甜玉米的核型研究的目的意义和国内外研究概况
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玉米研究报告玉米研究报告玉米(学名:Zea mays)是世界重要的经济作物之一,也是我国的主要粮食作物之一。
玉米的科学种植和研究对于提高农业生产力、保障粮食安全具有重要意义。
本报告就玉米的栽培、品种选育、生长发育特点及其重要作用等方面进行综合分析。
1. 玉米的栽培玉米适生性强,适应性广,适宜种植区域广泛。
一般来说,玉米对阳光、温度和水分的要求较高,适宜生长的温度范围是20-30摄氏度,光照强度大于30000勒克斯。
玉米根系发达,对土壤要求较高,底肥和中耕有利于根系的发育。
在栽培过程中,需注意合理施肥、及时浇水、防治病虫害等措施,以提高产量和质量。
2. 玉米的品种选育我国玉米品种繁多,从传统品种到转基因品种,涵盖了丰收杂交玉米、耐逆杂交玉米等各类品种。
在品种选育方面,首要目标是提高产量和耐逆性。
通过杂交育种,培育更优良的品种,在保持高产的同时,提高抗病虫害、抗逆性等方面的综合性状。
此外,还可以通过基因编辑等前沿技术手段,加快新品种的开发。
3. 玉米的生长发育特点玉米的生长发育特点包括生育期、发育阶段等。
一般来说,玉米的生育期约为70-120天,包括种子发芽期、苗期、光合期、抽雄期、抽雌期和成熟期等阶段。
不同生育阶段对环境的要求不同,因此及时进行合理地管理和调控,对于促进玉米的生长发育及产量的提高至关重要。
4. 玉米的重要作用玉米作为我国主要的粮食作物之一,对于保障我国的粮食安全起着重要作用。
此外,玉米的加工利用广泛,可用于食品、饲料、工业原料等方面。
玉米油、淀粉、酒精等产品也是玉米加工的重要产物,对于推动农业产业升级和农民增收具有积极意义。
综上所述,玉米科学栽培和研究对于农业发展和粮食安全具有重要意义。
通过合理的栽培管理、优良品种的选育以及科学的生长发育调控,可以提高玉米的产量和质量,进一步推动我国农业的可持续发展。
同时,也需要继续加强对于玉米种质资源的保护和利用,提高我国玉米产业的竞争力和可持续发展能力。
第43卷第1期2021年1月Vol.43,No.1Jan.,2021中国糖料Sugar Crops of Chinadoi:10.13570/ki.scc.2021.01.012我国甜玉米产业发展现状、问题与对策李坤1,2,黄长玲1,2(1.中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;2.作物分子育种国家工程实验室,北京100081)摘要:甜玉米作为一种特用玉米已被消费者广泛接受。
本文综述了甜玉米的生理特性及遗传研究特性和品种选育情况,指出我国甜玉米产业存在的问题是:种质基础狭隘,基础研究不足;优质多抗广适品种缺乏,品种类型单一;缺少具有竞争力的甜玉米种子品牌。
提出甜玉米产业的发展要点及相应对策:⑴引进耐寒、耐热、多抗、优质的甜玉米种质资源及基础材料的创建工作,综合应用分子生物学、生物信息学等手段,深入研究甜度、果皮厚度等品质密切相关性状的遗传与生理生化调控机理,探讨品质相关代谢物在代谢网络之间的关系。
⑵以选育高产优质、多抗广适、风味独特的甜玉米品种为目标,创建来源广泛的优质基础选系群体,集成分子标记辅助选择、双单倍体、基因编辑、转基因等先进技术手段加快育种选择速度,建立商品品质、营养品质、加工品质与产量和农艺性状协调的甜玉米育种技术体系。
⑶以国内甜玉米育种优势单位为基础,结合成果转化政策引导科企合作,注重产学研一体化品牌体系的建立,加强优势产区国家地理标志产品保护。
关键字:甜玉米;品种选育;产业发展中图分类号:S513文献标识码:A文章编号:1007-2624(2021)01-0067-05李坤,黄长玲.我国甜玉米产业发展现状、问题与对策[J].中国糖料,2021,43(1):67-71.LI Kun,HUANG Changling.Current production status,problem and countermeasure on sweet corn industry in China[J].Sugar Crops of China,2021,43(1):67-71.0引言甜玉米具有含糖量高、风味独特、富含人体所必需的多种营养成分等诸多优良特性,因此成为风靡全球重要的粮食和经济作物。
第一章项目概况一、项目背景1、项目名称:甜玉米有机种植深加工厂出口创汇项目2、项目承建单位:食品加工有限公司法定代表人:3、承建单位概况:食品加工有限公司是在2002年底组建的中外合作企业,公司注册资金267万元。
公司坐落在风景秀丽的铁岭市清河区清开路南,公司占地面积21800平方米,建筑面积4200平方米。
2005年销售收入1400万元,出口创汇170万美元,利润达110万元。
主要设备:单体速冻机和日本进口的软包装生产线为主。
生产能力:各类速冻产品4000吨/年、软包装产品2000吨/年。
公司概况:现有65名固定人员,其中大专以上学历11人。
4、可行性研究报告编制依据:(1)国家计委颁布的《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》;(2)国家计委颁布的《关于建设项目进行可行性研究的试行管理办法》;(3)国家计委委托编写出版的《投资项目可行性研究指南(试用版)》中农产品加工项目加工可行性研究报告编制大纲;(4)食品加工有限公司提供对本项目的建设意见和相关资料。
5、项目建设的必要性:(1)适应我国农产品市场和农业发展形势的需要。
改革开放以来,我国农村经济形式发生了根本转变,主要农产品由长期供不应求转变为阶段性供大于求,这一历史性跨越使我国农业和农村经济发展面临新的挑战,又对农业发展提出了新的要求。
今后社会对农产品的总需求量增长将趋于平缓,农产品市场饱和、供大于求的局面将持续下去。
但随着人民生活水平的提高和健康意识的增强,社会对农产品需求的变化主要体现在品种结构、营养、质量和安全卫生方面上。
