玉米穗行数分子遗传研究进展

玉米作为全球重要的粮食作物之一,其产量高低直接关系到全球粮食安全和农业经济发展。在玉米产量构成因素中,穗行数是一个至关重要的因素,直接影响玉米的籽粒数量和单产水平,因此,对玉米穗行数的研究具有重要的理论价值和实践意义。从玉米雌穗的发育进程、穗行数与产量及驯化的关系、QTL定位、基因克隆及基因编辑技术在玉米穗行数遗传改良中的应用5个方面对玉米穗行数遗传基础进行了综述,同时结合现在的研究现状和存在问题,对未来研究方向进行展望,以期为玉米高产分子育种和生产提供理论参考。

玉米穗行数全基因组关联分析

穗行数是玉米产量的重要组成性状,其遗传解析对高产育种具有指导意义。本文以203份主要玉米自交系为材料,2007年在新疆乌鲁木齐、吉林公主岭和海南三亚进行穗行数测定;采用分布于玉米基因组的41 101个单核苷酸多态性(SNP)标记对穗行数进行关联分析。共鉴定出9个与穗行数显著关联(P<0.0001)的SNP,分别位于染色体框1.02、1.10、7.03、8.02、9.06和10.03。8个SNP位于已定位的数量性状座位(QTL)区间内。在显著SNP位点LD区域内发掘出4个候选基因,分别编码含F-box结构域的生长素受体蛋白、玉米kn1蛋白、AP2结构域蛋白和富亮氨酸重复的跨膜蛋白激酶。采用全基因组关联分析策略发掘穗行数基因位点及候选基因,将为克隆控制玉米产量性状基因奠定基础。

玉米穗行数主效位点qKRN5.04精细定位与遗传效应解析

穗行数是影响玉米产量的重要因素之一,其遗传机制解析和关键基因精细定位对开展分子育种具有重要的意义。本研究以穗行数仅有4行的"四路糯系选"和多穗行自交系"农531"(18~22行)为亲本,构建了高代回交群体和次级定位群体(四路糯选系为供体亲本,农531为轮回亲本)。通过对不同类型试验群体的多环境表型鉴定和基因型鉴定,利用完备区间作图法(ICIM)进行穗行数主效QTL定位分析,将穗行数主效位点q KRN5.04定位到第5染色体136.3~140.0 Mb的区间之内;遗传效应分析发现,该位点在不同环境条件下最大可解释的表型变异为21.76%,效应值为0.80~1.76行。通过次级分离群体重组事件分析可将其进一步定位到~300 kb区间内。本研究结果不仅为分子标记辅助选择提供了实用的In Del标记,而且为玉米穗行数主效位点q KRN5.04的图位克隆和候选基因挖掘奠定了重要的基础。

玉米新选自交系2个组合6个世代穗行数和行粒数的遗传分析

江苏省沿江地区农科所新选玉米自交系间穗行数和行粒数一般配合力差异较大,分析这些自交系间有利等位基因的分布,有助于自交系的持续改良。本研究选用其中3个自交系组配成2个组合的P1、P2、F1、B1、B2、F26个世代,运用主基因+多基因混合遗传模型和6个世代联合分析的方法,对穗行数和行粒数2个性状进行了遗传分析。玉米穗行数性状在S1×S3组合中表现为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传,以多基因遗传为主;在S3×S7组合中表现为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传,以主基因遗传为主。行粒数性状在2个组合中均表现为1对加性主基因+加性-显性多基因混合遗传,主基因遗传为主;多基因位点显性总效应大于加性总效应。研究结果暗示通过有利等位基因聚合改良这些自交系的穗行数比行粒数更有效。

玉米穗行数QTL及其互作分析

利用与穗行数有关的5个导入系及轮回亲本综3进行GriffingⅣ双列杂交发展分离群体,结合SSR标记和田间表型鉴定,分析玉米穗行数QTL及其相互作用。在导入系×综3所发展的5个F2群体中,仅在一个群体中检测到1个穗行数QTL,所解释的表型变异为10.68%。在导入系间杂交所发展的F2群体中检测到9个QTLs,分别位于第13、、8染色体上,所解释的表型变异在4.53%～6.52%之间。另外,检测到2对QTL间互作,10对QTL与未检测到QTL的导入片段间的互作,单个F2群体中各类互作所解释的表型变异显著大于QTL所解释的表型变异。这些结果表明,基因互作在玉米穗行数形成中起着重要的作用。

