【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。

【目的】通过对玉米株高和穗位高进行多环境的ＱＴＬ分析，寻找能够稳定表达的株高和穗位高主效ＱＴＬ，以为玉米理想株型的分子育种提供理论依据。【方法】以优良玉米自交系许１７８×Ｋ１２衍生的１５０个Ｆ７代重组自交系（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎＴ ｉｎｂｒｅｄ Ｌｉｎｅｓ，ｒｉＬｓ）群体为试验材料。首先，从ｍａｉｚｅ Ｇｄｂ中选取４９５个ｓｓｒ标记进行亲本间多态性筛选，利用具有多态性的标记进行群体基因型分析，使用ｍａｐ ｍａＫｅｒ Ｖ３．０软件划分标记的连锁群并构建遗传连锁图谱。其次，采用ｉｃｉ ｍａｐｐｉｎＧ Ｖ４．０软件的完备区间作图法（ｉｎｃＬｕｓｉＶｅ ｃｏｍｐｏｓｉＴｅ ｉｎＴｅｒＶａＬ ｍａｐｐｉ．．．

为探究穗位高系数对玉米产量及产量构成的影响，采用125份玉米材料开展大田试验，测定株高、穗位高、穗位高系数、单穗粒数、千粒重及产量等性状指标。同时对1985—2019年可查文献中已发表的相关数据进行Meta分析。结果表明：1)株高和穗位高对单穗粒数、千粒重、产量均有极显著影响(P<0.01);穗位高系数对单穗粒数和千粒重影响显著(P

选用穗高系数有显著差异的甜玉米自交系T14和T4为亲本配制杂交组合,用主基因+多基因混合遗传模型和P1、P2、F1、B1、B2和F2共6个世代联合分析的方法对穗高系数性状进行分析;以330个F2单株为分离作图群体,用复合区间作图法在F2和F2:3家系中检测穗高系数QTL。通过研究玉米穗高系数的遗传模式和QTL定位,为玉米高产、耐密和抗倒伏育种提供有价值的理论依据。结果表明:玉米穗高系数受1对加性主基因+加性-显性多基因控制,在各个分离世代都以主基因遗传为主。在F2群体和F2:3家系中分别定位到4个和6个穗高系数QTL;其中有3个QTL在F2群体和F2:3家系中均可被检测到。检测到的高贡献率的主...

【目的】通过对油菜株高进行多环境QTL定位并与已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,揭示油菜株高的遗传结构和候选基因并为其分子改良提供依据。【方法】以油菜优良品种中双11(测序)和No.73290(重测序)衍生的含184个单株的Bna ZNF2群体为试验材料。首先,对Bna ZNF2群体进行基因型分析,利用Joinmap 4.0软件构建了一张含803个分子标记的高密度遗传图谱。其次,对F2:3和F2:4家系进行连续两年(2010—2011)两点(武汉和西宁)田间试验和表型鉴定。然后,

【目的】研究甜玉米株高的遗传模式和QTL定位,为玉米高产、耐密和抗倒伏育种提供理论依据。【方法】以株高有显著差异的甜玉米自交系T14和T4为亲本配制杂交组合,采用主基因+多基因混合遗传模型和P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代联合分析的方法,对甜玉米株高性状进行遗传分析;以330个F2单株为作图群体,采用复合区间作图法和群体分离分析法(BSA法),在F2和F2:3家系中检测株高QTL。【结果】玉米株高受2对加性-显性-上位性主基因控制,在各个分离世代都以主基因遗传为主;在F2群体中,检测到的3个QTL位于第1染色体,2个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为7.8%~28.8%;在...

巨穗小麦新种质材料是一具有茎杆粗壮、叶片短宽直立、大穗、大粒、高结实率等特点的种质资源。本研究应用单体分析和双端体分析方法对241材料进行了遗传学研究。结果表明,小麦新种质材料241的1A,3A,5A和4B染色体上具有控制株高的隐性基因,6B染色体上具有控制株高的显性基因,其中3A,5A和6B染色体上的基因表现为强效,1A和4B染色体上的基因表现为弱效。通过双端体分析进一步将控制株高的基因定位到1AS,3AS,5AL和4BL上。

【目的】烯醇化酶是糖酵解过程中的关键限速酶，在植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用。揭示小麦烯醇化酶基因TaENO1-5B的功能，开发分子标记，为通过分子育种改良小麦提供基因资源。【方法】以小麦品种旱选10号为材料克隆TaENO1-5B，在SMART网站分析其编码蛋白的结构域，采用Phyre2软件预测蛋白的二级和三级结构；采用实时荧光定量PCR技术分析基因在小麦不同发育时期的组织表达水平，以及在植物激素处理和逆境胁迫下的表达模式；以30份遗传多样性丰富的小麦种质为材料分析基因序列多态性，开发分子标记；以323份小麦构成的自然群体为材料进行TaENO1-5B单倍型与表型性状的关联分析，利用小麦地方品种和现代育成品种群体分析优异单倍型在我国不同麦区受育种选择的趋势。【结果】TaENO1-5B由17个外显子和16个内含子组成，编码446个氨基酸，含有保守的N端结构域和C端TIM(triose-phosphate isomerase)桶状结构域；TaENO1-5B在小麦幼苗期、拔节期、抽穗期和开花期的各个组织中均有表达，在根、根基和穗中表达量较高；TaENO1-5B启动子区含有多种顺式作用元件，包括脱落酸（ABA）、生长素（IAA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等激素应答元件和干旱、低温胁迫相关的多种应答元件，TaENO1-5B的表达受植物激素和干旱、低温等胁迫的显著诱导；在TaENO1-5B的启动子区检测到4个SNP，基因区检测到3个SNP，组成3种单倍型Hap-5B-1、Hap-5B-2和Hap-5B-3。在干旱、高温等多种环境下，单倍型Hap-5B-2为优异单倍型，与矮秆、多小穗数和穗粒数显著相关，在我国小麦主产区的育种历史中受到了正向选择。基于TaENO1-5B启动子区SNP(2 399 bp,G/A)开发的KASP标记，与多种环境下的每穗小穗数显著相关。【结论】TaENO1-5B响应植物激素信号及非生物胁迫，在干旱、高温等多种环境下，与株高、每穗小穗数和穗粒数显著相关，Hap-5B-2是矮秆及每穗小穗数和穗粒数较多的优异单倍型。根据TaENO1-5B变异位点开发的分子标记可用于小麦株高及相关产量性状的遗传改良。

