玉米生长素响应因子基因ZmARF10在干旱胁迫中的功能分析

生长素响应因子(ARF)是一类具有B3结构域的转录因子,是调节生长素应答反应、控制基因表达的直接分子。前期通过分析转录组数据,在玉米中筛选到1个编码ARF蛋白并积极参与干旱-复水胁迫响应的基因ZmARF10。为进一步研究该基因调控玉米抗旱性的分子机制及抗旱分子育种提供新的思路,首先通过系列生物信息学分析软件对该基因进行生物信息学分析,之后利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测ZmARF10在玉米不同组织中的表达模式,分析在高温、干旱、高盐、ABA胁迫和解除胁迫处理下的表达情况,以及在不同玉米自交系间的表达差异,最后利用CRISPR/Cas9技术分析ZmARF10的功能。结果表明,ZmARF10位于玉米的第3号染色体,编码区全长2 127 bp,编码708个氨基酸,具有典型的B3结构域;该基因ATG上游2 kb区域内含有茉莉酸甲酯、生长素、脱落酸、低温响应等应答元件;系统发育树显示,ZmARF10基因编码的蛋白质与高粱同源蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,ZmARF10是组成型表达基因,在玉米成熟根中的表达量最高;在高温、干旱、高盐以及ABA等4种胁迫处理下,ZmARF10基因的表达量均显著上调,干旱胁迫后上调倍数最高达8.2倍;干旱胁迫后,ZmARF10基因在抗旱自交系郑36中的表达量上升幅度显著高于干旱敏感自交系B73。观察拟南芥野生型与ARF10缺失型突变体发现,与野生型相比,干旱条件下突变体植株出现叶片萎蔫甚至干死的现象,根系发生卷曲,根系分支数减少,侧根生长发育受阻;测定生理生化指标发现,干旱胁迫后缺失型突变体的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率显著低于野生型植株,说明敲除ARF10基因后拟南芥抗旱能力下降。

8个粮饲兼用玉米新品种产量与主要农艺性状的相关分析及综合评价

具有较高的生物产量和籽粒产量是粮饲兼用玉米新品种的重要评价指标。为客观评价粮饲兼用玉米品种的产量性状,以8个粮饲兼用玉米新品种为研究对象,通过田间试验,进行产量指标以及主要农艺性状的测定与比较,分析各指标间的相关性,采用隶属函数法对参试品种进行综合评价。结果表明,鲜草产量、干物质产量、籽粒产量3个产量指标之间密切相关;株高、穗位、绿叶数、穗粗等性状与生物产量的相关性较强,在提高粮饲兼用玉米生物产量方面具有重要作用;绿叶数与穗粗对粮饲兼用玉米籽粒产量提高也具有重要的作用。利用隶属函数法对筛选出的7个指标进行综合分析,发现国审品种Z710隶属函数值最高,其次为丹3232和丹32317。综合各项指标,Z710和丹32317整体表现良好,可作为粮饲兼用型玉米新品种进行种植,丹3232可作为以青贮玉米为主的粮饲兼用玉米备选品种。

加甜型糯玉米主要农艺性状及产量的杂种优势分析

加甜型糯玉米由于其口感佳、品质优而备受人们青睐,成为百姓餐桌的常见食品。因此,对加甜型糯玉米产量及农艺性状的杂种优势研究尤为重要。选用9份双隐性甜玉米自交系为试材,4份糯玉米自交系为测验种,按照不完全双列杂交法配制36个杂交组合,对亲本及杂种一代进行杂种优势指数、相对杂种优势、中亲优势和超亲优势分析,从而筛选出优良组合。结果表明,多数性状的超亲优势正向大于负向,其中秃尖长、穗长、穗粗、单穗重和单轴重的杂种优势较强;各杂交种杂种优势指数介于0%~933.33%之间,相对杂种优势介于-593.75%~100.00%之间,中亲优势介于-100.00%~833.33%之间,超亲优势介于-100.78%~365.93%之间。进一步分析发现,单穗重这一性状除了6A16B以外,其余杂交种与双亲之间均存在着显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异。本试验选出13个亲本组配出的杂交种中10个优良组合为优势组合,分别为1A1B、14A12B、14A13B、9A16B、14A1B、9A1B、6A5B、1A2B、9A13B、14A16B。

