四川及重庆玉米地方品种遗传多样性的比较分析

利用微卫星(SSR)标记技术对分别来自四川和重庆的各15个玉米地方品种群体进行了遗传多样性分析.42对SSR引物在供试玉米品种中分别检测到多态性位点数256和248个,其位点数平均分别为6.1和5.9个,平均多态信息量分别为0.76和0.73.根据遗传相似系数矩阵作出的树状图,分别将四川和重庆的品种群体划分成4类和3类,四川品种群体间的遗传相似系数低于重庆,表明了前者较高的遗传分化程度.群体内遗传多样性和遗传结构分析结果表明,四川玉米地方品种的遗传多样性高于重庆;四川和重庆玉米地方品种群体的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡;品种群体的遗传变异均以群体内遗传变异为主.SSR分子标记的遗传多样性分析不仅揭示出四川和重庆玉米地方品种丰富的遗传多样性,而且对其保护和利用提供了重要理论依据.

三峡库区玉米地方品种特异性状的筛选及其遗传研究

在三峡库区选取10个有代表性的玉米地方品种与10个骨干玉米自交系,进行主要性状的差异比较,并选择出群间差异显著的特异性状,采用不完全双列杂交设计,将地方品种与10个骨干玉米自交系进行测交。结果表明,地方品种较骨干自交系具有明显的丰产、抗倒、抗病特性;地方品种特异性状的遗传变异中,一般配合力比特殊配合力重要;丰产性与抗病性的遗传相关显著;采取利用加性效应为主的育种方案改良地方品种群体和构建杂种优势群,是开发利用地方品种的有效途径。

基于SSR标记构建西南玉米地方品种核心种质的方法

结合地方品种的地理起源和种质特性,以17%的抽样率选取玉米核心品种,用SSR分子标记技术对54个玉米地方品种进行遗传聚类,研究中国西南地区玉米地方品种核心种质的构建方法.结果表明,由9个核心品种构成的核心种质较好地保持了原玉米地方品种群体的遗传变异,42对SSR引物在原玉米地方品种群体和核心种质中分别检测到268、256个等位基因,平均多态信息量分别为0.76和0.73,其评价参数平均数百分率、方差百分率和变异系数可变率分别为10%、10%、83.5%,表明构建的核心种质能较好地代表原种质资源群体.

我国西南地区玉米地方品种遗传多样性的SSR分子标记分析(英文)

利用微卫星(SSR)标记技术和DNA混合取样方法,选取均匀覆盖玉米染色体组的42对SSR引物,检测了来自我国西南地区54个玉米地方品种的遗传多样性。在54个玉米地方品种中检测到256个等位基因,每个SSR标记的等位基因数为2～9个,平均6.1个,说明我国西南地区玉米地方品种遗传多样性丰富。根据遗传相似系数矩阵做出的树状图,将54个玉米地方品种大致划分成4类,来源于同一地区的多数玉米地方品种划分在同一类中,表明西南地区玉米地方品种的地理分布与其遗传背景存在内在联系。从54个玉米地方品种中选出11个,每个品种选取15个单株,共165个DNA单株样品,分析玉米地方品种的遗传结构及其品种内的遗传多样性。对于检测玉米地方品种的遗传多样性,DNA单株样品分析优于DNA混合样品分析,42对相同的SSR引物在11个玉米地方品种中检测到330个等位基因,平均等位基因数A=7.86,有效等位基因数Ae=3.90,平均期望杂合度He=0.69,实际观察杂合度H0=0.37。据遗传结构分析结果,固定指数(F)为0.25～0.79,表明玉米地方品种是典型的混合繁育系统;由于杂合体不足,玉米地方品种群体间及群体内的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡;杂合性基因多样度比率(Fst)平均为0.07,表明品种间和品种内的遗传变异分别占总遗传变异的7%和93%。玉米地方品种内遗传多样性及品种间遗传距离分析结果表明,在我国西南地区,分布在四川的玉米地方品种具有最丰富的遗传变异。经综合分析推测,我国西南地区玉米地方品种最早引进到四川种植,由此向毗邻地区传播扩散。

