玉米耐旱系数的多元回归分析

利用塑料防雨棚遮挡降水 ,在土壤含水量略高于萎蔫系数的干旱条件下 ,调查 12个常用和新近选育的玉米自交系与耐旱性有关的 15个生长发育和生理生化指标 ,根据其与正常灌水对照的差异计算耐旱系数 ,并与籽粒产量耐旱系数进行多元回归分析。结果表明 ,播种出苗期可用出苗率与生物学产量耐旱系数的乘积作为自交系耐旱性鉴定指标 ,成株期可用株高、雌雄花期间隔、出叶速度、根重等的耐旱系数预测自交系的耐旱性。

用γ射线和叠氮化钠诱变的玉米愈伤组织筛选耐旱和雄性不育材料

用60Coγ射线和叠氮化钠(NaN3)处理玉米愈伤组织,在含1.0%NaCl的高渗培养基上筛选,对再生植株株系进行耐旱性鉴定。结果表明,20 Gy的辐射和1 mmol/L NaN3是较为适合玉米愈伤组织诱变的处理组配。22个再生植株株系中,有5个诱变株系的耐旱性高于未诱变对照,其中1个株系的耐旱性与耐旱自交系“81565”接近。此外,从M1代株系中发现了1个雄性不育株,鉴定为细胞核隐性单基因控制的孢子体雄性不育。

玉米未成熟胚胚性愈伤组织诱导率与内源激素含量的关系

以胚性愈伤组织诱导率高低不同的9个玉米自交系未成熟胚为外植体,用改良N6培养基诱导培养愈伤组织。酶联免疫法测定不同培养时间后未成熟胚,以及由此诱导的胚性和非胚性愈伤组织,内源脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3、GA4)和细胞分裂素(DHZRI、PA、ZR)含量。结果发现,胚性愈伤组织诱导率与未成熟胚ABA和IAA含量正相关,与胚性和非胚性愈伤组织ABA含量正相关,与胚性愈伤组织GA3含量负相关。在胚性愈伤组织开始发生之际,外植体的ABA和IAA含量出现峰值,GA3含量出现低谷。因此认为,未成熟胚高水平的ABAI、AA含量和低水平的GA3含量,有利于胚性愈伤组织的诱导。但是胚性愈伤组织的ABA含量却低于非胚性愈伤组织,且胚性愈伤组织诱导率与胚性愈伤组织IAA含量负相关。由此看来,胚性愈伤组织的诱导和保持,可能还与各种激素的协同作用有关。

提高N_6培养基钙浓度对玉米幼胚培养的影响

筛选试验结果表明 ,将 N6 培养基 Ca2 + 浓度从 1.13mmol/ L提高到 5 m mol/ L ,对玉米幼胚胚性愈伤组织的诱导、继代和分化具有促进作用。在一次继代过程中 ,Ca2 +浓度为 5 m mol/ L 的培养基上培养的胚性愈伤组织相对生长量比 1.13m mol/ L 的原培养基增加 0 .8倍。 Ca2 +浓度提高以后 ,在培养基中再添加钙调蛋白 (Ca M)抑制剂盐酸氯丙嗪 (CPZ) ,可抑制 Ca2 +的促进作用 ,说明钙增加后对玉米胚性愈伤组织诱导和继代的促进作用受Ca2 + / Ca M信息系统控制。用改进后的 N6 培养基 。

N6培养基添加钙和烯效唑对玉米幼胚培养的作用

通过浓度筛选和比较试验,将以N6培养基为基础的诱导培养基和继代培养基的钙浓度,从1 .13mmol L提高到5mmol /L ,并分别添加1 .0 0mg L和0 .5 0mg/ L烯效唑(S -330 7) ,对玉米幼胚胚性愈伤组织的诱导和继代具有促进作用,而不影响胚性愈伤组织的分化再生。在分化培养基中添加低浓度(0 .2 5mg L)S -330 7,能显著提高分化再生率,并有利于壮苗。但增加钙浓度或添加烯效唑并不能使R15等难以诱导愈伤组织的自交系产生胚性愈伤组织。钙浓度提高以后,在培养基中再添加钙调蛋白(CaM)抑制剂盐酸氯丙嗪(CPZ) ,可抑制Ca2 + 的促进作用,说明该促进作用与Ca2 + CaM系统的信息调节有关。本研究改进的N6培养基,可提高优良玉米自交系的胚性愈伤组织诱导率和继代生长量,为转基因研究提供遗传基础优良的受体系统。

模糊隶属法对玉米苗期耐旱性的拟合分析

在略高于玉米萎蔫系数的干旱条件下,以出苗率和生物学产量耐旱系数之乘积为指标,测定了17个玉米自交系和10个杂交种的苗期抗旱性。并用模糊隶属法,以干旱胁迫下的胚芽鞘长度,出苗率,根重,生物学产量,脯氨酸含量,电导率和离体叶片保水力等指标对各品种耐旱性进行了拟合分析。结果表明,在略高于萎蔫系数的干旱条件下,以出苗率和生物学产量的耐旱系数之乘积为指标,可以准确鉴定玉米苗期的耐旱性,与耐旱性的综合评价拟合良好(相关系数r=0.914)。

