热带玉米光周期敏感相关性状的遗传分析

采用 6个世代平均值分析方法 ,对抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高等光周期敏感的相关性状进行了遗传比较研究。结果表明 ,钝感×钝感组合 5个性状加性基因效应的贡献占总遗传变异的 11.3%～ 5 3.6 % ,显性效应贡献占 36 .0 %～ 78.6 % ,上位性效应占 5 .5 %～ 2 7.0 % ,说明显性效应大于加性效应 ,上位性效应普遍存在 ;而钝感×敏感组合 5个性状的加性基因效应的贡献为 6 6 .9%～ 84 .5 % ,显性贡献为 11.6 %～ 30 .7% ,上位性贡献为 1.4 %～ 5 .2 % ,说明加性效应占主导地位 ,显性和上位性效应作用显著降低 ,但不同钝感×敏感的敏感组合之间存在一定差异。温带遗传成分在钝感×敏感杂种后代中所占的比重 ,对减弱光周期敏感反应具有一定的剂量效应。含有 2 5 %热带成分的BC1敏感性状最弱 ,利用价值较大。

CIMMYT玉米种质群体主要农艺性状的遗传变异和光周期敏感性

研究了７ 个 Ｃ Ｉ Ｍ Ｍ Ｙ Ｔ玉米种质群体在四川生态环境下主要农艺性状的遗传变异和光周期敏感性。结果表明，参试的７ 个 Ｃ Ｉ Ｍ Ｍ Ｙ Ｔ玉米种质的主要农艺性状在群体间存在极显著的差异，在群体内存在极为丰富的遗传变异；墨白９６１、墨白９６２和墨白９６３ 属光周期敏感型种质。墨白９６８ 属中度光周期敏感型种质， 墨白９６４ 和墨白９６６ 较适合于四川生态条件， 墨白９６７ 虽然抽丝、成熟均最早且无明显的光周期反应， 但由于其综合性状表现不佳， 没有利用价值。

玉米光周期敏感相关性状发育动态QTL定位

玉米是短日照作物,大多数热带种质对光周期非常敏感。光周期敏感性限制了温、热地区间的种质交流。研究玉米光周期敏感性的分子机理,有利于玉米种质的扩增、改良、创新,提高玉米品种对不同光周期变化的适应性。本研究以对光周期钝感的温带自交系黄早四和对光周期敏感的热带自交系CML288为亲本配置的组合衍生的一套207个重组自交系为材料,在长日照环境条件下对不同发育时期的叶片数、株(苗)高变化进行QTL分析。结果表明,双亲间的最终可见叶片数和株高差异很大;发育初期CML288的叶片数和苗高都低于黄早四,而发育后期CML288的叶片数和株高都明显高于黄早四;测定各时期F7重组自交系间也存在显著差异。利用包含237个SSR标记、图谱总长度1753.6cM、平均图距7.40cM的遗传连锁图谱,采用复合区间作图法,分别检测到控制叶片数和株(苗)高发育的QTL11个和20个。但没有一个条件QTL能在测定的几个时期都有效应。在长日照条件下,控制叶片数与株(苗)高的非条件与条件QTL主要集中在第1、9和10染色体上,特别是在第10染色体的标记umc1873附近均检测到了影响这两个性状的QTL,且在不同的发育时期单个条件和非条件QTL所解释的表型变异分别为4.34%～25.74%和10.02%～22.57%,表明这一区域可能包含光周期敏感性关键基因。

甘蓝型油菜开花期和光周期敏感性的遗传分析

以对光周期分别表现稳定弱敏感和强敏感的春性甘蓝型油菜品种DH401(P1)与Q2(P2)配制F1代并经小孢子培养获得的DH群体来研究开花期和光周期敏感性的遗传规律。将P1、P2和DH群体连续2年分别种植在长日照的甘肃省和政县和短日照的广东省肇庆市、湖北省武汉市3地并调查开花期,以从和政和肇庆获得的开花期来计算光周期敏感指数(PSI),采用主基因-多基因混合遗传模型对该DH群体的开花期及光周期敏感指数进行遗传分析。结果表明,在和政、武汉和肇庆,开花期分别由3对加性-上位性主基因+多基因、2对加性-上位性主基因+多基因和2对累加作用主基因+多基因的控制;主基因遗传率分别为91.13%、63.05%和62.02%;多基因遗传率分别为4.43%、1.58%和22.71%。光周期敏感指数由2对隐性上位主基因及多基因控制,主基因和多基因遗传率分别为50%和37.5%。同时也估算了该DH群体的其他遗传参数。因此,开花期和光周期敏感性主要由2对或2对以上主基因及多基因控制,不同光周期条件下开花期基因之间的互作模式有所不同。同时也讨论了本研究结果在育种中的意义。

