玉米自交系花丝及其结实性动态研究

为探究不同玉米自交系花丝活力及其结实性动态变化规律。以玉米自交系‘浚696’、‘浚573’、‘浚503’、‘郑58’和‘昌7-2’为试验材料,测定花丝日吐丝长度和吐丝量、不同日龄花丝结实率和穗部性状等相关指标。结果显示不同自交系花丝日吐丝长度和花丝结实率均是先增后降;花丝日吐丝长度峰值在吐丝第2~3天;结实率峰值在吐丝第3~5天。花丝日吐丝量呈‘快-慢’的增长模式,吐丝第1~3天快速增长,‘浚696’花丝总量最少,‘昌7-2’花丝总量最多。授粉后第8天的小花受精率和总结实率均比第5天高,‘郑58’的小花受精率最大、‘浚696’的总结实率最高。‘浚696’、‘浚573’和‘浚503’不同日龄花丝结实率与其穗部各性状、日吐丝量和吐丝长度均呈显著或极显著正相关。研究结果为明确自交系花丝活性时间、掌握最佳授粉时期、提高自交系结实性和制种产量提供理论依据。

河南鹤壁市青贮玉米生产现状和发展策略

鹤壁市畜牧业发展势头强劲,其中青贮玉米产业发展具有独特优势。深入探讨鹤壁市发展青贮玉米产业对满足畜牧业需求、优化种植结构以及改善生态环境等方面的重要意义,并从青贮玉米生产布局、发展模式、种植方式及科研进展方面介绍了鹤壁市青贮玉米生产现状。提出品种认识偏差、种植不科学和机械化水平有待提高等青贮玉米生产中存在的问题。探索从加强技术推广培训和科研攻关力度,实施多种种植模式,加大政策扶持力度等方面解决发展瓶颈问题。通过各方面分析,对促进鹤壁市青贮玉米产业发展具有一定的指导意义,以实现畜牧业更高层次、更高水平、更高质量的发展。

玉米产量及产量相关性状QTL的图谱整合

利用生物信息学方法,借助高密度分子标记遗传图谱IBM2 2008 neighbors,利用图谱映射和元分析的方法,对不同试验中定位的400个玉米产量及产量相关性状QTL进行了图谱整合,构建了玉米产量及产量相关性状QTL的综合图谱和一致性图谱。结果表明,玉米产量及产量相关性状QTL在10条染色体上呈非均匀分布,第1染色体上最多,第10染色体上最少;发掘出96个玉米产量及产量相关性状的"一致性"QTL;关联性较强的产量性状的QTL常集中在相同或相近的座位上。

玉米微量PCR反应体系研究

借鉴不同作物分子标记技术的研究成果,通过对玉米分子标记技术体系中组织DNA提取步骤、PCR扩增、电泳检测等环节的优化,初步建立了以5μL反应体系为基础的PCR检测方法。该方法可以加快玉米重要性状的分子标记检测速度,降低玉米分子标记检测过程中的消耗。

玉米抗甘蔗花叶病毒分子标记与检测技术

开发实用分子标记和高效检测技术是开展分子标记辅助育种的基础。本文采用"一致性"抗甘蔗花叶病毒QTL区间的InDel-186标记对BC2F2群体[(掖478×齐319)×掖478]的379个单株进行检测,用In-Del-110标记对重组近交系群体(X178×B73)的183个F8家系进行检测。结果表明:(1)InDel-186标记抗病带型(齐319带型)单株的抗病级别平均为1.27±0.25,而感病带型(掖478带型)单株的抗病级别平均为2.57±0.10,两者差异达到显著水平(F=1.62,P<0.02);(2)InDel-110标记抗病带型(X178带型)家系的病株率平均为55.39±7.24,而感病带型(B73带型)家系的病株率平均为81.10±4.89,两者差异达到显著水平(F=0.62,P<0.03);(3)进一步优化PCR反应体系,建立了InDel-186和InDel-1105μL的二重PCR检测体系。采用In-Del-186和InDel-110标记及优化的检测体系可以有效地选择玉米抗甘蔗花叶病毒基因型,提高选择效率。

