43个玉米自交系遗传多样性分析及其杂种优势群划分

利用SSR标记对43个玉米自交系进行遗传多样性分析,从100对SSR引物中筛选20对扩增带清晰且具有稳定多态性的引物。结果表明,20对引物在供试材料中共检测出71个等位基因变异,平均每对引物检测到等位基因数3.55个,变幅在2~5个之间;每个标记位点的多态性信息含量(PIC)变幅为0.335~0.796,平均多态性信息量为0.533;表明43个自交系具有较为丰富的遗传多样性。43个自交系之间的遗传相似系数变幅为0.441~0.938。UPGMA聚类分析结果表明,43个自交系被划分为四大类群,聚类结果与系谱分析基本一致。

145份玉米自交系茎秆抗倒伏能力的综合评价

以国内外的145份玉米自交系为材料,在多个环境下调查株高、穗位高、茎秆穿刺强度、节间长度和节间直径等茎秆抗倒伏相关指标,通过相关性分析、主成分分析、聚类分析等筛选抗倒伏能力强的玉米自交系,为玉米抗倒伏育种提供优异种质资源。结果表明,株高、穗位高、茎秆穿刺强度、节间直径和节间长度在不同自交系间差异极显著;株高遗传力最高,为0.99,其次为穗位高、茎秆穿刺强度,均为0.97。相关性分析结果表明,茎秆穿刺强度与株高呈极显著正相关。主成分分析结果表明,前3个主成分代表了145份玉米自交系5个性状77.02%的信息,其贡献率分别为37.08%、21.94%、18.00%。玉米自交系抗倒伏能力综合评价和聚类分析结果表明,145份自交系划分为六大类群,筛选出S268、S112、S135、S270等13份抗倒伏能力强的自交系。

利用SNP标记技术分析73份玉米自交系的遗传多样性

利用覆盖玉米全基因组的中玉芯1号芯片,对73份玉米自交系进行全基因组扫描。为了提高育种效率,对具有重要育种价值的玉米自交系进行遗传多样性分析,从而指导玉米育种实践。以73份玉米自交系为材料,其中24份自交系由新乡市农业科学院、鹤壁禾博士晟农科技有限公司选育而成,其余49份自交系为目前中国玉米生产中应用较广泛、具有代表性的种质资源。利用3854个单核苷酸多态性(SNP)标记对供试材料进行种质遗传多样性、杂种优势类群分析。群体结构分析结果表明,73份自交系可划分为6个类群,分别为改良瑞德(Reid)群、兰卡斯特(Lancaster)群、塘四平头群、PB群、旅大红骨群、其他(欧美、热带等种质)类群,其中有新乡市农业科学院选育的19份玉米自交系,鹤壁禾博士晟农科技有限公司选育的5份玉米自交系,利用的杂种优势模式主要为改良瑞德×塘四平头和美系种质×塘四平头,这也从分子水平上验证了黄淮海夏玉米区主要利用的杂种优势模式。

玉米骨干自交系弯孢叶斑病抗性鉴定

玉米弯孢菌叶斑病是我国玉米生产中的主要病害之一,严重危害玉米的叶片、叶鞘和苞叶,影响产量和质量。对80份玉米骨干自交系进行了抗性鉴定,发现大部分常用的自交系易受病害影响,而一些引进的自交系则表现出较高的抗病性。在沈阳鉴定病圃中,25%的供试材料表现为抗病或高度抗病,而41%的供试材料表现为感病或高度感病。27%的供试材料在阜新鉴定病圃中表现为抗病或高度抗病,而49%的供试材料表现为感病或高度感病。L269在两地均表现出高度抗病性,而C167-1、浚9058、自330、黄早四、郑58和A3则在两个地方都表现出高度的感病性。鉴定结果对进一步发掘抗性种质资源、揭示玉米抗弯孢叶斑病的遗传机制和培育优良抗病自交系具有重要意义。

模糊概率法在薄皮甜瓜亲本自交系选择中的应用

为了筛选出薄皮甜瓜的优良亲本自交系,通过模糊概率法对35份自交系的生育日数、可溶性固形物含量、单株结果数、前期长势、口感、香味、裂果性、果实外观、单株产量9个指标进行综合评价,共筛选出10份性状优异的亲本自交系。排名第一的是M22-121,其单株结果数和单株产量均排名第一,分别为4.50个和1.155 kg,可溶性固形物含量为14.05%,排名第四,单瓜重为256.67 g。供试材料总体样本的数量性状中生育日数、可溶性固形物变异度较小,分别为1.75%和14.64%。变异系数较大的性状为单株结果数、单株产量、单瓜重,变异系数分别为30.28%、30.79%和35.37%,说明生产上应加强对这几个指标的选择,以获得较好的选择效果。