不同玉米品种的茎秆性状对茎秆弹性和耐密性的响应

为了研究玉米茎秆性状与茎秆弹性和耐密性形成的相关性,进一步揭示植株抗倒伏机理,选用6个抗倒性不同的玉米品种为材料,设置了6.0万,7.5万,9.0万株/hm^(2)共3个种植密度,以田间茎秆拉倒角度为弹性评价指标,与植株和基部节间的形态特征,节间的解剖结构、物质积累量和力学特征进行相关性分析。结果表明,玉米株高、穗位高、基部节间长、粗、表皮厚度、硬皮组织厚度、维管束总数、小维管束鞘面积、单位长度鲜质量、干质量和各组分含量、穿刺和压折强度对茎秆拉倒角度有显著或极显著的影响,其中节间粗(r=0.521**)和单位长度干质量(r=0.562**)的影响最大。种植密度越大,节间粗、硬皮组织厚度、维管束总数、单位长度鲜质量、干质量、各组分含量、穿刺和压折强度越小或越少,茎秆的弹性越差,抗倒性越弱。不同品种间的茎秆性状存在显著差异,粒收1、创玉107、京农科728和MC278与弹性相关的性状优于其他品种,且随着密度的增大变幅较小,故茎秆弹性和耐密性较强。节间粗和单位长度干质量等性状对拉倒角度即有显著影响,增密后这些性状的变幅决定了茎秆的耐密性。

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。

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。

江苏省夏玉米新品种苏科玉218选育研究

苏科玉218是由江苏省农业科学院粮食作物研究所以自育系JS151040为母本,自育系JS161133为父本杂交选育而成的玉米新品种。该品种丰产稳产性好,抗逆能力强,籽粒品质优良。于2020和2021年参加江苏省夏播区域试验,两年平均产量7849.7 kg/hm^(2),比对照郑单958平均增产12.3%。2022年参加江苏省夏播生产试验,平均产量7714.4 kg/hm^(2),比对照郑单958增产3.8%。2023年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,适宜在江苏省北部夏玉米播种区域种植推广。

玉米花丝花青苷显色性状的QTL定位

玉米花丝颜色是玉米特异性和一致性判定的重要农艺性状。为解析玉米花丝花青苷显色性状的遗传机制,以绿色花丝自交系WL134和紫色花丝自交系D7杂交构建的213份DH系群体为研究材料,在2022年和2023年2 a环境下分别进行QTL定位分析。结果表明,花丝花青苷显色性状在不同家系、不同年份之间均存在显著差异,且广义遗传力为0.864。2 a的花丝颜色数据共检测到9个QTLs,分布于玉米的第2,3,5,6,8,9号染色体上,单个QTL的表型贡献率在4.83%~9.26%。在第5染色体上定位到一个稳定的在2 a数据中可重复检测到的位点qSC5,位于19.15~19.80 Mb,2022年检测的LOD值为4.65,贡献率7.22%,2023年检测的LOD值为5.76,贡献率7.17%,为主效QTL位点。与前人的研究比对发现,该位点为调控花丝花青苷显色的新位点。基于qSC5两侧的SNP标记,DH群体中极端紫色花丝家系中90.91%的基因型为CCCC,而绿色花丝家系中该基因型仅占44.00%。该标记与玉米花丝颜色显著相关,可能与调控花丝花青苷显色性状的关键基因连锁。

