玉米优良自交系愈伤组织基因枪转化的研究

利用基因枪将Ｂｔ基因导入玉米Ｅ２８幼胚愈合组织中,在潮霉素浓度为５ｍｇ／Ｌ选择培养基上,经过３５天的继代和分化２次选择及４５天继代继续３次选择后分化再生成植株,ＰＣＲ及Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分子杂交结果表明,潮霉素基因及Ｂｔ基因已导入并整合到玉米基因组中,Ｅ２８２次选择的转化频率达到７．８％,显著地高于３次选择２．９％的转化频率,选择至再生的时间缩短２５天;自交系Ｐａｌ３７２次选择的转化频率为１３．３％     

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.     

高油玉米优良自交系再生体系的建立

以供试的5个高油玉米优良自交系为材料,建立了一个高效的高油玉米幼胚再生体系.研究表明,高油玉米幼胚组织培养的最适幼胚长轴长度在0.5 mm～2.0 mm左右;MB培养基是最适的胚性愈伤组织诱导培养基;各材料胚性愈伤组织诱导率差异较大,以4K261和4K296的胚性愈伤诱导率较高;不同材料最适的继代培养条件存在差异,但基因型仍然是决定各自交系胚性愈伤组织的继代能力的主导因素,其中以4K261最佳.5个自交系均能分化出幼苗,但分化率差异较大,以4K059分化率最高,达82.0 %;其次是4K261和4K296,分别为63.2 %和59.0 %;4K060和4K061表现最差.所以4K059、4K261和4K296均可作为遗传转化的受体材料.该体系的建立为高油玉米的遗传转化奠定了基础.     

玉米优良自交系成熟胚再生体系的建立

选用生产上广泛应用的10个玉米优良自交系,用幼胚通过组织培养研究其再生特性,结果表明:玉米自交系基因型间的培养能力有较大的差异,自交系178的再生率高达78%。在此基础上以其中的178玉米优良自交系为材料,研究了影响玉米成熟胚再生的各种因素,结果表明:高浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)(4.0 mg/L)是诱导愈伤组织必须的;在继代培养基中添加适量的2,4-D(2.0 mg/L)、6-苄基嘌呤(6-BA)(0.2 mg/L)和硝酸银(10 mg/L)显著增加胚性愈伤组织的形成;在分化培养基中添加0.5 mg/L 6-BA有利于提高愈伤组织的分化频率。该再生体系的建立,为以成熟胚为受体系统的遗传转化体系的建立奠定了基础。     

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。     

玉米自交系间遗传距离与产量杂种优势,杂种产量的关系

以13个玉米自交系及其按双列杂交配制的78个单交种为材料,研究性状选择、亲本选择对遗传距离与产量杂种优势、杂种产量关系的影响,结果表明:(1)当性状数较少时,遗传距离与产量杂种优势、杂种产量的关系因性状的不同而异;当性状数较多时,遗传距离与产量杂种优势、杂种产量的关系为抛物线,受性状影响较小;(2)当所选亲本材料的遗传差异较大时,遗传距离与产量杂种优势的关系为抛物线;当所选亲本材料的遗传差异较小时,遗传距离与产量杂种优势的关系为直线或不相关。     

基于荧光SSR标记的玉米自交系遗传结构解析

利用多重SSR-PCR荧光标记检测技术,对本单位自育和引进的259份玉米自交系进行遗传多样性和亲缘关系分析,并以11个归属于不同杂种优势群的代表自交系为参照进行群体结构分析。结果显示,50对SSR引物共检测到214个等位基因变异,基因多态性指数的平均值为0.50,每个SSR标记的多态性信息量(PIC)平均值为0.44。用UPGMA方法将270份自交系划分成3大类群,进一步进行数值化杂种优势群分析,以明确所用种质资源的杂优类群利用方向,为玉米自交系的有效利用和品种的选育提供依据。     

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.     