玉米自交系PHA458的选育和应用

玉米(Zea mays L.)自交系PHA458是新乡市农业科学院以本土自交系A01为基础材料,通过与外引自交系PHB1M杂交、自交选育而成的高产、多抗、高配合力玉米自交系。该品种2022年获国家植物新品种权证书,其品种权号为CNA20173824.5,主要介绍了该自交系的选育经过及应用情况,并对玉米种质创新进行了思考,以期为玉米育种工作提供参考。

高密度胁迫下玉米自交系耐密性鉴定指标筛选及综合评价

为探讨不同玉米自交系的耐密性,筛选耐密性鉴定指标,选取20份玉米自交系材料,设置12万株/hm^(2)和15万株/hm^(2)2个种植密度,调查玉米单株产量、生物量、形态及光合特性等指标,用指标归一化分析、模糊隶属函数法分析及聚类分析对自交系耐密性进行综合评价。结果表明,不同指标在玉米自交系间呈显著差异;以各指标相对值的变异系数≥15%作为筛选标准,选出相对单株产量、相对茎粗、相对干物质积累量、相对叶绿素相对含量、相对秃尖长和相对行粒数6个指标作为耐密性评价指标;利用指标归一化的变异系数作为权重,采用模糊隶属函数综合指数对玉米自交系进行耐密性评价,发现其综合指数差异较大;进一步利用综合指数进行聚类分析,将20份自交系材料分为强耐密、中度耐密和弱耐密3个类型,且不同类型玉米自交系间6个主要指标差异显著。在相同处理条件下,通过测定相对单株产量、相对茎粗、相对干物质积累量、相对叶绿素相对含量、相对秃尖长和相对行粒数6个指标,可以对玉米自交系耐密性进行评价。

济麦44/济麦229重组自交系群体籽粒蛋白质含量QTL分析

小麦籽粒蛋白质含量与面团流变学特性及加工特性的关系密不可分。本研究在2020—2021年济南试验基地(E1)及2021—2022年济南试验基地(E2)和济阳试验基地(E3)三个环境下,以“济麦44×济麦229”构建的包含285个家系的重组自交系群体(F2∶6RILs)为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传连锁图谱,对籽粒蛋白质含量进行QTL分析。结果共筛选到2344个SNP标记用于构建遗传连锁图谱,图谱总长度3349.95 cM,平均标记密度为1.43 cM/标记。通过对籽粒蛋白质含量的QTL分析,共检测到18个籽粒蛋白质含量相关QTL,分布在1A、1B、2B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、7A、7B共11条染色体上。Qpc.saas.4B-1在E1、E2和E3三个环境和BLUE(最佳线性无偏估计)值中均被稳定检测到,可以解释3.26%~23.79%的表型变异。Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A在两个环境和BLUE值中被检测到,分别解释2.42%~11.18%和2.48%~5.47%的表型变异,且Qpc.saas.4D与小麦矮秆基因Rht-D1b物理位置重合。本研究中检测到的QTL新位点Qpc.saas.4B-1、Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A是控制籽粒蛋白质含量的主效基因,具有高表型变异解释率。本研究结果可为小麦品质育种提供分子标记及理论参考。

