玉米穗行数QTL及其互作分析

利用与穗行数有关的5个导入系及轮回亲本综3进行GriffingⅣ双列杂交发展分离群体,结合SSR标记和田间表型鉴定,分析玉米穗行数QTL及其相互作用。在导入系×综3所发展的5个F2群体中,仅在一个群体中检测到1个穗行数QTL,所解释的表型变异为10.68%。在导入系间杂交所发展的F2群体中检测到9个QTLs,分别位于第1、3、8染色体上,所解释的表型变异在4.53%-6.52%之间。另外,检测到2对QTL间互作,10对QTL与未检测到QTL的导入片段间的互作,单个F2群体中各类互作所解释的表型变异显著大于QTL所解释的表型变异。这些结果表明,基因互作在玉米穗行数形成中起着重要的作用。     

玉米CMS材料线粒体DNA遗传多型性的研究

选用１１×４＝４４个探针／酶组合,５０个（１０ｍｅｒ）随机序列引物对２５种不同胞质来源的ＣＭＳ玉米,５种正常胞质玉米线粒体ＤＮＡ进行ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ研究。研究结果表明：（１）４５％的探针／酶组合可检测到玉米线粒体ＤＮＡ的多型性,共表现１５种ＲＦＬＰ类型,其中Ｓ组ＣＭＳ材料内有７种,正常胞质材料内有２种;８０％的随机引物可检测到ＲＡＰＤ。（２）基于ＲＦＬＰ资料的聚类分析结果,可将３０种胞质明确地划分为Ｔ、Ｃ、Ｓ、Ｎ４组,其结果与恢复专效性测定结果一致。其中ｐＨＪ２－７－１／ＢａｍＨＩ的ＲＦＬＰ类型可成为利用ＲＦＬＰ技术进行胞质分组的鉴定体系。（３）“双”型胞质线粒体ＤＮＡ常表现Ｓ＋Ｃ胞质的ＲＦＬＰ图谱。     

基于SSR标记的30份玉米种质遗传完整性分析

利用70对SSR引物,对30份玉米地方品种种质进行遗传完整性检测,每一份种质包含来自两个不同繁种年份的供试亚群体。取样方法为DNA混合取样。结果表明,30份种质的供试亚群体之间的遗传相似系数除红包谷(统一编号00230080)为0.77外,其他都大于0.80。聚类分析表明,除二黄(统一编号00210055)和红包谷两份种质的亚群体出现分支外,其他28份种质亚群体分支都按照同一种质群分别聚类。本文同时探讨了个别种质亚群体之间遗传分化的原因,以及SSR标记作为玉米种质遗传完整性检测方法的可行性。     

玉米不利相关性状的全基因组选择

全基因组标记可能有助于打破目标性状基因与不利性状基因连锁。本研究的目标是确定:(1)是否可以使用全基因组分子标记将性状效应划分为独立的和相关联的部分;(2)对独立部分的选择是否比对整个性状的选择具有更大的效果。本研究比较了一个标准的全基因组选择模型(对照模型)和一个针对性状的独立部分的全基因组选择模型(独立模型)。本研究在2个双亲玉米群体中进行了4次全基因组选择。在群体1中,独立模型(与对照模型相比)第4轮对选择的响应为:产量1.01 mg/hm~2 (1.38 mg/hm~2),水分-0.89 g/kg(-8.21 g/kg),株高7.73 cm (19.00 cm)。在群体2中,产量为0.19 mg/hm~2 (-0.30 mg/hm~2),水分为-4.78 g/kg(-7.79 g/kg),株高为-3.34 cm (-7.66 cm)。在全基因组选择的每一轮中,独立模型和对照模型的反应无显著差异(p0.05)。这是因为独立部分所占的性状变异比例较低(r~214%)。本研究结果表明,将数量性状分成相关和独立的部分是不可行的。     

