农杆菌介导TLPD34基因的玉米遗传转化及检测

以玉米优良自交系郑58为受体材料,将抗真菌病害的水稻类甜蛋白基因(TLPD34)转入玉米,获得451株转化植株,经200mg/L草胺磷有效质量浓度筛选,得到57株抗性苗,T0代检测后,最终获得13株阳性植株,转化率达2.9%。对T0代PCR检测呈阳性的植株进行RT-PCR发现,部分植株能够进行正常转录。表明该方法能将外源基因TLPD34整合到玉米自交系郑58基因组中并进行正常转录。     

关中夏玉米不同肥料的施用效应研究

通过对高氮复合肥、新型BB肥、控释复合肥、肥料优化处理(氮磷钾配比)、单施氮肥和不施肥(CK)等6个施肥水平的玉米产量及相关植株性状结果分析表明,施用高氮复合肥、新型BB肥、N,P,K肥(优化配比)能够增加植株茎粗和光合绿叶数,提高千粒质量和单株生产能力,显著提高玉米籽粒产量和秸秆产量,高氮复合肥和新型BB肥的优势更为明显,分别较肥料优化管理施肥(NPK适宜配比)增产4.42%、2.31%,较单施氮肥处理增产12.25%和11.69%.可见,施用高氮复合肥、新型BB肥是陕西关中夏玉米进一步简化轻型高效栽培的肥料选用方向.     

多环境下玉米株高和穗位高的QTL定位

【目的】通过对玉米株高和穗位高进行多环境的QTL分析,寻找能够稳定表达的株高和穗位高主效QTL,以为玉米理想株型的分子育种提供理论依据。【方法】以优良玉米自交系许178×K12衍生的150个F7代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）群体为试验材料。首先,从MaizeGDB中选取495个SSR标记进行亲本间多态性筛选,利用具有多态性的标记进行群体基因型分析,使用MapMaker V3.0软件划分标记的连锁群并构建遗传连锁图谱。其次,采用IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）进行2年3点（陕西榆林、陕西杨凌、辽宁葫芦岛,2014-2015年）表型值及育种值的株高和穗位高QTL分析。最后,对株高和穗位高进行条件QTL分析,对照非条件QTL分析的结果,探讨株高和穗位高在QTL水平上的遗传关系。【结果】构建的遗传连锁图谱共包含191个SSR标记,图谱全长2 069.1 cM,平均图距10.8 cM。6种环境和育种值中,共检测到10个株高QTL和8个穗位高QTL,分布于第1、3、4、5、6、7、8和10染色体上,LOD介于3.25-8.36,加性效应值介于-6.41-8.70,单个QTL贡献率在6.96%-27.41%。这些QTL中有6个能在3种及以上环境中被检测到,且贡献率大于10.00%,是控制株高和穗位高的主效QTL。位于染色体Bin5.01/5.02区域同一位置的2个QTL在6种环境中被检测到,LOD介于3.25-6.48,加性效应值介于4.05-8.70。位于染色体Bin3.03/3.04区域同一位置的2个QTL在5种环境中被检测到,LOD介于4.71-8.36,加性效应值介于4.93-6.36。位于染色体Bin6.02区域同一位置的2个QTL在3种环境中被检测到,LOD介于3.52-5.21,加性效应值介于4.38-8.16。它们的增效等位基因均来自母本许178。条件QTL分析和非条件QTL分析的结果表明,这3个染色体区域的6个QTL是3个同时控制株高和穗位高的一因多效位点。【结论】玉米株高和穗位高的遗传受环境影响较大,大部分QTL只能在1种或2种环境中被检测到,3个主效QTL可以在3种及以上环境中被检测到,能够稳定地遗传,且贡献率高,有望在分子育种上得到应用。     

陕西兴平玉米产业技术需求调研

通过对兴平市10家涉农单位、1个粮食贩运协会和7个典型种植农户的玉米产业技术需求问题调研,从品种选育、栽培管理技术、机械化应用、病虫草害防治和产业经济等方面阐明了本市玉米产业发展现状与存在问题.从不同生产角度提出了玉米产业发展中的技术需求和建议,并进一步分析提出了本区玉米产业不同技术需求的优先序为:玉米水分高效利用技术＞肥料高效施用技术＞高产多抗优质玉米新品种＞精量播种与合理密植技术＞玉米轻型简化高效栽培技术＞高效无公害玉米病虫草防治技术.     

