玉米自交系Lx9801變異株與Lx9801的性狀表現差異分析

姚國旗　單娟　曹冰　等

摘要：對筆者發(fā)現的一個Lx9801變異株進行考查。結果表明：Lx9801變異株與Lx9801的差異主要表現在葉鞘、花絲、花藥的顏色方面，這些性狀可能由同一基因控制；它們在株高、穗位高及單株產量等重要性狀上沒有明顯差別，相互間也沒有明顯雜種優(yōu)勢；SSR標記分析顯示，兩個材料的差異與生產上自交系鄭58內部差異率相似。表明花青素顯色這類性狀對產量影響的作用有限。

關鍵詞：玉米；Lx9801變異株；葉鞘顏色；花絲顏色；花藥顏色

中圖分類號：S513.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）10-0023-03

玉米自交系和雜交種的葉鞘顏色、花絲顏色和花藥顏色等顯色性狀具有直觀易鑒別的特點，是玉米品種特異性、一致性與穩(wěn)定性評價中的十分重要的指標[1]。為此，有些育種人比較關注這些性狀，專注于找到某些品種的變異株，或者改良相關的性狀。但是，單個基因差異就能夠導致花絲、穗軸、籽粒、植株等性狀的顏色變化，甚至單個基因的變異就能導致兩個或多個性狀的顏色差異[2，3]，然而株高、產量、抗性等涉及生產性能的性狀，在上述相關性狀的變異株中，可能與原品種并沒有較大的差異。為考查這些器官顏色性狀的意義，本研究對我們發(fā)現的一個Lx9801變異株進行了考查，從質量性狀、數量性狀及分子標記水平上分析其與原品種在上述性狀方面的差異。

3結論與討論

本研究表明，Lx9801變異株與自交系Lx9801差異主要表現在葉鞘、花絲、花藥的顏色上。其株高、穗位高、單株產量間沒有明顯差別，兩者間雜種在這三個性狀上也沒有明顯超親優(yōu)勢。SSR標記分析顯示兩材料間的差異與鄭58內部表現的變異率相似。表明兩個材料存在的差異很小。與這一結論一致的是，在其它試驗過程中，我們還發(fā)現Lx9801變異株與Lx9801在多個性狀上的一般配合力沒有明顯差別（數據未列出）。這些結果說明這一變異株與原自交系相比較并沒有更重要的生產意義。但在當前的品種保護方面，諸如本研究中所提到的單基因控制的質量性狀差異占有十分重要的地位。據本研究，我們認為這些性狀在區(qū)分品種上的必要性值得商榷，選擇具有生產意義的重要性狀作為新品種的特異性判別標準更有意義。

已有研究表明，玉米花青素合成決定了玉米籽粒、穗軸、花絲、花藥、植株等性狀的顯色差異[3]?；ㄇ嗨睾铣赏緩绞且粋€研究得比較清楚的途徑[5]，控制花青素合成基因表達的轉錄因子的等位基因差異決定了多個器官顯色差異。例如，轉錄因子R1和C1聯合決定了玉米糊粉層中一種花青素的合成，而相應的另兩個重復的轉錄因子B1和Pl1聯合決定這一花青素在植株中的合成[6]。此外，玉米控制另一不同類型花青素合成的轉錄因子P基因控制籽粒外皮、穗軸、花絲三個性狀顏色的改變[7～8]。孫玲凌等[9]將K12的紅花絲控制基因定位在10號染色體上，R1基因位于該染色體上，因此K12的控制基因與R1可能存在一定的關聯。本研究中在染色體8上發(fā)現多個標記在兩親本間檢測到差異，如果Lx9801變異株是由于Lx9801背景中引入了外來基因，根據標記信息，導致兩材料性狀差異的基因可能位于染色體8上，這一結果還需要進一步對F2群體單株進行檢測驗證。但是，通過查詢maizegdb數據庫，目前第8染色體尚未發(fā)現涉及玉米花青素代謝的有關基因。

參考文獻：

[1]農業(yè)部. 植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南：玉米[S]. 國家質量技術監(jiān)督局，2007.

[2]曹冰，李現奎，李臨江，等. 玉米株型和軸色性狀的遺傳分析[J]. 山東農業(yè)科學， 2007（2）：8-9.

[3]Morohashi K，Casas M I，Falcone Ferreyra M L，et al. A genome-wide regulatory framework identifies maize pericarp color1 controlled genes[J]. Plant Cell， 2012，24：2745-2764.

[4]姚國旗，單娟，曹冰，等. 玉米自交系CML470抗南方銹病基因的定位[J]. 植物遺傳資源學報，2013，14（6）：518-522.

