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1、利用BC5F3群体选择光周期敏感性基因交换单株的研究摘要 玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一，也是全世界产量最高的粮食作物。长期以来我国采用的育种方法使得我国玉米的种质基础相对狭窄与脆弱，利用热带和亚热带的玉米种质资源是一个很好的选择。但热带、亚热带的玉米种质具有很强的光走起敏感性，引入到温带往往会表现出各种明显的不适应现象。因此对玉米光周期敏感型基因的研究具有很强的理论和实际意义。以光周期钝感自交系黄早4和光周期敏感自交系CML 288为亲本杂交所衍生重组自交系为材料，在长日照环境下鉴定其表现型，对其抽雄期、散粉期、吐丝期等进行数据记录并作出分析，在一万多株表现类型中选择极端表现的单株，对
2、其DNA采用SDS法提取各株玉米的叶片DNA,通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳电泳检测等方法鉴定其基因型，并同时利用EXCEL数据分析方法、从中选择交换单株。以便利用选择出的交换单株对玉米光周期敏感性主效QTLqDPS10-1的精细定位。经过对实验数据处理和对样品DNA的提取和目标片段的PCR扩增，最终确定极端早熟单株为272-1-1、278-1-1、287-2-2、289-1-2、290-1-1、290-1-2、328-1-1、409-1-2、410-1-3、410-2-2；极端晚熟单株为562-1-2、539-2-1、539-2-3、538-2-1、530-1-4、527-1-3、521-2-3
3、、432-2-3、435-2-3、444-2-4。交换单株为276-2、315-1、341-1、464-1、295-1、360-1、320-2、402-2、446-1、407-1、430-2、464-1、524-2、560-1号单株，交换单元位于W118和W129之间。关键词：玉米，光周期，交换单株，敏感性USE BC5F3 GROUP SELECTION LIGHT CYCLE SENSITIVITY PLANTS OF EXCHANGING GENESABSTRACTCorn is the most widely distributed food crops, and also one o
4、f the worlds highest yield food crops. In our country for a long time the breeding method makes our corn germplasm relatively narrow and fragile foundation, use of tropical and subtropical maize germplasm resources is a very good choice. But the tropical and subtropical maize germplasm has the very
5、strong light go up sensitivity, introduced to the temperate tend to show various obvious does not adapt the phenomenon. So the corn light cycle sensitive type gene research has a strong theoretical and practical significance. o light cycle and insensitive as early as 4 and light cycle breeding excel
6、lent inbred lines yellow sensitive CML 288 for parents breeding excellent inbred lines derived from BC5F3 generation of hybrid breeding excellent inbred lines for restructuring materials, using the choice of target sites heterozygous yield per plant, it make the yield of the harvest for F2 seed in L
7、uoyang academy of farm planting, each a different type of seed independent in plant line, in long daylight environment appraisal its phenotype, to its tasseling, powder period, such as in silking stage data records and make analysis, in ten thousand-the choice in the extreme performance type of indi
8、vidual performance, use data analysis method, the method such as electrophoresis identified their genotype, choose per exchange. In order to use the selected exchange on corn yield light cycle sensitivity QTLqDPS10-1 the effect of fine mapping. KEY WORDS：Corn, photoperiod, exchange per plant, sensit
9、ivity目 录摘要IABSTRACTII第一章 文献综述11.1 玉米简介11.2玉米育种现状11.3光周期（photoperiod）21.3.1光周期的意义21.3.2人们对植物光周期的认识21.3.3光周期敏感性的评价指标31.3.4玉米光周期敏感性基因31.4 对玉米光周期及其控制基因等相关方向的研究现状31.5 基因精细定位的原理及方法51.5.1 SSR标记51.5.2 定位群体51.6 本研究的目的与意义6第二章 试验部分721 材料与方法72.1.1试验材料72.1.2调查项目72.1.3交换单株的基因型检测72.2结果与分析92.2.1 BC5F3群体的田间表型92.2.1.
