为探讨转录组测序在玉米质量性状基因克隆上的应用,以玉米自交系B73籽粒表现为白色的EMS突变体为材料,对该突变体授粉后15 d的籽粒进行转录组分析。通过与玉米B73参考基因组序列的比对分析,共鉴定到138个突变位点,其中51个突变位点对基因的功能有显著影响。通过基因功能注释与分类,发现该突变体在类胡萝卜素合成途径中的八氢番茄红素去饱和酶基因(PDS)发生无义突变,导致PDS蛋白翻译提前终止,阻断类胡萝卜素代谢途径中有色体番茄红素的生物合成,造成玉米籽粒白化。这些结果表明利用转录组测序技术能够快速准确地鉴定玉米EMS突变体的突变基因。

Dt基因是玉米显性矮秆基因,被定位于玉米的第10条染色体长臂,目前报道的显性矮秆基因只有D8(Mpl1)和D9,它们分别位于染色体1的长臂和染色体5的短臂;Dt矮秆突变体属于赤霉素敏感型,含有D8,D9基因的材料对赤霉素不敏感;Dt基因与D8,D9基因的等位性分析表明,Dt与D8,D9为非等位基因,进一步证明了Dt基因是一个新发现的玉米显性矮秆基因。

【目的】筛选与玉米粒长紧密关联的SNP标记和候选基因，为分子标记辅助选择籽粒较长的玉米材料及克隆相关的功能基因奠定基础。【方法】以80个核心玉米自交系作为关联群体，在2014年和2015年分别将其种植在吉林省长春市和梅河口市，收获后考种。同时采用Illumina Hiseq PE150高通量测序仪对关联群体进行全基因组重测序，将获得的高质量SNP标记用于后续玉米粒长的全基因组关联分析。【结果】不同玉米自交系的籽粒长度遗传变异较大，广义遗传力为83.67%，说明该性状主要受到遗传因素的控制。经过全基因组关联

半硬粒高赖氨酸突变体开采号是从北京农家种二黄玉米自交选系过程中分离出的新资源.它是1984年在二黄自交4代的单株果穗上出现的,经过选择加代,第7代成为各种性状稳定的纯合自交系.1991年经墨西哥玉米小麦改良中心分析测定,赖氨酸含量占百克蛋白质的4.2%,即占全子粒的0.411%.而普通玉米自330(对照)赖氨酸含量占百克蛋白的2.3%,开采号比普通玉米(自330)赖氨酸含量高82%.它是继奥帕克-2(O2)、弗洛里-2(fl2)、奥帕克-7(O7)三个突变体之后发现的又一个高赖氨酸玉米新资源.以开采号转育的高赖氨酸玉米子粒,可克服O2转育的容重低 子粒易受病虫危害的缺

为解析玉米籽粒形成的遗传基础，探究Emp35基因在玉米籽粒发育中的作用，对籽粒缺陷突变体empty pericarp35(emp35)进行表型鉴定、胚乳细胞显微观察、胚乳贮藏物质含量测定及图位克隆。结果显示：突变体籽粒发育缓慢，明显小于同期发育的正常籽粒，成熟籽粒干瘪呈空皮状；胚乳细胞显微观察发现emp35的胚和胚乳发育严重滞后，胚乳细胞中线粒体结构异常；淀粉和蛋白质积累减少；F2代分离果穗上正常籽粒与发育缺陷籽粒呈3∶1分离，表明籽粒缺陷表型由单个隐性核基因突变所致。采用集团分离分析法（bulked segregant analysis, BSA）将Emp35定位于第8染色体127.90～163.36 Mb区间，在该区间内开发了4个InDel标记，连锁作图将Emp35精细定位于139 571 117～146 176 858区间。

【目的】全基因组水平鉴定并解析玉米Dof(DNA binding with one finger)基因家族。【方法】基于玉米V3基因组数据鉴定玉米Dof基因家族,并从基因的结构、系统发育关系、染色体的位置分布、玉米不同组织和不同生理发育阶段基因的表达谱以及在充足氮(sufficient nitrogen,SN)和低氮(limiting nitrogen,LN)条件下V3期叶组织基因的差异表达5个方面分析玉米Dof基因家族。【结果】玉米参考基因组中存在46个Dof结构域基因,命名为Zm V3Dof1—Zm V3Dof46。通过系统发育关系和序列相似性将该基因家族分为8个亚类(Subgroup)S...

将航天诱变突变体和野生型水稻材料进行全基因组测定,以已经完成全基因组测定的籼型水稻9311基因组序列为对照,利用SOAPsnp、SOAPindel和SOAPsv软件对序列进行SNP、InDel和SV等分析。结果发现野生型中出现SNPs 348966个,插入缺失片段(1~5 bp)62 298个,结构变异9962个;突变体材料中出现SNPs 452173个,插入缺失片段(1~5 bp)66 977个,结构变异10336个。分析表明航天诱变因子对水稻基因组的诱变作用基本上平均分布,它与各对染色体的大小呈正相关。突变体中发生的诱变类型是SNPs>InDel>SV,表明航天诱变因子对水稻基因组中单碱基...