硝酸盐供应对玉米侧根生长的影响

以两个玉米(Zea mays L.)自交系478和Wu312为研究材料,采用琼脂培养方法,研究不同浓度NO-3对侧根生长的影响.结果表明,在外部浓度0.01～1.0mmol/L范围内,NO-3供应能显著增加侧根的长度及根生物量.但当NO-3供应超过1.0 mmo1/L后,侧根长度开始下降.当NO-3供应分别在超过5.0(Wu312)与10(478)mmol/L后,侧根密度显著下降.在10 mmol/LNO-3下,Wu312的侧根生长几乎完全被抑制.而478在20 mmol/L时,侧根密度仍可达到其最大值的30%(主根)～50%(胚根).植株地上部全氮及硝酸盐含量随NO-3供应的增加而升高,二者与侧根长度、侧根密度及冠根比的数学函数关系相同.     

水稻红莲型CMS育性恢复QTL分析

红莲型CMS是在我国杂交水稻生产中被广泛利用的雄性不育细胞质之一。为了同时定位红莲型CMS育性恢复主效和微效QTL,利用红莲型CMS不育系粤泰A(YTA)与“Lemont／特青”RIL群体测交,结合1张含有198个DNA分子标记的高密度遗传图谱,对测交F1群体的小穗育性和花粉育性进行复合区间作图。在对YTA的育性恢复性方面,该。RIL群体的2个亲本之间具有明显差异,特青的恢复性较强,其测交F1的小穗育性和花粉育性分别为72％和51％;而Lemont测交F1的小穗育性和花粉育性分别为32％和9％。复合区间作图定位到4个育性恢复QTL,分别位于水稻第1、2和10号染色体上,单个QTL的贡献率在5％～24％之间。其中,除1个QTL的增效基因来源于Lemont外,其余3个QTL的增效基因均来源于特青。效应最大的QTL为qRF-10-1,该QTL位于10号染色体RM258-C16标记区间,对小穗育性表型变异的贡献率为24％,对花粉育性的贡献率为17％,且该QTL被检测到的LOD值显著较高,因此是1个主效QTL,其增效基因来源于特青。除了主效QTLqRF-10-1外,其它3个QTL对性状的贡献率均在10％以下(5％～8％)。由此表明,该RIL群体对红莲型CMS的育性恢复由1个主效QTL控制,并受其它几个微效QTL的影响。该QTL定位结果与小穗育性在测交F1群体中呈连续的双峰分布的结果相一致。与主效QTL qRF-10-1紧密连锁的SSR标记为RM258,该主效QTL可作为分子标记辅助育种的操作目标之一,用于杂交稻分子育种中培育红莲型CMS的强恢复系。     

植物细胞质雄性不育的分子机制研究

当植物不能产生有功能的花粉时,称为雄性不育。它可能由核基因决定,也可能由细胞质基因决定。前者称为核雄性不育,后者称为细胞质雄性不育。细胞质雄性不育（ｃｙｔｏ－ｐｌａｓｍｉｃｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙ,ＣＭＳ）是一种母性传递的遗传性状,其遗传方式不符合...     

普通小麦D2型CMS系的育性基因及其遗传特性

通过研究普通小麦D^2型CMS－育性恢复体系中育性基因的种类及其遗传特性。结果表明：（1）D^2型不育系具有较好的不育性保持与恢复特征,在一般的普通小麦品种（系）中具有广泛的恢复（基因）源、可恢复度高（恢复度超过50％的品种或品质占到33．61％）,也能较容易地转育出新的不育系（完全保持不育性的品种或品系占到25．21％）,这一特征明显优于现有T、K、V型等不育系。（2）D^2型不育系的不育性受核内不育基因和抑制基因控制,相应的核基因型分为Al（不育基因）、A2（不育基因＋抑制基因）两类;恢复纱的恢复性受核内主效恢复基因、微效恢复基因和抑制基因控制,相应的核基因型分为C1（主效恢复基因）、C2(驻效恢复基因＋微效恢复基因）、C3（微效恢复基因）、C4（主效恢复基因＋抑制基因）、C5（主效恢复基因＋微效恢复基因＋抑制基因）、C6（微效恢复基因＋抑制基因）6种。环境条件的变化对育性基因、尤其是微效恢复基因和抑制基因的遗传效应有不同程度的影响。D^2型不育有效杂交组合的模型为：A1＋C1`A1 C2、A2＋C2。（3）D^2型不育系等位恢复基因的遗传表现为不完全显性,非等位恢复基因的遗传表现出积效应,这正是强恢复系德育的理论依据之一。     