玉米抗甘蔗花叶病毒分子标记开发

由甘蔗花叶病毒引起的玉米矮花叶病是我国黄淮海地区玉米生产的重要病害,开发抗矮花叶病基因分子标记是开展抗病分子标记辅助育种的基础。本文基于玉米6.00-6.01区域的"一致性抗甘蔗花叶病毒QTL区间"寻找抗病基因的功能保守域,依据序列多态性开发出抗病分子标记InDel-130和InDel-110,在已知抗性的102份玉米自交系中进行验证。通过分析标记抗病带型和感病带型中的抗病和感病自交系数目,卡平方测验表明标记InDel-130在供试自交系中与抗病性的表现独立无关,而标记InDel-110与甘蔗花叶病毒抗性高度相关,为共显性标记,可用于玉米抗甘蔗花叶病毒种质筛选和分子标记辅助育种。

作物单片段代换系的构建及应用

准确鉴定和定位作物的数量性状基因位点(quantita tivetrait loci,QTLs)是分子标记辅助选择和基因克隆的基础,传统的分离群体遗传背景复杂,很难对单个数量性状基因位点进行准确鉴定和深入研究。单片段代换系具有片段单一、背景一致、遗传稳定等特点,能把复杂性状的基因分解为多个简单的孟德尔因子,在作物数量性状和基因功能的分子研究中将发挥重要的作用。文中概述了作物单片段代换系的构建方法和应用概况,讨论了单片段代换系库构建过程中存在的问题及潜在的利用价值。

玉米抗灰斑病基因的分子标记

玉米灰斑病是我国玉米生产中的重要病害,培育和种植抗病品种是防治此病的有效途径。1年内在3个灰斑病重发区选取64份我国常用玉米自交系进行了抗灰斑病鉴定,分别筛选出高抗、抗病和中抗自交系2份、15份和12份。采用集团混合分组分析法,分别以10个抗病和10个感病玉米自交系基因组DNA构建抗病基因池和感病基因池。从100对AFLP引物组合中筛选出54对在抗感基因池间呈多态性的引物,进一步在组建抗池和感池的20份自交系之间检测到8个多态性片段。通过片段的回收、克隆和测序,将其中的P51M38-100扩增片段转化为SCAR标记(SCAR-100)。利用SCAR-100标记分析64份玉米自交系的基因型,结合田间抗病和感病表型进行相关分析,卡方测验表明SCAR-100标记与抗灰斑病显著相关。采用Mo17×黄早四群体(190个F2单株)和X178×B73群体(181个F8家系),结合已构建的SSR和AFLP标记连锁图谱,均将SCAR-100标记定位于第3染色体上,分别位于SSR标记umc1399-bnlg1754和umc1320-bnlg1754之间。开发抗病基因的分子标记可为分子标记辅助育种提供基础。

玉米茎秆营养品质性状全基因组关联分析及候选基因筛选

【目的】从分子水平对玉米茎秆主要营养品质性状进行遗传解析,为玉米茎秆主要营养品质性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以381份不同类型玉米自交系作为关联群体,2016年、2017年在河南省鹤壁市农业科学院试验园区进行随机区组种植,于玉米抽雄期、灌浆期和成熟期调查茎秆营养品质性状酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)和消化率(IVDMD)。利用Maize SNP50基因芯片获得高质量的461053个SNP用于全基因组关联分析。【结果】利用广义线性模型(GLM)分析,在玉米10条染色体上两年共检测出不同生育时期茎秆营养品质性状392个显著相关的SNP(P<1.08×10^(-7)),表型变异解释率为9.69%~17.34%,发现2次以上独立关联到的SNP有97个,共获得77个与茎秆营养品质性状关联的候选基因;利用混合线性模型(MLM)分析,两年共检测出257个显著相关的SNP(P<2.17×10^(-6)),表型变异解释率为9.82%~20.20%,发现2次以上独立关联到的SNP有17个,共获得82个候选基因,与GLM模型候选基因重合的有10个。GLM和MLM两种模型共鉴定出159个候选关联基因,有43个候选基因被2次以上重复检测到;其中,Zm00001d021261在多个位点发现31次与不同年份ADF、NDF和IVDMD相关联,该基因编码产物为ATP结合蛋白和叶绿体传感器激酶,在成熟期叶片中表达量最高;Zm00001d021255在两个位点发现10次与茎秆营养品质性状相关联,该基因编码产物为富半胱氨酸受体样蛋白激酶25,只在发育节间和雌穗中表达,可进一步深入研究验证。【结论】采用GLM和MLM两种模型可以快速、有效地关联到玉米茎秆营养品质相关性状显著性位点,通过重复性显著位点筛选出HC-SNP,进而挖掘出关联基因富集区域。

