青岛市主要农作物种质资源信息网的建立

利用Windows Server 2008+ASP.NET+Microsoft SQL Server开发技术体系建立了"青岛市玉米种质资源信息网",提供玉米种质资源的信息检索查询、动态管理及应用,并实现种质资源保存信息、图像信息、评价鉴定数据等的网络化共享,为推动现代种业快速发展奠定基础。

中国主要农作物种子质量网络信息系统的开发——以玉米为例

为促进中国主要农作物市售种子质量信息的共享与应用,研发了基于B/S架构+ASP.NET+Microsoft SQL Server的中国主要农作物种子质量网络信息系统,其服务器端程序集和用户端(浏览器端)分别应用C#语言和XHTML+Java Script开发,主要包括共性数据查询、种子质量评价鉴定核心数据查询、种子及幼苗图像查询、种子质量信息交流4种功能。利用该系统实现了2012年以来我国玉米主产区各年度主要市售玉米品种样品种子质量信息的查询与交流,有效解决了长期以来我国在市售玉米种子质量数据信息收集、使用和管理上缺乏平台、用户对种子质量信息了解不全面等系列问题。该系统的开发、应用及完善将在保障我国种子质量,促进现代种业快速发展中发挥重要作用。

玉米APX基因的克隆及其原核表达研究

为了研究冷胁迫处理下的玉米抗坏血酸过氧化物酶的作用,根据GenBank发表的APX基因的ORF序列设计引物,利用RT-PCR从冷胁迫后的玉米自交系(E28)叶片总RNA中经cDNA转化,pMD19-T载体的亚克隆,获得APX基因开放阅读框,长度为753 bp,编码250个氨基酸残基。生物信息学分析显示,APX相对分子质量和理论等电点依次为27.3 kDa和5.56。将携带完整的ORF序列连入表达载体pET-28a(+)中,APX基因经IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测到目标蛋白的大小约为27.3 kDa,与预测结果一致。抗盐分析显示,重组大肠杆菌BL21(pET28-APX)的抗盐性明显高于对照菌株BL21(pET28)且其抗NaCl的临界浓度为0.6 mol/L,这为后期对作物的抗逆研究提供了科学依据。

植物生长调节剂浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

为探究不同生长调节剂浸种对3个玉米杂交种的处理应用效果,以4种生长调节剂赤霉素(200 mg/L)、矮壮素(500 mg/L)、多效唑(200 mg/L)、乙烯利(200 mg/L)分别处理3个玉米杂交种青农8号、郑单958、农大108,研究不同生长调节剂对玉米种子发芽和形态指标的影响。结果表明,不同生长调节剂对3个玉米品种具有不同的调节作用,赤霉素浸种可以促进郑单958和农大108的发芽率,多效唑浸种对青农8号的第二叶宽和根鲜重及根干重具有促进作用,可根据研究目的选择最佳处理方法。

不同玉米品种萌芽期抗旱筛选

以12个常用玉米品种为试材,在萌芽期用20%PEG-6000(聚乙二醇-6000)进行室内模拟干旱胁迫,测定20%PEG-6000处理与对照的发芽势、发芽率以及相关形态指标,通过发芽势、发芽率、胚根长、胚根干物质重、贮藏物质运转率的相对值及种子的萌发抗旱指数GRDI来计算各品种的隶属函数平均值,综合评价这12个品种的抗旱性。结果表明:玉米品种抗旱性大小排序为:LN1>现丰968>农华101>金海5号>郑单958>东单80>青农8号>川单14号>农大108>青农105>中单808>蠡玉16;LN1和现丰968是典型抗旱类型品种,农华101、金海5号、郑单958、东单80是较抗旱类型品种,其它品种为不抗旱品种。