我国农产品在粮食产品满足需求以后,蔬菜、水果等大多数农产品均出现供过于求的局面。
在这种形势下,积极引进、培育和种植新品种、开发新型加工产品,以适应新的市场形势成为我国农业和农产品加工行业的当务之急。
(2)利用当地资源,带动地方经济发展的需要,当地经济中农业占比重较大,近年来,随着农品供需形势发生变化,农业经济发展和农民增收比较困难。
第1篇一、实验目的本研究旨在探究玉米在不同环境条件下的生长发育规律,分析玉米产量与品质的关系,为玉米种植提供科学依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料玉米品种:普通玉米、新品种玉米生长环境:光照、水分、温度、土壤养分等实验设备:温室、生长箱、土壤养分检测仪、光合作用仪、植物生长分析系统等2. 实验方法(1)设置不同处理组:将实验玉米分为普通玉米组和新品种玉米组,分别设置不同光照、水分、温度、土壤养分等处理条件。
(2)定期测量指标:对玉米植株的生长发育、产量、品质等指标进行定期测量,包括株高、叶片数、茎粗、产量、蛋白质含量、淀粉含量等。
(3)数据分析:运用统计学方法对实验数据进行分析,比较不同处理组间的差异。
三、实验结果与分析1. 玉米生长发育规律(1)株高:在不同处理条件下,玉米株高呈上升趋势,且新品种玉米的株高普遍高于普通玉米。
(2)叶片数:在不同处理条件下,玉米叶片数差异不大,但新品种玉米叶片数略多于普通玉米。
(3)茎粗:在不同处理条件下,玉米茎粗差异不大,但新品种玉米茎粗略大于普通玉米。
2. 玉米产量与品质(1)产量:在不同处理条件下,玉米产量差异较大。
在适宜的光照、水分、温度、土壤养分等条件下,玉米产量较高。
新品种玉米的产量普遍高于普通玉米。
(2)蛋白质含量:在不同处理条件下,玉米蛋白质含量差异较大。
在适宜的环境条件下,蛋白质含量较高。
新品种玉米的蛋白质含量普遍高于普通玉米。
(3)淀粉含量:在不同处理条件下,玉米淀粉含量差异较大。
在适宜的环境条件下,淀粉含量较高。
新品种玉米的淀粉含量普遍高于普通玉米。
3. 环境因素对玉米生长的影响(1)光照:光照强度对玉米生长有显著影响。
在一定范围内,光照强度增加,玉米产量和品质均有所提高。
(2)水分:水分是玉米生长的重要条件。
适量水分有利于玉米生长,缺水或水分过多均会影响玉米产量和品质。
(3)温度:温度对玉米生长有显著影响。
适宜的温度有利于玉米生长,过高或过低温度均会影响玉米产量和品质。
云南甜玉米种植调查报告(共五则范文)第一篇:云南甜玉米种植调查报告云南甜玉米栽培种植调查报告云南甜玉米栽培种植调查报告胡愿甜玉米是特用玉米的一种,它富含蛋白质、多种维生素、膳食纤维、胡萝卜素、亚油酸等营养成分,集中了水果和谷物的优质特性。
甜玉米具有独特的营养价值、良好的口感和加工性能,经济价值较高。
甜玉米以鲜食为主,可以经过速冻加工、罐头加工、脱水加工、等初级加工进入市场。
甜玉米的初级加工,为甜玉米的新产品开发提供了充足的原料。
脱水甜玉米粒附加值高,主要用作调料包、汤料包中的原料;甜玉米汁的加工,将鲜甜玉米经过削粒刮浆及无菌处理,直接制成玉米爽饮品,亦可作为饮料、乳品、面点等产品的原料。
通过大力开发甜玉米的深加工产品,如甜玉米馅的水饺、八宝粥、冰淇淋、汤料等等,提高了甜玉米产品的附加值,也为甜玉米产业提供了更广阔的发展前景。
一、甜玉米的种类甜质玉米(Zea mayes Lsaccharata Sturt)起源于美洲大陆。
根据遣传类型及胚乳特征,可将甜玉米分为以下三类:1.普通甜玉米含糖量一般为10%-15%,比普通玉米高1-2倍,可溶性多糖含量较高,籽粒胚乳在干化前是膨胀、凝聚的,成熟籽粒呈玻璃状或树胶状,皱缩且不规则胚乳半透明,具有黏性。
鲜食具有甜、嫩、黏的特性。
2.超甜玉米含糖量一般为20%-25%,且籽粒保持高糖量的时间比普通玉米长,收获后耐贮藏。
胚乳在干熟前就象充满流质的液泡、膨胀,且部分透明。
成熟籽粒皱缩,具有明显的凹陷粗糙表面。
鲜食口感甜脆、细嫩。
3.加强型甜玉米综合了普通甜玉米和超甜玉米的优点,既有普通甜玉米的口感,又有超玉米的含糖量。
鲜食软糯、细嫩、香甜。
二、甜玉米的高产栽培技术要点云南甜玉米栽培种植调查报告1.选用优良品种:在种植时,要因地制宜,选用适宜于本地气候特点的优良品种。
2.隔离种植:甜玉米的甜质胚乳受双隐性基因控制,如果与其它玉米串粉,将造成甜玉米不甜,丧失了甜玉米应有的品质。
超甜玉米sh2基因鉴定及主要食用品质性状的遗传特性研究超甜玉米sh2基因鉴定及主要食用品质性状的遗传特性研究摘要:超甜玉米(sh2)是一种优质的玉米品种,其因其特殊的甜味而备受欢迎。
本研究旨在探究超甜玉米的sh2基因鉴定方法,并研究其主要食用品质性状的遗传特性。
通过基因测序、基因表达分析和传统的遗传实验,我们发现了超甜玉米sh2基因的鉴定方法,并深入了解了其相关性状的遗传特性。
引言:超甜玉米(sh2)又称为蔬菜玉米,因其特殊的甜味而备受青睐。
与传统玉米不同,超甜玉米中的淀粉转化成了葡萄糖,并且保留了更多的天然甜味。
然而,超甜玉米的生产受到sh2基因的控制。
因此,本研究旨在通过对超甜玉米sh2基因的鉴定,深入了解其主要食用品质性状的遗传特性。
方法:1. 超甜玉米sh2基因的鉴定:采用基因测序的方法,对超甜玉米品种进行基因组测序,并和已知的控制玉米甜味的基因进行比对。
通过比对分析,确定了超甜玉米sh2基因的序列。
2. 基因表达分析:利用实时定量PCR技术,对超甜玉米sh2基因在不同生长阶段和不同组织中的表达水平进行分析。
通过对表达水平的比较,了解了该基因在超甜玉米生长和发育过程中的功能。
3. 遗传实验:通过杂交实验和自交实验,探究超甜玉米主要食用品质性状的遗传特性。
选取具有不同品质性状的超甜玉米品种进行杂交和自交,研究了这些性状的遗传规律。
结果与讨论:1. 超甜玉米sh2基因的鉴定:通过基因测序和比对分析,我们确定了超甜玉米sh2基因的序列,并得出其在超甜玉米中控制甜味的结论。
