棉纤维发育相关转录因子的研究进展

 转录因子在棉纤维细胞分化发育过程中起重要的调节作用。近年来已经有多个与棉纤维发育相关的转录因子被研究报道,主要包括MYB、HD-ZIP、MADS、TCP等家族成员,其中研究最为广泛的为MYB类转录因子。GL1类的MYB转录因子和MIXTA类的MYB转录因子通过不同的调控方式参与对棉纤维细胞发育的调控。对这些转录因子的深入研究,对于揭示棉纤维细胞分化发育的分子机理具有重要的意义。本文就这方面的研究进展作一简要概述。     

植物种子发育相关NAC家族转录因子研究进展

种子的发育和营养物质积累过程依赖于大量基因的表达和调控,研究这些基因的表达调控规律有助于了解种子发育过程中各种营养物质积累的分子机制.植物特有的NAC转录因子参与种子发育过程的调控,本文综述了NAC家族转录因子的系统发育关系,并对在种子发育过程中起调控作用的NAC家族转录因子的研究进行了总结归纳.     

玉米雌穗发育杂种优势相关miRNA的研究

杂种优势已广泛应用于玉米育种, 在提高玉米产量、品质以及增强抗逆性等方面起到了重要的作用, 然而杂种优势的分子机制尚不清楚。植物miRNA主要在转录和转录后水平调节基因的表达。为阐明miRNA是否及如何对玉米雌穗发育杂种优势产生影响, 本研究对玉米杂交种郑单958及其亲本自交系(昌7-2和郑58)进行了高通量miRNA测序和降解组测序。取玉米雌穗花序分生组织(IM)发育为成对小穗分生组织(SPM), 进而产生小穗分生组织(SM), 及小花分生组织(FM)将3个不同时期的雌穗样品用于miRNA建库测序, 鉴定出16个miRNA家族中的81个保守miRNA为非加性表达, 认为是与雌穗发育杂种优势形成相关的miRNA; 3个阶段中分别检测到80.30%、56.06%和48.10%的非加性表达的miRNA被显性或超显性抑制。鉴定出8种新的miRNA, 属于7个miRNA家族。通过雌穗降解组测序, 发现在郑单958及其亲本自交系中共同检测到的miRNA靶向42个基因的82个转录本。根据测序结果构建了miRNA参与玉米雌穗杂种优势的模型, 并推测在雌穗发育早期阶段杂交种雌穗的miRNA的普遍抑制导致其靶基因上调表达, 随着发育进程miRNA逐步解除抑制, 带来其靶基因表达量的逐步减少, 这种miRNA与其靶基因的拮抗关系也许与玉米雌穗发育杂种优势形成有关。     

玉米幼雄穗在离体条件下的分化发育

玉米幼雄穗(1～1.5厘米)离体培养下有三个发育途径:直接出芽(B),非胚性或无形态发生的愈伤组织(SF)和胚性愈伤组织(E-1).结合有关报道在离体条件下的又一发育途径——发育成熟并产生正常花粉(MN),看来这一雄穗离体培养系统适用于研究植物发育的分子生物学.同时,分析了体细胞胚在发育和萌发过程中几种酶的同工酶变化和酶活性变化.提高高体培养细胞中淀粉的积累也许可提高体细胞胚发生的频率.     

基于多个相关群体的玉米雄穗相关性状QTL分析

雄穗相关性状对玉米生产至关重要。为了解析玉米雄穗相关性状的遗传机制,利用以黄早四为共同亲本组配的11个重组自交系群体,对玉米雄穗一级分枝数、雄穗主轴长和雄穗干重3个性状进行QTL分析。经过对11个群体及亲本两年三点的田间鉴定,单环境和联合环境下的玉米雄穗相关性状QTL定位,及基因型与环境互作和上位性互作分析,检测到15个在多环境下稳定表达(5个环境以上)的“环境钝感”主效QTL,其中,在染色体bin3.04区域,齐319群体和旅28群体中都定位到1个主效雄穗一级分枝数相关QTL,其平均贡献率分别为17.4%和14.4%,并且2个群体的QTL标记区间高度重叠,在IBM2008 Neighbors图谱上的重叠区间为226.0~230.1。对比不同群体结果发现,在2个群体以上都能检测到的一致性区间21个,其中在第2、第3、第6、第8染色体上的5个一致性区间在3个群体中可稳定表达。这些多环境和多个遗传背景下稳定表达的位点可作为玉米雄穗性状分子标记辅助选择、精细定位及基因克隆的候选位点。     

玉米耐旱相关性状的QTLs研究

干旱是影响玉米生产的主要非生物胁迫因素之一,所以玉米的耐旱性遗传改良是玉米育种的一个重要目标.随着DNA标记的应用可鉴定玉米耐旱相关性状的QTLs,为分子标记辅助育种奠定基础,给玉米耐旱性的遗传改良提供一个新的途径.本文综述了玉米耐旱相关性状QTLs的研究现状和应用并对玉米耐旱QTLs深入研究的方向作出了展望.     

