为了对玉米护颖基部颜色进行遗传分析和定位,利用玉米颖片基部颜色分别为红色的自交系48-2和绿色的自交系黄野四为亲本,构建F2分离群体,采用SSR分子标记进行遗传分析。结果表明,玉米颖片基部颜色为红色的性状属于质量性状,受1对显性核基因Rab1控制。连锁分析发现,位于玉米第2染色体上的标记bnlg2277与目标基因紧密连锁,并进一步将该基因定位在标记umc2195和umc1185之间,遗传距离分别为2.5,0.4 cM,物理距离为2.1 Mb,并以此为基础构建了目标区段的遗传连锁图谱。

【目的】探究甜瓜幼果果皮颜色性状的遗传规律,精细定位目标性状基因GR,加深对甜瓜发育过程中果皮颜色转变的认知,为开展甜瓜果皮颜色的分子设计育种奠定基础。【方法】以幼果深绿皮的薄皮甜瓜纯系‘MR-1’和幼果浅绿皮的厚皮甜瓜纯系‘LGR’为亲本,构建F1正反交群体;以及利用F1与浅绿皮亲本‘LGR’杂交构建BC1F1回交群体,对甜瓜幼果果皮颜色基因GR(Green Rind)进行遗传分析。选取BC1F1群体中深绿皮和浅绿皮单株各20株,混池其DNA进行BSA-seq以获取GR初定位区间。基于‘MR-1’和‘LGR’两亲本的重测序数据,开发初定位区段内特异性较好的分子标记,鉴定筛选扩大群体(BC1F1和F2)中的重组交换单株,验证和缩小定位区间,实现GR精细定位。将两亲本定位区段内注释基因的编码区进行测序以确定候选基因和关键变异位点。通过调查BC1F1回交群体中幼果果皮颜色和成熟果果皮颜色,利用相关性分析探究果皮颜色转变在甜瓜发育过程中的内在联系。【结果】通过分析F1群体果皮颜色发现所有F1单株幼果都表现为深绿皮。另外,BC1F1群体单株幼果果皮颜色会发生分离,其中深绿皮单株数﹕浅绿皮单株数约等于1﹕1,以及F2群体中深绿皮植株与浅绿皮植株的分离比为3﹕1。这些分离比都符合孟德尔遗传定律,表明幼果果皮颜色是受单个核基因GR控制的质量性状,并且深绿对浅绿为显性。通过BSA-seq分析将基因初步定位于4号染色体长臂,物理距离为1.8 Mb的范围内。利用开发的分子标记在扩大的定位群体中共筛选到24个重组交换单株。经过后代基因型和表型验证,最终将GR精细定位在标记4-102和4-81之间约17.7 kb的范围内,区段内共包含4个注释基因。经测序分析发现一个编码GLKs类转录因子CmAPRR2的基因MELO3C003375在亲本‘MR-1’和‘LGR’中存在多处变异,其中有3处发生了同义突变,1处错义突变和1处无义突变。无义突变出现在MELO3C003375的编码区第856位碱基处(由G变成T),导致亲本‘LGR’中蛋白翻译提前终止,其Myb-DNA结合结构域大部分缺失,推测基因MELO3C003375(CmAPRR2)即为影响甜瓜幼果果皮颜色的基因,而第856位的单碱基替换造成的无义突变即为关键变异位点。此外,BC1F1回交群体单株的表型调查结果显示幼果与成熟果的果皮颜色之间存在显著相关性。【结论】甜瓜幼果果皮颜色(深绿/浅绿)性状为质量性状,受单个核基因GR控制。通过遗传定位手段推断MELO3C003375(CmAPRR2)为最有可能影响甜瓜幼果果皮颜色的候选基因。

以两个轴色不同的玉米自交系自330和PH4CV构成的六世代群体为材料,采用目测法将穗轴颜色分级,通过P1、P2、F1、F2、B1和B2六个世代联合分析法,研究控制玉米轴色性状的基因分离规律。结果表明,该性状在B1和F2群体轴色数值频率表现为W型分布,B2群体数值频率表现为偏正态分布,说明玉米轴色性状遗传为少数主基因控制,符合加性-显性-上位性两对主基因遗传模型(即B-1模型);两个主基因加性效应值分别为0.72和-0.82,说明育种值较高;显性效应值分别为0.745和0.13,说明基因a对基因b表现为显性效应;在上位性中,两对基因显性×显性效应值为-0.715,说明互作效应明显,显性效应起主要...