玉米穗行数基因的QTL定位与分析

对玉米中控制穗行数的QTL进行定位和分析,为分子标记辅助选择育种提供理论基础。在一套以综3为遗传背景携带衡白522置换片段的染色体片段置换系群体进行QTL初步定位的基础上,以穗行数明显减少的置换系SIL8为材料,构建置换片段内的F2次级分离群体和跨叠系进行了穗行数基因的QTL定位。在1.02~1.04 bin区段存在控制玉米穗行数的QTL,命名为q KRN1。2年的QTL定位及跨叠系分析结果将q KRN1锁定在分子标记HND9-umc1297之间,遗传距离为2.7c M,该穗行数QTL的鉴定,为进一步精细定位或克隆相应基因奠定了基础。

小麦穗行穗系原种繁育法

针对常规小麦品种在推广过程中,会不断产生遗传普通和混杂现象,使其种性退化失去原有的生产性能这个问题,结合多年的生产实践,提出了一种改良小麦原种繁良法——穗行穗系原种繁育法。并且详细介绍了该方法的繁育程序和繁育规程,以便与同行讨论商榷。

玉米穗行数的遗传研究

利用PH4CV、A6及PH4CV×A6的326份DH系穗行数,根据主、多基因遗传模型进行分析,运算结果为:穗行数为1对主基因混合加、加上模型,主基因遗传力为54.35%,多基因遗传力为39.56%。

小麦穗行圃种植技术

1选准单穗 这是建好穗行的基础．小麦成熟期（最好是在收获前2～3d。旗叶未干时．以便考察叶部病害情况）在田间选择具有繁育品种典型性状、个体生长健壮、发育良好、丰产性好、抗病性强、生育期适当、不倒伏、结实性好、子粒饱满的优良穗子，考虑到脱粒时复选淘汰和其他可能发生的损失．应适当多选一些穗子。

特异玉米种质四路糯的穗行数遗传解析

【目的】玉米穗行数与产量密切相关,剖析其遗传基础对指导玉米育种实践具有重要意义。【方法】以只有4行籽粒的中国特异地方品种四路糯选系和多穗行数的自交系农531为亲本,采取单粒传法(single seed descend method,SSD)构建正反交F_(2:3)分离群体。在北京昌平和河南新乡采用随机区组试验设计进行分离群体家系的穗行数表型鉴定。与此同时,根据玉米基因组数据库上公布的标记信息,在全基因组范围内筛选获得173个具有多态性的SSR标记,用于群体基因型鉴定及遗传图谱构建。采用完备区间作图法(ICIM)和复合区间作图法(CIM)进行玉米穗行数QTL定位和遗传效应分析,利用SAS软件GLM程序估计主效QTL对分离群体穗行数遗传变异的贡献率。【结果】表型鉴定结果表明,亲本四路糯选系与农531的穗行数平均值分别为4.0行与19.2行,F_(2:3)家系穗行数变化范围为4.0—17.4行。利用完备区间作图法,分别对北京昌平、河南新乡的正交F_(2:3)群体进行穗行数QTL定位,2个环境下共检测到12个穗行数QTL,分布于除第1、7染色体外的其他8条染色体上。等位变异来源分析表明,本研究定位的QTL减效等位变异全部来自少穗行数亲本四路糯选系。共有5个主效QTL在2个环境下均被检测到,其中,位于bin2.04区间内的主效位点qKRN2-1在单环境下最大可解释群体穗行数变异的18.48%,其余4个主效位点及其单环境下解释的最大表型变异分别为qKRN4-2(11.5 8%)、qKRN5-1(13.55%)、qKRN8-2(16.91%)和qKRN9-1(9.66%)。利用复合区间作图法,在联合环境条件下共检测到5个穗行数QTL,分布在第2、4、5、8、9染色体上,每个QTL解释的表型变异范围为6.13%-10.05%,除位于第5染色体的QTL以外,其余4个位点与完备区间作图法定位到的主效QTL区间一致。一般线性模型分析显示,在2个环境下,5个主效QTL可分别解释正交F_(2:3)群体51.5%(北京昌平)和54.0%(河南新乡)的表型变异。还定位到2对穗行数上位性QTL位点,分布于第2,、4、9染色体上,但表型贡献率分别仅为2.90%和1.80%。【结论】穗行数减效等位变异全部来自四路糯选系,鉴定出5个玉米穗行数主效QTL,分别位于bin2.04、bin4.09、bin5.04、bin8.05和bin9.03。表明该四路糯选系可作为重要的穗行数遗传研究材料,而定位到的主效QTL可作为玉米穗行数候选基因图位克隆和玉米遗传基础研究的重要候选区段。

