广西玉米种质资源对纹枯病的抗性鉴定

在人工接种条件下,对860份玉米材料进行了纹枯病抗性鉴定和评价,旨在为进一步开展玉米纹枯病抗性育种和分子生物学研究奠定基础。结果显示,在鉴定的860份玉米材料中,没有发现免疫的材料,高抗、抗、中抗、感和高感的比例分别为3.49%、28.60%、26.16%、10.35%和31.40%;在农家种、群体种和杂交种（组合）等杂合体中,抗病材料所占比例较大,而自交系等纯合体中,感病材料所占比例较大,表明玉米杂合体种质资源材料中可能蕴藏着不同的抗纹枯病基因,特别是广西农家种中可能存在对纹枯病具有稳定抗性的材料,值得进一步研究和利用。     

广西玉米种质资源对纹枯病的抗性鉴定

在人工接种条件下,对860份玉米材料进行了纹枯病抗性鉴定和评价,旨在为进一步开展玉米纹枯病抗性育种和分子生物学研究奠定基础。结果显示,在鉴定的860份玉米材料中,没有发现免疫的材料,高抗、抗、中抗、感和高感的比例分别为3．49％、28．60％、26．16％、10．35％和31．40％;在农家种、群体种和杂交种（组合）等杂合体中,抗病材料所占比例较大,而自交系等纯合体中,感病材料所占比例较大,表明玉米杂合体种质资源材料中可能蕴藏着不同的抗纹枯病基因,特别是广西农家种中可能存在对纹枯病具有稳定抗性的材料,值得进一步研究和利用。     

玉米重要自交系的肿囊腐霉茎腐病抗性鉴定与评价

由肿囊腐霉菌(Pythium inflatum Matthews)引起的玉米茎腐病是影响玉米产量的一种重要病害。为进一步拓展可利用的抗源,于2010-2011年在田间采用人工接种方法对287份重要的玉米自交系种质进行了玉米茎腐病的抗性鉴定评价。结果表明,287份鉴定材料中有171份自交系对茎腐病的抗性达到中抗以上水平,占鉴定材料的59.58%,其中高抗自交系共43份,占鉴定材料总数的14.98%;感病类型自交系共116份,占鉴定材料的40.42%,其中高感自交系共95份,占鉴定材料总数的33.10%。Lancaster、Reid及P群种质中具有丰富的茎腐病抗源,而塘四平头种质群中茎腐病抗源相对缺乏,多为感病类型。该研究结果可为今后我国玉米茎腐病抗性种质的引进和改良提供重要参考。     

玉米种质资源对纹枯病的抗性鉴定与评价

在人工接种条件下,对国内常用的285份玉米种质资源进行抗纹枯病大田鉴定与评价,未发现免疫材料,抗病材料很少.高抗、抗和中抗材料的比例分别为1.0%、3.2%、13.7%;绝大多数材料属于感病或高感,分别占29.8%、52.3%.株高、主穗位高、主穗位高/株高之比值与病情指数呈负相关,病斑高、病斑高/株高、病斑高/主穗位高之比值与病情指数呈正相关,可以将病斑高度与主穗位高度的比值作为抗性鉴定与评价指标之一.采用带菌麦粒在拔节中后期定位接种,以病斑到达的叶鞘位作为病情和抗性评价体系是较为准确和规范的方法.     

水稻株形对纹枯病抗性的影响

利用240份源于珍汕97B／明恢63的重组自交系水稻(Oryza sativa L.)群体,连续2年调查纹枯病病级与水稻生育期、株高和叶片长宽等18个株形性状的关系。对株形性状与纹枯病病级进行了偏相关分析。实验结果,只有植株松紧度与病级表型偏相关两年中都达到了显著或极显著水平,倒2叶基角、穗层整齐度等8个性状与病级之间的偏相关只有一年达显著或极显著水平。结合构建的分子标记遗传连锁图谱,对各性状进行QTL定位。在抗纹枯病QTL相近区间仅检测到控制分蘖角、植株松紧度和倒2叶基角的QTLs,未发现其余株形性状QTLs与抗纹枯病QTLs分布在同一染色体上。结果表明,水稻对纹枯病的抗性主要是由本身抗性基因控制,株形对纹枯病抗性表达的影响主要是间接影响,即通过改变田间小气候而影响发病程度。抗纹枯病育种在累加主效抗纹枯病QTLs的同时,也要注重选择不利于纹枯病发展的株形性状。     

玉米自交系秸秆品质性状鉴定与评价

利用近红外漫反射光谱法,对50份常用普通玉米自交系和50份高油自交系秸秆的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、可溶性糖(WSC)和粗蛋白(CP)4个品质性状进行了鉴定评价和相关性分析。结果表明,各品质性状变异较大,各性状自交系间差异均达极显著水平。不同品质性状变异程度不同,其中WSC含量变异最大,变异系数达34.23%。WSC与NDF、ADF极显著负相关,NDF与ADF含量极显著正相关。高油系表现为高WSC、CP和低NDF、ADF含量,总体上高油系秸秆品质优于普通玉米。     

180份玉米自交系亲缘关系的分子评价

利用覆盖玉米全基因组的22对SSR引物,对180份玉米自交系的亲缘关系进行分子评价.结果显示:22对SSR引物共检测到129个等位基因,每一位点平均等位基因数5.9,变幅2～13;平均基因多样性指数和平均多态性信息含量分别为0.583和0.528.基于模型的群体结构分析将所有材料分为5个类群,与国内自交系划分的杂种优势...     