基于高密度SNP标记对112份温热改良玉米自交系的遗传特征鉴定与表型性状评价

种质资源表型和基因型鉴定评价是深入发掘优势基因资源、创制优势种质材料的前提和基础,对于培育优势玉米杂交种具有十分重要的意义。以112份温热改良玉米自交系为供试材料,利用包含6万个SNP标记的Maize SNP 50芯片对其进行基因型鉴定,并结合该群体在不同生态环境下的表型鉴定结果,对不同自交系的抗性、所属杂种优势类群等进行评价。基因型分析结果发现,112份自交系首先被划分为Iodent种质(Ⅰ类)、Suwan种质(Ⅱ类)和温热改良种质(Ⅲ类)3类,再次被划分为分别以HCL645、T32、QR273、黄早四、PH4CV和B73为代表自交系的6个亚群;进一步被划分为以HCL645、T32、QB446、QR273、黄早四、PH4CV、郑58、齐319和B73为代表自交系的9个亚群。结果显示,112份自交系的散粉期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长、茎腐病、南方锈病和白斑病等不同性状之间呈现出一定的相关性。散粉期与株高、穗位高呈极显著正相关,与茎腐病、南方锈病和白斑病病级均呈极显著负相关,相关系数分别为0.19、0.32、-0.28、-0.32和-0.21。此外,Iodent种质表现出生育期短、穗行数多等优点;Suwan种质表现出生育期长、植株高大和抗病性强的特点;温热改良种质表现出生育期较短的优点。其中,Iodent种质和Suwan种质表现出优势互补,具有丰富的育种利用价值。

高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系光合特性、保护酶活性和产量的影响

研究并明确高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系叶片光合性能、产量性状等的影响,以期为耐高温玉米品种选育和推广提供理论依据。以‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’及其亲本自交系为试验材料,于花期前后(大喇叭口期—吐丝后7 d)对其进行高温胁迫(高温胁迫15 d)处理,研究高温胁迫对不同基因型玉米杂交种及其亲本自交系叶绿素相对含量、光合特性、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、保护酶活性、产量及其产量构成要素的影响。结果表明:1)与大田对照相比,花期前后高温胁迫下不同杂交种及其亲本自交系的叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和F_(v)/F_(m)均呈降低趋势,杂交种以‘京农科728’降幅最小,亲本自交系以‘京2416’降幅最小。胞间CO_(2)浓度和蒸腾速率则均呈升高趋势,杂交种以‘京农科728’增幅最小,亲本自交系以‘京2416’增幅最小。2)花期前后高温胁迫导致玉米杂交种及其亲本自交系的穗位叶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈降低趋势。3)花期前后高温胁迫降低了玉米杂交种及其亲本自交系的穗行数和行粒数,进而导致产量下降,杂交种‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’产量分别降低3.18%、5.00%、50.61%和9.50%;亲本自交系中,‘京2416’的穗行数、行粒数和产量降幅最小,而‘PH6WC’产量降幅最大。由此可见,花期前后高温胁迫下‘京农科728’‘MC812’及其父本自交‘京2416’具有较高的叶绿素相对含量、光合能力和保护酶活性,产量受高温影响较小,具有较好的耐热性。

不同玉米杂交种及其亲本自交系耐热性的差异比较

【目的】近年来,我国黄淮海夏玉米区高温热害不利天气频发重发,已成为威胁玉米生产的重要不利因素。研究并明确高温胁迫对不同基因型玉米品种雌雄穗及产量的影响,为耐高温玉米品种培育和选择提供参考。【方法】以郑单958(郑58×昌7-2)、先玉335(PH6WC×PH4CV)、京农科728(京MC01×京2416)和MC812(京B547×京2416)及其亲本自交系为供试材料,花期前后(大喇叭口期-吐丝后7 d)进行高温胁迫处理,研究高温胁迫对不同基因型玉米杂交种及其亲本自交系雌雄穗生长发育、散粉吐丝间隔(ASI)、花粉活性、产量及其构成要素的影响。【结果】(1)花期前后高温胁迫导致参试玉米品种及其亲本自交系的穗粒数减少,进而产量降低,且不同品种和自交系对高温胁迫的响应存在显著差异。与对照相比,高温胁迫下,郑单958、先玉335、京农科728和MC812的穗粒数降幅分别为22.28%、46.79%、6.13%和8.11%,产量降幅分别为9.50%、50.61%、3.18%和5.00%,其中,京农科728和MC812减产不显著,而郑单958和先玉335显著减产;亲本自交系中,京2416的穗行数、行粒数和产量降幅最小且不显著,而PH6WC均显著降低且降幅最大。(2)高温胁迫下,参试品种及其亲本自交系的雄穗分支总数、雄穗长度、总散粉量和花粉活性降低,散粉持续期缩短,ASI延长。与对照相比,高温胁迫下,ASI延长1.6 d。雄穗长度降幅表现为郑单958>先玉335>MC812>京农科728。郑单958雄穗长度降幅最大,但雄穗分支数多,花粉量最大;先玉335雄穗分支少,雄穗长度降幅大,花粉量最少且活性最低;京2416总散粉量大且花粉活力强,降幅最小(仅为4.50%和3.98%)。【结论】花期前后高温胁迫对参试玉米品种的籽粒产量和花粉活性等影响较大,京农科728和MC812的产量和花粉活性降幅显著低于先玉335和郑单958,耐热性较好。通过比较参试玉米杂交种亲本自交系的耐热性,父本自交系的耐热性要好于母本自交系。其中,京2416的雄穗分支和长度降幅小,花粉量大,花粉活性高,且花丝茸毛多,捕获花粉能力强,单穗产量高,ASI小,耐热性最好。因此,在耐高温玉米品种选育过程中,要重视和加大对耐热种质(如京2416等)的利用与改良创新,组配选育耐高温玉米新品种。