西南地区玉米地方品种B染色体多态性分析

【目的】分析B染色体形态及数量多态性,从细胞水平评价西南地区玉米地方品种的遗传多样性,为中国玉米引进途径提供佐证。【方法】以来自西南地区四川、重庆、云南和贵州4省(市)的30个玉米地方品种群体为材料,各品种群体取50个单株,各单株统计镜检10个细胞,共统计镜检15 000(30×50×10)个细胞,在光学显微镜下进行B染色体细胞学鉴定;各品种群体取10个单株,制作10张染色体制片,采用改良的Giemsa染色法进行染色体C-带显带分析。【结果】细胞学鉴定结果表明,除10对常染色体外,西南地区玉米地方品种还存在3类形态的B染色体:中间着丝点B染色体(BM)、近端着丝点B染色体(BST)和呈点状的微小B染色体(BS),BM形态上与玉米的第1染色体相似,BST与BM大小相近,BS呈圆点状,无可见着丝点。在来自四川的7个玉米地方品种群体中检测到BM、BST和BS3类B染色体,在重庆玉米地方品种群体中检测到BM和BST、BST和BS存在于云南玉米地方品种群体,而在来自贵州的9个玉米地方品种群体中仅检测到1类B染色体(BST)。BM、BST和BS的平均长度分别为2.82、2.78和0.9μm,与第1常染色体比较,它们的平均相对长度分别为43%、45%和15%,相对长度变幅分别为34%—52%、32%—58%和13%—18%,BM、BST和BS的平均臂比分别为1.19、1.98和1.00。在供试的30个品种群体中有18个含B染色体,分别有7个、5个、4个和2个来自四川、重庆、云南和贵州,在含B染色体的18个群体中有421个单株含B染色体,421个单株中共存在487条B染色体,具有B染色体植株的频率变幅为0—90%,平均频率为29.6%,四川玉米地方品种在群体和个体水平上表现较高的B染色体频率。细胞内B染色体数最多2个,绝大多数细胞不含B染色体,0B类、1B类和2B类细胞的平均频率分别为97.04%、2.81%和0.15%。BST是玉米地方品种B染色体的主要类型,占B染色体总数的比率为67%,其次是BM(19%),BS比率最低(14%),表明BST是原始的B染色体,BM和BS是BST的变异类型,BM和BS在较小的时间和空间尺度上形成与演化。Giemsa染色显示,BM和BST富含GC、高度异染色质化,在染色体结构上二者共享部分同源DNA序列,形态上与A染色体区别明显。0B类、1B类和2B类细胞A染色体平均C-带数变幅分别为11.0—20.6、10.8—19.4和10.5—18.6,玉米地方品种B染色体数与A染色体C-带数负相关。【结论】西南地区玉米地方品种在细胞水平上表现较高的遗传多样性,其B染色体具有形态和数量多态性,由B染色体分布所决定的西南地区玉米地方品种的地理中心是四川省。

低氮胁迫下玉米地方品种形态特征和光合特性的变化

以5个玉米地方品种dp10、dp12、dp23、dp31和dp40为材料，采用盆栽试验，设置正常施氮和不施氮2种处理，研究低氮胁迫下玉米地方品种的苗期形态特征和光合特性变化。结果表明，低氮胁迫对玉米地方品种幼苗株高、可见叶数、总叶面积、根数、根体积、地上部干质量、地下部干质量、根冠比以及光合强度均有影响。不同玉米地方品种的耐氮胁迫性存在明显差异，品种dp40的耐氮胁迫能力相对较强，其株高、可见叶片数、总叶面积、根数、根体积、地上部干质量、地下部干质量、根冠比和光合强度的耐氮胁迫指数分别为0．95、o．84、0．43、0．86、0．74、0．55、0．87、0．91和0．49。不同玉米地方品种的同一形态性状和同一玉米地方品种的不同形态性状的耐氮胁迫指数存在差异，植株总叶面积、地上部干质量、根体积和净光合速率的耐氮胁迫指数较低，其耐氮胁迫指数在5个玉米品种中的变化范围分别为0．19～0．43、0．26～0．62、0．22～0．87和0．16～0．49，因此，可作为玉米地方品种耐低氮种质筛选的指标。此外，我国丰富的玉米地方种质为杂交种耐低氮特性的遗传改良奠定了物质基础。