[5]Koes R，Verweij W，Quattrocchio F. Flavonoids： a colorful model for the regulation and evolution of biochemical pathways[J]. Trends Plant Sci.，2005，10（5）：236-242.

[6]Chandler V L，Radicella J P，Robbins T P，et al. Two regulatory genes of the maize anthocyanin pathway are homologous：isolation of B utilizing R genomic sequences[J]. Plant Cell，1989，1：1175-1183.

[7]Grotewold E，Chamberlin M，Snook M，et al. Engineering secondary metabolism in maize cells by ectopic expression of transcription factors[J]. Plant Cell，1998，10（5）：721-740.

[8]Chopra S，Athma P，Peterson T. Alleles of the maize P gene with distinct tissue specificities encode Myb-homologous proteins with C-terminal replacements[J]. Plant Cell，1996，8（7）：1149-1158.

[9]孫玲凌，林興娥，謝慧玲，等. 玉米自交系K12花絲紅色基因的分子標記[J]. 河南農業(yè)大學學報，2007，41（5）：480-482.

摘要：對筆者發(fā)現的一個Lx9801變異株進行考查。結果表明：Lx9801變異株與Lx9801的差異主要表現在葉鞘、花絲、花藥的顏色方面，這些性狀可能由同一基因控制；它們在株高、穗位高及單株產量等重要性狀上沒有明顯差別，相互間也沒有明顯雜種優(yōu)勢；SSR標記分析顯示，兩個材料的差異與生產上自交系鄭58內部差異率相似。表明花青素顯色這類性狀對產量影響的作用有限。

關鍵詞：玉米；Lx9801變異株；葉鞘顏色；花絲顏色；花藥顏色

中圖分類號：S513.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）10-0023-03

玉米自交系和雜交種的葉鞘顏色、花絲顏色和花藥顏色等顯色性狀具有直觀易鑒別的特點，是玉米品種特異性、一致性與穩(wěn)定性評價中的十分重要的指標[1]。為此，有些育種人比較關注這些性狀，專注于找到某些品種的變異株，或者改良相關的性狀。但是，單個基因差異就能夠導致花絲、穗軸、籽粒、植株等性狀的顏色變化，甚至單個基因的變異就能導致兩個或多個性狀的顏色差異[2，3]，然而株高、產量、抗性等涉及生產性能的性狀，在上述相關性狀的變異株中，可能與原品種并沒有較大的差異。為考查這些器官顏色性狀的意義，本研究對我們發(fā)現的一個Lx9801變異株進行了考查，從質量性狀、數量性狀及分子標記水平上分析其與原品種在上述性狀方面的差異。

3結論與討論

本研究表明，Lx9801變異株與自交系Lx9801差異主要表現在葉鞘、花絲、花藥的顏色上。其株高、穗位高、單株產量間沒有明顯差別，兩者間雜種在這三個性狀上也沒有明顯超親優(yōu)勢。SSR標記分析顯示兩材料間的差異與鄭58內部表現的變異率相似。表明兩個材料存在的差異很小。與這一結論一致的是，在其它試驗過程中，我們還發(fā)現Lx9801變異株與Lx9801在多個性狀上的一般配合力沒有明顯差別（數據未列出）。這些結果說明這一變異株與原自交系相比較并沒有更重要的生產意義。但在當前的品種保護方面，諸如本研究中所提到的單基因控制的質量性狀差異占有十分重要的地位。據本研究，我們認為這些性狀在區(qū)分品種上的必要性值得商榷，選擇具有生產意義的重要性狀作為新品種的特異性判別標準更有意義。

已有研究表明，玉米花青素合成決定了玉米籽粒、穗軸、花絲、花藥、植株等性狀的顯色差異[3]?；ㄇ嗨睾铣赏緩绞且粋€研究得比較清楚的途徑[5]，控制花青素合成基因表達的轉錄因子的等位基因差異決定了多個器官顯色差異。例如，轉錄因子R1和C1聯合決定了玉米糊粉層中一種花青素的合成，而相應的另兩個重復的轉錄因子B1和Pl1聯合決定這一花青素在植株中的合成[6]。此外，玉米控制另一不同類型花青素合成的轉錄因子P基因控制籽粒外皮、穗軸、花絲三個性狀顏色的改變[7～8]。孫玲凌等[9]將K12的紅花絲控制基因定位在10號染色體上，R1基因位于該染色體上，因此K12的控制基因與R1可能存在一定的關聯。本研究中在染色體8上發(fā)現多個標記在兩親本間檢測到差異，如果Lx9801變異株是由于Lx9801背景中引入了外來基因，根據標記信息，導致兩材料性狀差異的基因可能位于染色體8上，這一結果還需要進一步對F2群體單株進行檢測驗證。但是，通過查詢maizegdb數據庫，目前第8染色體尚未發(fā)現涉及玉米花青素代謝的有關基因。

參考文獻：

[1]農業(yè)部. 植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南：玉米[S]. 國家質量技術監(jiān)督局，2007.