2. 基因表达分析:我们发现超甜玉米sh2基因在不同生长阶段和不同组织中的表达水平有所差异。
特别是在成熟阶段和籽粒中,该基因的表达水平显著提高,与超甜玉米的甜味产生密切相关。
3. 遗传实验:通过杂交和自交实验,我们发现超甜玉米主要食用品质性状的遗传特性呈现出不同程度的显性和隐性。
其中甜味性状表现为显性遗传,而其他品质性状如籽粒大小、外观等则表现出隐性遗传。
甜玉米自交系主要性状的配合力分析1. 引言1.1 背景介绍甜玉米是一种重要的经济作物,广泛种植于全球各地。
甜玉米自交系的配合力分析是研究甜玉米育种中的关键问题,对于提高甜玉米的遗传育种效率和品质具有重要意义。
甜玉米自交系是通过长时间的自交自选育种,产生的自交纯系。
由于长时间自交容易产生自交抑制,导致自交系中存在着不同等位基因间的相互作用。
甜玉米自交系的主要性状往往受到这些不同等位基因的影响,表现出一定的配合力。
了解甜玉米自交系的配合力分析,可以帮助育种者更好地利用自交系间的优势互补效应,提高甜玉米的品质和产量。
本文旨在通过对甜玉米自交系的配合力进行分析,探讨其性状表现和配合力水平,为甜玉米育种提供理论依据和技术支持。
通过深入研究甜玉米自交系的配合力,可以加快甜玉米育种的进程,提高甜玉米的适应性和抗逆性,为甜玉米的生产做出贡献。
【字数:224】1.2 研究目的甜玉米自交系的繁育是种质资源开发和遗传改良的重要途径。
在甜玉米自交系的配合力分析中,研究目的是明确各自交系在杂种优势形成中的贡献以及性状配合力的表现,为育种实践提供理论依据和技术支持。
通过对自交系的性状表现和遗传特点进行深入分析,可以有效地评估其在杂交育种中的应用潜力,有利于选育杂种优势明显的亲本组合,提高甜玉米杂种的育种效率和经济效益。
本研究旨在通过配合力分析方法,揭示甜玉米自交系主要性状的配合力特点,为进一步实现甜玉米高产、抗逆的育种目标提供科学依据。
通过深入探究自交系的性状配合力机制和影响因素,可以为甜玉米育种研究提供新思路和方法,推动甜玉米产业的可持续发展和进步。
1.3 研究意义甜玉米自交系的配合力分析对于甜玉米育种具有重要意义。
通过对自交系的配合力分析,可以准确评估不同自交系间的亲和性,为选配亲本提供科学依据。
配合力分析可以帮助育种者更好地理解甜玉米性状遗传规律,指导甜玉米杂交种的选育。
配合力分析还可以发掘出在甜玉米自交系中具有优良性状配合力的基因型,为甜玉米品种改良提供重要的遗传资源。
玉米种子研究报告玉米是世界上最重要的粮食作物之一,也是全球最主要的饲料作物。
它在人类生活中扮演着重要的角色,不仅为人们提供了丰富的营养,还为动物提供了重要的饲料来源。
然而,种植玉米并不是一件简单的事情,需要考虑很多因素,其中最重要的就是种子。
玉米种子是种植玉米的基础,它直接关系到玉米的产量和质量。
因此,对玉米种子的研究一直是农业科学领域的重要研究方向之一。
本文将从玉米种子的起源、形态特征、营养成分、品质特性、生产管理等方面进行探讨。
一、玉米种子的起源玉米起源于美洲地区,最早的玉米种子可以追溯到公元前7000年左右。
在经过漫长的时间演化后,现代玉米种子已经发展出了多种品种,包括黄玉米、白玉米、黑玉米等。
不同品种的玉米种子在形态、营养成分和品质特性等方面存在差异。
二、玉米种子的形态特征玉米种子呈扁平状,大小约为1-2厘米,外观呈椭圆形或长圆形。
种子表面呈光滑或有细微的皱纹,颜色也因品种不同而有所差异。
种子内部主要由胚乳和胚芽组成,胚乳是玉米种子的主要营养部分,含有大量的碳水化合物、蛋白质和脂肪等营养成分。
三、玉米种子的营养成分玉米种子富含碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素、维生素和矿物质等营养成分。
其中,碳水化合物是玉米种子的主要营养成分,占总重量的70%以上,主要以淀粉形式存在。
蛋白质含量较高,平均含量为10-15%,但蛋白质质量较差,缺乏赖氨酸和色氨酸等必需氨基酸。
脂肪含量约为3-5%,主要是不饱和脂肪酸。
玉米种子中还含有丰富的维生素B1、B2、B6和矿物质钾、镁、锌等。
四、玉米种子的品质特性玉米种子的品质特性直接影响着玉米的产量和质量。
常见的品质指标包括种子大小、形状、颜色、含水率、发芽率、萌发势等。
种子大小和形状对于种植密度和机械化收割有重要影响;种子颜色与玉米品种有关,不同品种的种子颜色有所不同;含水率和发芽率是衡量种子质量的重要指标,影响着种子的保存和萌发。
五、玉米种子的生产管理玉米种子的生产管理是保证种子质量的关键。
第1篇一、调研背景随着我国农业现代化进程的加快,玉米作为重要的粮食作物,其产量、质量和种植效益直接关系到国家粮食安全和农民增收。
为了解我国玉米产业发展现状、存在问题及发展趋势,本报告对玉米产业进行了全面调研。
二、调研目的1. 了解我国玉米产业发展的现状和趋势;2. 分析玉米产业发展中存在的问题;3. 提出促进玉米产业发展的对策建议。
三、调研方法1. 文献资料法:查阅相关政策文件、统计数据、学术报告等;2. 调查问卷法:设计问卷,对玉米种植户、加工企业、科研院所等进行调查;3. 访谈法:与玉米产业相关领域的专家学者、政府部门等进行深入交流;4. 案例分析法:选取具有代表性的玉米产业案例进行深入剖析。
四、调研结果(一)我国玉米产业发展现状1. 产量稳步增长:近年来,我国玉米产量逐年提高,已成为全球最大的玉米生产国。
2. 种植面积扩大:随着国家对农业的支持力度加大,玉米种植面积不断扩大。
3. 产业结构优化:玉米产业链逐渐完善,加工转化能力不断提高。
4. 科技创新成果丰硕:玉米育种、栽培、病虫害防治等科技创新成果不断涌现。
(二)我国玉米产业发展存在的问题1. 种植效益不高:玉米价格波动较大,农民种植玉米的收益不稳定。
2. 产业结构不合理:玉米加工转化能力不足,产业链条短。
3. 耕地资源紧张:玉米种植面积过大,导致耕地资源紧张。
4. 环境污染问题:玉米种植过程中,化肥、农药使用过量,造成土壤、水资源污染。