干旱胁迫对玉米地方品种苗期植株形态的影响

为了阐明干旱胁迫下玉米地方品种的苗期植株形态效应,采用盆栽试验,以4个玉米地方品种为材料,设置重度干旱胁迫、中度干旱胁迫和正常供水3个处理,研究了玉米地方品种在干旱胁迫下的幼苗植株形态特性。结果表明,干旱胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐旱性存在明显差异。玉米地方品种总体上表现出较高的耐干旱胁迫能力,不同地方品种的同一形态性状和同一地方品种的不同形态性状的干旱胁迫指数存在差异。综合分析干旱胁迫下4个地方品种的植株形态效应,品种C是耐旱性强的玉米地方品种,可作为耐旱种质加以利用,地方品种A和D的耐干旱胁迫能力较强,而地方品种B则对干旱敏感。此外,我国丰富的玉米地方种质为杂交种耐旱特性的遗传改良奠定了物质基础。

玉米地方品种和自交系B染色体的比较分析

基于植物细胞染色体制片技术,分别对25个玉米地方品种和25个自交系B染色体进行镜检鉴定。玉米B染色体表现出与其他生物B染色体相似的特征,其大小略大于常染色体(第10号染色体)的一半,B染色体在细胞中的随机分布和异常分离是其在细胞和植株个体间变化的主要原因。在2种玉米品种(系)类型的供试材料中,玉米地方品种B染色体数目在细胞中呈现0B^3B的变化,具B染色体的品种占同类地方品种数的36%,占供试材料总数的18%;玉米自交系中B染色体存在频率明显低于地方品种,具B染色体的自交系仅占供试材料的6%。结果表明,B染色体的偏向分布及选择受精保证其在上下代间遗传传递,然而生物的连续多代自交有可能破坏B染色体的选择受精机制,造成B染色体丢失,降低其遗传传递频率。

利用SSR分子标记分析三峡库区玉米地方品种的遗传关系

利用微卫星（SSR）标记技术和DNA混合取样方法，检测了来自三峡库区15个玉米地方品种的遗传多样性．42对SSR引物在15个玉米地方品种群体中共检测到248个多态性条带，每个位点的等位基因数为2～14个，平均5．9个；多态信息量0．28～0，81，平均为0．73；根据遗传相似系数矩阵做出的树状图，将15个玉米地方品种划分成3类，所有玉米地方品种间的遗传相似系数均在0．42以上．从15个玉米地方品种中选出5个，每个品种选取15个单株，共75个DNA单株样品，分析玉米地方品种群体的遗传结构．42对相同的SSR引物在5个玉米地方品种中检测到有效等位基因数Ae=3．40，平均期望杂合度He＝0．67．遗传结构分析结果表明，玉米地方品种群体间及群体内的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡；品种群体内和群体间的遗传变异分别占总变异的92％和8％．

基于Glb 1基因序列的西南地区玉米地方品种的系统进化

为探讨我国西南地区玉米地方品种Glb 1基因序列多态性,对40份西南地区玉米地方品种的Glb 1基因序列测序,并与Gen Bank中来自普通玉米、小颖玉米、繁茂玉米和摩擦禾的19条同源序列比对。结果表明,来自西南地区四川、重庆、云南和贵州的玉米地方品种分别有35、25、33和25个多态性位点,其遗传多态性分别是小颖玉米的87%、86%、85%和71%,8个种群遗传多态性指数的大小排序为小颖玉米、四川地方品种、重庆地方品种、云南地方品种、贵州地方品种、普通玉米、磨擦禾和繁茂玉米,Tajima’D、Fu&Li’D和Fu&Li,F检验表明Glb 1基因是中性进化基因。比较种群间DNA序列的共有多态性和固定差异,玉米地方品种与小颖玉米、繁茂玉米、磨擦禾间存在较高的固定差异和较低的共有多态性。Glb 1基因的系统进化关系及网状关系分析为玉蜀黍属的分类系统提供了佐证,四川玉米地方品种有较高的遗传多态性支持我国玉米由印度经西藏传入四川的论点。