玉米叶夹角的全基因组关联分析

为了阐述玉米叶夹角的遗传基础并定位相关的数量性状位点,利用289份常用玉米自交系为试验材料,在自然条件下测量玉米穗上叶夹角,对其进行性状分析,结果表明,各个环境的穗上叶夹角数据呈正态分布,并且各个环境间的数据呈极显著正相关。同时采用MaizeSNP50基因芯片进行基因分型,利用R平台下的farmCPU对叶夹角进行全基因组关联分析。在4个环境中共检测到42个与玉米叶夹角显著关联(P<0.000 01)的SNP,其中1,5,8号染色体在4个环境下都检测到与穗上叶夹角紧密关联的SNP标记。对筛选出的所有标记综合分析,共鉴定出15个与玉米叶夹角相关的SNP标记位点,分布在Bin1.02、Bin1.03、Bin1.06、Bin1.11、Bin2.05、Bin3.04、Bin5.03、Bin5.04、Bin8.03、Bin8.04、Bin10.07处。采用全基因组关联分析的方法发掘叶夹角基因位点及候选基因,对揭示玉米叶夹角的遗传机理,加速玉米育种进程具有重要的意义。

青农8号等3个玉米品种苗期耐盐抗旱性鉴定

以玉米品种青农8号、郑单958、农大108为试材,在苗期采用盐浓度为250 mm/L的营养液进行盐胁迫处理,测定其MDA含量、总含水量、电导率、株高、茎粗、POD活性等耐盐性鉴定指标,采用综合隶属度评价法进行耐盐性评价,结果表明,青农8号具有较好的耐盐性,郑单958次之,农大108相对最差。采用反复干旱法处理,测定苗期3个玉米品种的MDA含量、相对含水量、含水量、电导率等抗旱性鉴定指标,采用综合隶属度评价法对其抗旱性进行评价,结果表明,郑单958具有较好的抗旱性,青农8号次之,农大108相对最差。因此,青农8号在我国盐碱、中等干旱地区有较高的推广应用价值。

玉米抗弯孢菌叶斑病的快速鉴定方法

为了探寻一种室内初步鉴定玉米自交系弯孢菌叶斑病抗病性的方法,比较新月弯孢菌粗毒素与纱布过滤的菌液对玉米种子萌发的影响,分析种子生长抑制情况与田间抗病性的关系。结果表明,纱布过滤的菌液中蛋白质及多糖质量浓度高于粗毒素中两者的质量浓度,在稀释同等倍数的前提下,两者的致病力之间没有显著差异,且过滤的菌液对种子萌发、胚芽及胚根的生长抑制情况与田间抗病性的表现基本一致,可作为初步衡量玉米自交系弯孢菌叶斑病抗病性的方法。

玉米雄穗长的全基因组关联分析

为了阐明雄穗长的遗传基础并定位相关的数量性状位点,利用289份常用玉米自交系为试验材料,在自然条件下测量并分析玉米的株高、穗位高、雄穗柄长与雄穗长的相关性,并利用全基因组关联分析对雄穗长进行初步定位。结果表明,玉米雄穗长与3个农艺性状呈显著相关或极显著相关,其中与雄穗柄长关联最密切,相关系数最高达到0.717。同时共定位出13个与玉米雄穗长相关的标记位点,分别位于Bin1.05、Bin7.02、Bin8.03、Bin10.05处。采用全基因组关联分析的方法发掘雄穗长基因位点及候选基因,对揭示雄穗的遗传机理,加速玉米育种进程具有重要的意义。

玉米淀粉分支酶SBEIIb基因遗传转化玉米自交系的研究

以玉米自交系丹黄25为试材,用农杆菌介导法将玉米淀粉分支酶SBEIIb基因转入玉米中,探讨了农杆菌介导玉米愈伤组织转化的影响因素。结果表明:愈伤组织经过9 d的继代,菌液中乙酰丁香酮(AS)浓度为10 mg/L,侵染时间为20 min,共培养60 h为最佳转化条件。获得的4株再生植株经PCR分析鉴定,其中3株表现阳性,证明外源基因已经整合到玉米基因组中。