不同光周期条件下谷子农艺性状的光周期敏感性评价

本研究连续2年在海南和洛阳两个不同日照长度的生态区调查了156份谷子材料的株高、叶片数、抽穗期、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗粒重、千粒重9个主要农艺性状,通过9个性状的相对光周期敏感度比较分析、构建光周期敏感性综合评价指标D值对各性状进行回归分析两种方法评价9个性状的光周期敏感性,筛选能够准确反映谷子光周期敏感性的指标性状,为开展谷子光周期敏感性遗传学分析、光周期敏感性相关基因的定位奠定基础。结果表明:光周期相对敏感度排列顺序为:穗码数>抽穗期>穗长>株高>叶片数>穗粒重;各个农艺性状对光周期敏感综合指标D的回归方程为D=-8.803×10-18+0.187X_1+0.041X_2+0.146X_3+0.202X_4+0.130X_5+0.081X_6+0.098X_7-0.086X_8+0.126X_9,其中X_1、X_2、X_3、X_4、X_5、X_6、X_7、X_8、X_9分别代表抽穗期、穗粒重、株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、千粒重。9个农艺性状对光周期敏感综合指标D的直接作用最大的是穗码数(0.395),其次是穗长(0.239)、抽穗期(0.228)、穗粒重(0.176)、叶片数(0.164)、株高(0.144)。结合各个农艺性状的相对敏感度比较分析结果以及各农艺性状对综合指标D的回归分析结果,得出穗码数、穗长、抽穗期3个性状为谷子光周期极敏感指标,叶片数光周期敏感度较弱,可以作为谷子光周期敏感性评价的次要指标,株高、穗粒重在两种评价方法中排序差异较大,稳定性差,不适合作为谷子光周期敏感性评价指标。

玉米光周期敏感性的遗传特性及相关基因的研究进展

引进来源于多样性中心的热带、亚热带玉米种质是解决我国玉米种质资源狭窄的有效途径。光周期敏感性是热带、亚热带玉米种质在温带地区应用的主要障碍。对光周期敏感性的遗传特点和相关基因的定位及克隆研究方面取得的成果进行了综述,结合模式植物拟南芥和水稻光周期敏感性研究方面的进展,对玉米光周期敏感性研究的发展趋势进行了展望。

160个玉米自交系光周期敏感性鉴定

以国内160个来源于温带、热带与亚热带玉米自交系为材料,于自然条件短日照(低纬度冬季,三亚)与长日照(中纬度夏季,北京、哈尔滨)环境下,鉴定自交系的雌雄开花期、株高与穗位高等性状。雌、雄开花期、株高和穗位高的遗传力分别为0.952、0.973、0.780与0.745,存在极显著水平的基因互作以及基因型与环境互作,表明这些性状受复杂遗传网络调控,并受光周期等环境因素影响。7884、65232宽、8902、B73、CA335与E28等24个自交系对光周期反应最为钝感,是光周期性状改良的优良供体亲本。鉴定的光周期敏感性的基础数据对基于这些自交系的杂交种组配、生态区适应性评估、种质改良与引进等具有重要意义,并为光周期反应特性相关基因的关联性分析奠定了基础。