不同玉米自交系对环磺酮的敏感性差异研究

环磺酮是2021年在中国登记上市的玉米田对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂类除草剂。为明确环磺酮对不同玉米自交系的安全性,以玉米自交系HB05(‘Mo17’)、HB09(‘PH6WC’)、HB39(‘J525’)和HB82(‘’KH8’)为研究对象,进行了环磺酮胁迫对不同玉米自交系幼苗生长及体内生理生化指标的影响研究。结果表明:环磺酮按有效成分120 g/hm^(2)处理,敏感型玉米HB82和HB39表现出叶片失绿白化,直至干枯死亡,严重影响玉米的生长发育;而耐药型玉米HB05和HB09叶片没有出现受害症状,对生长发育无明显影响。环磺酮按有效成分240 g/hm^(2)处理14 d后,对敏感型玉米HB82和HB39株高抑制率分别为64.63%和63.79%,鲜重抑制率分别为70.06%和66.02%。环磺酮按有效成分720 g/hm^(2)处理14 d后,对耐药型玉米HB05和HB09株高抑制率分别为48.61%和38.05%,鲜重抑制率分别为21.93%和43.63%。环磺酮对耐药型玉米HB05和HB09的IC50值分别为223.50和37.42 mg/L,明显高于敏感型玉米HB82和HB39(对的IC50值分别为13.48和16.13 mg/L)。对叶绿素含量测定结果表明:叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量的变化趋势一致,即随着处理时间的延长,不同玉米自交系体内叶绿素含量呈不同程度的下降趋势,且敏感型玉米下降趋势明显大于耐药型玉米。环磺酮按有效成分120 g/hm^(2)处理7 d后,与0 d相比,敏感型玉米HB82、HB39体内叶绿素总含量较0 d分别下降87.76%和70.55%,而耐药型玉米HB05和HB09分别下降49.86%和33.65%;敏感型玉米HB82和HB39体内类胡萝卜素含量分别下降83.72%和74.02%,耐药型玉米HB05和HB09分别下降40.83%和33.33%。对超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)酶活性的测定结果表明:环磺酮胁迫诱导了不同玉米自交系体内SOD和POD酶活性的增加,呈先上升后下降的趋势,其变化幅度为敏感型玉米高于耐药型玉米。综上所述,不同玉米自交系对环磺酮的敏感性存在显著差异,明确不同玉米自交系对环磺酮的耐药性,在生产中可避免环磺酮对玉米产生药害,减少不必要的损失。

春小麦重组自交系品质性状与产量、生理性状相关性分析

以‘宁春4号’与‘宁春27号’为亲本杂交构建重组自交系的128份家系为材料,测定该群体的产量、叶面积指数、碳同位素分辨率、面筋含量等20个性状,分析各性状间的相关性。结果表明,该群体有丰富的变异类型,各性状离散程度较大,存在较大程度的超亲遗传。相关性分析表明生理性状与品质性状间有较强相关性,冠层温度、碳同位素分辨率对品质与产量性状影响较大;产量性状与品质性状大都呈正相关。以差异极显著的20个性状进行主成分分析,选取特征向量累积贡献率达87%的性状,分别是沉降值、稳定时间、湿面筋含量、硬度指数、粗蛋白含量、不实小穗数、穗粒数、吸水率、株高、结实小穗数、冠层温度、千粒质量与碳同位素分辨率;基于各性状聚类共分为9个类群,第九类群材料高产优质且农艺水分利用效率较高,为今后育种工作提供重要材料。