玉米S型CMS线粒体DNA R区及其orf77的表达研究

玉米S型CMS胞质育性基因被认为与其线粒体DNA高频重组R区相关。在多种S胞质不育材料中都观察到R区DNA的重组及其转录产物的变化。R区含orf55和orf77两个开放阅读框,其中orf77有3段与atp9同源。选用R区全长1．65kb DNA探针、254bp的orf77 DNA探针以及另外3个线粒体基因atp9、atp6和coxⅡ为探针,进行了Northern分析。研究发现：orf77与R区共转录;在不同核背景的S-Rf3rf3基因型试材的雄穗小花中,这两个探针均检测到2．8,1．6,1．1,0．9,0．7及0．4kb共6个转录本,而在恢复基因杂合的S-Rf3rf3基因型植株的雄穗小花中,2．8,1．6kb 2个转录本表达量减少或消失,1．1,0．9,0．7及0．4kb转录本则没有明显变化;另外T、C胞质材料的雄穗小花中则只检测到1．1,0．9,0．7及0．4kb4个转录本,没有2．8,1．6比2个转录本。以atp9为探针的Northern分析证明,所有以R区orf77为探针所检测到的1．1,0．9,0．7及0．4kb转录本实际上为atp9基因的转录产物,只有2．8,1．6kb的转录本为RNA区/orf77所特有。另外,atp6和coxⅡ探针在所有实验材料中均只检测到1种转录本,未发现RNA表达的差异。研究结果说明atp,atp6和coxⅡ基因与玉米S—CMS的形成没有关系,而R区或其中orf77是玉米S型CMS胞质育性基因的重要候选基因。     

一个CMS水稻育性回复突变体的RAPD分析

以籼稻细胞质雄性不育系Ⅱ－３２Ａ、保持系Ⅱ－３２Ｂ、恢复力由单基因控制的育性回复突变体（Ｇ３和Ｅ１５）,以及两个恢复系（明恢６３和ＩＲ２４）的基因组ＤＮＡ为材料,用ＲＡＰＤ方法比较分析了各材料间的差别和亲缘关系。发现可育回复突变体和不育系间有一定的差异,但远远小于两个恢复系和不育系间的差异,甚至小于保持系和不育系间的差异,从而在ＤＮＡ水平上为育性回复突变体的真实性提供了有力的证据,排除了机械混杂或惭复系串粉的可能性。实验也说明辐射可引起基因组内广泛的变异,但大部分遗传的变异并不影响生物的性状和生活力。另外发现突变体中出现的多态片段有二部分也存在于其他品种中,说明辐射引起的突变在整个水稻种群中并不一定是全新的,有的可能属于回复突变     

玉米耐铝毒基因的分离

以抑制消减杂交（SSH）为手段,以玉米对铝敏感的自交系Mo17和耐铝的自交系TL94B为材料,分别构建它们的正向和反向消减文库,分别筛选获得了124、47、103和64个阳性克隆。对文库的鉴定表明,插入片段分布在0.25-1．0kb之间,阳性克隆率在18％左右。对338个阳性克隆进行测序,得到232种表达序列标签（EST）,其中70．2％的EST可推测其功能。结果表明,玉米的铝离子胁迫反应涉及胁迫因子的信号传导、响应基因的转录表达与调控、物质的合成与运输、细胞结构和功能的改变等。     