玉米耐旱相关性状的QTLs研究

干旱是影响玉米生产的主要非生物胁迫因素之一，所以玉米的耐旱性遗传改良是玉米育种的一个重要目标。随着DNA标记的应用可鉴定玉米耐旱相关性状的QTLs，为分子标记辅助育种奠定基础，给玉米耐旱性的遗传改良提供一个新的途径。本文综述了玉米耐旱相关性状QTLs的研究现状和应用并对玉米耐旱QTLs深入研究的方向作出了展望。     

玉米雄穗的遗传和相关性研究

本研究以玉米的6个世代为材料,采用数量遗传学方法,分析了玉米雄穗主轴长度、分枝数、平均分枝长度、小穗着生密度和每穗小穗数的遗传模型,估算了它们的遗传力,并进行了相关分析。结果表明,除分枝数符合加性、显性遗传模型外,其余性状的遗传均可配合加性、显性、上位性模型;五个性状的h_B~2(％)分别为71.6、80.9、85.0、84.4     

微肥激素对玉米雄穗发育的影响及其在制种上的应用

试验结果表明,在玉米抽雄前叶面喷施微肥、激素,对玉米雄穗发育有显著影响作用,能推迟或加速雄穗发育,对调节玉米制种花期,达到花期良好相遇,保证产量有重要的现实意义.     

玉米制种母本雄穗不宜带出田外

玉米制种生产过程中的母本去雄是整个制种过程中最关键、要求最严格的一项技术措施。去雄是否及时、干净、彻底,是关系到制种成败或种子纯度高低的主要因素。去雄要在母本雄穗刚抽出最后一片苞叶还未散粉前及时进行,以避免散粉自交。在生产中有些农民将去下来的母本雄穗集中起来,带出田外。疏不知这样做有很大弊端,在其往外携带的过程中会造成人为的自交授粉,降低种子纯度。据我们1990年8月17日上午9～11时对8112原剂123、V矮141、白野四2等4个母本自交系的试验观察,发现去下来的未散粉的母本雄穗在晴天光照条件下,分别在66分钟、31分钟、77分钟、96分钟散粉。     

耐旱转录因子CBF3水稻育种应用研究初报

转基因结果表明,DREB/CBF转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值。利用常规杂交育种技术将CBF3基因转入籼稻强优势恢复系,并对其转入后在干旱条件下对水稻亲本恢复系农艺性状的影响进行研究。结果表明：转基因3（含CBF3基因）和其对照转基因5（不含CBF3基因）亲本间干旱条件下农艺性状差异不大。而转基因3、对照转基因5与恢复系杂交F2干旱条件下农艺性状变化则差异较大,其中,在9311等部分材料上表现为株高明显增加,每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、单株谷重等明显降低,不适合配组,而另一部分材料如OP193等在有效穗、千粒重、单株谷重等方面则表现有较好的配合力。该项研究为进一步进行含该基因的具有显著耐旱性能的籼稻杂交稻新品种育种奠定材料、方法基础。     

玉米雄穗分枝数性状遗传、杂种优势与亲子相关分析

以15个玉米F1代杂交种及8个亲本自交系为材料,在两种氮环境下研究了玉米雄穗分枝数的遗传力、杂种优势及亲子关系等。结果表明,玉米雄穗分枝数性状存在显著的基因型和基因型×氮水平互作差异,广义遗传力达0.52～0.86。该性状F1杂交种呈近中亲遗传和超显性遗传共存的特点,大多数组合表现出正向杂种优势。亲子相关分析表明,F1雄穗分枝数与父本、高亲值及中亲值之间相关性较高。研究结果为玉米育种关于雄穗分枝性状选择提供了一定的参考。     

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。     

玉米籽粒早期发育相关蛋白的差异表达特性

玉米籽粒发育早期,代谢活动旺盛,细胞分裂与增大活跃,为后续贮藏物质的合成形成充足库容。为阐明籽粒早期发育的蛋白合成、积累与调控过程,本研究以夏玉米品种登海661为试验材料,在开花期人工饱和授粉后第3、第5、第10天取果穗中部籽粒,利用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术分析其蛋白差异表达特性。玉米籽粒早期发育阶段总计鉴定及定量2639种蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程和分子过程是最主要的2个生物过程;催化活性和绑定功能是最主要的2个分子功能,这些生物过程与分子功能对籽粒早期发育具有重要作用。定量分析结果表明137种蛋白在籽粒发育早期显著差异表达,其功能涉及蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂、碳水化合物与能量代谢、转运、次生物质代谢、淀粉合成、转录、油脂代谢、信号转导、氨基酸代谢等。其中,表达差异较大的是与蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂以及碳水化合物与能量代谢相关的蛋白。表达模式聚类结果显示这些不同功能类别的蛋白协同表达,共同调控玉米籽粒的早期发育。     