玉米光周期敏感类Hd6基因的克隆和实时定量表达分析

水稻Hd6基因在调节水稻光周期敏感中起重要作用。本研究以热带玉米自交系CML288为材料,利用同源基因克隆法结合3′RACE技术克隆了与水稻Hd6基因同源的玉米类Hd6基因。该基因序列中999bp的开放阅读框可编码332个氨基酸。BLAST分析发现,该基因与玉米中编码蛋白激酶CK2的一个基因高度同源,所推测的氨基酸序列包含2个CK2活性区域,1个N末端区域,1个ATP结合位点和1个丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶活性位点,与玉米、小麦、水稻和拟南芥的CK2氨基酸序列也有较高的同源性。建立了SYBRGREEN法实时荧光定量RT-PCR表达分析系统,研究了不同光周期处理下类Hd6基因在光周期敏感自交系CML288茎尖和叶片中的表达。结果发现,该基因在茎尖和叶片中均有表达。在短日条件下,该基因在6～8叶期茎尖中的表达量存在明显差异,在光周期敏感的7叶期出现表达高峰,在叶片中的表达量均低于茎尖。在长日条件下,该基因在茎尖中6叶期表达量较低,在光周期敏感的9叶期在叶片中高量表达。由此可推测,该基因与玉米光周期敏感密切相关,可能在光周期敏感调节过程中发挥一定的作用。

谷子SSR标记与光周期敏感性的关联分析

对光周期敏感是导致谷子生态适应性狭窄、生产上缺少跨区大品种的重要原因,鉴定谷子光周期敏感性相关联QTL位点是进一步揭示敏感形成遗传机制的基础。首先在长日照地区(河南省洛阳市)和短日照地区(海南省乐东县)对45份谷子品种进行抽穗期表型性状调查,并根据两地的抽穗期差异计算出光周期敏感值,最后进行SSR标记与光周期敏感性的关联分析。结果表明,40个SSR标记在45个谷子品种中共检测到150个等位基因,平均每个引物有3. 75个等位基因,其中引物b200和b124的等位基因数目最多,均为6个。利用SSR标记对45份谷子材料进行群体遗传结构分析得到最佳K值为3,即将其划分为3个亚群:其中第1亚群有5个品种,第2亚群有16个品种,第3亚群有21个品种,而剩下的3个品种则不能划分到任何一组,成为混合群。连锁不平衡分析表明,40个SSR标记间不存在明显的连锁不平衡结构。SSR标记与光周期敏感性的关联分析检测到b200(SSR8)和b127(SSR35) 2个位点与光周期敏感性关联(P <0. 05)。

对温、热带玉米杂交后代RIL的评价及其光周期敏感性研究

分析了温带玉米自交系黄早四、热带玉米自交系CML288及其衍生的F6重组家系(RIL)在中纬度和低纬度生态环境下的生育性状,对来自于同一亲本材料的F6重组家系和F3家系做了比较分析,研究了热带、亚热带玉米光周期敏感性及其相关性状的遗传特点。结果表明:在郑州长日照和三亚短日照条件下,F6重组家系的抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高和叶片数等光周期敏感指数均表现出数量遗传特点。F6重组家系的平均值接近双亲平均值,有一定数量的双向超亲家系;F3家系通过随机选择连续自交到F6代后,生育期稍有提前,植株和穗位降低,变异范围扩大。因此,F6重组家系群体可以用于进行QTL定位分析。长、短日照两种条件下F6重组家系光周期敏感相关性状与F3家系的相关系数极显著,F6重组家系各性状变异范围与F3家系相比均有明显扩大的趋势。说明随着世代数的增加,杂合基因型家系在群体中的比例逐步减小,显性、隐性纯合基因型的家系所占的比例越来越大。

光周期敏感细胞质雄性不育小麦的研究

选用我们创建的D2型细胞质与普通小麦品种，经多年回交核置换获得的15种异质系，在不同发育期置于武汉不同光长条件下，并春播于哈尔滨自然长日条件下，抽穗时套袋自交，进行碘染花粉观察，成熟后考察自交结实率等。结果表明；①5个对照核供体品种在武汉冬播，于不同发育期进行不同光长处理，对花粉不育和自交结实率没有显著影响；在哈尔滨春播，除B174为弱冬性品种来不及正常成熟未作统计外，其它供试材料都能正常结实。②异质系小麦在小穗原基形成始期进行24h长光处理，花粉高度不育或全不育，每穗结实0～6．1粒；在小花分化期进行上述处理，花粉不育和结实粒数也明显降低，但有的异质系不及前述发育期显著。③在异质系中以牡山羊草细胞质对24h长光最敏感，其次为粗厚山羊草细胞质，再次为瓦维洛夫山羊草细胞质。④15．5h长光处理对引起雄性不育和结实粒下降有一定影响，但不及24h长光影响大；在小穗原基形成始期进行15．5h长光处理的效应比小花分化期要显著，说明到小花分化期进行15．5h长光处理对花粉败育导致不实的作用已大大降低。⑤在同一异质条件下，不同核对引起雄性不育效应有异。D2型细胞质可作为小麦光周期敏感细胞质雄性不育来源的重要遗传资源，它与一定的核组配。

