子粒镉低积累型甜糯玉米材料的筛选

为筛选出在不同土壤镉(Cd)浓度胁迫下子粒Cd低积累型的甜糯玉米(Zea mays L.)材料,以45份甜糯玉米材料为对象,采用盆栽试验,设置2个土壤添加外源Cd处理,即C1(1.3 mg/kg)和C2(3.2 mg/kg),以不额外添加Cd为对照(CK),对甜糯玉米材料子粒Cd的积累差异进行研究。结果表明,甜糯玉米子粒Cd含量随土壤中Cd浓度的增加而增加,且在材料间存在极显著差异(P<0.01)。不同Cd浓度下,所有甜糯玉米材料子粒Cd的富集系数均小于1。聚类分析发现,有15份材料在不同Cd浓度下均表现出子粒低积累特性,其中S18、S29、S30、S36和S44这5份材料子粒的Cd含量在不同处理下均小于食品安全国家标准的0.1 mg/kg,说明这5份材料可作为子粒Cd低积累型亲本材料,为甜糯玉米Cd安全品种的培育提供种质资源。

甜玉米(Zea mays L.saccharata Sturt)含糖量与主要农艺性状的相关及通径分析

为选育含糖量高的甜玉米品种,本试验对甜玉米含糖量与主要农艺性状进行相关性分析。结果表明,含糖量与穗长、株高、穗位呈正相关,与单穗重、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、轴重、轴粗、百粒重、茎粗呈负相关。在实际选择中可以参考这些性状来选择含糖量高的甜玉米。为了更加清楚地了解各主要农艺性状和含糖量之间的直接效应和间接效应,对此进行通径分析,结果表明,各农艺性状对含糖量的通径系数顺序为穗长>株高>轴重>穗位>单穗重>穗粗>茎粗>行粒数>穗行数>百粒重>轴粗>秃尖长>皮渣率。本研究为今后选育含糖量高的甜玉米品种提供了重要的参考依据。

The Comparison of Sugar Components in the Developing Grains of Sweet Corn and Normal Corn

The sugar components and their dynamic variation in the developing grains of sweet corn(Zea mays L. seccharata Sturt)and normal corn (Zea mays L. indentata Sturt) were compared. There are WSP (water-soluble polysaccharides), sucrose, fructose, glucose, mannitol and sorbitol in both sweet corn and normal corn, but no maltose. Two components with different degrees of polymerization (D. P. N) were detected in the sweet corn; only one of them was detected in the normal corn 20 days after pollination. With the development of grains, the total soluble sugar content(TSS)in sweet corn increased, but in normal corn it decreased. The dynamic variation of WSP, sucrose, glucose, fructose, mannitol and sorbitol in sweet and normal corn grains are different. The contents of sugar components in the sweet corn grains are higher than that in the normal corn. Sweet corn accumulates less starch than normal corn.

甜质型和普通型玉米籽粒发育过程中糖组分比较研究

利用高效液相色谱 (HPLC)技术比较分析了甜质型 (ZeamaysL .SeccharataSturt)和普通型玉米 (ZeamaysL .IndentataSturt)籽粒中糖组分的动态变化规律。结果表明 ,籽粒发育初期 (授粉后 10d) ,2类型间糖组分差异不显著 ,均含有水溶性多糖 (WSP)、蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇和甘露醇 ;授粉 2 0d后 ,甜质型玉米能积累 2种聚合度不同的WSP(其保留时间分别为 5 .2 8和 5 .98min) ,而普通型玉米仅有其中的 1种 (保留时间为 5 .98min) ;整个籽粒发育过程中未测得麦芽糖。甜质型玉米随籽粒发育其可溶性总糖 (TSS)含量增加 ,而普通型玉米的含量降低 ,其中WSP、蔗糖、葡萄糖、果糖、甘露醇、山梨醇在 2类型玉米籽粒发育过程中的动态变化不同。甜质型玉米的直链、支链淀粉含量较普通型玉米少 ,其中直链淀粉含量随籽粒发育而降低 ,支链淀粉含量则升高。

利用相同来源F_(2:3)和BC_2S_1群体定位玉米生育期QTL

以普通玉米自交系丹232和爆裂玉米自交系N04为亲本构建259个F2．3和220个Bc2S1家系群体，利用SSR标记构建分子标记遗传图谱，利用复合区间作图方法对4个生育期性状进行QTL定位和效应分析。利用F2：3群体共检测到4个抽雄期QTL、6个吐丝期QTL和3个散粉期QTL。单个QTL可解释的表型变异为6．7％～18．4％，可解释的表型总变异为28．9％～50．3％，11个QTL的增效基因来自生育期较长的亲本丹232，其余2个QTL的增效基因来自生育期较短的亲本N04；BC2S。群体检测到8个与4个生育期性状相关的QTL，单个QTL可解释的表型变异为4．5％-11．6％，可解释的表型总变异为13．2％～18．5％，增效基因来自两个亲本的QTL为3个和5个。两类群体检测出QTL的数目、位置、效应和贡献率均存在较大差异，主要原因在于BC2S1群体抽样选择所引起的群体结构差异，F2：3群体显示出较高的QTL检测能力，但回交育种过程中应慎重依据F2：3群体QTL定位结果进行标记辅助选择（MAS）。