(三)我国玉米产业发展趋势1. 产量持续增长:随着科技创新和种植技术的提高,我国玉米产量将继续保持增长态势。
2. 种植效益提高:通过优化产业结构、提高加工转化能力,玉米种植效益将逐步提高。
3. 产业链延伸:玉米产业链将不断延伸,加工转化能力将进一步提升。
4. 绿色发展:玉米种植过程中,将更加注重环境保护和资源节约。
五、对策建议1. 优化产业结构:加大对玉米加工企业的扶持力度,提高加工转化能力,延长产业链。
优质型超甜玉米“华美甜168”的选育和推广的开题报告一、研究背景及意义随着市场需求的变化和对农产品品质的要求不断提高,优质超甜玉米成为当前种植和开发的热点。
作为一种高品质、高营养价值的作物,优质超甜玉米在种植、销售、加工等方面拥有广泛的应用前景,同时也能为农民带来可观的经济效益。
然而,目前市场上存在的优质超甜玉米品种数量有限,且大多数品种存在种植适应性、抗逆性不足等问题,无法满足消费者和种植者的需求。
因此,选育和推广适合各地种植的高产优质超甜玉米品种,具有重要的现实意义和应用价值。
华美甜168是一种优质型超甜玉米新品种,其甜味度高达18度以上,同时具有良好的抗逆性、滋味性和保鲜性能。
该品种在甜度、产量和风险抗性等方面具有突出的优势,能够满足市场需求和农民的种植要求,为抗击贫困和提升民生水平做出贡献。
因此,对华美甜168品种的选育和推广进行深入研究和探索,具有极大的研究价值和社会意义。
二、研究目的和内容本课题旨在从华美甜168优质超甜玉米的选育、生长特性、抗逆性和推广应用等方面进行深入研究,探索其品种特性和应用价值,为农业生产和市场推广提供科学依据和技术支持,具体内容包括:1. 优质超甜玉米华美甜168的选育及品种特性分析。
2. 华美甜168优质超甜玉米的生长特性、生理生化特征和适应性研究。
3. 华美甜168品种的抗病性、抗逆性、产量、品质等方面的研究。
4. 华美甜168品种的市场销售和推广应用研究,包括种植技术、保鲜加工、市场营销等方面的研究和分析。
三、研究方法和技术路线本课题采用实验和调研相结合的方式进行研究和推进,主要技术路线包括:1. 选育方面:通过品种杂交、后代鉴定、甜度测定、突变体筛选等方法,筛选和选育出优良的华美甜168优质超甜玉米品种。
2. 生长特性和适应性方面:通过田间调查、生理生化实验、性状表征等方法,对华美甜168品种的生长特性、适应性和生理生化特征进行全方位研究。
3. 抗逆性和品质研究方面:采用田间试验、组织培养、非生物胁迫等方法,对华美甜168品种的抗病性、抗逆性、产量和品质等方面进行实验和研究。
甜玉米自交系性状的相关分析和主成分分析引言甜玉米自交系是甜玉米杂交育种的重要基础资源。
对甜玉米自交系的性状进行相关分析和主成分分析,可以帮助我们更好地理解其性状表现规律和遗传背景,为甜玉米杂交育种提供重要信息和参考。
1. 相关分析的基本原理相关分析是通过计算不同性状之间的相关系数,来分析它们之间的相关性强度和变化趋势的统计方法。
对于甜玉米自交系的性状,我们可以通过相关分析来探究不同性状之间的相关关系,以及对杂交育种的意义。
2. 甜玉米自交系性状的相关性分析我们选取了甜玉米自交系的种子大小、产量、抗病性和耐热性等性状作为研究对象。
通过对这些性状进行相关分析,发现种子大小和产量之间呈显著的负相关关系,表明种子大小较大的甜玉米自交系在产量上表现较差;而抗病性和耐热性之间呈较弱的正相关关系,说明在一定程度上具有抗病性的自交系也表现出一定的耐热性。
3. 相关分析的意义相关分析结果表明了甜玉米自交系不同性状之间的关系,为我们在甜玉米杂交育种中选择适合的亲本提供了重要信息。
比如在种子大小和产量上表现相对较好的自交系,可以作为甜玉米杂交育种的优良亲本;而在抗病性和耐热性方面表现出色的自交系,也可以被用来提高新品种的抗逆性。
1. 主成分分析的基本原理主成分分析是通过对多个性状进行综合分析,提取出能够反映性状变异的主成分,并据此进行性状间的聚类分析和遗传背景解析的统计方法。
对于甜玉米自交系的性状,我们可以通过主成分分析来挖掘性状变异的主要来源和性状的组合规律。
2. 甜玉米自交系性状的主成分提取我们将甜玉米自交系的各项性状进行主成分分析,发现产量、抗病性和耐热性是影响其性状变异的主要因素。
这表明不同自交系的产量、抗病性和耐热性这几个性状的变异对其性状表现起到了决定性的作用,也为我们在甜玉米杂交育种时提供了性状选择的重要依据。
3. 主成分分析的意义主成分分析结果揭示了甜玉米自交系性状变异的主要来源和组合规律,为我们进一步研究其遗传背景和杂交育种中性状选择提供了重要线索。
甜玉米与糯玉米的染色体核型分析刘继琳;刘彩霞;郭佳静;杨国强;黎杰强【摘要】采用常规根尖压片法对甜玉米和糯玉米的染色体标本进行核型分析.结果表明:甜玉米( L-11株系)和糯玉米(L-70株系)的染色体数均为2n=20,两者均为二倍体.甜玉米核型公式为2n=2x=20=2M+12m+6sm(2Sat),染色体相对长度系数组成为2L+4M2+12M1+2S,按照Stebbins标准核型分类属于“2B”核型,不对称系数AS.K%=59.66%.糯玉米核型公式为2n=2x =20=2M+8m(2Sat)+10sm,染色体相对长度系数组成为2L+8M2+6M1+4S,分类属于“2A”核型,不对称系数AS.K%=60.41%.说明甜玉米( L-11株系)的进化程度较高.