【目的】淀粉粒密度影响籽粒容重,通过对一个玉米籽粒淀粉粒密度突变体Mrd进行鉴定和精细定位,为容重相关基因的克隆和功能验证奠定基础。【方法】以育种选系过程中发现的一个淀粉粒密度突变体Mrd为材料,利用近红外光谱分析仪检测其籽粒内部化学成分的变化,用扫描电镜观察授粉后18—45 d正常籽粒和突变籽粒中淀粉粒形态的差异;于2014—2016年分别在河南郑州和原阳以及海南三亚种植Mrd与B73的杂交组合及F2和BC1分离群体,并对其进行遗传分析;使用来自maize GDB(http://www.maizegdb

为评价玉米副产物对巴沙鱼(Pangasius bocouit)肌肉颜色的影响进行了验证试验,试验分基础饲料组(对照组)和添加8%的玉米蛋白粉组(试验组),以2种饲料分别饲喂平均体质量为73 g的巴沙鱼90 d。结果显示:试验组巴沙鱼肌肉、背部皮肤和腹部皮肤的黄度值、黄体素和玉米黄质的含量显著高于对照组(P<0.05)。结果表明,饲料中添加的玉米蛋白粉是引起巴沙鱼肌肉颜色变黄的原因之一,可通过调整饲料配方改善巴沙鱼肌肉的颜色。

【目的】探求不同颜色地膜和种植密度对东北雨养区春玉米田间地温、耗水量、产量和降水利用效率的影响,进一步挖掘旱作雨养玉米水分生产潜力。【方法】2016—2018年开展了3种覆盖处理(裸地、透明地膜覆盖和黑色地膜覆盖)和3种种植密度(60 000、75 000和90 000株/hm~2)的栽培试验,定位监测0—25 cm土壤耕层温度和0—120 cm土壤水分动态变化,结合作物产量分析农田水分利用效率。【结果】在生育前期,透明地膜覆盖处理土壤耕层积温显著高于黑色地膜覆盖处理,黑色地膜覆盖处理土壤耕层积温显著高于裸地处理;种植密度的增加使得玉米拔节期以后的土壤耕层积温下降;从全生育期耗水量看,黑色地膜和透明地膜覆盖处理间无显著差异,但均显著低于裸地处理;无论在平水年还是枯水年,玉米耗水量均随种植密度的增加而增加;黑色地膜覆盖玉米产量和水分利用效率显著提高,平均较透明地膜分别高4.3%和4.6%,较裸地分别高9.2%和13.3%;在相同覆盖处理下,产量和水分利用效率随着种植密度的增加而增加;在高密度处理下,地膜覆盖明显提高经济效益,黑色地膜覆盖平均比透明地膜覆盖获得的利润多807.82元/hm~2。【结论】黑色地膜覆盖结合高密度(90 000株/hm~2)栽培模式,在保证玉米高产的基础上,水分利用效率达到最高,本研究可为东北雨养旱作玉米进一步挖掘降水生产潜力及增产增效提供参考。

本实验室根据前期研究发现,HcTyp-1基因可能参与了三角帆蚌贝壳珍珠层颜色的形成。本实验根据HcTyp-1基因cDNA设计引物,比较筛选获得了8个SNP位点并分析了这些位点与内壳色的相关性,然后对HcTyp-1基因进行了图谱定位。通过研究这些多态性位点与贝壳珍珠层颜色性状相关性发现,C+3057T位点基因型仅在a参数上存在显著差异,G+2985T和T+3006C 2个位点基因型分别在L、b及a、dE上存在显著差异,A+2834C、C+2919T和G+2986T这3个SNPs位点基因型在L、a及dE上均存在显著差异。连锁不平衡结果显示,HcTyp-1基因上除C+2912T、C+2983A这2个位点,其他6个位点具有显著差异,位点之间都存在强连锁不平衡。单倍型分析结果显示,单倍型T2和T4在白色群体中出现的频率极显著高于在紫色群体中出现的频率,T6和T8两种单倍型在紫色群体中出现的频率极显著高于白色群体。因此HcTyp-1基因的部分SNPs可作为三角帆蚌不同内壳色贝壳辅助育种的候选分子标记位点。另外,本研究还将HcTyp-1基因定位在三角帆蚌LG16连锁群上,这为进一步解析该基因调控珍珠颜色形成的分子机制奠定了基础。

利用已构建的包括457个标记位点的大白菜分子遗传图谱,采用多QTL复合作图方法(MQM),通过目测和利用色差计测量两种方法对种皮颜色性状进行了QTL定位和分析。结果表明,共得到种皮颜色的QTLs 9个,其中最重要的QTLs位于A6上,命名为Sc-1,与利用色差计测量法检测到的控制种皮颜色性状L值QTL(ScL-2)和b值(Scb-2)位置完全相同,解释80.4%～100%的表型变异。