NaCl胁迫下玉米地方品种的种子萌发效应

采用室内培养和检测,以5个玉米地方品种为材料,设置高盐(NaCl)和自来水2种处理,研究不同玉米地方品种在盐胁迫下的种子萌发和生理特性变化。结果表明,盐胁迫对玉米地方品种的种子萌发和生理有不同程度的影响,不同玉米地方品种的耐盐性存在明显的基因型差异。总体而言,不同地方品种的同一形态性状和同一地方品种的不同形态性状的耐盐胁迫指数存在差异。综合评价盐胁迫下5个玉米地方品种的耐盐特性,"DP44"是耐盐性强的品种,可作为耐盐种质加以选择,而"DP21"的耐盐胁迫能力较差。此外,对玉米品种进行耐盐胁迫的遗传改良是可行的。

玉米染色体滴片关键技术及其优化

探讨优化玉米染色体滴片关键因子处理效果,寻求一种操作简单、染色体分散度和完整性好,并且适于玉米染色体分离操作的制片方法。本研究以玉米自交系B73根尖为材料,在单因素试验的基础上采用四因素二次回归正交组合设计,分析玉米滴片技术中4个关键因子的处理效果。结果表明,N_2O处理时间、冰乙酸固定时间、酶解时间和滴片距离对染色体滴片效果均存在最佳处理效应。基于二次回归方程的统计方法得到了符合实际的优化的染色体滴片技术方案,即采用N_2O处理时间2.0 h、冰乙酸固定时间2.0 h、酶解时间6.0 h和滴片距离35.0 cm。由此方案制作了高质量的玉米染色体制片,保证了细胞中染色体的分散性和完整性。

武陵山区玉米地方品种核心种质的遗传多样性与评价

田间试验结合微卫星（ SSR ）标记技术，从表型和 DNA 分子水平分析评价了武陵山区玉米（Zea mays L.）地方品种核心种质的遗传多样性。结果表明，核心种质在14个农艺、经济性状上存在极显著差异；基于SSR标记的UPGMA聚类能有效区分玉米地方品种核心种质，50对SSR引物在核心种质中共检测到275个多态性位点，各引物检测到的等位位点数3~15个，平均为6.0个；Shannon多态信息量为0.29~0.83，平均为0.75。核心种质代表性评价结果表明核心种质较好地保持了原种质库的遗传变异。

NaCl胁迫对玉米自交系种子萌发和幼苗生长的影响

[目的]为耐盐玉米自交系的选育和盐渍化土壤的开发利用提供理论依据。[方法]采用室内培养和盆栽试验,以5个骨干玉米自交系为材料,设置高盐(NaCl)和自来水2种处理,研究不同玉米自交系在盐胁迫下的种子萌发和幼苗植株形态变化。[结果]盐胁迫对玉米自交系种子萌发和幼苗植株形态有不同程度的不利影响,不同玉米自交系的耐盐性存在明显的基因型差异。5个自交系种子萌发的耐盐性由高到低依次为"H92"、"A801"、"330"、"综31"和"黄C"。总体而言,不同自交系的同一形态性状和同一自交系的不同形态性状的耐盐胁迫指数存在差异。[结论]综合分析盐胁迫下5大骨干自交系的形态特性,以"H92"的耐盐性最强,可作为耐盐基因型加以选择,"A801"和"综31"的耐盐性较强,而"330"和"黄C"对高盐最为敏感。此外,对玉米品种进行耐盐胁迫的遗传改良是可行的。