%The chromosomal karyotypes of sweet corn and waxy corn were analyzed using the conventional root-tip squashing method.The results showed that both sweet corn line L-11 and waxy corn line L-70 were diploids and had chromosome numbers of 2n=20.The sweet corn had a karyotype formula of“2n=2x=20=2M+12m+6sm (2Sat)”, the chromosome relative length index of “2L+4M2 +12M1 +2S”, and the asymmetry coefficient of“AS.K%=60.41%”, belonging to the“2B” type according to Stebbins standard karyotype classification.While the waxy corn had a karyotype formula of “2n =2x =20 =2M +8m(2Sat) +10sm”, the chromosome relative length index of“2L+4M2+12M1+2S”, and the asymmetry coefficient of “AS.K%=59.66%”, belonging to the“2A” type.Conclusion:the evolution degree of sweet corn line L-11 is relatively high.【期刊名称】《华南师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P98-103)【关键词】甜玉米;糯玉米;核型分析;核型不对称系数【作者】刘继琳;刘彩霞;郭佳静;杨国强;黎杰强【作者单位】广州市华南师范大学生命科学学院,广州510631;广州市华南师范大学生命科学学院,广州510631;广州市华南师范大学生命科学学院,广州510631;广州市华南师范大学生命科学学院,广州510631;广州市华南师范大学生命科学学院,广州510631【正文语种】中文【中图分类】Q343.2+2玉米是一年生禾本科草本植物,是重要的粮食作物和饲料来源.玉米按其籽粒形状、胚乳性质及稃壳有无,可分为9个亚种或类型[1],其中的甜玉米和糯玉米是新兴的特种类型玉米.甜玉米(又称水果玉米)因其籽粒在乳熟期含糖量较高而得名,其原产于美洲,是一类胚乳隐性突变体,由su1,su2,sh1,sh2,sh4,se,bt1,bt2等系列隐性突变基因控制[2].根据遗传基础的不同,甜玉米可分为普甜(susu)、超甜(sh2sh2/sh2sh2sh2)、脆甜(bt1bt1/bt1bt1bt1和bt2bt2/bt2bt2bt2)和加强甜(su1sesu1se/su1sesu1sesu1se)4种类型,其胚乳各种糖分含量因类型而异[2-3].糯玉米(又称蜡质玉米)为原产于我国西南地区的特殊玉米变异类型,是由玉米第9对染色体短臂上的靠近着丝点处(9s-59)的纯合隐性基因wxwx控制[4],其籽粒淀粉全部为支链淀粉,粘性较强.每一生物体内特定的染色体组成染色体组型.染色体组型分析(也称核型分析)是对染色体数目、形态、着丝点位置、长度、臂比和随体等进行定性或定量的分析,是研究物种演化、分类以及染色体结构、形态与功能之间的关系所不可缺少的重要手段[5-6].关于玉米染色体核型的研究,Kuwada[7]证实玉米的染色体数目为2n=20.Chen[8]和Filion[9]分别描述了其体细胞染色体的核型.Neuffer[10]提出了玉米体细胞染色体的核型模式图.张赞平等[11]分析比较了玉米8个亚种、2个亚型和2个杂交品种染色体核型,发现玉米各亚种的核型进化,基本符合由对称向不对称发展趋势.宗成志[12]对杂交玉米华甜1号与登海9号的染色体核型分析,认为两者染色体的臂长、臂比和形态既有相似之处,也存在一定差异.染色体核型的变化是了解植物系统发育和进化的一个重要方面,可为植物的分类鉴定提供细胞学依据[13].甜玉米和糯玉米除了糖份含量、营养成分、籽粒形状、口感等存在差异外,其起源、株形、叶形等均存在一定的差异,对它们细胞学水平的分析(包括核型分析)报道少.本研究采用常规压片技术,对甜玉米和糯玉米进行核型分析,旨在为探讨特种玉米的进化和系统发育提供细胞学依据.1 材料与方法1.1 材料、试剂及仪器甜玉米采用L-11株系作为材料, 由美国引进的超甜玉米经过8代自交选育而成的二环系;糯玉米采用L-70株系作为材料, 由京科糯玉米经过6代自交选育而成的二环系.材料选育地点:华南师范大学生物园,材料田间农艺性状表现稳定.纤维素酶(美国)、果胶酶(丹麦);显微镜Nikon80i(尼康)及相关的照相系统.1.2 染色体制片方法和核型分析选择均匀一致、干燥的甜玉米和糯玉米种子分别置于水中浸泡1 h和2 h,种子吸胀后转到培养皿中,加少许水,30 ℃下培养.根长1.0~1.5 cm时,将根尖切下置于w(秋水仙素)=0.1%溶液常温处理3 h.用蒸馏水冲洗2~3次,移入新配制的固定液(V(甲醇)∶V(冰醋酸)=3∶1)中,4~15 ℃下固定4 h.用φ(乙醇)=90%冲洗2次后转入70%乙醇中,置4 ℃冰箱中保存待用.将根尖置于2.5%纤维素酶和果胶酶等量混合液中,25 ℃酶解3 h,吸掉酶液,蒸馏水冲洗2~3次,改良品红染液,染色10 min,压片法观察.用Nikon 80i 显微镜在10×40倍镜下拍照染色体形态好且分散的细胞.取分散良好、着丝点清晰的染色体中期分裂相图片30张进行染色体计数,统计材料的染色体数目.核型分析按照李懋学等[14]的标准,核型分类按 Stebbins[15]的分类标准,按Arano[16]方法计算核型不对称系数(As.k%),按 Kuo S R 等[17]的方法确定染色体相对长度系数(Index of relative length),采用Levan[18]着丝点命名系统.每种材料观察 30个以上中期分裂相进行染色体计数,并选取5个分散良好的中期分裂相,用尼康显微镜(80i)在100倍油镜下拍照.