【目的】株高是玉米株型育种的重要目标性状之一，不仅与玉米籽粒的机械化收获及抗倒伏相关，也与玉米产量密切相关。因此，挖掘玉米株高 QTL/基因并解析其功能具有重要的理论和育种价值，定位一个新的玉米矮秆基因 ZmDLE1，阐明其生物学功能，为加速改良玉米的株型提供重要的理论依据和基因资源。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（EMS）诱变甘肃省农业科学院作物研究所自育玉米骨干自交系 LY8405,M_2后代分离获得一个单基因调控隐性遗传的玉米矮秆低穗位突变体，M_3、M_4后代能稳定遗传，命名为 dwarf and low ear mutant1(Zmdle1），通过与 Mo17 杂交构建 F_2分离群体，借助极端性状混池测序分析法（BSA-seq）及目标区段重组交换鉴定的方法，基于 Mo17 参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释，定位候选基因。【结果】开展了 Zmdle1 表型鉴定，突变体 Zmdle1 苗期表型与对照 LY8405 无显著性差异，成熟期植株株高和穗位高较 LY8405 分别降低 87.2 和 55.4 cm，为 35.0%和 62.9%，差异极显著。细胞形态学观察表明，穗下节间数减少及节间细胞长度缩短是导致 Zmdle1 的株高和穗位高显著降低的主要原因。利用 F_(2:3)遗传群体，进行突变基因的遗传分析，后代野生型和突变体植株分离比例符合 3:1（χ~2=2.854），说明突变基因为细胞核遗传的单隐性基因。因此，根据 BSA-seq 结果，将候选基因 ZmDLE1 初步定位在玉米第 1 染色体 Bin1.09-1.10 区段约 15 Mb 区间内，进一步利用 Mo17 和Zmdle1 重测序结果开发多态性分子标记，通过图位克隆手段精细定位目标基因，最终将候选基因定位到约 600 kb 大小区间，该区间内有 16 个候选基因。比对重测序数据，发现 Zm00001d033231 在第 2062位置碱基 G 变成 A，导致氨基酸由甘氨酸变成丝氨酸，且转录水平表达比 LY8405 极显著降低，Zm00001d033234 第 223 位置碱基由 T变成C，导致第75位氨基酸由丝氨酸变成脯氨酸，转录水平无显著差异，通过对该候选区段群体关联分析及功能注释发现Zm00001d033231 和Zm00001d033234均与玉米生长发育相关。【结论】定位到第 1 染色体末端 Bin1.09区段候选基因 ZmDLE1，有效调控玉米株高和穗位高，精细定位缩小目标区段至600 kb区间内 Zm00001d033231 与株高显著关联。

在玉米自交系4H8中发现一个叶色突变体,自然条件下,该突变体幼苗叶色呈淡绿色,生长明显缓慢,逐渐萎蔫死亡。利用出现淡绿色幼苗的自交系4H8杂合体以及其与绿色自交系40-6构建的一套分离群体对叶色淡绿色突变体进行了遗传分析,发现4H8的淡绿色基因由1个隐性核基因控制,初步命名为vl1(Virescent leaf 1),并用SSR分子标记将该基因初步定位在第1染色体的长臂上,位于SSR标记umc1323和umc1709之间,与二者的遗传距离分别为2.1 cM和10.3 cM。该研究结果为今后该基因的克隆和功能分析奠定了基础。

拟南芥TOC1基因在拟南芥中与2个MYB类蛋白基因LHY (Late elongated hypocotyl)、CCA1(Circadian clock associated1)组成中央振荡器,通过光周期调节途径调控拟南芥对光照的响应。为了揭示玉米中央振荡器中重要基因ZmTOC1a与ZmTOC1b的生物学功能,通过同源搜索找到玉米中的2个同源基因ZmTOC1a与ZmTOC1b,并通过同源克隆得到了这2个基因的序列,进而对这2个基因进行组织表达分析和编码蛋白的亚细胞定位。结果表明,通过同源克隆得到ZmTOC1a的开放阅读框的总长度为1 236 bp,共编码411个氨基酸; ZmTOC1b的开放阅读框的全长为1 554 bp,共编码517个氨基酸。通过Prot PARAM进行基因编码蛋白质的理化性质分析,ZmTOC1a与ZmTOC1b均为酸性蛋白。Net Phos 3. 1 Server预测结果显示,ZmTOC1a存在46个潜在磷酸化位点,其中丝氨酸36个,苏氨酸8个,酪氨酸2个; ZmTOC1b共存在53个潜在磷酸化位点,丝氨酸38个,苏氨酸12个,酪氨酸3个。在玉米中选取11个不同的组织进行qRT-PCR分析,结果表明,ZmTOC1a及ZmTOC1b分别在胚根以及胚芽鞘中高表达。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体并注射烟草,发现ZmTOC1a及ZmTOC1b表达蛋白主要集中在细胞核中。综上所述,玉米TOC1基因可能与拟南芥TOC1基因作用一致,在玉米的生物钟调节中起到了重要的作用。