玉米苗期耐盐性鉴定技术研究及耐盐自交系筛选

土壤盐碱化使耕地利用率降低,作物生产受到限制。玉米耐盐种质的鉴定及筛选在盐碱地改良利用中具有重要意义和应用前景。本研究为筛选玉米苗期耐盐鉴定的最适NaCl浓度,选取16份代表性自交系进行0(对照)、100、150、200、250、300 mmol/L NaCl处理7 d,测定株高、根长、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重6个指标,并记录苗情。结果表明,盐处理7 d后,与对照相比,150 mmol/L NaCl处理的各指标存在显著差异,并且比其他盐浓度处理的变异系数更大,由此确定150 mmol/L为玉米自交系苗期耐盐鉴定的最适浓度。据此本研究建立了玉米苗期150 mmol/L NaCl处理的多指标综合评价耐盐鉴定技术。利用该技术对76份玉米自交系进行分析,通过加权隶属函数法计算耐盐综合评价指数D并聚类分析,将76份玉米自交系划分为高耐盐、耐盐、盐敏感及盐高敏4个类群,其中明71、中106、四-287和8112苗期耐盐能力较强,可作为玉米耐盐育种的优异资源;地上部鲜重耐盐系数与D值相关性最高,可作为玉米自交系苗期耐盐性评价的主要指标。

陆地棉重组自交系再生能力和遗传转化效率筛选

转基因工程育种是棉花种质创新的有效手段,为了拓展陆地棉可再生基因型,丰富棉花转基因受体,本研究以湖北省高产阔叶棉品种‘鄂棉22’(E22)为母本、高再生能力的鸡脚叶品种‘豫早1号’(YZ1)为父本,通过单籽传法构建了F9重组自交系群体(YE);利用棉花中比较成熟的IBA+KT(IK)和2,4-D+KT(DK)2种不同激素组合的培养体系,分别对重组自交系群体的164个家系的愈伤组织诱导率(CIF)、愈伤组织继代繁殖力(CSC)、愈伤组织的出胚率(CRE)以及愈伤组织出胚时间(CET)进行比较,共获得12个可再生的阔叶棉家系;利用目前成熟的棉花遗传转化体系对可再生阔叶棉家系进行遗传转化效率分析,同时对其进行田间农艺性状考察,最终获得了一个遗传转化效率为82.9%并且农艺性状更优良的家系YE3。本研究为棉花的遗传转化及基因功能研究拓展了陆地棉基因型种质资源。

玉米自交系叶绿素代谢对热胁迫的响应特征

【目的】阐明热胁迫下玉米叶绿素代谢的调控机制,为玉米耐热研究提供科学依据。【方法】以耐热玉米自交系HZ4和热敏感自交系L9K为材料,于喇叭口至开花期进行热胁迫处理,每隔5 d取样1次,共取样6次,测定叶绿素及其前体物质的含量,采用RT-qPCR测定相关基因的相对表达量。【结果】热胁迫导致HZ4和L9K叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及其合成前体物质原卟啉Ⅸ(protoporphyrinⅨ,ProtoⅨ)、镁原卟啉Ⅸ(Mg-protoporphyrinⅨ,MgPⅨ)和原叶绿素酸酯(protochlorophyllide,Pchlide)的含量显著下降,δ-氨基乙酰丙酸(δ-aminolevulinic acid,ALA)和单卟啉胆色素原(porphobilinogen,PBG)的含量显著升高,且HZ4的变化幅度小于L9K。6个叶绿素合成相关基因(PBGD、UROD、MgPMT、POR、CHLG、CAO)的表达量显著下调,且在HZ4中的表达量显著高于在L9K中的表达量;4个叶绿素降解相关基因(CBR、CLH、PPH、PAO)的表达量显著上调,且在HZ4中的表达量显著低于在L9K中的表达量。【结论】热胁迫通过下调叶绿素合成基因和上调叶绿素降解基因的表达,导致叶绿素含量下降。阻碍位点在PBG向ProtoⅨ转化阶段,其主要原因是PBGD和UROD基因下调表达。基因差异表达是耐热型和热敏感型玉米叶绿素含量存在差异的分子机制。