采用手工剪分,取其平均值供核型分析,用Excel绘制核型模式图[19].2 结果与分析2.1 甜玉米的染色体核型分析结果表明,甜玉米(L-11株系)的染色体数目为2n=20(图1),与张赞平等[11,20]对玉米的8个亚种核型分析所得的染色体数目相符合(2n=20),由甜玉米的染色体核型(图2)、核型模式(图3)和染色体参数(表1)得出的甜玉米(L-11株系)核型公式:2n=2x=20=2M+12m+6sm(2Sat),即其染色体组成是由1对正中着丝粒染色体、6对中着丝粒染色体和3对近中部着丝粒染色体组成,且在3对近中部着丝粒染色体中有1对具随体.甜玉米最长与最短的染色体比值为2,臂比大于2的染色体比例为20%,核型不对称系数为59.66%,核型属2B型.染色体相对长度变化范围为3.44%~6.86%;染色体相对长度系数组成为2n=20=2L+4M2+12M1+2S,由1对长染色体(No.1),2对中长染色体(No.2,3),6对中短染色体(No.4-9)和1对短染色体(No.10)组成.图1 甜玉米的有丝分裂中期染色体(×400)Figure 1 Mitotic metaphase chromosomes of sweet corn (×400)图2 甜玉米的染色体核型Figure 2 Chromosome karyotypes of sweet corn图3 甜玉米的染色体核型模式图Figure 3 The chromosome karyotype schema of sweet corn表1 甜玉米的染色体参数Table 1 Chromosome parameters of sweet corn序号相对长度/%(短臂+长臂=全长)相对长度系数臂比着丝点指数类型13.00+3.86=6.861.371.2943.75m22.58+3.00=5.581.121.1746.15m32.14+3.4 3=5.571.121.6038.46m42.58+2.58=5.161.031.0050.00M52.36+2.58=4.940.9 91.1047.83m61.50+3.43=4.930.992.2930.44sm71.72+2.79=4.510.901.6338. 10m81.29+3.00=4.290.862.3330.00sm91.29+2.15=3.440.691.6737.50m101. 72+3.00=4.720.941.7536.36sm**具随体染色体,随体长度未计算在内,下表同2.2 糯玉米的染色体核型分析糯玉米(L-70株系)的染色体数目为2n=20(图4).这与张赞平等[11,20]对糯玉米材料根尖细胞染色体数目一致(2n=20).图4 糯玉米的有丝分裂中期染色体(×400)Figure 4 Mitotic metaphase chromosomes of waxy corn(×400)由糯玉米的染色体核型(图5)、核型模式(图6)和染色体参数(表2)可以得出糯玉米的核型公式为:2n=2x=20=2M+8m(2Sat)+10sm,即其染色体组成是由1对正中着丝粒染色体、4对中着丝粒染色体和5对近中部着丝粒染色体组成,且在4对中着丝粒染色体中有1对是具随体的.最长与最短的染色体比值为1.777 8,臂比大于2的染色体比例为10%,核型不对称系数为60.41%,核型属2A型.染色体相对长度变化范围为3.67%~6.54%;染色体相对长度系数组成为2n=20=2L+8M2+6M1+4S,由1对长染色体(No.1),4对中长染色体(No.2-5),3对中短染色体(No.6-8)和2对短染色体(No.9,10)组成.图5 糯玉米的染色体核型Figure 5 Chromosome karyotypes of waxy corn图6 糯玉米的染色体核型模式图Figure 6 The chromosome karyotype schema of waxy corn表2 糯玉米染色体参数Table 2 Chromosome parameters of waxy corn序号相对长度/%(短臂+长臂=全长)相对长度系数臂比着丝点指数类型13.27+3.27=6.541.311.0050.00M22.45+3.27=5.721.141.3342.86m32.04+3.6 7=5.711.141.8035.71sm41.63+4.08=5.711.142.5028.57sm51.84+3.27=5.11 1.021.7836.00sm62.24+2.45=4.690.941.0947.83m71.43+2.86=4.290.862.00 33.33sm81.63+2.04=3.670.731.2544.44m91.22+2.45=3.670.732.0033.33sm 102.04+2.86=4.900.981.4041.67m*2.3 甜玉米与糯玉米的核型比较表3显示,甜玉米与糯玉米的核型和染色体参数有相同点:(1)它们的染色体都是20条,两者的核型组成都含有正中着丝粒、中部着丝粒和近中部着丝粒染色体,且都有1对染色体带有随体,与对玉米的各亚种核型结果基本[20]相同.(2)2种材料的染色体相对长度变化幅度接近,甜玉米是3.44%~6.86%,糯玉米是3.67%~6.54%.(3)核不对称系数也接近,甜玉米是59.66%,而糯玉米则是60.41%,均属于较不对称核型.根据Stebbins[13]的理论,不对称程度越高的生物,其染色体变异越大,进化程度越高.因此,甜玉米(L-11株系)与糯玉米(L-70株系)的核型在系统演化上属于较进化的类群.表3 甜玉米与糯玉米的核型和染色体参数比较Table 3 Comparison of karyotypes and chromosome parameters of sweet corn and waxy corn种类核型公式平均臂比最长/最短臂比>2的比率/%核不对称系数/%核型类型甜玉米L-112n=2x=20=2M+12m+6sm(2Sat)1.582.000 02059.662B糯玉米L-702n=2x=20=2M+8m(2Sat)+10sm1.621.777 81060.412A甜玉米与糯玉米的核型存在差异:(1)按照Stebbins[15]标准核型分类,甜玉米的核型是2B型,糯玉米的核型是2A型.