玉米幼穗培养及植株再生

基本培养基加脯氨酸和水解酪蛋白组成的诱导培养基Ⅲ，可诱导参试的大多数玉米自交系、杂交种及远缘杂交后代，１０～１５ｍｍ 长的雌雄幼穗产生胚性愈伤组织，并通过继代增殖分化再生完整植株。各种基因型之间，愈伤组织诱导率差导较大，有的诱导率为０ ，有的高达８０％ ，大致有杂交种＞ 自交系＞ 远缘杂交后代的趋势。

玉米海藻糖含量测定及其合成酶(TPS)基因序列分析

自然界生物体内广泛存在着海藻糖。海藻糖不仅能在正常情况下为生物体新陈代谢提供能量贮备,更能在干旱、高热、低温等逆境胁迫下通过大量积累来帮助生物体抵御逆境伤害。因此,对海藻糖积累及其合成途径关键酶类的研究已越来越受到人们关注。本研究以垫状卷柏(Selaginella pulvinata(Hook.et Grev)Maxim.)为对照,利用高效液相色谱法(HPLC)检测了玉米自交系在不同干旱条件下的叶片海藻糖含量,结果显示,在重度、中度和轻度干旱胁迫下,玉米中均未检测到海藻糖,而正常状态下的垫状卷柏海藻糖含量达10.31mg/g干重。另外,本研究结合电子克隆对玉米自交系18-599白的海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-phosphate synthase,TPS)基因进行了序列扩增,并用RT-PCR进行验证,得到1条全长3055bp的cDNA全序列,命名为ZmTPS,GenBank登录号为EU659122。通过对不同物种TPS氨基酸序列进行比对分析,发现在玉米中存在许多重要的保守位点,但同其他TPS活性低的植物一样,缺失了部分保守区,推测这可能是玉米海藻糖含量太低以至于HPLC未能检测出的原因。

钙在玉米愈伤组织继代及盐诱导脯氨酸积累中的作用

通过筛选试验 ,将N6 培养基Ca2 + 含量从原来的 1 13mmol/L提高到 5mmol/L ,对玉米幼胚胚性愈伤组织的继代具有明显促进作用 ,在一次继代过程中 ,Ca2 + 含量 5mmol/L的培养基培养的胚性愈伤组织相对生长量比Ca2 + 含量 1 13mmol/L的原培养基增加 0 8倍。将愈伤组织接种于含NaCl的N6 继代培养基上 ,其生长极显著受抑制 ,脯氨酸积累增加。培养基中同时添加 5mmol/LCa2 + ,不仅在一定程度上缓解盐分对生长的抑制作用 ,而且能明显促进游离脯氨酸的积累。

用cDNA-AFLP技术构建基因组转录图谱

以分离群体mRNA反转录的cDNA为模板进行AFLP分析 ,在保留AFLP多态性丰富、稳定性高、无需了解序列信息等优点的同时 ,集中显示基因组表达序列的多态性差异 ,已逐渐发展成为基因差异表达显示、表达基因遗传连锁作图和基因克隆的常用方法。本文介绍了作图群体组配、总RNA提取与mRNA分离、cDNA合成、AFLP分析、转录图谱多态性分析作图等cDNA AFLP分析的主要技术。

玉米优良自交系转基因受体系统建立及转化后的筛选与再生

通过对培养基和培养条件的筛选和改进 ,提高了诱导玉米优良自交系幼胚产生胚性愈伤组织 ,建立转基因受体系统的效率。通过比较试验 ,确定了潮霉素筛选的浓度和方法。PCR检测证明 ,目的基因已整合到玉米基因组中。

桑树硬枝无土催根扦插试验

将 4个桑树品种的一年生枝条冷藏 2 0d后 ,用ABT生根粉和吲哚乙酸溶液处理插条 ,在蚕种催青室自动控制温补湿条件下无土催根。虽然不同桑树品种用不同药剂处理后 ,发根率和发根数存在显著差异 ,但各品种都能达到80 %以上的发根率和 2 5条左右的发根数。待新根刚突破皮层时移栽苗床 。

57个常用玉米自交系的耐旱性鉴定

利用塑料大棚遮挡降水 ,在土壤含水量略高于萎蔫系数的干旱条件下 ,调查 5 7个常用自交系的籽粒产量 ,并以正常灌水条件下的籽粒产量为对照 ,转换为耐旱系数。鉴定结果认为 ,815 6 5为耐旱自交系 ,N87- 1、R0 9、96 35、96 5 1、南 2 1- 3、TF1和 5 0 0 3的耐旱性也较强。另外 ,在相同条件下调查 12个耐旱性不同自交系与生长发育和产量有关的 9个农艺性状 ,根据其与正常灌水对照的差异计算耐旱系数 ,并与籽粒产量耐旱系数进行多元线性回归分析。雌雄花期间隔、穗位叶面积、根重和百粒重对籽粒产量的偏回归系数均达极显著水平 。