10、1 BC5F3群体的抽雄期102.2.1.2 BC5F3群体的散粉期102.2.1.3 BC5F3群体的吐丝期112.2.1.4 极端早熟和晚熟单株筛选及确定122.2.2 分子标记结果142.3讨论142.4结论15参考文献16致 谢19英文翻译20第一章 文献综述1.1 玉米简介玉米（Zea mays）是早熟禾本科(Poaceae）玉蜀黍族（Maydeae）一年生谷类植物，学名Zea mays，起源于北、中、南美洲。植株高大，茎强壮，挺直。叶窄而大，边缘波状，于茎的两侧互生。雄花花序穗状顶生。雌花花穗腋生，成熟后成谷穗，具粗大中轴，小穗成对纵列后发育成两排籽粒。谷穗外被多层变态叶，称作包皮
11、。籽粒可食。二倍体玉米植株的体细胞中染色体数目为10对。所以玉米的列数一般为偶数列。玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一，种植面积仅次于小麦和水稻而居第三位，但同时玉米也是全世界产量最高的粮食作物。现今全世界约有三分之一的人以玉米籽粒作为主要食粮，由此可见玉米对人类的重要性。可以说玉米是人类解决温饱问题的关键因素之一。玉米作为重要的粮、饲、经三元作物，在农业生产和国民经济中占有举足轻 重的地位。但随着耕地不断减少和人口不断增加，人类对玉米的需求也与日俱增， 因而高产成了玉米育种永恒的主题。然而近年来，我国的玉米生产一直处于徘徊不前的状态，这引起了我国乃至世界玉米育种家的高度重视。1.2玉米育种
12、现状我国的玉米生产由于大面积利用塘四平头、旅大红骨、瑞德和兰卡斯特四大系统的自交系，导致育种的种质基础相对狭窄与脆弱，使玉米生产陷入遗传脆弱性的危险。从玉米的多样性中心和次生中心引进和开发利用新的种质资源,可扩增现代育种的种质基础。外来种质特别是来自玉米多样性中心的热带、亚热带种质具有我国乃至美国玉米带种质不同的遗传变异,可以极大的丰富温带玉米育种的遗传基础。热带、亚热带玉米种质具有很强的光周期敏感性,引入到温带地区后,表现出营养生长旺盛,茎节数和叶片增多,生殖生长受到抑制;抽雄期和吐丝期延迟,晚熟,雌雄不协调,甚至不能开花结果;空秆率高,经济系数低等明显的不适应性现象1。因此,全面了解玉米光
13、周期敏感性的生理生化机制、遗传机理和分子机制,对钝化玉米的光周期敏感性、改良我国玉米种质有重要意义。1.3光周期（photoperiod）光周期是指昼夜周期中光照期和暗期长短的交替变化。光周期现象是生物对昼夜光暗循环格局的反应。大多数一年生植物的开花决定于每日日照时间的长短。除开花外，块根、块茎的形成，叶的脱落和芽的休眠等也受到光周期（指一天中白昼与黑夜的相对长度）的控制。植物对周期性的、特别是昼夜间的光暗变化及光暗时间长短的生理响应特点。尤指某些植物要求经历一定的光周期才能形成花芽的现象。但其他生理活动也受光周期影响。1.3.1光周期的意义在温带，温度的季节性变化幅度很大，随纬度增高而冬季延
14、长。植物如不能在低温、霜冻到来之前形成种子，就不能繁殖后代。许多植物在长期适应过程中形成了以受气候条件影响较小的昼夜长短来感应季节的本领。例如一些起源于高纬度地区的植物，常在春季转暖之后，日照由短变长的条件下开花结实，成花要求长日照。低纬度起源的一些植物，具有短日植物特性，在日长逐渐变短的秋天开花，有利于充分利用低纬度较长的温暖时期。 在一些不是温度而是水分对植物生长起决定作用的地区，在冬季为旱季，夏季为湿季的地区起源的植物，属短日照性的较多，情况相反的地区则多为长日照植物。在同一纬度地区，对日长的不同响应使不同植物在不同季节开花结实，成为决定植物物候期的重要因素。1.3.2人们对植物光周期的
15、认识20世纪早期，科学家在对植物开花的研究中发现开花通常受光照时间或者光 照强度的调控。这种植物对光照和黑暗时间的反应被定义为光周期现象 (photoperiodism)。在长夜/短日照条件下开花的植物称为短日照植物(short-day-plant)；而在短夜/长日照条件下开花的植物称为长日照植物(long-day-plant)；幵花 不受光周期影响的称为中日性植物。光周期现象是物种长期进化的产物，它保证了生物能在适宜的环境条件下生长和繁育。人们也发现在新的光长条件下，有些 植物的生长发育会出现一些异常的现象，称为光周期敏感。在热带玉米种质研究 中也发现这种敏感特性。研究表明，玉米对日照长度的敏感时数为1213h。日照时数的演唱往往导致开花期的延迟，在长日照的条件下，吐丝期的延迟比散粉期的延迟程度更甚，进而导致雌雄不协调的程度加重2。玉米光敏感性不仅受到光周期的影响，而且还受到温度、光质、水分、土壤养分、栽培条件和品种基因型以及这些因素之间的互作影响。温带长日照条件下的玉米光周期敏感特性与基因型的适应性关系密切。1.3.3光周期敏感性的评价指标不同的研究者一般采用不同的评价指标来研究光周期的敏感性。Rood和Major3（1980）以光周期没演唱1h所推迟的生长天数作为指标对其进行研究。张凤路4等（2001