玉米雄穗性状的配合力及遗传参数研究

以7份具有不同雄穗性状的玉米自交系为材料，采用Griffing方法4的双列杂交，估算了玉米雄穗主轴长度、分枝数、平均分枝长度、小穗着生密度和每穗小穗数5个性状的一般配合力、特殊配合力和相应的遗传参数，并进行了性状间一般配合力相关分析。结果表明：5个雄穗性状一般配合力明显高于特殊配合力，基因累加效应占遗传主导地位；5个性状的hB^2(％)分别为80．72，82．96，85．13，84．211，61．10．hN^2(％)分别为60．92，66．11，44．62，67．20，38．96。性状间一般配合力效应相关分析发现，分枝数、小穗着生密度与每穗小穗数间分别呈极显著和显著正相关(r=0．9347^**，r=0．8345^*)。选择雄穗时，对分枝数、小穗着生密度宜进行早代选择。     

玉米雌穗发育异常现象原因及防治

<正>1雌穗异常表现类型1.1空秆一是玉米株上根本没分化出雌穗,农民习惯称为公棒子;二是虽分化出雌穗,但都是每穗结实少于20粒的果穗。有些雌穗外表长得挺大,但有的没有粒,有的仅有几粒。1.2雌穗缺粒雌穗籽粒少,呈散乱分布,即通常所说的花穗。一侧从基部到顶端数行没有籽粒,穗型多向缺粒一侧弯曲,即常说的老娘脚。秃尖,一般占穗长30%,严重者达50%以上。     

玉米雄穗发生发展规律及保护酶活性研究

以东北黑土区主推玉米品种郑单958和农大364为研究材料,对大田条件下玉米雄穗形态变化、保护酶体系及细胞膜透性进行了比较分析.结果表明:在玉米整个生育期,雄穗形态指标均呈“S”型曲线变化,且其生长发育和播后天数之间符合二次多项式关系.随着玉米生育进程的推进,雄穗细胞膜透性和丙二醛( MDA)含量均呈现不断递增的趋势,在...     

玉米转录因子候选基因关联分析

转录因子作为转录水平基因表达调控的重要上游因子,广泛参与玉米生长发育相关基因的表达调控,而目前关于转录因子候选基因关联分析的报道较少。为了研究转录因子对玉米表型的潜在影响,本研究以508份玉米自交系组成的关联群体全基因组范围内属于81个转录因子家族的2 034个转录因子序列,结合21种已公布的玉米农艺及产量性状表型数据,进行了候选基因关联分析。结果表明,在Q+K模型下,共鉴定到3 578个SNP与21种表型显著关联(P≤10~(-3))。这些SNP解释表型变异范围为2.37%～68.15%。其中轴色显著关联的转录因子最多,为105个;ZmMADS10关联到的表型最少,只有8个。在家族成员10个以上的转录因子家族中,G2-like家族转录因子显著性成员比例最高,FHA家族平均每个基因含有的SNP个数最多。这些显著SNP位于内含子区、外显子区、5'UTR区和3'UTR,分别占比47.19%、28.20%、12.23%和12.39%。本研究捕获了对玉米生长发育存在广泛调控的转录因子SNP,为玉米分子标记辅助育种提供了基因资源和分子标记。     

玉米转录因子Opaque-2的分子生物学特性

Opaque-2是在玉米胚乳中特异表达的转录因子,可转录激活22 kDa Zein基因家族、b-32基因家族、14 kDa β-Zein基因家族和cyPPDK1基因的表达并涉及多种代谢途径.对转录因子Opaque-2基因的结构、功能和表达调控特点等分子生物学特性的研究有助于从新的角度探索种子和胚乳基因表达调控及发育机制的认识.     

MADS转录因子对植物发育的重要作用

<正>转录因子通过与相关蛋白互作在转录水平上调控下游基因的表达,实现对植物生长期生理生化过程的调节。大量实验证实,MADS转录因子对与籽粒相关基因有调控作用。1990年,科学家在金鱼草植物中首先发现MADS-box转录因子,其后MADS转录因子得到了广泛研究。植物的MADS转录因子族基因有2个保守结构域,MADS-box和K-box,被分为3个亚家族,基因广泛存在于植物器官中,尤其在花期的花器官中有大量的表达。大量研究表明,MADS基因与植物开花时间、花期、花序结构、植株结构、籽粒大小、雄性不育等生长发育过程都有关,其中玉米的ZMM19基因与大颖片包裹玉米的