玉米锌指蛋白基因ZmRFP的克隆及表达特性

锌指蛋白(ZFP)是一类重要的转录因子,通过与核酸相互作用来调控基因的表达,在植物生长发育与衰老以及非生物胁迫等方面具有重要作用。本研究从玉米自交系‘辽3162’中克隆了一个C3H2C3型锌指蛋白基因ZmRFP,该基因开放阅读框长度为1563 bp,编码520个氨基酸,编码蛋白预测分子量为57.06 kD,等电点为6.18,为亲水性蛋白。保守结构域和跨膜结构域分析表明该蛋白存在环锌指蛋白超家族RING_Ubox结构域,属于锌指蛋白家族转录因子,不存在跨膜结构域,为非分泌蛋白。对该蛋白进行二级结构和三级结构预测,氨基酸残基主要以无规则卷曲为主。对其顺式作用元件进行分析发现,其上游2000 bp内存在多个与非生物胁迫和植物激素相关的作用元件。进化树分析表明,RFP蛋白的进化高度保守,与高粱的进化关系最为相近。器官特异性分析发现,该基因在玉米叶片中的表达量最高,在盐和干旱胁迫下的表达研究发现,该基因对非生物胁迫存在响应。ZmRFP基因的克隆和表达分析为进一步研究其生物学功能和应用提供参考。

模拟干旱条件下玉米品种萌发期抗旱性评价

采用20%PEG-6000模拟中度干旱胁迫对41份玉米品种的萌发期进行抗旱性试验,通过加权隶属函数法计算综合评价值(D值)对供试材料的抗旱性进行综合评价,利用UPGMA聚类划分抗旱等级。结果表明,发芽率、发芽势、胚芽鞘长、主胚根长、胚根数和干物质重6个性状,干旱胁迫处理比对照均值分别下降了50.8%、65.6%、81.4%、57.9%、42.1%和70.0%,不同品种间差异显著。隶属函数法计算D值表明,其与发芽率、胚芽鞘长等各指标抗旱系数的隶属函数值均呈极显著正相关,筛选出金海5号、粟玉6号等13个抗旱品种。UPGMA聚类分析将试验材料在遗传距离为6.91处分为2大类,进一步可分为高度抗旱、中度抗旱、抗旱、敏感、高度敏感共5个亚群,玉米萌发期较强抗旱品种为粟玉6号、京农科728等13个品种。两种方法筛选出的玉米萌发期抗旱品种高度吻合。

盐胁迫下玉米叶片差异蛋白的双向电泳分析

土壤盐碱化是影响玉米产量的重要非生物因素之一。用200 mmol/L NaCl溶液对耐盐玉米自交系E28进行盐处理,提取叶片可溶性蛋白质进行双向电泳,并用ImageMasterTM2D 6.00软件分析,探究玉米的耐盐机理。结果表明,盐胁迫处理后共有10个有明显差异的蛋白点,其中4个表达上调,6个表达下调。质谱分析和数据库搜索鉴定出应激反应蛋白和类囊体腔19 KDa蛋白,可能是盐胁迫后植物营养生长及光合作用受到影响的结果。

青枯病对不同抗性玉米自交系叶片生理特性的影响

以对青枯病抗性不同的两个玉米自交系为材料,研究青枯病对玉米叶片过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量以及电导率的影响。结果表明,接种青枯病菌后,感病自交系黄早四从14 d开始出现感病症状,抗病自交系K12HF526在30 d后才出现轻微感病症状。两个自交系对照组叶片的POD活性、SOD活性和MDA含量表现趋势一致,抗病自交系高于感病自交系。不同自交系对照组的叶片叶绿素含量一致,处理组中感病自交系明显低于抗病自交系,可能是感染青枯病导致叶绿素含量降低。抗病自交系叶片可溶性蛋白含量在接种前后差异不显著,感病自交系接种21 d后显著降低。通过电导率计算伤害率的结果表明,抗性自交系的伤害率远远低于感病自交系。