黄淮海不同类型玉米干物质积累、分配与转运特征

以3种不同类型的玉米为材料,于2019—2020年设置4.5万、6.0万、7.5万、9.0万、10.5万株/hm^(2)5个种植密度,分析种植密度对玉米籽粒产量及干物质的影响,研究不同类型玉米对种植密度的响应,为黄淮海区域选用适宜机械化生产的玉米品种提供依据。结果表明,3种类型玉米品种籽粒产量随密度的增大而先增加后减小。单株各器官干物质及单株总干物质呈现下降趋势,成熟期各器官干物质所占比例表现为籽粒>茎秆>叶片>穗轴>叶鞘>苞叶;玉米种植密度不同,各器官的干物质转运也存在明显差异,叶鞘和茎秆没有稳定干物质输出,只有叶片在适宜的密度下有干物质转运。2年试验结果表明,黄淮海区域耐密早熟品种表现为“源”弱“库”小,只有通过合理安排种植密度,实现增“源”扩“库”,才能提高群体生产潜力。

玉米籽粒脱水速率研究分析及种质改良策略

玉米生理成熟后籽粒脱水速率对中国北方玉米的品质、产量及储藏加工都具有显著影响,脱水速率也是宜机收品种选育上的重要目标性状。从不同品种间籽粒脱水速率的差异分析、农艺、品质等性状与籽粒脱水速率相关性分析以及玉米籽粒脱水速率遗传研究及QTL定位研究进展3个方面总结了玉米籽粒脱水速率的整体研究情况。结合玉米籽粒脱水速率研究规律,提出了玉米种质改良选育方向。研究结果为高产、优质、脱水速率快玉米杂交种选育提供综合的参考依据。

粮饲通用型青贮玉米品种筛选与评价

综合评价3个普通玉米品种的营养品质及田间性状表现,筛选适宜黄淮海地区种植的粮饲通用型玉米品种。田间种植3个普通玉米品种和青贮玉米‘雅玉8号’,调查生长期农艺性状及抗倒性;成熟期采收全株玉米,测定生物量及品质性状。各品种鲜物质产量差异明显,‘浚单509’鲜物质产量最高,平均为78139.05kg/hm^2,比对照增产5.22%;干物质含量最高的是‘永优1573’,为26.70%;‘浚单509’株高最高,为288.89cm,并且棒三叶均长最长(94.63cm)、棒三叶均宽最大(9.89cm);3个品种的主要品质性状相差不大,‘浚单509’的酸性洗涤纤维(ADF)含量和中性洗涤纤维(NDF)含量相对较低,分别为22.33%、48.85%;‘郑单958’粗蛋白含量最高,达10.2%;3个品种的粗脂肪含量都较对照低;‘永优1573’的茎秆抗穿刺强度水平最高,为62.80N/mm^2。‘浚单509’适宜作为粮饲通用型青贮玉米推广种植,‘永优1573’和‘郑单958’可作为粮饲通用型玉米改良的品种。

玉米杂交种产量性状杂种优势及其与亲本自交系的相关研究

为了更好地协调利用产量性状杂种优势,了解杂交种及其亲本产量性状对产量影响的相对重要性,为杂交种及亲本自交系产量性状的改良提供参考。选用4个优良玉米杂交种及其亲本自交系为试验材料,研究10个产量性状的杂种优势、杂交种与亲本自交系产量性状以及产量与其他性状的相互关系。结果表明,除母本自交系的秃尖长、杂交种的轴粗差异不显著外,杂交种和亲本自交系各产量性状均存在显著或极显著差异;不同杂交种及不同性状的中亲优势和超高亲优势均存在差异,小区产量、秃尖长和穗粒质量的杂种优势较大,穗行数、穗长、百粒质量的杂种优势较小。杂交种的穗行数、籽粒长、小区产量与母本自交系呈极显著正相关,杂交种的秃尖长、穗行数与父本自交系分别呈极显著和显著正相关。母本自交系的穗粒质量、穗行数与小区产量分别呈极显著和显著正相关,父本自交系的籽粒长和行粒数与小区产量呈显著正相关,杂交种的穗粗、秃尖长、行粒数、轴粗与小区产量呈显著正相关。