玉米DUF668基因家族全基因组鉴定及其表达分析

未知功能域668(DUF668)家族是植物中一个功能尚不清楚的家族。为了解玉米DUF668基因家族成员及其特征,运用生物信息学方法对ZmDUF668基因家族进行鉴定分析。结果表明,玉米8条染色体上共分布19个ZmDUF668基因,分别命名为ZmDUF668-1~ZmDUF668-19;ZmDUF668蛋白以碱性蛋白为主,且大部分成员定位于细胞核、细胞质和叶绿体中。多物种系统进化树将19个ZmDUF668家族蛋白成员分为2个亚组;19个ZmDUF668中鉴定出10种蛋白保守基序,所有成员都含有Motif 1和Motif 5;通过对蛋白保守域分析发现,19个成员中有14个不仅含有DUF668结构域还含有DUF3475结构域;基因结构分析表明,同一亚群中成员基因结构相似。根据共线性分析可知,13个ZmDUF668基因与10个OsDUF668组合形成21种共线性关系。ZmDUF668顺式作用元件分析发现,家族成员启动子区域分布着光响应、植物激素及非生物胁迫相关作用元件。蛋白质互作网络(PPI)预测结果表明,ZmDUF668家族蛋白中只有ZmDUF668-10与其他蛋白存在互作关系。通过RNA-Seq数据分析发现,ZmDUF668基因家族部分成员在受到冷、热、盐胁迫和紫外处理下基因表达量明显变化,实时荧光定量PCR试验验证了ZmDUF668家族部分成员在冷胁迫和热胁迫下的响应。研究主要是将生物信息学运用于对玉米DUF668基因家族的分析,揭示了ZmDUF668基因家族成员的特征,为后续研究玉米DUF668家族基因的分子生物学功能提供了理论基础。

高产耐密玉米新品种中选737的选育及栽培技术

中选737系中国农业科学院棉花研究所以自育自交系CN301为母本、XJ2013为父本杂交选育而成的高产、多抗、广适玉米新品种。以西北春播玉米区主栽玉米品种先玉335为对照,开展2年区域试验和1年生产试验,为玉米新品种中选737的推广应用提供科学依据。试验结果表明,2017—2018年2年区域试验中,中选737平均产量为14775.0 kg/hm^(2),比对照增产4.9%;2019年生产试验中,中选737各试验点平均产量15708.0 kg/hm^(2),比对照增产5.3%。在各级试验中,中选737均表现出丰产、稳产、抗倒、抗病、综合抗性好的特点,适于在甘肃省中晚熟春玉米生态区推广种植。介绍了中选737的选育经过、特征特性、产量表现与栽培技术要点。

极端高温天气条件下不同鲜食玉米品种的种植表现

为科学选择适宜鲜食玉米/鲜食大豆带状复合种植的耐密、抗病、抗倒的鲜食玉米品种,为玉米大豆带状复合种植技术示范推广提供品种支撑,开展了11个鲜食玉米品种与鲜食大豆的带状复合种植试验。结果表明:在2022年夏季极端高温且持续时间较长的气候条件下,鲜食玉米/鲜食大豆带状复合种植模式下不同鲜食玉米品种在双穗率、空秆率等植株性状及千粒鲜重、出籽率、结实率等产量性状上差异明显,其中晶白甜糯、虞珑糯1612、苏玉糯5号、苏科糯1801、苏科糯1901这5个品种结实率较高,表现出较强的耐高温能力;苏甜糯818、斯达糯41、扬甜糯104结实率较低,表现出较低的耐高温能力。复种区各玉米品种鲜穗产量在7332~11440 kg/hm^(2)之间,除苏科糯1801、晶白甜糯较对照苏玉糯5号(CK)略增产外,其他各品种均较对照苏玉糯5号(CK)减产,减产幅度在1.53%~34.58%之间,以苏甜糯818、苏科糯1501减产最严重。清种区各玉米品种鲜穗产量在7638.89~14828.70 kg/hm^(2)之间,除苏科糯1801较对照苏玉糯5号(CK)略增产1.42%外,其他各品种均较对照苏玉糯5号(CK)减产,减产幅度在0.95%~47.75%之间,以苏科糯1501减产最严重。

