玉米液泡膜焦磷酸酶基因ZmVPP1的克隆及逆境下的表达分析

采用同源克隆的方法在玉米中得到一个与拟南芥耐盐基因AVP1类似的基因.BLAST分析表明,该基因编码蛋白属于质子泵焦磷酸酶家族(H_PPase superfamily)中的Ⅰ型VPP,将其命名为ZmVPP1.ZmVPP1包舍一个2301bp的开放阅读框,编码766个氨基酸残基.蛋白比对结果表明,该蛋白在不同植物中相当保守.实时荧光定量PCR检测发现,ZmVPP1基因在成熟叶片中高丰度表达,在生殖器官中表达量较少.脱水、高盐、低温等逆境胁迫条件和ABA处理下的表达分析表明,ZmVPP1基因受逆境的诱导表达,属于不依赖于ABA的途径.由此推断,ZmVPP1可能参与玉米对Na+的隔离,从而起到耐盐的作用.     

干旱胁迫和正常灌溉条件下玉米产量性状的QTL分析

产量及其产量因子是衡量玉米耐旱能力的重要性状。本研究利用Lo1067×Y i72的F2∶3家系进行产量性状的数量性状位点(QTL)的分析。结果表明,在正常水分条件和开花期干旱胁迫条件下,分别有14个QTL与产量性状穗重、粒重、轴重、百粒重、穗数、穗粒数有关。此外,还检测到7个与抗旱指数(TI)相关的QTL。各QTL所解释的表型变异在1%~78%;这些QTL以部分显性和超显性为主。不同胁迫条件下检测到的QTL不一致,说明存在显著的QTL与环境互作。     

基因组学方法在玉米种质资源研究中的应用

近年来,分子生物学和植物基因组学得到了飞速发展,包括分子标记技术在内的基因组学方法在玉米种质资源研究中得到了广泛应用。本将对玉米种质资源研究的主要领域如玉米的起源和进化、遗传多样性的形成机制及评估、基于多样性的新基因发掘等方面的最新进展进行评述,并提出我国在应用基因组学方法进行玉米种质资源研究的策略。     

利用分子标记分析遗传多样性时的玉米群体取样策略研究

利用分子标记技术对玉米种质资源进行遗传多样性分析对种质资源的保存和利用具有重要的指导意义。但是,在对地方品种和育种群体这些开放授粉群体进行大规模遗传多样性分析时,取样方法将会严重影响到研究结果和工作效率。本研究用2个育种群体和3个地方品种为试材,利用微卫星(SSR)标记对每个群体100个个体及其组成的不同随机混合样品进行了分子检测。结果表明,不同群体的群体内遗传变异大小存在差异;相同数目的个体随机混合的不同样品间的检测结果基本相同;不同数目的个体混合的样品间存在一定程度的差异,并且与材料本身的遗传变异大小有一定关系。考虑到结果的科学性和工作的可行性,建议在利用分子标记(如SSR)进行地方品种和育种群体的遗传多样性评估时,随机选取30个个体组成混合样(或用15个个体组成2个混合样)来代表1个地方品种或育种群体进行分子鉴定。     

中国重要玉米自交系种质资源子粒性状特征分析

玉米子粒性状是决定玉米产量的重要因素。为了解析中国重要玉米种质资源子粒性状的遗传变异基础,本研究以具有广泛遗传多样性的627份重要玉米自交系为材料,运用相关分析与逐步回归的方法,探讨了我国玉米自交系种质资源的子粒性状特征。结果表明,百粒体积与百粒重存在极显著正相关。逐步回归分析表明,百粒体积对百粒重表型变异的贡献高达78%。针对不同杂种优势群的子粒性状特征分析表明,粒宽对百粒体积的贡献率在瑞德、旅大红骨、兰卡斯特和P群中均为最大,贡献率在54%~71%之间。而在塘四平头类群中,粒厚和粒长的贡献率分别为45%和22%。该研究旨在为利用不同类型种质资源开展子粒性状遗传解析提供参考和依据。     

ISSR分子标记技术在分析玉米自交系遗传关系研究中的适用性

利用ISSR分子标记技术对59份玉米自交系和1份大刍草材料进行遗传多样性分析.21对ISSR引物共扩增出475条不同位置的带,平均22.6条;多态性带469条,平均22.3条,百分率高达98.7%;不同引物的多态性信息指数(PIC)在0.84～0.94之间.60份材料的遗传相似系数在0.23～0.48之间.经聚类分析,可将这些材料分成两大组,共9个亚组,并且在一定程度上与血缘和系谱是一致的,也存在一些例外.结果表明,ISSR标记尽管可以用于进行遗传多样性分析,但并不是最好的分子标记类型.综合考虑不同的分子标记类型的优缺点,认为ISSR标记在遗传研究较少的作物上应用潜力较大.     