寻找并鉴定玉米葡萄糖苷酶2(Glu2)新的突变类型。以单粒玉米自交系种子发芽5￣15d的幼苗为试材,提取葡萄糖苷酶进行电泳检测,对所发现的新的异型材料,提取正在表达高峰时期的RNA,并对其进行逆转录、克隆和测序。测序结果与发表过的Glu2的DNA序列相比较,发现有99.58%是相同的。将其翻译成氨基酸序列相比较,有99.64%是相同的。只不过是在第58个氨基酸由谷氨酰胺突变成谷氨酸;第212个氨基酸由谷氨酰胺突变成组氨酸。DNA序列分析是区别不同遗传性状以及新突变类型的根本方法,再加上氨基酸序列分析就能更进一步解释了造成遗传性状差异的根本原因。为深入研究性状变异和有目的的改良性状,起到积极的指...

玉米籽粒发育时期对高温胁迫十分敏感，严重影响玉米的产量和品质。为研究不同耐高温玉米自交系籽粒响应高温胁迫的基因表达差异，在基因水平解析不同玉米种质响应高温胁迫的分子机制，以前期筛选的耐高温自交系XN202和敏感自交系CT110为材料，利用RNA-Seq技术挖掘正常和高温胁迫下授粉后15 d玉米籽粒的差异表达基因(DEG)。与对照相比，XN202和CT110分别检测到1 517,1 012个DEGs,共同的DEGs有142个，包含7个转录因子。不同耐高温玉米自交系的籽粒对高温胁迫的响应存在明显差异，通过基因本体(GO)功能注释和全基因组及代谢途径数据库(KEGG)信号通路富集分析筛选出DNA复制、核小体、微小染色体维持复合物、DNA引物酶-多聚酶α复合体、营养库活性、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等共同参与响应高温胁迫的应答过程。通过生物信息学分析，共有374个DEGs位于已报道的玉米耐高温相关性状QTL区间，其中42个DEGs为已报道的耐高温相关基因。综上所述，高温胁迫下玉米籽粒会形成复杂的细胞保护和防御系统，AP2/ERF、MYB、bHLH、NAC、HSF、HSP等耐高温相关的DEGs可能在分子调控网络中发挥重要作用。

【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源，具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因，为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料，分别在子房期（T1）、幼果期（T2）、商品果期（T3）和完全成熟期（T4）取果实组织，通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量，利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因。【结果】从T1到T4，苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势。转录组测序共鉴定到17 504个基因，在T1-vs-T2、T2-vs-T3和T3-vs-T4三组比较中，下调表达基因数量均高于上调表达基因数量。GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目。KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是3组比较中共同的最显著富集的代谢通路。根据表达模式可将基因划分为20个模块，其中profile 0中基因的表达量从T1到T4逐渐降低，与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致。从profile 0中鉴定出与苦瓜皂苷生物合成相关的基因14个，包括萜类骨架生物合成通路上的基因AAT1、HMG1、MVK、PMK、MVD2和FPS1，倍半萜与三萜生物合成途径中的基因SS12、SQE1和CPQ及后修饰酶基因CYP97A3、CYP71AN24、UGT94E5及UGT73C6。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果与RNA-seq结果一致。【结论】苦瓜果实中皂苷含量随着果实不断成熟而逐渐降低。苦瓜皂苷生物合成首先通过上游的萜类骨架生物合成（ko00900）代谢途径完成萜类皂苷骨架的积累，随后通过倍半萜与三萜生物合成（ko00909）代谢途径以及下游的氧化还原酶、糖基转移酶的修饰最终生成皂苷，本研究通过转录组测序共鉴定到14个与苦瓜皂苷生物合成相关的基因。

为挖掘控制甜玉米籽粒体积和粒重的相关基因，2017—2019年，以209份甜玉米自交系构成的关联群体为材料，测定干籽粒的体积和粒重，结合全基因组重测序（De novo sequencing）获得的980万个单核苷酸多态性（Single-nucleotide polymorphism,SNP）标记，采用GLM模型进行全基因组关联分析。结果表明，甜玉米籽粒体积变异范围为0.06～0.15mL，变异倍数为2.5倍，单粒重变异范围为0.08～0.17g，变异倍数为2.1倍，均符合正态分布。共检测到15个SNP位点与籽粒体积或粒重显著关联，分别解释籽粒体积55.7%和粒重52.1%的表型变异，其中4个位点和普通玉米报道的QTL重叠，其余11个是新鉴定的位点，通过基因注释发现大部分候选基因为转录因子等调控基因。此外，首次检测到Br2（矮化基因2）与籽粒体积、粒重两性状均显著关联，并且籽粒体积和粒重均随着该基因表达量的升高而增加。