玉米苗期抗旱性鉴定指标的研究

采用盆栽鉴定试验,以7个不同基因型玉米品种为材料,研究了正常灌水和干旱胁迫下玉米苗期抗旱生理生化和物质生产表现,结果表明:干旱胁迫下,丙二醛(MDA)含量增加,渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖含量升高,保护酶SOD、POD活性升高,叶绿素含量减少,光合作用能力及水分利用效率(WUE)下降,导致玉米品种干物质积累降低;通过相关分析、主成分分析和灰色关联分析,筛选出WUE、POD、脯氨酸、叶绿素含量等生理生化指标作为玉米品种苗期重要的抗旱性评价指标,在抗旱性鉴定中加以利用。     

玉米单籽粒及单穗籽粒直链淀粉质量分数NIRS模型的建立与验证

籽粒直链淀粉质量分数的快速、无损伤测定是高直链淀粉玉米育种的关键环节。以196份高直链单籽粒和360份高直链单穗玉米籽粒为样本,分别利用碘染色法和一阶导数+标准正态变量变换(SNV)的光谱预处理法,构建单籽粒和单穗籽粒直链淀粉质量分数的NIRS分析模型,并通过分割建模样品化学值变异范围的方法建立2个单穗籽粒的NIRS子模型,以期提高对单穗籽粒样品的预测准确度。结果表明,所建立的4个模型的交叉验证标准偏差(RMSECV)分别为1.805、3.370、2.394、2.408,预测标准偏差(RMSEP)分别为2.017、3.205、2.369、2.596,各项决定系数(R2cal、R2cv、R2val)为0.626 1~0.897 0。表明,所建玉米单籽粒NIRS模型的预测准确度较高,可用于早代玉米单籽粒直链淀粉质量分数的鉴定;单穗NIRS子模型能够在一定程度上弥补单穗NIRS模型在预测准确度上的不足,将总模型与子模型配合使用能提高预测准确度。     

干旱胁迫对玉米苗期叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽试验,以抗旱性强的郑单958和抗旱性弱的陕单902玉米品种为材料,研究干旱胁迫对玉米苗期叶片光能利用和能量耗散的影响。结果表明,随着干旱胁迫的增加,2个玉米品种叶片叶绿素含量(Chl),实际量子效率(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR),光化学淬灭(qP)下降,最大电子传递速率(ETRm)和光量子利用效率(α)都有不同程度的降低,非光化学淬灭系数(qN)增加,而PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)变化不明显。表明2个品种在中度干旱下没有造成光合机构的破坏,只是通过减少光能的利用和增加热耗散维持光合机构的稳定。但品种间存在基因型差异,与陕单902相比,郑单958各项生理参数值变化幅度小,且干旱胁迫下保持较高的电子传递速率和转化能力,是其高产抗旱的重要生理基础。     

不同玉米品种耐低氮能力鉴定与评价

选用30个生产上推广的玉米品种,以耐低氮胁迫指数为玉米表型性状的相对值,通过分析不同施氮水平下相关性状的变化,探讨玉米品种耐低氮能力鉴定指标,筛选耐低氮玉米品种。结果表明,相对单穗质量(低氮胁迫指数)在所有调查性状的相对值中变异幅度最大;相对单穗质量与相对千粒质量、相对穗长和相对穗粒数呈极显著正相关(P0.01)。以相对单穗质量作为鉴定玉米品种耐低氮能力的核心指标,千粒质量、穗长和穗粒数作为间接筛选指标,初步筛选出了郑单958、陕单8815、京科28等具有较强耐低氮能力的品种。     

玉米脱镁叶绿酸氧化酶基因ZmPAO表达与叶绿素含量动态变化的关联分析

【目的】分析玉米脱镁叶绿酸氧化酶基因ZmPAO序列多态性,并挖掘该基因与玉米成熟后期穗位叶叶绿素组分含量相关的功能位点,为基于ZmPAO开发功能标记提供结构信息,有助于对玉米成熟后期叶绿素代谢遗传机制的理解。【方法】以141份具有广泛遗传变异的玉米自交系为试验材料组成关联群体,以2个环境7个时间点的叶绿素组分含量为表型数据,利用Tassel 5.0通过混合线性模型 (MLM,mixed linear model) 开展玉米脱镁叶绿酸氧化酶基因 (ZmPAO) 与成熟后不同时期叶绿素组分变化的相关变异位点的关联分析,并对性状的有效关联位点进行单倍型分析。【结果】在玉米生长后期大部分取样时间点的叶绿素组分含量变异较大,叶绿素a普遍低于叶绿素b的含量,最终总叶绿素 (叶绿素a与叶绿素b的和) 有下降趋势。结果共鉴定ZmPAO中19个有效功能位点,其中4个处于外显子区,1个位于UTR区域,其他均位于内含子区域;功能位点对叶绿素组分含量变异的表型解释率在3.89%～16.57%,总表型效应在5.24%～41.78%。来自第6个内含子的位点S3235对于Yang-chlb6有高达16.57%的表型解释率;第7外显子S3675分别解释了Yang-chla1和Yang-chlb1表型变异的12.16%和14.14%。性状显著单倍型中有利位点和关联分析的变异位点偏好相似。【结论】有效功能位点挖掘和性状单倍型分析表明,ZmPAO外显子发生了2个氨基酸变异,均由疏水氨基酸转化为亲水氨基酸,说明该基因可能通过蛋白结构的变异进行调控,但较多关联位点处于非编码区,说明该基因也受转录水平的调控。转录水平受环境影响较大,故导致该基因出现不同地点因播期和生育期的不同找到的关联位点并不一致,但有效变异位点的存在具有普遍性。