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。

宁夏中部干旱带玉米高产、高光效生产存在问题、研究现状及展望

玉米作为宁夏种植面积最大的粮食和饲料作物,高产稳产高效对促进农民增收和畜牧业健康发展具有十分重要的作用。本文通过分析宁夏中部干旱带不同年度降雨、温度等气候资源禀赋状况,评估降雨、温度、光照等资源对玉米生态适应、光能利用效率及产量的影响。通过关于该地区玉米育种、栽培文献的整理分析,探讨玉米品种、栽培措施、水肥管理对该地区玉米光合特性、产量的影响及对水肥光热资源高效利用的机制,指出气候干旱少雨、适应当地生态环境玉米品种少、种植管理方式粗放是宁夏中部干旱带玉米产量低而不稳的主要影响因素。总结了合理密植和高光效栽培是高产玉米的生理基础和目前育种、栽培研究的热点,阐明了玉米品种、种植模式、水肥管理对玉米光合效率及产量的协同作用机制。并指出鉴选和培育适宜当地生态环境的高抗耐旱耐密玉米新品种、研发集成配套水肥一体化、有机无机相结合培肥地力、病虫害绿色防控等高产高效栽培技术模式,提高水、肥、光、热资源协同利用效率是该地区玉米高产稳产、产量潜力突破的技术途径。

基于SNP标记的玉米遗传多样性与杂优模式分析

为揭示我国玉米核心种质的遗传多样性和育种实践中所用的杂种优势模式,利用58个北方春玉米自交系的全基因组重测序数据,鉴定并筛选了2559400个高质量SNP用于解析供试材料的遗传特性。分析结果显示,核心自交系中的多态性信息含量在0.09~0.38之间,平均值仅为0.21,说明该群体的遗传多样性程度较低。玉米自交系间的亲缘关系系数范围在-0.21~1.75,其中自交系丹598与吉1037的亲缘关系系数最大,而自交系PH6WC与GS01的亲缘关系系数最小。聚类分析结果表明,供试群体明显地被划分为6个亚群,分别为SS、NSS、PA、兰卡斯特、塘四平头和旅大红骨。进一步对东北地区主要玉米品种的杂种优势模式进行分析得出,SS×NSS、NSS×PA、NSS×兰卡斯特及SS×塘四平头可作为东北地区主要推广的杂种优势模式。以上结果为自交系的改良创新及强优势玉米杂交种的组配提供了理论依据。

基于混池测序及遗传图谱定位玉米雄穗分枝数基因

【目的】构建玉米雄穗分枝数极端混池和分子遗传图谱,对雄穗分枝数进行QTL定位,为探究玉米雄穗分枝数的发育机制及选育雄穗分枝数少的品种提供理论参考。【方法】将雄穗分枝少的自交系SNM131与雄穗分枝多的自交系HY813组配F_(2)代群体,统计群体各单株的雄穗分枝数,分析其遗传模式。从F_(2)代群体中分别挑选33个雄穗分株少的单株和38个雄穗分枝多的单株构建混池,对2个亲本和2个子代混池分别展开30×、17×和28×覆盖度的全基因组重测序,对测序数据进行关联分析,获得雄穗分枝数性状的定位区间。利用10K芯片对F_(2)代群体276个单株进行单核苷酸多态性(SNP)标记分型,所得数据用于构建遗传连锁图谱,并结合雄穗分枝数表型数据,利用全基因组复合区间作图法(GCIM)进行QTL定位。最后根据定位区间对应的B73参考基因组的物理区段上的基因注释信息,预测调控雄穗分枝数的候选基因。【结果】F_(2)代群体雄穗分枝数平均7.6个,F_(2)代群体在雄穗分枝数性状上偏向母本SNM131,以少雄穗分枝为主。全基因组重测序共获得1812886个SNP标记和24714个插入缺失标记(InDel),并基于混合分组分析法(BSA)进行雄穗分枝数性状分析,最终共获得6个显著关联区间,分布于玉米5、8和10号染色体。其中,10号染色体上一个峰值最高的关联区间(物理位置127.61~129.46 Mb),推测为控制雄穗分枝数性状的主效位点。构建的遗传连锁图谱包含2944个SNP标记,总图距3684.3 cM。基于遗传连锁图谱,利用GCIM法共定位到5个QTL,分别分布于1、4、6和10号染色体,单个QTL可解释1.9%~9.9%的表型变异。主效QTL被定位在10号染色体约0.56 Mb的物理区间(127.81~128.37 Mb),关联区间包含有15个有中、高功能变异位点的候选基因,其中TBN-S基因编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP),属于TFL1类基因,与花序分生和雄穗分枝数发育密切相关。【结论】通过田间表型鉴定、遗传连锁图谱构建和SNP标记定位,将控制玉米雄穗分枝数的主效QTL定位在10号染色体长臂约0.56 Mb物理区间内,包含15个中、高变异度的基因,预测TBN-S为候选基因。