二十八份玉米自交系的RAPD亲缘关系分析

采用RAPD技术,对28份玉米自交系的亲缘关系进行分析。旨在DNA水平上揭示玉米自交系之间的亲缘关系,为进一步提高玉米杂种优势利用水平提供有益的信息从100个10bp随机引物中筛选出24个多态性较好的引物,对28份玉米自交系DNA进行扩增,扩增出24张DNA指纹图谱,其中多态性DNA谱带106条,占总扩增带数的64％。利用DNA扩增结果进行聚类分析,建立了28个玉米自交系的亲缘天系树状图,将供试材料划分为五个类群,RAPD分析结果与已知系谱的亲缘关系基本一致。     

玉米粗缩病改良新抗源T877的抗性评价

玉米粗缩病是我国玉米产区的一种重要病害。本研究利用自然接虫法初步鉴定了41份玉米自交系对粗缩病的抗性,并对其中有代表性的10份材料进行了3个播期的试验。筛选出3份高抗、4份抗、3份中抗材料,大部分材料(占75.6%)表现为感和高感,抗性较好的材料属于PB亚群。高抗粗缩病自交系T877在不同年份、不同播期间抗性稳定,以此为亲本育成苏玉19等新品种。     

新疆自然高温环境下玉米自交系开花期耐热性鉴定与评价

在新疆夏季自然高温环境下,以田间玉米空秆率、果穗结实率、相对结实率为主要评价指标,综合籽粒产量与穗部性状,对26份国内外玉米骨干自交系连续2年进行耐热性鉴定与评价,结合新疆当地高温干燥的气候特点,建立一套适宜玉米种质资源大田耐热性的鉴定、评价体系,为中国玉米耐热种质资源的遗传改良和新品种选育提供参考。结果表明:(1)不同基因型玉米自交系空秆率、果穗结穗率、相对结实率和耐热性差异较大,其中GW5F、GW4F、GW7F和PH6WC耐热性最强,在高温胁迫下空秆率最低,果穗结实率与相对结实率最高;其次为PHBA6、新自351等8份自交系,在高温胁迫下籽粒产量及综合表现较好;其余自交系对高温均表现敏感。(2)高温胁迫导致玉米穗部性状严重衰退,其中的穗重、穗行数和行粒数所受影响最大。(3)在年份或材料之间,玉米自交系籽粒产量与其主要农艺性状相关性差异较大,并以果穗重与籽粒产量相关性最高。(4)以相对结实率为主要指标通过层次聚类可将参试材料分为两大群,耐热性最强的GW5F、PH6WC、GW4M聚为第Ⅰ群,其余自交系聚为第Ⅱ群;第Ⅱ群中‘吉63’、Mo17等6份自交系可聚为第1亚群,PHBA6、LH82等6份自交系聚为第2亚群,郑58、新农育6390M等11份自交系聚为第3亚群。综合分析来看,该研究中表现极耐高温的4份自交系均为国外优异种质,可用于玉米耐高温基础研究和遗传改良;表现较强耐热性的8份品系多来自于新疆本地选育的材料,其遗传基础较为广泛,适应当地的高温环境,也是优异的耐热育种资源。     

ZmFBL41 Chang7-2: 玉米抗纹枯病的关键利器

由真菌Rhizoctonia solani引起的纹枯病严重危害玉米(Zea mays)和水稻(Oryza sativa)等作物的安全生产。R. solani的宿主范围广且抗源少, 加之相关的抗性机制研究有限, 导致纹枯病的危害长期得不到有效控制。近期, 中国科学家通过对318份玉米自交系进行全基因组关联分析, 筛选到1个与纹枯病抗性相关的、编码F-box结构域蛋白的候选基因ZmFBL41 (GRMZM2G109140)。ZmFBL41蛋白是SCF (SKP1-Cullin-F-box) E3泛素连接酶复合体的一员, 能介导复合体对肉桂醇脱氢酶ZmCAD的降解, 从而降低木质素的积累, 使玉米易感纹枯病。玉米抗病自交系Chang7-2中, 蛋白ZmFBL41 ^Chang7-2因2个关键氨基酸的变异, 不能结合并降解底物ZmCAD, 使木质素含量增加, 从而提高玉米对纹枯病的抗性。该研究率先揭示了SCF复合体可通过降解肉桂醇脱氢酶来调控植物免疫反应的新型分子机制, 为提高玉米及其它作物对纹枯病的抗性提供了重要理论依据和基因资源。     