大豆总DNA直接导入法培育优质高蛋白玉米材料研究

利用外源总DNA转导的花粉管通道法和经我们发展的减压渗透法将大豆总DNA导入玉米自交系统 4 8- 2和S3 7,在 74 3份后代材料中筛选出 8份高蛋白含量变异材料 ,它们的蛋白质与受体相比提高 2 0 %以上。用种子蛋白SDS -PAGE、谷氨酸 -草酰乙酸同工酶及RAPD等分析方法对变异材料及其受体进行了鉴定分析 ,同时也对此 8份变异材料的自交后代进行了筛选和在田间比较观察了变异材料与受体的农艺性状。结果表明 ,这些高蛋白变异材料与受体 4 8- 2和S3 7在遗传上存在明显的差异 ,在其自交后代中仍有部分株系保持了高蛋白含量特性。此外 ,4 8- 2的变异材料在植株形态、花药颜色上有明显变化。上述结果初步证明高蛋白特性是可遗传的 ,这为选育高蛋白玉米新自交系提供了新材料 。

玉米2C型丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PP2C)活性与耐旱性的关系

在先期研究的基础上,结合运用电子克隆和反转录PCR技术克隆玉米PP2C基因的全长cDNA序列,再分别应用实时荧光定量PCR和非放射性标记法,测定干旱胁迫条件下耐旱性不同的自交系PP2C基因的mRNA表达差异和酶活性差异,以探讨PP2C酶活性与玉米耐旱性的关系。结果表明,我们克隆的全长cDNA序列为玉米PP2C基因家族的新成员,开放阅读框长1164bp,编码388个氨基酸残基。将这一基因命名为ZmPP2Ca,GenBank注册号为EF195257。在干旱胁迫条件下,该基因在耐旱自交系中下调表达,使PP2C酶活性降低;在不耐旱自交系中上调表达,使PP2C酶活性升高。ZmPP2Ca基因的差异表达以及由此引起的PP2C酶活性差异,可能与干旱胁迫条件下玉米细胞的信号传导有关。

玉米苗期耐旱性鉴定方法研究

在土壤含水量稍高于萎蔫系数的干旱条件下 ,以出苗率和生物学产量耐旱系数的乘积为指标 ,测定了 17个玉米自交系和 10个杂交种的苗期耐旱性 ,并与相同条件下的胚芽鞘长度、出苗率、根重、生物学产量、脯氨酸含量、电导率和叶片保水力的耐旱系数进行多元线性回归分析。结果表明 ,胚芽鞘长度、脯氨酸含量和叶片保水力的耐旱系数与苗期耐旱性的回归关系不显著。不能作为玉米耐旱性鉴定的指标 ;根重和电导率的耐旱系数与苗期耐旱性的回归关系 ,在自交系和杂交种中的显著性不同 ,有待进一步研究 ;出苗率和生物学产量的耐旱系数及其乘积 ,是玉米苗期耐旱性鉴定的可靠指标 。

玉米2个光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与光诱导表达模式

【目的】分析玉米2个光敏色素A基因(ZmPhyA1和ZmPhyA2)的蛋白结构及可能存在的功能区段,明确其响应于不同光线处理的表达模式。【方法】通过RT-PCR方法获得ZmPhyA1和ZmPhyA2编码的完整cDNA序列,推断2个基因编码蛋白的保守结构域,利用酵母双杂交测试其结构域间的物理互作,利用半定量RT-PCR技术分析不同光处理条件下ZmPhyA1和ZmPhyA2的表达模式。【结果】遗传进化树分析表明,ZmPHYA2与高粱光敏色素A的遗传关系要比与ZmPHYA1更近。ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白中含有1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个HisKinaseA结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构。ZmPHYA1与ZmPHYA2自身和相互之间可以通过其C端539个氨基酸区段进行相互作用。ZmPhyA1和ZmPhyA2在黑暗、远红光和蓝光条件下表达量较高,在红光和白光条件下较低,并且前者的表达量均低于后者。【结论】ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白是2个具有功能的光受体蛋白,自身和相互之间可能通过C端539个氨基酸区段互作形成复合体,二者的表达水平受不同光质的调控。

转酿酒酵母海藻糖合成酶基因(TPS1)玉米植株的获得

PCR克隆测序发现,酿酒酵母AS.1416菌株的海藻糖合成酶基因TPS1与原报道序列发生了11处单碱基突变,其中10个突变发生在编码区域,但9个是同义突变,不影响编码蛋白的氨基酸序列。只有1135位的G变为A,使编码蛋白的第355个甘氨酸变成了天冬酰胺。用单子叶植物逆境诱导启动子mwcs120启动TPS1基因构建表达载体,基因枪法转化玉米胚性愈伤组织,PCR检测获得阳性植株,平均达到0.56%的转化率。