基于主成分分析的苦荞麦重组自交系农艺性状综合评价

为筛选出综合性状优良的种质,为苦荞麦高产品种的选育推荐材料,对选取的58个具有高产潜质的重组自交系(RILs)及其双亲的10个主要农艺性状进行遗传变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,58个RILs各性状的变异系数介于5.71%~31.55%,其中,产量、生育期和主茎分枝数的变异系数较大,粒宽和籽粒周长的变异系数较小。产量与籽粒面积、籽粒周长、株高和千粒重呈极显著(P<0.01)正相关,与粒长和粒宽呈显著(P<0.05)正相关,与生育期呈极显著负相关,产量与上述指标的相关系数绝对值从大到小依次为千粒重>株高>籽粒面积>生育期>籽粒周长>粒宽>粒长。主成分分析结果表明,前4个主成分的累计贡献率达86.987%,分别是粒形与产量因子(39.940%)、粒宽因子(24.478%)、株高因子(11.667%)、主茎分枝数与生育期因子(10.893%)。基于综合评价结果及RILs与亲本间的方差分析,共筛选出R64、R103、R164、R84、R192、R153和R214等7个综合性状优良的非米荞型RILs。这7个株系在聚类分析中均被划分在了高产、大粒、高秆和生育期短的C2类群,可将其作为示范推广品种或西南地区常规苦荞育种的优良种质资源加以利用。米荞型株系R52、R198和R101的产量极显著或显著高于米荞型亲本小米荞,可用于苦荞麦高产薄壳品种的选育。

含热带种质玉米自交系ZOL-1胚乳发育的转录组研究

【目的】研究含热带种质玉米自交系胚乳发育分子机制及相关调控网络。【方法】通过高通量RNA-seq测序技术,对热带血缘玉米自交系ZOL-1在授粉后5、10、15、20、25、30 d 6个时期的胚乳转录组进行比较,得到的差异表达基因进行KEGG与GO功能注释,并对FPKM平均值大于1的基因进行时间序列分析。【结果】玉米自交系ZOL-1胚乳发育在授粉后25~30 d时籽粒长、宽、厚增长速率最快,增长率分别达到15.9%、16.1%和10.2%。经过转录组测序和同参考基因组比对,过滤后reads占比至少为83.99%,测序质量和组装效果均较好。按照连续比较系统方法,在10 d_VS_5 d、15 d_VS_10 d、20 d_VS_15 d、25 d_VS_20 d和30 d_VS_25 d分别检测到7129、5252、4254、775和312个差异表达基因。GO功能注释表明,差异表达基因主要分布于细胞分化过程、代谢过程、催化活性和细胞器等条目中。KEGG功能富集分析显示,差异表达基因主要富集在能量代谢、碳水化合物代谢、碳代谢、氨基酸代谢、信号转导等与胚乳发育相关的通路。通过对FPKM平均值大于1的基因进行时间序列分析,19554个基因共划分为10个Clusters,并在Cluster 7鉴定出8个淀粉合成酶相关基因,它们的表达量在授粉后15 d时开始显著提升,此后保持较高表达水平。【结论】玉米自交系胚乳发育可能主要受下调基因表达调控,在授粉后15 d前后胚乳的发育模式发生变化,转录组有重新编程的迹象,同时挖掘到玉米淀粉生物合成相关基因8个,有利于研究胚乳发育的分子调控机理。

玉米自交系苗期根系形态鉴定及候选基因发掘

以134份玉米自交系为试验材料,对玉米的9个苗期根系性状进行表型鉴定,并利用分布于玉米基因组的44935个SNP标记,基于FarmCPU模型进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study)。结果表明9个根系性状表型变异范围在10.86%~55.96%之间,大部分表型间相关性达极显著水平(P<0.001),侧根长和总根长相关系数最高,为0.996,其次为侧根数与总根数达到0.993。共鉴定到32个显著关联的SNP位点(P=1.01e-11~9.74e-05),表型贡献率在0.54%~22.34%之间,主根长、总根长、最大根长、侧根长分别检测到4、8、3、9个显著的SNP位点;总根数、侧根数、不定根数分别检测到10、7、1个显著SNP位点;14个SNP位点同时与多个根系性状关联。12个显著关联位点位于已知根系相关性状QTL(Quantitative trait locus)区间内。共发掘49个根系候选基因,其中GRMZM2G028386(ABI4)、GRMZM2G135713(PUB23)、GRMZM5G870592(MYB98)、GRMZM2G156861(LOX1)、GRMZM2G160005(AUX16)、GRMZM2G126936(NAC2)等是重要的根系候选基因。本研究为克隆玉米根系发育相关基因,解析玉米根系发育分子机制提供了参考。