22份玉米自交系主要农艺性状配合力及应用潜力分析

【目的】分析利用具有国外种业公司背景的玉米杂交种(组合)选育的自交系主要农艺性状的配合力及应用潜力,为玉米种质资源的科学引进与合理利用提供参考依据。【方法】以先21A、SP221、桂39722及桂兆18421等4个广西玉米骨干自交系为测验种,采用4×22 NCⅡ遗传交配设计对22个玉米自交系的株高、穗位高、穗长、穗粗及穗行数等10个重要农艺性状进行配合力、遗传效应和应用潜力分析。【结果】在22个自交系中,大多数重要农艺性状的一般配合力(GCA)表现较好的自交系为B1、B8和B22。不同血缘背景自交系的GCA各有特点,铁岭先锋种子研究有限公司和三北种业有限公司品种(组合)二环系的穗长和穗粗GCA效应值较高,中种国际种子公司二环系的穗行数、三北种业有限公司二环系的百粒重、铁岭先锋种子研究有限公司二环系的行粒数和出籽率等的平均GCA效应值较高。在不同杂交组合中,除株高与穗位高外,其他农艺性状的SCA效应值均较好的杂交组合有T1×B20和T1×B15。株高的广义遗传力和狭义遗传力分别为94.45%和63.72%,其他9个农艺性状的狭义遗传力均小于50.00%。根据配合力评价杂交优势类群,明确其育种的应用潜力,结果显示选自铁岭先锋种子研究有限公司的自交系B12、B13、B15、B19、B22与T2(桂39722,桂单0810的母本)为同一类群;选自其他公司的自交系与4个广西骨干自交系间均可能是杂交优势类群。【结论】自交系B1、B8和B22的农艺性状综合表现优良,可重点育种利用,而杂交组合T1×B20(先21A×正大808的二环系)和T1×B15(先21A×先玉1173的二环系)的产量相关性状表现优良,可参加品种区域试验。在育种工作中,可根据不同国外公司品种选育的二环系在穗长、穗粗、百粒重、穗行数及出籽率等方面的表型优势,有针对性地进行利用或改良。在自交系选育过程中,株高适宜早代选择,穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率和单株产量应晚代选择。

玉米ZmMPI基因克隆及其过表达转基因株系检测

盐碱胁迫已成为制约我国农业生产的重要因素之一,探索农作物耐盐分子机理,对作物育种具有重要的理论价值和实际应用价值。旨在克隆玉米中的ZmMPI基因,转化玉米植株。首先通过qRT-PCR对盐碱溶液处理下植株中的ZmMPI表达量变化进行分析,之后利用DNAMAN软件对ZmMPI蛋白序列进行多重比较分析同时利用MEGA 7.0软件构建系统发生树,并利用一系列软件对ZmMPI进行生物信息学分析。最后利用分子克隆技术,成功克隆ZmMPI基因的编码序列,构建植物过表达载体并利用农杆菌介导的遗传转化方法转化玉米自交系B104,在基因组水平、转录水平以及蛋白质水平对过表达转基因植株鉴定,分析其表达量变化。结果表明,ZmMPI基因的表达量受盐碱胁迫后整体呈现出先上升后下调的趋势;ZmMPI蛋白序列比较结果相似率为64.15%,系统发生树显示,ZmMPI与玉米(小颖大刍草亚种)ABA34115.1同源性最高,该蛋白含有一个蛋白结构域Potato_inhibit,有α螺旋结构、无规则卷曲结构和β转角结构,偏疏水性,预测潜在的磷酸化位点有10个;对获得的49个转化事件鉴定结果显示,其中有13个过表达转基因株系中的ZmMPI基因在基因组水平能正常表达,有10个过表达转基因株系中的ZmMPI基因能正常转录、翻译。最终获得10个能够正常转录翻译的过表达转基因株系,为进一步探究ZmMPI基因响应盐碱胁迫的分子机制奠定基础。