【目的】本研究针对玉米淀粉合成相关基因sbe1和bt2获得SNPs位点并设计引物,进行HRM-PCR分型,根据结果找到相关基因对玉米淀粉合成方面的调控机理,从而为玉米育种的遗传改良和分子设计育种提供理论参考。【方法】本文提取普通玉米H21和紫糯96-619的基因组DNA后进行PCR扩增,测序并拼接出玉米淀粉合成相关基因bt2,sbe1的全长序列。【结果】进行亲本间序列比对,找到了20个SNPs位点,通过高分辨率熔解曲线(HRM),成功对171个高世代回交群体的SNPs位点分型。【结论】运用试验分析,总结了

为了对玉米的抗旱遗传学研究以及开展抗旱分子标记辅助育种提供有力支撑,利用SSR分子标记技术,构建了玉米基于RIL6群体的遗传连锁图谱,包含101个位点,覆盖玉米基因组1 395.2 cM,标记间平均距离为13.81 cM。在灌溉与干旱两种环境下,对该RIL家系的株高、产量进行QTL初级定位,在灌溉条件下,检测到3个控制株高和3个控制产量的QTL,在干旱条件下,检测到5个控制株高和3个控制产量的QTL,两种水分条件下检测出的QTL不同,并找到1个相对稳定的QTL。

为明确玉米穗部发育相关性状的主效QTL位点,利用玉米自交系‘B73’与‘郑58’构建F_2群体,采用48K液相杂交捕获探针进行基因型鉴定,结合多个环境下测得的表型数据对玉米穗轴长与穗轴粗进行QTL定位和全基因组预测。结果表明:穗轴长与穗轴粗在基因型、环境、基因型与环境的互作3个变异项均具有显著差异,穗轴长性状与穗轴粗性状的广义遗传力分别是0.71与0.52。穗轴长共检测到8个QTL,表型贡献率为3.54%～12.64%,在3号染色体检测1个新的主效QTL,即qCL3,LOD为8.31,表型贡献率为12.64%。穗轴粗共检测到3个QTL,表型贡献率为7.92%～10.61%,在4号染色体上检测到1个新的主效QTL,即qCD4-1,LOD为5.14,表型贡献率为10.61%。穗轴长与穗轴粗全基因预测的精度分别为0.56和0.39,全基因组预测精度随着训练群体和标记数目的增加而增加,当训练群体大小达到总群体的60%、标记密度达到500个时,预测精度增加幅度变缓。

为了提高玉米中赖氨酸含量,利用基因枪技术将Sb401基因导入玉米杂交组合HiⅡAB的愈伤组织中,在添加Bialaphos浓度为1.5,3.0 mol/L的选择培养基上进行2次筛选,然后分化再生植株,对所获得的植株进行PCR检测和免疫试纸条检测。结果显示,经过2次筛选获得58株再生植株,PCR检测呈阳性的植株有38株,将PCR阳性植株再通过免疫试纸条检测,确定bar蛋白得到表达的植株有31株,结果表明,共获得31株含有目的基因的玉米植株。

【目的】研究玉米经EMS处理后诱变系与原自交系的蛋白表达机制,为从蛋白质组学角度揭示诱变后选育材料在株高发生变化及生物产量明显提高等方面的分子理论奠定基础。【方法】以玉米(Zea mays L.)优良自交系AMD16和诱变后选育材料为试材,采用双向电泳、质谱分析以及检索技术,比较选育材料与原自交系叶片蛋白质组的差异,并对其候选基因进行分离、克隆,构建植物表达载体p3300-ZmMDH6,最后进行拟南芥的遗传转化与鉴定。【结果】EMS诱变后选育材料的蛋白质组中出现21个差异蛋白质点,其中5个蛋白质点在选育材料中特异表达,1个蛋白质点下调表达,7个蛋白质点上调表达,有2个差异蛋白质点在原自交系中表...

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。

大斑病是一种世界性玉米叶部病害,可造成玉米产量严重降低,其致病菌大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)可在叶片形成坏死斑,影响玉米品质并造成严重经济损失。效应分子在植物病原真菌对植物侵染过程中发挥着重要作用。根据玉米大斑病菌Et28A菌株全基因组信息,利用Signal P、TMHMM、Protcomp、big-PI Predictor和TargetP生物信息学软件和预测程序对玉米大斑病菌中11698条蛋白序列进行候选效应分子预测,再通过对上述蛋白半胱氨酸含量、信号肽长度及冗余性分析,获