玉米同核同质系在研究细胞质雄性不育中的应用

以94个Operon公司的10碱基RAPD引物,对玉米同核同质系（I）中的野生型正常可育株478（F）和其突变的不育株478－cms的线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析。结果表明：仅OPZ－19、OPAA－15与OPS－01 3个引物在同核同质系（I）的野生型正常可育株和其突变的不育株之间扩增出多态产物OPZ－19420、OPAA－15600与OPS－1400。提示在同核同质系的野生型正常可育株和其突变的不育株的mtDNA之间同源性很高,多态性很低,同核同质系相当于在mtDNA水平上的近等基因关系,所找到的多态就在所研究的目标基因附近,因此它是研究mtDNA基因的良好体系。上述3个多态扩增结果在同核同质体系（I）的姐妹同核同质系（Ⅱ）中进行了验证, 结果表明仅2个引物OPZ－19、OPAA－15在姐妹同核同质系（Ⅱ）的野生型正常可育株苏478（F）和其突变的不育株苏478－cms之间获得了与同核同质系（Ⅰ）相同的多态性扩增产物OPZ－19420、OPAA－15600。即这两个多态性产物在两套同核同质系中同时存在,因而这两个多态性产物与育性直接相关的可能性很大。     

玉米胚发育过程中热激蛋白的合成

35S-Met标记玉米胚蛋白合成结果表明,热激处理(42℃)与对照(25℃)的蛋白合成趋势相近,热激抑制16 DAP的蛋白合成,增加22和34 DAP蛋白合成.SDS-PAGE自显影图谱表明,热激诱导16DAP的胚合成86.4、80.0、73.2 kD等3种分子量较高的热激蛋白,22DAP后热激诱导合成86.4、80.0、73.2、24.4、18.2、16.8和13.6 kD等7种分子量的热激蛋白.2D-PAGE自显影图谱进一步显示,热激诱导22和28 DAP的胚合成近20种热激蛋白,其中超过10种为小分子热激蛋白.特异热激蛋白BiP(HsP70)、PDI(HsP60)Western blot表明,这2种热激蛋白在玉米胚发育过程均有高水平的表达,热激对其合成影响不明显.     

玉米相对饱和遗传连锁图谱构建与一种新的AFLPs共显性分析方法探讨

利用一个F2作图群体(X178×B73),首先构建了一个含有130个SSRs的玉米连锁框架图,然后用119个AFLPs位点增加图谱密度,得到一个全长1659·3cM,标记间平均间距6·66cM的玉米相对饱和连锁图。同时,对SSRs和AFLPs的一些遗传特性进行了分析,探讨了AFLP标记进行共显性分析的一种新方法。分析表明SSRs和AFLPs分子标记具有多态性和可靠性高等特点,是构建高密度分子标记遗传连锁图的有效技术。加密的玉米遗传连锁图谱为比较基因组研究、数量性状位点(quantitativetraitloci,QTLs)克隆、杂种优势机理研究以及标记辅助选择等提供了技术基础。     

不同基因型玉米间作的群体质量

采用大田试验,研究了不同基因型玉米间作的群体质量特征.结果表明,HF9‖XD20间作,植株中部叶片平均叶龄延长,而对下部和上部叶片影响不大;ZD958‖LD981间作,ZD958植株下部叶片平均叶龄延长,而中、上部叶片则缩短,LD981植株下、中、上部叶片平均叶龄均有所延长.吐丝前,群体叶面积指数(LAI)单间作无明显差异,吐丝后,HF9和LD981的LAI分别大于和显著大于单作群体,而ZD958和XD20则分别小于和显著小于单作群体.紧凑型品种和半紧凑型品种间作增加了群体透光率,吐丝后10d,4个品种棒三叶叶色值(SPADR)均有所增加,并且除ZD958外,其余3个品种棒三叶净光合速率均有所增加,其中LD981增加显著.间作对吐丝以前的群体干物质积累量影响不大,吐丝后,半紧凑型品种(HF9和LD981)的干物质积累量增加,其中LD981增加显著,而紧凑型品种(XD20和ZD958)的干物质积累量减少,其中ZD958显著减少;间作还提高了收获指数,并且两种间作群体的土地当量比(LER)均大于1.结果提示,紧凑型与半紧凑型玉米品种的间作可以提高群体质量,延长叶片功能期,提高光合效率,增加籽粒产量.     