玉米光周期敏感特性研究及长日照光周期诱导差减文库构建

以热带玉米自交系CML288为材料,通过对比研究表明,CML288对光周期非常敏感。通过长、短日照挪移试验发现,CML288短日照处理条件下,6～7叶期是光周期反应最敏感时期,7～9叶期是光周期敏感持续期,但敏感效应明显减弱。以CML288敏感期叶片与茎尖为材料,利用SSH技术构建了对长日照敏感而特异表达的基因文库,3000多个单克隆被有效富集。对差减文库中分离的64个特异表达EST序列分析表明,16个EST序列与玉米已知功能的蛋白序列具有较高的同源性;41个序列与其它物种编码序列同源性较高;7个EST没有同源的序列,可能代表了新基因。

引自CIP的马铃薯新品系的光周期敏感性评价

【目的】为筛选对光周期反应较为钝感,适应云南不同种植季节的马铃薯品系。【方法】在室内对12份来自国际马铃薯中心的高代品系进行不同光照时间(8 h/16 h)的处理,结合主成分分析方法,对新品系的光周期敏感性进行综合评价。在此基础上,以云南广泛种植的马铃薯品种‘合作88’为对照,对参试品系在云南省双江县、建水县和昆明市分别进行了冬作、早春作和大春作的田间评价。【结果】引进的马铃薯品系不同性状对光周期反应敏感程度存在差异,其中单株薯重>匍匐茎数>单株结薯数>匍匐茎长>株高>匍匐茎重>茎叶鲜重>分枝。各引进品系间存在一定程度的光周期敏感性差异,D11、D102、D100和D158对光周期的敏感性相对较强,D14、D48、D9、和D71对光周期反应相对钝感。筛选到在双江、建水、昆明均表现增产的品系D71、D48和D14。【结论】品系D71、D48和D14在昆明、建水和双江产量均表现较好且光周期敏感性相对钝感,在生产和性状改良方面均有较大应用价值。室内光周期敏感性综合得分与田间产量稳定性评价指标之间相关性较好,表明光周期敏感性的室内综合评分可为参试品系的适应性评价提供一定的参考信息。

暗间断对光周期敏感玉米CML288生长发育的影响

【目的】研究不同光质暗间断后对玉米生长发育的影响。【方法】选用对光周期敏感的热带玉米自交系CML288为材料,保证每天9 h的自然光照。在植株发育的不同时期,于15 h暗期分别用白光、红光和远红光进行30 min曝光(NB),处理不同时间(d)后统计玉米的抽雄期、吐丝期和株高。【结果】在玉米不同发育时期开始暗间断(NB)处理,与对照相比,抽雄期和吐丝期均有不同程度滞后,株高均有所降低,且5叶期时开始处理,抽雄期和吐丝期滞后最多,两者平均较对照晚11 d;株高也最低,较对照降低了38.1 cm。红光对抽雄期和吐丝期推迟的作用最大,其次是白光,远红光的效应最小,且远红光能够部分抵消红光的效应。【结论】暗间断对CML288的最大效应发生在5叶期,CML288是实际上的短日植物;光敏素可能是暗间断影响玉米生长发育过程的光受体。

玉米光周期敏感性的主成分分析

对37个不同的玉米基因型进行长短2个光照处理,得到9个性状的光周期敏感指数,并对其进行主成分分析。结果表明,9个性状对光周期敏感程度的顺序分别为株高>茎粗>叶面积>抽雄期>总叶片数>散粉期>吐丝期>穗位高>雄穗分枝数,根据青贮玉米的育种目标筛选出光周期对生育期影响较小、而对营养生长有促进作用的玉米基因型CML177和CML183。

光周期敏感细胞质雄性不育小麦的研究

光周期敏感细胞质雄性不育小麦的研究①徐乃瑜严家骐王明全（武汉大学生命科学学院武汉４３００７２）１９９１年我们选育创建的（粗厚山羊草）ＮＰＦＰ等异质系小麦在张家口春播，出现花粉全不育现象。为了探讨此类型小麦雄性不育形成的机理，以及为采用两系法开拓小麦杂...

