包含株高QTL的共同的导入染色体片段.     

染色体片段导入系在作物遗传育种研究中的应用

染色体片段导入系是在轮回亲本的遗传背景上只含有一个或少量供体染色体片段的家系,可作为QTL分析的重要材料。在QTL检测时,染色体片段导入系的遗传背景清楚,可有效检测微效基因及隐蔽基因,准确地评价供体染色体片段的遗传效应,打破优良基因与不良基因的连锁,提高QTL检测的效率和准确性。另外,染色体片段导入系不仅可用于QTL精细定位和基因克隆、QTL间互作、QTL与环境互作以及杂种优势的研究,同时还可用于作物聚合育种和分子设计育种。本文对染色体片段导入系的构建及其在作物遗传育种中的应用进展进行了综述。     

水稻BAC在玉米有丝分裂染色体上FISH杂交体系的构建

 以水稻细菌人工染色体(BAC)为探针在玉米有丝分裂的细胞学制片上进行荧光原位杂交(FISH),探讨玉米基因组C_ot DNA对BAC探针重复序列的封阻、杂交后洗脱的严谨度、杂交液中FAD的浓度变化、水稻BAC探针的特异性重复序列的封阻对FISH杂交信号特异性的影响.初步形成了一套以水稻BAC探针在玉米有丝分裂染色体上进行BAC-FISH杂交的优化技术体系.研究结果表明：使用玉米基因组C_ot DNA来封阻水稻BAC探针的重复序列玉米基因组C _ot DNA的C_ot值应小于50,同时还需根据不同探针调整C_ot DNA的C_ot值及与探针的比例;而降低杂交液中FAD浓度和适度控制杂交后洗脱的严谨度,尤其是使用水稻BAC探针本身特异的重复序列的封阻对BAC-FISH杂交信号特异性的改善具有较好的效果.