玉米近缘植物的遗传研究及其在玉米改良中的利用

玉米近缘植物作为玉米的重要遗传资源,对玉米品种的改良存在着巨大的潜力介绍了玉米近缘植物的分类及其主要遗传资源,分析了玉米近缘植物的遗传学特征,阐述了玉米近缘植物在玉米改良中的主要作用,为玉米种质资源的进一步开发利用,指导玉米品种改良实践提供有益的参考     

喀斯特高海拔山区玉米骨干自交系遗传多样性RAPD标记分析

以代表我国玉米6个主要杂种优势群旅大红骨、Lancaster、Reid、苏湾、墨白和塘四平头的标准测验种丹340、自330、7922、苏37、449、黄早四和适应我国喀斯特高海拔山区的玉米骨干自交系为材料,利用RAPD标记对其进行遗传多样性和杂种优势群划分.从90个随机引物中筛选出21个多态性好的引物扩增材料,共产生146条谱带,其中124条谱带有多态性,占86.3%,说明喀斯特高海拔山区的玉米骨干自交系具有较丰富的遗传多样性.通过UPGMA聚类分析,以遗传相似系数为0.632,可将我国喀斯特高海拔山区玉米种质资源的16个骨干自交系划分为5个类群.     

Comparison of Linkage Disequilibrium in Elite European Maize Inbred Lines using AFLP and SSR Markers

Application of association mapping to plant breeding populations has the potential to revolutionize plant genetics. The main objectives of this study were to (i) investigate the extent and genomic distribution of linkage disequilibrium (LD) between pairs of amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers, (ii) compare these results with those obtained with simple sequence repeat (SSR) markers, and (iii) compare the usefulness of AFLP and SSR markers for genomewide association mapping in plant breeding populations. We examined LD in a cross-section of 72 European elite inbred lines genotyped with 452 AFLP and 93 SSR markers. LD was significant (p < 0.05) for about 15% of the AFLP marker pairs and for about 49% of the SSR marker pairs in each of the two germplasm groups, flint and dent. In both germplasm groups the ratio of linked to unlinked loci pairs in LD was higher for AFLPs than for SSRs. The observation of LD due to linkage for both marker types suggested that genome-wide association mapping should be possible using either AFLPs or SSRs. The results of our study indicated that SSRs should be favored over AFLPs but the opposite applies to populations with a long history of recombination.     

中国骨干玉米自交系抗旱性分析与评价

在新疆典型干旱、半干旱地区,通过玉米自交系的14个主要产量性状对干旱胁迫的响应特征进行分析,用主成分分析法筛选其抗旱性的主要鉴定指标,并采用抗旱系数和抗旱指数对自交系的抗旱性进行聚类分析,综合评价47份自交系的抗旱性。结果显示:(1)干旱导致玉米自交系株高、穗位高、叶绿素含量降低,果穗短小,秃尖增大,穗行数和行粒数减小,千粒重和穗粒重降低,最终造成产量下降。(2)各自交系抗旱性强弱与干旱条件下的穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等性状具有较密切的关系,其中抗旱性表现较好的自交系是掖52106、英64、478等,其次是Mo17Ht、Mo17、丹340、郑58、X178、C103等。研究表明,在育种实践中,田间自交系抗旱性筛选应以穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等为主要指标,并结合产量抗旱系数、抗旱指数对自交系抗旱性进行综合评价。     

玉米自交系(AS-9)耐盐突变体的遗传变异分析

以玉米基础自交系(AS-9)及其化学诱变自交系M4为实验材料进行耐盐性鉴定,同时利用44对可能与根系性状有关联的SSR引物进行遗传变异分析。结果表明,诱变M4幼苗经200和250 mmol·L-1 NaCl盐胁迫处理7 d后,IV400、IV1600根数比AS-9对照分别增加23.1%、19.1%,诱变IV1600初生根1、2、3根长分别为对照的1.33、1.70、2.15倍;同时在M4玉米试材中扩增出多态性条带的引物25对,占引物总数的56.82%;诱变自交系M4与AS-9的遗传相似系数平均值为0.6563,遗传相似系数中心化后,数据在-0.04处可把材料分为三个类群,基础材料AS-9为Ⅰ类,M4代IV1400、IV1600、IV2000聚为Ⅲ类,其余诱变系为Ⅱ类。此外,6对引物的SSR-PCR产物进行序列差异检测,结果产生新的基元和基元重复次数变化,说明系列化学诱变已使玉米自交系AS-9产生了显著的遗传变异。     