玉米不同基因型诱导系诱导效果研究及应用

研究旨在对玉米诱导系进行改良,对改良诱导系进行诱导率鉴定,以期在单倍体育种中更好利用。研究引进的2个常规诱导系及用其改良选育的5个诱导系对杂交种‘浚单509’的单倍体诱导能力的差异。结果表明:7个诱导系中单倍体诱导率最高的是QYG1,为3.36%;最低的是ZYG1,仅为0.4%;改良后诱导系QYG1、ZYG2诱导率稍有提高。7个诱导系在玉米穗部不同部位(上部、中部、下部)诱导的准单倍体诱导率不同,5个中部居多,下部次之,上部最少。QYG1田间植株表现植株高大、雄穗花粉量大且散粉期长、抗逆性强,可以考虑作为新的诱导系利用。研究结果为开展玉米诱导系选育及单倍体技术进行种质改良提供了综合的参考依据。

利用SSR标记快速检测玉米品种纯度

为了快速检测玉米品种纯度,降低检测成本,提高检测效率及准确性,利用建立的高效、快速、经济的玉米种子纯度SSR标记检测体系,检测组配的5个强优势组合。5个玉米组合材料SSR标记检测纯度最高100%,最低97%,平均98.8%。盐溶蛋白电泳检测纯度最高98.5%,最低96.7%,平均97.7%。二者检测结果进行相关分析,差异不显著。利用SSR标记对品种纯度进行检测,能够迅速、准确地得出结果。

小麦成熟胚脱分化过程中MADS-box家族基因的表达分析

利用小麦成熟胚脱分化基因芯片对脱分化过程中MADS-box家族基因的表达变化进行研究,检测到MADS-box家族转录因子基因及其靶基因共19个,上调表达基因3个,下调表达基因12个,混合表达基因4个,其中,CA730918、CK213813、BE417035、BJ276784、CA726603可能在小麦脱分化过程中意义重大。利用半定量RT-PCR技术对CA670406、CK213813、CA679889、AB107992和BJ228622基因的表达变化进行验证,结果与基因芯片检测结果相似。

不同种植密度对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率和脱水速率的影响

采用随机区组设计,研究了不同种植密度(6.00万、6.75万、7.50万、8.25万株/hm^2)对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率和脱水速率相关性状的影响,并设置6.75万株/hm^2种植密度下郑单958、先玉335作为对照。结果表明,随着种植密度的提高,各性状总体有逐渐减小的变化趋势,但未受到显著影响。通过籽粒百粒干重和灌浆速率定位到永优1573合适种植密度,在此密度水平下,与对照品种相比,永优1573在籽粒干物质积累上处于优势水平,可以获得较高的产量。研究结果可为进一步快速评价选育新品种产量形成机理和定位种植群体水平奠定基础。

玉米茎秆纤维性状与抗倒伏相关研究进展

倒伏是影响玉米产量与品质的重要因素。文章主要从玉米茎秆纤维组分、耐穿刺强度、遗传研究等方面综述了茎秆纤维性状与抗倒伏之间的关系,为选育优良抗倒玉米品种提供参考。

玉米多穗的发生原因及预防措施

本文针对近年来频频出现的玉米多穗现象,概述了玉米多穗的类型,分析了玉米多穗形成的有关原因,并提出了相应的预防措施,以期为预防玉米生产中出现多穗现象提供参考。

玉米气生根性状与抗倒伏相关研究进展

倒伏的发生严重影响了玉米的产量和品质,气生根对支撑玉米植株的稳定性起着至关重要的作用。本文作者主要从玉米气生根性状与抗倒伏关系、相关遗传分析和分子机制等方面综述了气生根与抗倒伏方面的研究进展,为选育优良抗倒玉米品种提供参考。