玉米DH系D969超多穗行数遗传初步研究

利用A6×PHB1M基础材料进行单倍体育种意外获得了穗行数为30的DH系15D969,通过分析种植2代、3代穗行数变化,得知其平均值为26行,最高值为32行,是新发掘的基因型,由更大的主、多基因群控制,环境条件不利其充分表达。通过杂交、回交试验表明,表现穗行数主、多基因群加性和部分显性效应。

小麦穗行圃种植技术

小麦穗行圃是育种单位或制种单位在制种过程中首先采取的第一步骤,其种植质量的好坏直接影响到种子质量。小麦穗行圃种植及管理方法与大田种植技术有所不同,它采取的是宽行单穗种植,

产品同质化促使营销策略差异化——对话厦门百穗行科技股份有限公司总经理黄文信

《海洋与渔业》：百穗行兼做畜禽料和水产料，与专一生产水产料的企业如何竞争？ 黄文信：百穗行之所要兼做畜禽和水产料是根据福建省“八山一水一分田”的地势特点以及市场养殖畜、水结合的养殖特点。在产品质量、技术配方同质化的今天，营销策略的差异化是企业竞争的焦点，制定“与众不同”的营销策略是出奇制胜的重要法宝。

玉米穗行数相关基因GRMZM2G398848的生物信息学分析

研究采用生物信息学的方法,对一个玉米穗行数相关基因GRMZM2G398848的理化性质、跨膜结构域、功能域、二级结构、三级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:该基因编码蛋白由9 195个原子构成,其相对分子质量为65.681 1kDa,是一个不稳定亲水性蛋白,包含1个F-box超亲家族和2个AMN1超亲家族,无跨膜结构域,无信号肽,由α螺旋、无规则卷曲、延伸链和β折叠构成。

玉米穗行数遗传基础的研究进展

从分子生物学机制和主效QTL定位两个方面阐述了玉米穗行数的遗传基础,旨在为玉米分子育种提供理论参考。

玉米超多穗行数基因型通15D969的单倍体育种效应

利用超多穗行数基因型15D969组配1份杂交组合材料、3份回交组合材料进行单倍体育种,针对单倍体自交结实率和超多穗行数基因型DH系概率进行研究。结果表明:杂交组合材料单倍体自交结实率高于回交组合材料;超多穗行数基因型在杂交组合材料DH系群中占0.45%,在高穗行数回交组合材料DH系群中占7.2%。

玉米超多穗行数DH系15D969的发现

利用A6×PHB1M基础材料进行单倍体育种,意外获得了30穗行数DH系15D969,通过对种植2代、3代的穗行数变化进行分析,其平均值为26行,最高值为32行,是新发掘的基因型。

新冬20号穗行圃的建设与管理

喀什地区,地委行署决定从2002年冬播开始正式启用以"两圃提纯",县、乡两级供种为主要内容的"1-2-5"小麦种子工程。即:1万亩小麦要有1亩穗行圃,20亩原种圃,500亩一代扩繁田。到2005年,全地区小麦大田的纯度达到98%以上,并且要达到国家规定标准。

水稻穗行圃建设的探讨

笔者在水稻繁种田进行纯度验收时发现,企业之间繁种水平参差不齐,少数企业繁种质量不高,不符合繁殖种子标准。笔者认为,要想提供高质量的种子,增强企业信誉,种子企业必须建立穗行圃。对此,笔者根据自身的实践,总结多年建设水稻三圃的实践,就该技术与同行们共同探讨。

基于RIL群体的玉米穗行数相关QTLs定位与分析

定位不同环境下影响玉米穗行数的稳定表达的QTLs是玉米分子标记辅助选择的基础和前提。本研究以X 178和农系531为亲本构建的283份重组自交系(RIL)为实验材料,利用SSR分子标记技术和复合区间作图法(ICIM-ADD)分别对辛集、保定的玉米穗行数进行QTL的定位与分析。结果表明,共检测到19个与玉米穗行数有关的QTLs,分布在1、2、4、6、7、9号染色体上。单个QTL表型贡献率为3.4%~9.1%;辛集检测到8个,单个QTL表型贡献率为3.9%~11.77%。其中有两个位点分别在保定和辛集同时被检测到:qKRE 1-B-1和qKRE 3-X-9,其平均贡献率分别为5.21%和9.16%。保定检测到11个,这些在不同环境下检测到的QTLs为玉米穗行数的QTL精细定位提供了理论依据。