玉米抗旱品种的筛选指标研究

培育玉米抗旱杂交种是减小因干旱带来的玉米产量损失的有效途径之一.但多年来对玉米抗旱品种的筛选指标一直没有系统研究.由于抗旱育种和抗旱种质资源鉴定评价有不同目标和要求,因而玉米抗旱品种筛选指标和种质资源抗旱性鉴定评价指标也应有所不同.本研究通过对121个玉米杂交种在不同水分条件下的产量进行分析,对不同品种筛选指标的特点进行比较,认为耐旱指数DTIv[即(Yd×Yw)/Ymw2]是玉米抗旱杂交种筛选的良好指标,而从抗旱系数[即Yd/Yw]发展而来的抗旱指数[(Yd/Yw)×(Ymw/Ymd)]是玉米种质资源抗旱性鉴定评价的良好指标.     

利用SSR标记对新疆主栽玉米杂交种SC704及其亲本的遗传变异检测

玉米杂交种SC704多年来一直是新疆玉米生产的主栽品种。为了评估不同地区品种的遗传变异程度,本研究利用SSR标记时来自全疆各玉米主要生产地的SC704及其亲本共46份材料分别进行了检测。结果表明,父本ZPL717中存在一定程度的杂合、变异等现象,而大部分母本ZPL773和杂交种的遗传一致性较好,但存在个别疑似混杂的材料。另外,在SSR扩增位点中,ZPL773与B73有94％一致,而ZPL717与M017之间只有41％是一致的。自然变异的累积和天然异交可能是导致SC704及其亲本遗传变异的主要原因。     

用渗透剂胁迫鉴定谷子芽期耐旱性的方法研究

采用PEG-6000、甘露醇2种渗透剂7种渗透势模拟水分胁迫,以谷子芽期发芽率、芽长、根长的相对值作为鉴定评价指标,研究谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件。结果表明：在胁迫强度较弱时,40％谷子品种萌发、80％谷子品种胚芽、胚根的生长表现促进作用;在胁迫强度较强时,表现出抑制作用。在PEG-6000、甘露醇胁迫下,萌发耐旱指数与种子千粒重呈负相关。与相对发芽势主要表现为中度正相关,与相对根／芽比主要表现为负相关（PEG-6000胁迫）,与相对芽长、相对根长相关系数很小;相对芽长与相对根长的相关关系主要表现为中度正相关。种子萌发耐旱指数与相对根长两个指标宜作为谷子芽期耐旱性鉴定指标,-0.75MPa PEG-6000、-1.00MPa甘露醇处理可以作为谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件。     

玉米ZmCIPK31基因原核表达及启动子序列分析

与钙传感器类钙调磷酸酶B蛋白(calcineurin B-like protein,CBL)互作的蛋白CIPK(CBL-interacting protein kinase)在植物特定的生长发育和应答胁迫过程中起重要作用。对前期研究得到的玉米ZmCIPK31基因构建原核表达重组载体,进行原核表达分析,转化重组质粒的大肠杆菌BL21菌株能够诱导出期望的目的蛋白。蛋白可溶性分析表明,它是可溶性的蛋白,通过淀粉树脂柱对其进行纯化,为下一步激酶活性分析提供了有活性的目的蛋白。同时,克隆了ZmCIPK31基因起始密码子ATG上游包括2189bp的启动子区段,顺式作用元件预测分析表明此区段不仅具有TATA-box和CAAT-box等启动子共有序列,还具有光应答、胁迫应答、发育相关、激素相关及其他功能未知的调控结构域。聚乙二醇(PEG)胁迫下,ZmCIPK31基因的诱导表达进一步表明其能够应答胁迫,且在地上部和根中的表达模式不同。