为研究冠菌素(COR)调控玉米节间伸长生长增产的相关机理,在大田条件下,以‘先玉335’和‘郑单958’玉米品种为材料,拔节期叶面喷施不同浓度(0、0.01、0.10、1.00和10.00μmol/L)冠菌素(COR),系统分析对玉米基部节间形态性状、结构物质、抗折断力和根部的性状的影响。结果表明,COR显著提高玉米基部节间的直径、单位节间长度干重、抗折断力、半纤维素含量、纤维素含量和木质素含量,显著降低基部节间长度和节间干重,且随着COR浓度的增加,效应越明显。此外,COR还可促进玉米根系生长,随着COR浓度的增加,玉米植株气生根层数、入土气生根条数、气生根直径、气生根角度、根体积和根干重显著增加。综上所述,‘先玉335’和‘郑单958’对COR的敏感性不同,‘先玉335’抗倒伏的最适浓度为10.00μmol/L,郑单958抗倒伏的最适浓度为1.00μmol/L。

【目的】红米种质‘rm257’在籽粒总黄酮和抗性淀粉含量方面表现突出，分析该材料种皮颜色遗传模式，将为其在实际育种应用中奠定基础。同时探究‘rm257’种皮颜色性状与Rc之间的关系并开发对应功能标记，为云南红米品种的辅助选育提供技术支持，提高育种效率。【方法】利用红米种质rm257与9份云南地方白米品种构建测交组合及F_(2)分离群体，通过统计测交当代和对应F_(2)分离群体种皮颜色和分离比，推测其遗传模式；同时依据已报导Rc基因缺失变异位点序列开发功能标记RCGX，对9个F_(2)分离群体单株进行基因型鉴定，并将基因型与对应单株表型进行成对分析，进而判断红米种质rm257种皮颜色与Rc基因的关系。同时利用云南96份地方种对功能标记RCGX的通用性进行检验，评估该功能标记在红米种皮颜色判定中的准确性。【结果】遗传模式分析表明，红米种质‘rm257’的种皮颜色在7个测交组合中表现为受1对显性基因控制，在2个测交组合中表现为受2个基因位点的控制与影响。这与前人研究报导的红米种皮颜色性状受1对或2对基因控制的结论基本一致。F_(2)分离群体Rc功能标记验证表明，Rc基因极有可能为控制rm257种皮颜色的目标基因。功能标记RCGX通用性实验结果显示，云南地区地方白米品种大都存在Rc基因的缺失变异。【结论】红米种质‘rm257’的种皮颜色性状，在不同测交组合中表现为受1对显性基因控制或受2个基因位点的控制及影响。同时实验结果表明Rc基因极有可能为控制rm257种皮颜色的目标基因，且云南地区多数白米地方种其种皮颜色变化都是由Rc基因缺失变异导致的。

为了研究玉米蛋白激酶ZmSPK1在植物体内亚细胞水平上的分布情况,利用绿色荧光蛋白基因gfp为报告基因,分别构建了以35S为启动子表达ZmSPK1-GFP融合蛋白和GFP的植物表达载体35S∷ZmSPK1-GFP和35S∷GFP,用花粉浸醮的方法将表达载体转入拟南芥,筛选稳定表达株系,在共聚焦激光扫描显微镜下观察ZmSPK1在植物细胞中的定位。研究结果表明:融合蛋白ZmSPK1-GFP的荧光分布与游离GFP相似,在细胞浆及细胞核内均可见。与单独表达GFP相比,融合蛋白ZmSPK1-GFP在核内信号更强,推测ZmSPK1是可溶性蛋白,定位在核内。

为了明确StSNF1在玉米大斑病菌基因组中的位置,解析该基因编码蛋白的结构特征,探究该基因在侵染寄主的不同时期、分生孢子萌发侵染过程中以及不同碳源培养下的表达情况。结果表明,该基因ID号为008026214,全长3 046 bp,位于scaffold_17负链的97 793-100 838位置。StSNF1与玉米圆斑病菌SNF1同源关系较近,由877个氨基酸残基编码而成。StSNF1蛋白具有氮端的蛋白激酶结构域、氮端的碳代谢产物去阻遏蛋白激酶结构域和碳端的激酶相关结构域。在蛋白激酶结构域内,具有ATP结合