玉米温热杂交种光周期敏感相关性状的遗传模型研究

【目的】分析玉米温热杂交种的光周期敏感特性及相关性状的遗传模型。【方法】以9份北方温带选系和8份含热带、亚热带种质的南方选系,按NCⅡ设计组配72个温热杂交种,分别在北京和雅安进行田间试验。【结果】供试温热杂交种总体均表现出较强的光周期敏感性,ASI等10个性状为温热杂交种光周期敏感性相关性状。其遗传模型大多数符合加性-显性遗传模型,少数属于加性-显性-上位性遗传模型;多数性状以加性效应为主,非加性效应为辅,随着日照变长,加性效应的主导地位更加突出。【结论】将热带、亚热带玉米种质利用于温带玉米遗传改良及育种时,应注重相关性状的加性基因效应。

温热玉米T32/齐319F2∶3家系光周期敏感性分析

光周期敏感性限制了温、热地区间的玉米种质交流。研究玉米光周期变异的遗传特性,提高玉米品种对不同光周期变化的适应性,有利于玉米种质的改良、创新和利用。本研究以对光周期敏感的热带自交系T 32(母本)和钝感的温带自交系齐319(父本)为亲本,通过杂交、自交获得150份F 2∶3家系。在不同光照环境(贵州贵阳和甘肃张掖)条件下,对该群体的抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高、叶片数等6个光敏相关性状进行田间表型评价。结果表明,不同性状间光周期敏感性程度表现为:穗位高>吐丝期>抽雄期>散粉期>株高>叶片数。6个性状在贵阳和张掖均表现出连续性的正态分布,符合数量遗传特征;两亲本间、不同家系间、不同光照时长条件下均呈现显著差异,株高与穗位高在贵阳和张掖都表现出显著的正相关关系,相关系数分别为0.644和0.769;随着光照长度的增加,家系间玉米的叶片数也存在显著差异,生育期与叶片数呈显著正相关关系,相关系数为0.459。F 2∶3家系间的不同性状对光周期反应的敏感程度不同,6个光敏相关性状均可作为鉴定光周期敏感性的指标,通过对群体内的光敏相关性状的选择和改良,在一定程度上为拓宽玉米种质遗传奠定基础。

西南地区10个玉米自交系光周期敏感性研究

光周期敏感性是热带、亚热带玉米种质引入温带的主要障碍,鉴定自交系光周期敏感性对于温热杂交种的组配及西南玉米制种基地的选择具有重要价值。试验以西南地区10个常用自交系为材料,在三亚、贵阳和张掖三地种植,调查抽雄吐丝期、株高与穗位高等性状,鉴定分析其光周期敏感性。结果表明:自交系T32、QB446、S909对光周期反应最为敏感,自交系PH6WC、QB1018自交系对光周期反应最为钝感。

玉米温热杂交组合光周期敏感特性分析

本试验采用5份我国西南地区常用的热带亚热带Suwan类群的自交系作母本,4份我国温带优良玉米自交系作父本,按NCII(North Carolina II)遗传交配设计组配的20个温热杂交组合作为试验材料,分别在贵州贵阳、甘肃张掖两地进行田间试验,调查生育期、植株性状、果穗性状、产量性状等光周期敏感性相关性状,鉴定分析20个温热杂交组合的光周期敏感特性。结果表明:温热杂交组合在北方长日照的光周期环境下有较强的光敏感性,但均能较好地适应西南较短日照环境。其中光周期最为敏感的杂交组合:QB446×Mo17,光周期最为钝感的杂交组合:S273×昌7-2。