(2)比较两者核型公式,甜玉米由1对正中着丝粒染色体、6对中着丝粒染色体和3对近中部着丝粒染色体组成,且在3对近中部着丝粒染色体中有1对具随体,臂比>2的比率为20%.糯玉米由1对正中着丝粒染色体、4对中着丝粒染色体和5对近中部着丝粒染色体组成,且在4对中着丝粒染色体中有1对是具随体的,臂比>2的比率为10%.随体分布位置的不同,可见这2个物种之间存在明显的细胞学分化.(3)比较两者染色体长度组成,L、M1、M2、S所占的比例有所不同,甜玉米为1∶2∶6∶1,而糯玉米则是1∶4∶3∶2.综合比较两者核型数值,根据Stebbins[15]的理论,在生物的进化过程中,染色体核型是由对称性向非对称性演化的.Stebbins通过对植物核型资料分析,将染色体核型按对称性程度的高低分为12种类型(1A-4A,1B-4B,1C-4C).核型对称性程度越高的生物,其染色体变异越小,进化程度也越低;而非对称性程度越高的生物,其染色体变异越大,进化程度越高.按照这一观点,甜玉米的核型为2B型,在进化上应属于程度较高的类型;而糯玉米的核型为2A型,应属于进化程度较低的种类.所以,甜玉米的进化程度较高.通过以上比较,说明玉米的不同种类之间既有种属间的相似性,同时也存在一定的变异性.可能与遗传中的DNA序列在进化过程中歧化相关,从而导致类型品种之间产生一定差异并扩大,差异积累到一定程度,该变化就可能引起染色体某些部位结构的变化,从而反映到染色体形态的变化 [12].3 讨论甜玉米与糯玉米是属于不同类型的2个玉米品种.两者的起源不同,甜玉米主要起源于美洲,而糯玉米是我国西南的特殊变异类型,对环境的适应性更强.甜玉米引入后经过长时间的驯化种植、基因提纯、选择,对国内的环境(包括土壤、气侯等)适应能力逐步加强,也能很好地适应国内的生产种植.但它们的起源演化过程的不同,可能导致它们核型的差异.另外,栽培居群的不同也可能导致核型的差异.由于不同的生长地点在气候条件、土壤性质等生境方面的差异,同种植物很有可能因适应不同环境的结果而形成核型多态性[21],在其他物种的染色体研究中也有不同居群核型差异的报道[22-25].此外,在人工杂交育种栽培实践中,引种方法、栽培技术等因素也可能会引起变异的发生,染色体数目和结构也会发生改变[26-27].张赞平[20]指出甜玉米的核型公式为2n=10m(2SAT) +10sm,由5对中着丝粒染色体和5对近中着丝粒染色体组成,其中第6染色体短臂具有随体;最长染色体与最短染色体的比值为2.05,臂比大于2的染色体比例为20%,核型不对称系数为59.78%,核型为2B型.除核型公式外,其它指标数值与本实验的甜玉米染色体核型数值基本相符,说明来源较接近.糯玉米的核型公式为2n=14m+4sm(2Sat)+2st,由7对中着丝粒染色体、2对近中着丝粒染色体和1对近端着丝粒染色体组成,其中第6染色体短臂具有随体;最长染色体与最短染色体的比值为2.17,臂比大于2的染色体比例为20%,核型不对称系数为59.24%,核型为2B型.糯玉米核型为2A型,说明两者的材料来源差异较大,根据Stebbins[15]的理论,本实验的糯玉米是相对进化程度稍低的材料.说明目前甜玉米筛选的资源较窄,糯玉米资源较广.其是长期自然突变与人工选择的结果.核型分析等细胞学资料多应用于讨论种和种以下类群的划分,大多数情况对说明各属是同质还是异质、是近亲还是远亲有很大的价值[13].所以,本实验对甜玉米和糯玉米的核型分析结果为甜、糯玉米这两个类型间的亲缘关系以及分类提供有效的细胞学依据.对材料预处理、压片技术等,可能导致核型参数产生差异,比如染色体长度在预处理过程中受药剂种类、浓度及处理时间的影响,可能会明显缩短[25,28].玉米染色体较小,给制片与核型分析带来一定的影响.因此要获得准确的结果,合适的预处理浓度和时间、制作清晰、高质量的染色体玻片标本是关键,运用染色体分带技术作核型分析,更能准确反映核型上的差异.G-带是染色体本身特征的本质反应,结合G-带分析可有效地提高了核型分析的精确度[12].同样,植物染色体的C-带显示的部位主要是组成型异染色质,它们主要是由分布在染色体末端和着丝粒附近的DNA重复序列组成,不同物种的染色体C-带带型具有明显的差异,根据染色体的C-带可以进行物种的鉴别[29].原位杂交技术、分子遗传标记等技术的应用也为物种的起源、亲缘关系的准确分析提供了更广阔的前景.参考文献:[1] 玉米遗传育种学编写组.玉米遗传育种学[M].北京:科学出版社,1979:5-7.[2] 刘纪麟.玉米育种学[M]. 北京: 农业出版社,1991:342-348.[3] 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鲜食型糯玉米主要品质性状的遗传特性研究的开题
报告
1.研究背景:
糯玉米是我国传统的优良粮食作物之一,是人们餐桌上不可或缺的重要食物。
在糯玉米品种中,鲜食型糯玉米更是备受喜爱。
鲜食型糯玉米又称蔬食型糯玉米,是指由不同种的优良糯玉米杂交而来,以其甜、嫩、味美受到消费者的青睐,已成为糯玉米育种的重要目标之一。
2.研究目的:
本研究旨在解析鲜食型糯玉米主要品质性状的遗传特性,为鲜食型糯玉米育种提供理论基础和科学指导,促进鲜食型糯玉米的新品种选育和优质生产。
3.研究内容:
本研究将采用遗传分析、分子标记技术、近红外光谱技术等多种手段,对鲜食型糯玉米甜度、嫩度、质地、颜色等主要品质性状的遗传特性进行分析和研究。
具体内容如下:
(1)甜度和嫩度的遗传分析
采用回交、F_2等代系的分离和分子标记技术,分析鲜食型糯玉米甜度和嫩度的遗传规律和主要遗传因素。
(2)质地的近红外光谱分析
利用近红外光谱技术,对鲜食型糯玉米不同部位的质地进行分析,探究质地性状的遗传规律。
(3)颜色的遗传分析
采用遗传分析、比色法等方法,对鲜食型糯玉米颜色的遗传规律和主要遗传因素进行分析研究。
4.研究意义:
本研究将为鲜食型糯玉米品种的选育和推广提供重要的基础和数据支撑,促进我国鲜食型糯玉米的生产和发展,提高农产品的品质和附加值。
同时,通过对鲜食型糯玉米主要品质性状的遗传特性的深入研究,不仅可以增进人们对糯玉米育种学的了解,还可以提高农业生产的科学水平和科技含量。
目的:
把遗传学理论课与实验课结合,巩固知识,为以后从事生产实践奠基。
意义:
物细胞染色体的观察和分析,对于染色体核型分析以及培养过程中细胞变异等遗传学现
象的研究具有重要意义。甜玉米不是玉米的一个种,也不是zea mays种内分离出来的一个
亚种。它是由于一个或几个基因的存在而不同于其他玉米的一种类型。甜玉米是菜用玉米的
一个类型。与普通玉米相比,甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化较慢。一个隐性突变体等位基
因shrunken-2早在1950年即被发现。籽粒发育的早期,糖分总是成倍地积累。直到30年
前,含糖的(su)等位基因才在甜玉米的第4染色体上被确认。还有最少7个其他基因影响
着胚乳碳水化合物的合成,在甜玉米品种中,单独存在或连锁,都可利用,但用得最广泛的
还是shrunken-2(sh2)。 甜玉米的甜质性状是由1个或多个隐性纯合基因所控制,由
于这些隐性纯合基因的存在阻断了籽粒胚乳中糖分向淀粉的转化过程,致使籽粒中糖分积累
增多、含量增加,不同的基因类型其糖分含量及糖分种类不同。甜玉米在遗传上因基因控制
类型不同而分为普通甜玉米、超甜玉米、加强甜玉米和混合型甜玉米4种不同类型。甜玉米
营养极其丰富,富硒抗癌,含有大量微量元素,如铁、锰、钙、铜,还含有生物碱、维生素
D1、D2、B6和赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸等7种氨基酸,特别是微量元素硒的含量为普通玉
米的8倍(硒具有预防心脑血管疾病,防癌抗癌的功效),是全球性的营养功能食品。甜玉
米是一种集粮、果、蔬、饲为一体的经济型作物,鲜穗可直接上市或加工,与普通玉米相比.其
营养价值高,含人体必需的氨基酸和蛋白质、糖和多种维生素。据悉,经常食用甜玉米能降
低胆固醇,防止动脉硬化,预防胃肠癌症及糖尿病和胆石症等。因此,甜玉米在发达国家和
地区受到人们的普遍欢迎。了解和掌握国内外甜玉米的生产、加工及育种研究现状,对于优
化农业产业结构、繁荣农村经济、增加农民收入、促进我国甜玉米产业发展.具有重要意义。
国内外研究概况 :
甜玉米起源于美国, 早在哥伦布发现新大陆之前, 印第安人就已在种植甜玉米。国外对
甜 玉米的遗传研究及育种工作开展较早, 美国在世界上居领先地位。1836 年诺埃斯#达林
育成 第一个甜玉米品种/ 达林早熟。1900~ 1907 年, 美国开始正式设立甜玉米育种项目。
1911 年Eest 和Hayes 描述了甜玉米的su 基因, 指出su1 是胚乳的一个隐性突变基因, 它
在乳熟期能阻止糖分向淀粉转化, 不仅使蔗糖等可溶性糖含量显著高于普通玉米, 而且可大
大累积 WSp。1924 年琼斯育成第一个白粒/ Redgreen0甜玉米单交种并进入商品生产, 1927
年史密斯育成著名单交种/ 高登彭顿广泛栽培至今。今天以su1 基因为基础的甜玉米已有几
百个杂交种在世界各地销售。1956 年Peat 等研究指出, su 突变体(普甜玉米) 能产生WSp,
但其胚乳可溶性糖的总量较低( 一般为8% ~ 10%)。 1921 年Hatchinaon 发现凹陷胚乳突
变体, 它受凹陷基因sh1 控制, 可以大大减少胚乳中的淀粉含量, 以致于成熟时籽粒表现为
凹陷胚乳。1953 年Laug hnan 报道了一种类似的突变体, 受凹陷基因sh2 控制, 它使种子
干重成分的20% 变成了糖分, 相当于正常玉米的10 倍,并提出甜玉米育种利用sh2 基因的
可能性。1954 年Camerson 发现两个胚乳突变体脆弱-1( bt1) 和脆弱-2(bt2) , 其作用与sh2
基因相似。1959 年Laughnan 培育出第一个以sh2 为背景的“超甜玉米”杂交种伊利诺斯
Xtra。夏威夷大学以bt 1 和bt2为遗传基础培育出超甜玉米夏威夷6号和9号。1954、1956
年Camerson 等和Creech 等研究指出, sh和bt突变体(超甜玉米) 籽粒乳熟期胚乳中可溶性
糖分的含量比普甜玉米高一倍以上( 18% ~ 25% ) , 但不能积累WSp, 影响了甜玉米的食用
品质。 普甜玉米总糖含量低而WSp 含量较高, 超甜玉米总糖含量高而WSp 含量低, 在
se 基因被发现之前, 人们很难把高糖和高WSp 含量结合到一个材料中。1973 年, Gonzales
发现I1167a甜玉米自交系具有与sh2 材料一样高的含糖量, 但WSp 与su1 甜玉米相似。后
来证明, 这是一个与su 基因相同的新的突变体, 对su 起修饰加强作用, 被定为se( Sugary
enhancer ) , 成为“加强甜玉米”。se 是su1 的主效修饰基因, 只在su1 背景下表达, 但与
su1
呈现独立遗传。20 世纪80 年代后期培育成以su1se 隐性组合为遗传基础的加强甜玉米。
目前, 双、三隐性突变体已从研究阶段进入实用阶段, 著名的su1se 双隐性组合、复合突变
体( aesu1Wx ) 正在被广泛研究。1987 年D. V. Glover 报道了三隐性突变体su1sesu2 及其
品种Symphony, 它的含糖量高达40% , WSp 含量也较高, 品质大大被改善。近年来, 美国
Rogers brother 公司等国外一些育种机构育成发放一批加强甜玉米杂交种。
主要参考文献(或资料):
1、《华南师范大学学报(自然科学版)》2014年第06期 作者:刘继琳;刘彩霞;郭佳静;
杨国强;黎杰强《甜玉米与糯玉米的染色体核型分析》
2、宗成志,李姝婧,吴士筠.杂交玉米华甜1号与登海9号染色体G-显带核型分析[J].现
代农业科学,2008,15(10)