基于染色体核型的玉米地方品种聚类分析

以40个西南地区玉米地方品种为材料,通过细胞学鉴定分析其主要核型参数,并采用最长距离法对其进行聚类分析。结果表明,40个玉米地方品种的全组染色体长度、最长染色体长度、最短染色体长度、长度比、平均着丝点指数、平均臂比和核不对称系数平均值分别为89.56μm、5.84μm、2.64μm、2.46、35.62%、1.48和59.06%,其对应变幅分别为61.51~103.82μm、3.62~7.50μm、0.98~4.33μm、1.41~5.21、26.93%~40.33%、1.05~2.43和51.20%~70.90%,其中,17份玉米地方品种存在B染色体;40个玉米地方品种的平均遗传距离为10.05,变幅为3.09~46.57。基于7个核型参数可将40个玉米地方品种在遗传距离15.98处划分为6类,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类分别包含3、9、4、14、8、2个品种。40个玉米地方品种供试材料间存在较大的核型差异,这在细胞水平上表明西南地区玉米地方品种具有丰富的遗传变异。

NaCl胁迫对玉米地方品种苗期植株形态的影响

采用盆栽试验,选取4个玉米地方品种为材料,设置盐胁迫和正常供水两种处理,研究了玉米地方品种在NaCl胁迫下的幼苗植株形态特性。结果表明,盐胁迫对玉米地方品种幼苗多数植株形态性状有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐盐性存在差异。玉米地方品种总体上表现出较高的耐盐胁迫能力,不同地方品种的同一形态性状和同一地方品种的不同形态性状的耐盐胁迫指数存在差异。综合分析盐胁迫下4个地方品种的植株形态效应,品种C是耐盐性强的玉米地方品种,可作为耐盐种质加以选择,品种A和D耐盐性较强,品种B则对盐胁迫敏感。我国丰富的玉米地方种质为杂交种耐盐特性的遗传改良奠定了物质基础。

玉米抗茎倒折性状遗传的研究

以10个具有抗茎倒折差异的玉米自交系,按完全双列式组配的45个组合为供试材料,经遗传参数估算和通径分析结果:所有抗茎倒折性状基因型间存在显著差异;抗茎倒折性状基因型变异中其一般配合力比特殊配合力重要;同一抗茎倒折性状不同自交系,同一自交系不同抗茎倒折性状一般配合力表现明显差异;多数抗茎倒折性状间的遗传正相关显著,丰产的玉米组合表现较优的茎秆强度。以利用加性遗传效应为主的育种方案,对抗茎倒折性状改良是有效的。

玉米染色体常规制片技术中关键因子处理效应及优化

利用五因素二次回归旋转组合设计研究玉米染色体常规制片技术中5个关键因子(取材时间、根尖长度、α-溴萘水溶液预处理时间、解离时间和α-溴萘水溶液的体积分数)及其处理效应.回归分析结果表明,除根尖长度外,其余4个处理因子对染色体制片效果有极显著影响.此外,基于回归方程的统计选优方法获得了比较符合实际的各处理因子的适宜范围,即取材时间8:00,根尖长度1.49～1.81 cm,97.62%～99.38%的α-溴萘水溶液预处理4.16～4.66 h和60℃1 mol/L HCl解离11.25～11.55 min,将取得较好的玉米染色体制片效果.

玉米自交系响应高温、干旱胁迫的关键基因及通路

以4个不同的玉米自交系为材料,对高温、干旱处理后的苗期植株进行转录组测序。玉米自交系响应高温和干旱胁迫的差异表达基因(DEGs)分别为6966和6272个,在高温和干旱胁迫下4个玉米自交系相同的DEGs分别是705和871个。同时响应高温和干旱的DEGs有100个。在耐旱、耐热性强的玉米自交系中鉴定出18个特异的DEGs,其中锌指转录因子、WRKY转录因子、GT转录因子和B2热激转录因子在胁迫响应中发挥关键的调控作用。KEGG通路分析结果表明,耐旱、耐热性强玉米自交响应高温干旱胁迫的DEGs富集在生物学过程、分子功能、代谢过程、遍在蛋白代谢和氮代谢途径5条通路。热带、亚热带玉米种质的耐旱、耐热性强于温带玉米种质,可在热带、亚热带玉米种质中有效筛选耐旱、耐热基因。

生物信息学教学模式初探

生物信息学是生物科学中一门新兴的前沿学科。本文针对目前国内生物信息学教学现状,借鉴其他学科成熟的教学模式,结合生物信息学的课程特点,提出了"以知识为中心,理论教学与实验教学有机结合"的教学模式。