江淮地区鲜食糯玉米品种适应性研究

为了筛选适宜江淮地区种植的高产优质鲜食糯玉米品种,2022年春引进22个糯玉米品种于合肥市合丰种业科技示范园试验点试种,以苏玉糯5号为对照,综合考察各品种的产量、抗逆性、商品性等性状。结果表明:海糯8号、申科糯191、美玉27、鲜甜糯911、彩甜糯10号、京甜糯807、申科甜糯99、白甜糯玉景、石白糯3号产量较高,适宜在江淮地区推广种植;其中申科甜糯99的综合表现最为突出,综合性状好,抗病性好,生育期适中,株高、穗位高适中,产量较高,商品性佳,在江淮地区具有推广应用前景。

玉米赤霉烯酮对奶牛乳腺上皮细胞生长和乳脂合成相关基因表达的影响

旨在探索不同浓度玉米赤霉烯酮(ZEN)对奶牛乳腺上皮细胞(MAC-T)生长和乳脂合成相关基因表达的影响。首先,用不同剂量ZEN处理MAC-T细胞36 h,血细胞计数板统计细胞数量,染色并分析细胞凋亡与坏死情况,筛选ZEN添加的合适剂量;接着,试剂盒检测ZEN对MAC-T细胞中活性氧(ROS)以及线粒体膜电位的影响;最后,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术,分析ZEN对MAC-T细胞增殖、凋亡、氧化应激和乳脂合成相关基因表达的影响。结果表明,低剂量ZEN(0.01~1.00μmol/L)有促进MAC-T生长的趋势,而高剂量ZEN(5.00~10.00μmol/L)显著降低MAC-T细胞数量;0.10μmol/L ZEN对MAC-T中ROS和线粒体数量无明显影响,但10.00μmol/L ZEN显著增加了MAC-T中ROS水平,降低了线粒体数量;RT-qPCR结果表明,0.10μmol/L ZEN显著促进增殖基因(CDK1、CCND2)、抗氧化基因(DHODH、GPX4)和抗凋亡基因(BCL-2)表达,但同时提高了凋亡基因(CAS-3、BAX)表达量;10.00μmol/L ZEN显著抑制增殖基因(PCNA、CDK1、CCND2)、抗氧化基因(DHODH、GPX4、AIFM2)和抗凋亡基因(BCL-2)表达,但显著促进凋亡基因(CAS-3、BAX)表达;值得注意的是,0.10μmol/L ZEN显著促进了乳脂合成相关基因(PPARγ、FASN、JAK-2),但10.00μmol/L ZEN显著抑制了这些基因表达。上述结果提示,不同浓度ZEN对MAC-T细胞的作用存在差异:0.10μmol/L ZEN可以促进MAC-T细胞生长和乳脂合成相关基因表达的同时,也会诱导凋亡基因表达;10.00μmol/L ZEN会诱导MAC-T细胞氧化应激、降低线粒体数量,抑制增殖、抗氧化、抗凋亡和乳脂合成相关基因表达,同时促进凋亡基因表达,导致细胞死亡。

玉米籽粒主要品质性状遗传分析与基因定位研究进展

玉米籽粒品质是玉米籽粒营养价值的重要决定因素,提高玉米籽粒品质是当前玉米育种工作的主要目标之一。玉米籽粒品质性状是典型的数量性状,受多个基因控制且易受环境因素的影响,具有复杂的遗传机制。近年来,众多研究者利用数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)定位和全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)等方法,全面解析了玉米籽粒品质性状的遗传基础,为玉米籽粒品质性状的遗传改良奠定了良好的基础。本文主要综述国内外玉米籽粒主要品质性状(蛋白质含量、淀粉含量、油分含量)相关QTL及功能基因的研究进展,根据优质玉米的品质需求,探讨各品质性状之间的相关性以及提高玉米籽粒品质的研究前景,以期为研究并改良玉米籽粒主要品质性状提供参考。