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。     

不同杂种优势群玉米子粒脱水速率分析

采用烘干法测定170份玉米自交系的子粒的脱水速率及其相关性状,利用覆盖玉米全基因组的210对SSR标记对试验材料进行全基因组扫描,通过Structure V2.3.4软件揭示其群体结构。对不同杂种优势群平均子粒脱水速率进行方差分析,并筛选出各个类群中子粒脱水速率快的自交系。结果表明:子粒脱水速率在不同自交系间存在显著差异,与穗轴和子粒的含水率等性状间存在显著相关性。试验共筛选到子粒脱水速率大于1%的自交系20个;授粉后40 d子粒含水率低于21%的自交系10个。参试自交系分成P、旅大红骨、瑞德、兰卡斯特和唐四平头5个杂种优势群;授粉后40 d子粒脱水速率依次是瑞德群0.92%、兰卡斯特群0.85%、旅大红骨群0.82%、混合群0.80%、P群0.76%、唐四平头群0.56%。本文旨在通过研究不同杂种优势群玉米自交系子粒脱水速率的特性,筛选子粒脱水速率快的自交系,为选育适应机械化作业的玉米杂交种提供借鉴。     

不同基因型玉米自交系锌营养敏感性差异研究

采用营养液培养,对5个不同玉米自交系5种供锌处理的营养特性进行研究。结果表明,不同玉米自交系对不同浓度辞反应的敏感性不同,最适宜的锌浓度为10^-7mol／L,最不适的辞浓度是10^-9moL／L;不同浓度的锌对玉米自交系生长的效应不同,对茎叶的生长影响较大,对根生长的影响相对较小;SN-11为锌敏感玉米自交系。178、邢K36、昌7—2为锌中度敏感基因型,鲁原92接近锌高效基因型。     

不同玉米自交系茎秆上部维管束数目的差异分析

茎秆维管束数目是玉米养分运输和抗倒伏的关键影响因素,本研究以遗传丰富的172份玉米自交系为研究材料,对茎秆上部小维管束和大维管束数目进行差异性分析,并通过不同杂种优势群的玉米茎秆上部维管束数目多重比较,分析各杂种优势群维管束数目变化趋势。研究结果表明:在不同玉米自交系中,茎秆上部小维管束和大维管束数目变异系数分别为16.67%~21.69%、25.83%~32.19%;小维管束和大维管束数目在不同自交系间的差异均达到极显著水平;小维管束和大维管束数目的广义遗传力分别为78.87%、82.58%;小维管束和大维管束数目在不同环境下均呈正相关关系。多重比较结果表明,各杂种优势群自交系茎秆上部小维管束和大维管束数目趋势一致,由少到多均依次为:兰卡斯特群、瑞德群、P群、旅大红骨群、唐四平头群。本研究初步了解了不同玉米自交系中维管束数目的遗传变异规律,并为进一步QTL定位和基因克隆奠定基础。     

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.     

玉米自交系×大刍草远缘杂交后代性状变异研究初探

采用人工剥苞多次授粉方法,将近缘一年生二倍体类玉米（大刍草）与普通玉米自交系杂交,对F1、F2以及回交后代B1的抽雄期、吐丝期、散粉期、株高、穗位高、分蘖进行调查研究,分析远缘杂交后代农艺性孳的遗传变化。结果表明,远缘杂交后代株高、穗化高分离变异较大,而抽雄期、吐丝期、散粉期分离变异较小,不同世代植株分蘖变化较大,F1代有57．5％植株、F2代有23％植株、BC1F1代有0．8％植株有分蘖;雌穗光周期敏感性大于雄穗。     

玉米种质资源子粒容重和品质性状差异性分析

以290份遗传多样性丰富的玉米自交系为研究材料,探究子粒容重和营养品质的关系,对不同杂种优势群的玉米子粒容重进行多重比较,筛选各杂种优势群中容重较高的自交系。研究结果表明:不同自交系的容重差异达到极显著水平,子粒容重与脂肪含量、淀粉含量分别呈极显著、显著正相关关系,与水分含量和赖氨酸含量呈极显著负相关关系,与蛋白质含量呈显著负相关关系。通径分析表明,脂肪含量、淀粉含量、蛋白质含量、赖氨酸含量和水分含量对容重的直接作用系数分别为0.2821、0.1289、-0.0558、-0.1825和-0.3376。P群、旅大红骨、唐四平头群与兰卡斯特的子粒容重在0.05显著性水平上有统计学意义。另外,瑞德群中高容重自交系包括W222、掖8112等,兰卡斯特中高容重自交系包括W64a、P167、吉63等,P群中高容重自交系包括黄昌b、R136、陕89等,旅大红骨中高容重自交系包括农系5678、Lo415、B100等,唐四平头中高容重自交系包括黄昌a、D33A、浚926等。     

不同杂种优势群玉米茎秆纤维品质及配合力分析

研究建立快速测定玉米茎秆纤维品质的近红外模型,用于评价不同杂种优势群的玉米材料的茎秆纤维品质。分析纤维品质性状的一般配合力,筛选纤维品质和配合力好的材料,为培育抗倒耐密玉米品种提供借鉴。本试验以玉米茎秆基部第3节间和第4节间为材料,利用近红外光谱漫反射光谱(NIRS)技术建立测定秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的数学模型。基于建立的纤维品质模型对一年两点的94份自交系和376份杂交种的茎秆纤维品质进行预测和分析。对不同杂种优势群间整体差异进行方差分析,并评价其一般配合力效应。结果表明,各组分数学模型的校正决定系数、交叉验证和外部验证决定系数在0.801~0.998之间,各项误差在0.131~1.454之间,该模型准确性高,能较为准确预测玉米茎秆的纤维品质,为抗倒伏种质资源材料的鉴定提供参考。各杂种优势群中,旅大红骨群的纤维品质最低,P群和唐四平头群纤维品质及其一般配合力正向效应较好。共筛选出了9个纤维品质好且一般配合力正向效应高的自交系。其中P群有2个,唐四平头群有1个,兰卡斯特群有2个,瑞德群1个,混合群3个。     

玉米子粒中锌及铁铜锰含量的遗传及QLT分析

分别利用三交组合DH8×登海40和DH86×沈137创建F1代DH群体A和群体B,比较2个不同遗传背景下DH群体子粒中锌及铁铜锰含量的变化,并对2个供试群体2年间的试验结果进行了QTL分析。发现玉米子粒中锌及铁铜锰的含量在不同个体间、不同年份间受环境影响比较大,且表现不稳定;群体内呈现连续性数量性状变化,服从于正态分布。对群体A2年子粒中锌及铁铜锰含量进行QTL定位,结果2007年检测到了5个与这些性状有关的QTL,可解释的遗传变异范围为9.41%~43.67%;2008年检测到9个QTL,可解释的遗传变异范围为11.21%~42.96%。2年间末检测到相同的QTL位点。对群体B进行QTL定位,2年间检测到18个QTL位点,分布于除第5染色体以外的其余9条染色体上。其中,2007年检测到12个QTL,2008年获得6个QTL,相同的QTL为2个,控制锌含量的1个位点位于第3染色体的p-umc1399-p-bnlg1605区段,控制铜含量的1个位点位于第2染色体的bnlg1746区段。