ZmFBL41 Chang7-2: 玉米抗纹枯病的关键利器

由真菌Rhizoctonia solani引起的纹枯病严重危害玉米(Zea mays)和水稻(Oryza sativa)等作物的安全生产。R. solani的宿主范围广且抗源少, 加之相关的抗性机制研究有限, 导致纹枯病的危害长期得不到有效控制。近期, 中国科学家通过对318份玉米自交系进行全基因组关联分析, 筛选到1个与纹枯病抗性相关的、编码F-box结构域蛋白的候选基因ZmFBL41 (GRMZM2G109140)。ZmFBL41蛋白是SCF (SKP1-Cullin-F-box) E3泛素连接酶复合体的一员, 能介导复合体对肉桂醇脱氢酶ZmCAD的降解, 从而降低木质素的积累, 使玉米易感纹枯病。玉米抗病自交系Chang7-2中, 蛋白ZmFBL41 ^Chang7-2因2个关键氨基酸的变异, 不能结合并降解底物ZmCAD, 使木质素含量增加, 从而提高玉米对纹枯病的抗性。该研究率先揭示了SCF复合体可通过降解肉桂醇脱氢酶来调控植物免疫反应的新型分子机制, 为提高玉米及其它作物对纹枯病的抗性提供了重要理论依据和基因资源。     

玉米纹枯病抗性相关miRNA的鉴定与功能分析

MicroRNA (miRNA)是一类内源性非编码小分子RNA,通过指导剪切或者抑制翻译等方式调节植物基因的表达,参与调控植物的生长发育,并在多种非生物与生物胁迫响应中发挥重要作用. 但目前关于玉米纹枯病抗性相关miRNA表达调节与功能尚不十分清楚. 本研究结合直接克隆法与生物信息学分析,鉴定玉米纹枯病抗性相关9个新的玉米miRNA和已知的zma-miR168a、zma-miR168a*;WMD 3软件进行靶基因预测显示,共获得靶基因总数34个,靶基因功能主要涉及玉米的抗氧化胁迫机制、自身反馈调节、转录调控途径、抗病相关代谢途径以及毒物转运外排等调控过程;实时定量PCR检测miRNA显示,耐感纹枯病材料R15和Ye478叶片和叶鞘中共有9个miRNA受纹枯病感染诱导发生特异性差异表达. 本研究结果提示,玉米纹枯病抗性相关 miRNA介导的玉米对纹枯病诱导产生可能的抗病途径构成了玉米抗纹枯病侵染复杂的防御机制.     

杂交水稻亲本明恢63对纹枯病水平抗性的QTL定位

利用240份源于组合珍汕97／明恢63的重组自交群体（F11、F12）,连续两年进行2重复的随机区组田间试验,运用改进的纹枯病人工接种鉴定的方法,调查其纹枯病病级,结合该组合F9群体构建的分子标记遗传连锁图谱,运用区间作图法对抗纹枯病QTLs进行了定位。两年在第5染色体的相邻区间C624－C246（1999年）和C246－RM26（2000年）上各检测到一个抗纹枯病QTL,两者一个LOD值置信区间存在较大的重叠,而且LOD峰值位点很接近,推测它们可能是同一个QTL。两年在第9染本上均检测到一个QTL,分别位于C472－R26389（1999年）和RM247－RM242（2000年）区间上,两区间相距9．8cM。两年检测到的所有抗纹枯病QTLs均业自明恢63。     

水稻株形对纹枯病抗性的影响

利用240份源于珍汕97B/明恢63的重组自交系水稻(Oryza sativa L.)群体,连续2年调查纹枯病病级与水稻生育期、株高和叶片长宽等18个株形性状的关系.对株形性状与纹枯病病级进行了偏相关分析.实验结果,只有植株松紧度与病级表型偏相关两年中都达到了显著或极显著水平,倒2叶基角、穗层整齐度等8个性状与病级之间的偏相关只有一年达显著或极显著水平.结合构建的分子标记遗传连锁图谱,对各性状进行QTL定位.在抗纹枯病QTL相近区间仅检测到控制分蘖角、植株松紧度和倒2叶基角的QTLS,未发现其余株形性状QTLs与抗纹枯病QTLs分布在同一染色体上.结果表明,水稻对纹枯病的抗性主要是由本身抗性基因控制,株形对纹枯病抗性表达的影响主要是间接影响,即通过改变田间小气候而影响发病程度.抗纹枯病育种在累加主效抗纹枯病QTLs的同时,也要注重选择不利于纹枯病发展的株形性状.