4种填闲作物对天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良作用的初步研究

通过夏季填闲的方式来解决设施农业次生盐渍化在20世纪初就已被提出,但相关研究在天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良方面还没有开展。通过盆栽试验研究了4种填闲作物(毛苕子、苏丹草、甜玉米和苋菜)对天津地区黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良作用。结果显示,与对照土壤相比,4种填闲作物均能显著降低土壤可溶性盐分和Na+的含量(P<0.05),显著降低土壤养分和有机质的含量(P<0.05);毛苕子、甜玉米和苋菜能显著增大土壤K+/Na+的比值;高种植密度对次生盐渍化土壤的改良效果更为突出;4种填闲作物相比,毛苕子对黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良效果最佳。既为改良天津黄瓜温室土壤次生盐渍化提供实践参考,也为延长设施土壤使用年限,促进天津设施蔬菜产业发展提供一种可行途径。

甜玉米种子活力测定及其田间成苗能力的评估

室内和田间条件下检测18种基因型甜玉米种子活力状况的结果表明:不同甜玉米种子基因型间的活力差异显著,但均以品种京科甜116较佳。用电导率、糖含量、脱氢酶活性、醛含量、穿纸和老化发芽率均可评估田间出苗率,且前三者还可评估出苗速度,尤以电导率最佳。建立回归方程可对田间成苗能力进行预测。

2个Sh2甜玉米自交系种子萌发过程中关键水解酶活性及相关基因表达的动态分析

为阐明Sh2甜玉米（Zea mays subsp.saccharata Sturt.）种子萌发过程中关键水解酶对种子贮藏物质利用的作用,以Sh2甜玉米自交系BF109和Q267的种子为材料,对种子萌发2、4、6、8和10 d时贮藏物质的消耗量和利用率以及总淀粉酶和蔗糖合成酶的活性进行了测定,并采用实时荧光定量PCR技术对9个相关基因的表达特性进行了分析。结果表明：种子萌发6 d时2个自交系的单粒种子贮藏物质消耗量大幅度提高,说明种子内的贮藏物质进入快速分解阶段。随萌发时间的延长,2个自交系的单粒种子贮藏物质消耗量逐渐升高,而贮藏物质利用率则呈先升高后降低的趋势;总体上看,自交系BF109的单粒种子贮藏物质消耗量显著高于自交系Q267（P〈0.05）,而其贮藏物质利用率则显著低于后者。随萌发时间的延长,2个自交系种子内的总淀粉酶和蔗糖合成酶活性也总体呈先升高后降低的趋势,并且自交系BF109种子内2种酶活性基本上低于或显著低于自交系Q267。实时荧光定量PCR分析结果表明：在种子萌发2~10 d期间,2个自交系种子中9个α-淀粉酶和蔗糖合成酶相关基因的相对表达量均有较大差异,但7个α-淀粉酶相关基因（包括α-Amy1A、α-Amy2A、α-Amy3A、α-Amy3B、α-Amy3C、α-Amy3D和α-Amy3E）的相对表达量均在萌发前期较高,利于合成α-淀粉酶并参与淀粉水解;α-Amy1A、α-Amy2A、α-Amy3D和Su Sy-2基因的相对表达量在种子萌发2~10 d均较高,而α-Amy3A、α-Amy3B、α-Amy3C、α-Amy3E和Su Sy-3基因的相对表达量仅在种子萌发2 d时较高,说明α-Amy1A、α-Amy2A、α-Amy3D和Su Sy-2基因可能是Sh2甜玉米种子萌发过程中的关键水解酶基因。总体来看,自交系Q267种子中相关基因的相对表达量显著高于自交系BF109,这可能是导致自交系Q267种子中总淀粉酶和蔗糖合成酶活性及贮藏物质利用率较高的主要原因。

甜玉米苞叶与农艺性状的遗传及相关分析

以30份甜玉米(Zea mays L. sacharata Sturt)自交系及其配制的26个杂交组合为材料,利用加性-显性遗传模型对7个主要农艺性状和9个苞叶性状进行了遗传分析。结果表明,除最长苞叶宽外,所有性状的组合间均方都达显著或极显著差异,大多数性状的加性方差占比大于显性方差占比,所有性状的误差方差均达显著或极显著水平;对亲本的农艺性状和苞叶性状的加性效应和显性效应值进行了预测,亲本M06的多数性状表现为显著或极显著的加性正效应,组合M06×S85的多数性状表现为显著或极显著的显性正效应;相关分析发现鲜穗重分别与净穗重、穗上叶片数、穗位叶宽、苞叶干重、苞叶总面积和苞叶平均宽呈显著或极显著正相关,净穗重分别与穗位叶宽和苞叶平均宽呈显著正相关,穗位叶长和苞叶总面积、穗位叶宽与苞叶干重呈极显著正相关。

2种甜玉米自交系幼胚再生体系的建立

本试验研究不同基因型、幼胚大小、培养基类型及培养基添加物对2种甜玉米(2-105和2-118)自交系幼胚愈伤及胚性愈伤组织诱导率的影响。结果表明,基因型、培养基类型、幼胚大小及不同浓度脯氨酸和2,4-D处理对愈伤及胚性愈伤诱导率影响差异均显著。2种基因型最适宜的基本培养基为N6培养基,且2-118的愈伤及胚性愈伤诱导率显著高于2-105。幼胚在1.5~2.0 mm时,2-105和2-118的愈伤及胚性愈伤诱导率均最高,分别在77%和51%以上。2-105和2-118在脯氨酸浓度分别为650 mg/L、750 mg/L时幼胚的愈伤及胚性愈伤诱导率最高,且显著高于其它2个水平。2种基因型在2.5 mg/L的2,4-D诱导下愈伤及胚性愈伤诱导率均最高,且均显著高于其它2个水平。本研究获得了2种甜玉米自交系的再生体系,为甜玉米遗传转化和分子育种提供基础。