一个与玉米基因表达沉默有关的cDNA片段的克隆及序列分析

利用cDNA-AFLP技术分离了一个与玉米基因表达沉默有关的cDNA片段,Northern杂交分析表明,该基因在Mo17的苗期和雄穗生长锥伸长期都表达,但在Mo17与其亲缘关系较近的另一亲本杂交的F1代中却表现沉默,即表现单亲沉默。同源性分析表明,该克隆片段与GenBank中玉米通用调控因子(GRF)部分区段有98．6％的同源性,与玉米通用调控因子编码的mRNA部分序列有83％的同源性。以上结果表明,基因沉默可能是亲本GRF在F     

玉米遗传转化的研究进展

自从１９８８年首次获得玉米转基因完整植株以来,玉米遗传转化技术的研究取得了许多重要进展,抗虫、抗除草剂的转基因业已率先应用于玉米的商品化生产。作者对近年来玉米遗传转化技术所取得的重要进展及其在玉米品种改良中的应用前景进行了论述。     

玉米杂种与亲本穗分化期功能叶基因差异表达与杂种优势

为探讨玉米杂种优势的分子机理,以10个玉米自交系及其组配的38个杂交种为材料,利用cDNA-AFLP技术,分析杂种与亲本在玉米雌穗小穗分化期功能叶片的基因差异表达类型与主要农艺性状的杂种表现及杂种优势的关系。研究表明：（1）杂种的基因相对于其双亲,存在质和量的表达差异,其中质的差异表达类型包括：单亲沉默表达,双亲沉默表达,亲本显性表达和杂种特异表达等类型。（2）在雌穗小穗分化期,同一差异表达类型中不同杂交组合间差异很大;从总体平均看,杂种特异表达类型占25.22%,亲本显性表达类型占21.46%,双亲沉默表达类型占8.27%,单亲沉默表达类型占33.49%。（3）单亲沉默表达与株高的杂种表现呈显著正相关;双亲沉默表达与穗粗的杂种优势呈显著负相关,显性表达与行粒数和单株粒重的杂种优势呈显著负相关,其余表达类型与所有农艺性状杂种表现及杂种优势均不相关,并对结果进行了讨论。     

不同类型春玉米灌浆期间籽粒中内源激素IAA、GA、ZR、ABA含量的变化

田间种植的高淀粉（‘郑单19’）、高油（‘通油1号’）和普通型（‘吉单209’）春玉米在籽粒灌浆过程中,‘郑单19’的IAA在授粉后28d达到峰值,‘吉单209’和‘通油1号’的峰值出现在35d;在3个杂交种中,‘郑单19’的IAA峰值最大,‘吉单209’次之,‘通油1号’最低;整个籽粒灌浆期间,‘通油1号’和‘吉单209’的GA含量高于‘郑单19’,在灌浆后期,‘通油1号’仍保持较高的GA含量;‘通油1号’ZR含量的峰值最高,直到后期仍保持较高的水平;‘郑单19’在籽粒灌浆前期的ABA含量较低,但在后期的含量较高。     

Production of Polyamines Is Enhanced by Endogenous Abscisic Acid in Maize Seedlings Subjected to Salt Stress

It is known that salt stress and exogenously applied abscisic acid （ABA） can enhance the polyamine content in plants and that salt stress itself can lead to an increase in endogenous ABA production. In the present study, the relationships between salt-induced ABA and polyamine accumulation were inves- tigated using ABA-deficient mutant （vp5/vp5） maize （Zea mays L.） seedlings and ABA and polyamine biosynthesis inhibitors. The results show that reduced endogenous ABA levels, as a result of either the mutation or by using a chemical inhibitor （sodium tungstate）, also reduced the accumulation of polyamines in salt-stressed leaves of maize seedlings. The polyamine synthesis inhibitors D-arginine and α- difluoromethylornithine also reduced the polyamine content of the leaves of maize seedling under salt stress. Both ABA and polyamine enhanced the dry weight accumulation of salt-stressed seedlings and also increased the activities of the two dominant tonoplast membrane enzymes, H^＋-ATPase and H^＋-PPase, when plants were under salt stress. The results suggest that salt stress induces an increase in endogenous ABA levels, which then enhances polyamine synthesis. Such responses may increase a plant＇s tolerance to salt.