具有高再生性且对农杆菌敏感玉米自交系的筛选

以70个高代玉米自交系的幼胚为材料在NB培养基上进行离体培养,通过多次继代选择,从中筛选出了胚性愈伤组织诱导率高、克隆能力强的10个自交系,将这10个自交系的一部分胚性愈伤组织用作绿苗再分化,研究其再生能力;另一部分用农杆菌C58和GV3301转化,利用植物载体中携带的gus和g彦报告基因的瞬时表达为指标研究玉米基因型对农杆菌的敏感性。绿苗再分化结果表明,10个自交系都具有绿苗再分化能力,其中自交系6010、6038、6015、6051和6060的绿苗再分化力相对较高,分别为61．11％、31．94％、45％、33．33％和156．94％。gus瞬时表达率方差分析结果表明：玉米基因型对农杆菌C58的敏感性存在极显著差异,在自交系6034、6038的胚性愈伤组织上没有检测到gus瞬时表达,即这两个基因型对农杆菌C58不敏感,不能被其转化;其他7个基因型的平均gus瞬时表达率均大于70％,说明这7个基因型对农杆菌C58敏感。GFP荧光检测结果表明,在自交系6034、6038、6069和6010的胚性愈伤组织上没有检测到gyp瞬时表达,在其他6个自交系上检测到绿色荧光蛋白的表达。因此,认为自交系6015、6051和6060是对农杆菌GV3301敏感且具有高再生能力的玉米转基因受体材料;自交系6051、6010、6015、6060和6050是再生能力强且对农杆菌C58敏感的玉米转基因受体材料。     

40份玉米自交系的ISSR遗传多样性分析

利用ISSR分子标记技术对40份玉米自交系进行亲缘关系分析。从59条ISSR引物中筛选出10条重复性高、多态性好的引物,分别对全部供试材料进行扩增,共扩出90条清晰谱带,其中多态性条带81条,多态性比率为90.00%,表明供试材料基因组DNA的多态性较高。用 NTSYSpc-2.10软件中的 UPGMA进行聚类分析,40份玉米自交系的遗传相似系数变化范围在0.65~1.00之间,在此基础上构建聚类分析树状图,揭示了玉米各自交系间的亲缘关系。本研究为今后分子水平上玉米优良自交系的改良与选育提供了一定的参考依据。     

我国不同年代玉米自交系茎秆性状演替规律

茎秆是玉米植株重要的组成部分,与植株倒伏、籽粒产量密切相关.研究我国玉米茎秆性状变化趋势,探讨不同年代茎秆性状演变规律,为我国玉米抗倒伏及高产品种选育提供参考.本研究以20世纪60-90年代65个代表性玉米自交系为材料,调查植株茎高、穗位高、茎节数、穗位节、茎粗、茎秆含水量、茎秆含糖量7个茎秆性状,及其衍生的穗位系数(...     

农杆菌介导淀粉分支酶基因RNAi片段转化玉米的研究

以玉米自交系“178”和“R18红”的胚性愈伤组织为材料,通过愈伤组织对潮霉素的敏感性实验,确定了潮霉素15 mg/L~25 mg/L为愈伤组织适宜的选择压。利用农杆菌(Agrobacterium tum efaciens)介导将淀粉分支酶基因RNA干涉表达载体转入玉米自交系中,并对农杆菌转化系统的条件进行研究。结果表明:在感染液和共培培养基中分别都加入100μm ol/L乙酰丁香酮和50 mg/L抗坏血酸,农杆菌LBA4404的菌液OD600为0.6、侵染时间20 m in为农杆菌转化的最适条件。对转化的愈伤组织分化诱导出苗后进行PCR检测,证明外源目的基因已整合到玉米基因组中,转化率最高达到2.4%。     

淀粉含量不同的玉米自交系籽粒淀粉积累及其关键酶活性

以2个高淀粉和2个低淀粉玉米自交系为材料,分析了玉米籽粒淀粉的动态积累规律,同时对高低淀粉玉米籽粒灌浆过程中淀粉生物合成关键酶活性的动态变化及其与淀粉积累动态的相关性进行讨论分析。研究结果表明:灌浆过程中4个自交系淀粉含量变化趋势均呈sigmoid型曲线。灌浆过程中ADPG-PPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(颗粒结合淀粉合成酶)活性均呈单峰曲线变化,峰值都出现在20～30DAP(授粉后天数)。2个高淀粉自交系的Q酶(淀粉分支酶)活性也呈单峰曲线变化,峰值也出现在20DAP,而2个低淀粉自交系的Q酶活性则呈双峰曲线变化,2个峰值分别出现在15～20DAP和30～35DAP。4个自交系籽粒淀粉的积累速率与各自交系ADPG-PPase、SSS和GBSS的活性变化呈极显著正相关。各自交系关键酶活性之间,ADPG-PPase、SSS和GBSS三者间活性变化呈极显著正相关,这3种酶活性变化与Q酶活性变化也呈不同程度的正相关。