为了发掘茄子萼片刺形成的相关基因,为茄子萼片刺形成的机理和基因定位奠定基础,以萼片有刺和萼片无刺的2个自交系1607和1608为材料,构建了F2遗传分离群体,利用新一代高通量测序手段对双亲和2个混池的转录组进行了测序分析。通过转录组分析,共获得409 363 358个干净的高通量序列,其中比对到参考基因组的序列共有311 756 616个,比对效率均大于75. 00%。发掘24 310个新基因,其中获得注释信息的新基因总数为1 540个。对转录组测序获得的全部基因表达量进行了分析,在双亲中共得到2 438个差异表达基因,其中97个差异基因在2个混池中同时存在。通过对差异基因的注释分析,富集到了可能与茄子萼片刺形成的相关的候选基因3个:Sm CKX(Eggplant_newGene_1802)、Sm STS(Sme2. 5_09750. 1_g00002)和Sm FAR(Eggplant_newGene_4241)。Sm CKX是一个茄子细胞分裂素氧化酶/脱氢酶相关基因,与番茄的Solyc04g080820. 2和Solyc04g080810. 3,拟南芥的At CKX6具有同源性。Sm STS是茄子水苏糖合成酶相关的基因,与番茄的Solyc01g079300. 3基因和拟南芥的AT4G01970. 1基因同源性较高。Sm FAR是一个脂肪酰辅酶A还原酶相关基因,与番茄Solyc11g067180. 2基因(FARx相关基因)同源。以上同源基因参与了植物角质,小檗碱和蜡生物合成途径、细胞分裂素合成途径和水苏糖代谢途径,因此,茄子萼片刺的形成可能具有相同的代谢调控途径。

　在45000和75000株/hm2两个密度下,于吐丝期分别对大穗型玉米品种陕单902和小穗型玉米品种户单4号进行了剪50%叶、剪50%穗、断50%根等减源、减库处理,研究不同类型玉米品种库源调节与籽粒产量形成的关系。结果表明,减源处理对籽粒产量的影响大小为叶>根;源库变化对籽粒产量影响大穗型品种为源>库,小穗型品种为库>源;在源库同时减少50%时,两品种籽粒产量下降约50%。源不变,库容减少,源库比增加时玉米茎杆可溶性糖和物质残留率增加,干物质积累量和籽粒产量下降20%～30%;库容不变,源减少,源库比降低时玉米茎杆可溶性糖和物质产留率降低,干物质积累量和籽粒产量同样下降20%～30%。始终...

【目的】从全基因组水平上鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)Homeobox转录因子家族及其分布,阐明该家族的序列及进化特征,分析该家族基因在病菌不同生长发育时期的表达规律。【方法】利用生物信息学手段搜索玉米大斑病菌全基因组数据库,鉴定Homeobox转录因子家族;采用MEGA 5.0软件进行系统进化树分析;利用在线工具GSDS(gene structure display server)(http://gsds1.cbi.pku.edu.cn/index.php)绘制基因结构图;

为了探明我国玉米主要推广品种郑单958、先玉335花粒期高温胁迫下基因表达及代谢物差异,挖掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物,利用Illumina HiSeq~(TM) 2500高通量测序技术分别对郑单958、先玉335高温胁迫7,14 d的穗位叶及对照叶进行高通量转录组测序,利用广泛靶向代谢组测序技术对样品进行高通量代谢物测序。转录组测序共获得214.81 Gb干净序列。郑单958高温胁迫7 d后检测到49个差异表达基因,其中24个为上调基因。继续高温胁迫14 d共检测到306个差异表达基因,其中130个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中检测到1 462个差异表达基因,其中647个为上调基因。先玉335高温胁迫7 d后共检测到381个差异表达基因,164个上调基因。继续高温胁迫14 d后共检测到299个差异表达基因,226个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中共检测到2 481个差异表达基因,其中1 275个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫7 d后对比组中检测到6 646个差异表达基因,其中3 253个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫14 d对比组中检测到5 958个差异表达基因,其中3 110个上调基因。代谢物测序共检测到654个代谢物,郑单958高温胁迫7 d后共检测出28个差异代谢物,共注释到5个代谢通路中。高温胁迫14 d后共检测出54个差异代谢物,共注释到13个代谢通路中,其中9个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫7 d后检测出98个差异代谢物,共注释到24个代谢通路中,其中43个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫14 d后共检测出38个差异代谢物,共注释到13个代谢通路中,其中14个上调表达。郑单958高温胁迫7 d与先玉335高温胁迫7 d对比组共检测出144个差异代谢物,共注释到36个代谢通路中,其中81个差异代谢物呈上调表达。郑单958高温胁迫14 d与先玉335高温胁迫14 d对比组共检测出158个差异代谢物,共注释到40个代谢通路中,其中81个差异代谢物呈上调表达。