[2]曹冰，李現奎，李臨江，等. 玉米株型和軸色性狀的遺傳分析[J]. 山東農業(yè)科學， 2007（2）：8-9.

[3]Morohashi K，Casas M I，Falcone Ferreyra M L，et al. A genome-wide regulatory framework identifies maize pericarp color1 controlled genes[J]. Plant Cell， 2012，24：2745-2764.

[4]姚國旗，單娟，曹冰，等. 玉米自交系CML470抗南方銹病基因的定位[J]. 植物遺傳資源學報，2013，14（6）：518-522.

[5]Koes R，Verweij W，Quattrocchio F. Flavonoids： a colorful model for the regulation and evolution of biochemical pathways[J]. Trends Plant Sci.，2005，10（5）：236-242.

[6]Chandler V L，Radicella J P，Robbins T P，et al. Two regulatory genes of the maize anthocyanin pathway are homologous：isolation of B utilizing R genomic sequences[J]. Plant Cell，1989，1：1175-1183.

[7]Grotewold E，Chamberlin M，Snook M，et al. Engineering secondary metabolism in maize cells by ectopic expression of transcription factors[J]. Plant Cell，1998，10（5）：721-740.

[8]Chopra S，Athma P，Peterson T. Alleles of the maize P gene with distinct tissue specificities encode Myb-homologous proteins with C-terminal replacements[J]. Plant Cell，1996，8（7）：1149-1158.

[9]孫玲凌，林興娥，謝慧玲，等. 玉米自交系K12花絲紅色基因的分子標記[J]. 河南農業(yè)大學學報，2007，41（5）：480-482.

摘要：對筆者發(fā)現的一個Lx9801變異株進行考查。結果表明：Lx9801變異株與Lx9801的差異主要表現在葉鞘、花絲、花藥的顏色方面，這些性狀可能由同一基因控制；它們在株高、穗位高及單株產量等重要性狀上沒有明顯差別，相互間也沒有明顯雜種優(yōu)勢；SSR標記分析顯示，兩個材料的差異與生產上自交系鄭58內部差異率相似。表明花青素顯色這類性狀對產量影響的作用有限。

關鍵詞：玉米；Lx9801變異株；葉鞘顏色；花絲顏色；花藥顏色

中圖分類號：S513.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）10-0023-03

玉米自交系和雜交種的葉鞘顏色、花絲顏色和花藥顏色等顯色性狀具有直觀易鑒別的特點，是玉米品種特異性、一致性與穩(wěn)定性評價中的十分重要的指標[1]。為此，有些育種人比較關注這些性狀，專注于找到某些品種的變異株，或者改良相關的性狀。但是，單個基因差異就能夠導致花絲、穗軸、籽粒、植株等性狀的顏色變化，甚至單個基因的變異就能導致兩個或多個性狀的顏色差異[2，3]，然而株高、產量、抗性等涉及生產性能的性狀，在上述相關性狀的變異株中，可能與原品種并沒有較大的差異。為考查這些器官顏色性狀的意義，本研究對我們發(fā)現的一個Lx9801變異株進行了考查，從質量性狀、數量性狀及分子標記水平上分析其與原品種在上述性狀方面的差異。

3結論與討論

本研究表明，Lx9801變異株與自交系Lx9801差異主要表現在葉鞘、花絲、花藥的顏色上。其株高、穗位高、單株產量間沒有明顯差別，兩者間雜種在這三個性狀上也沒有明顯超親優(yōu)勢。SSR標記分析顯示兩材料間的差異與鄭58內部表現的變異率相似。表明兩個材料存在的差異很小。與這一結論一致的是，在其它試驗過程中，我們還發(fā)現Lx9801變異株與Lx9801在多個性狀上的一般配合力沒有明顯差別（數據未列出）。這些結果說明這一變異株與原自交系相比較并沒有更重要的生產意義。但在當前的品種保護方面，諸如本研究中所提到的單基因控制的質量性狀差異占有十分重要的地位。據本研究，我們認為這些性狀在區(qū)分品種上的必要性值得商榷，選擇具有生產意義的重要性狀作為新品種的特異性判別標準更有意義。

已有研究表明，玉米花青素合成決定了玉米籽粒、穗軸、花絲、花藥、植株等性狀的顯色差異[3]。花青素合成途徑是一個研究得比較清楚的途徑[5]，控制花青素合成基因表達的轉錄因子的等位基因差異決定了多個器官顯色差異。例如，轉錄因子R1和C1聯合決定了玉米糊粉層中一種花青素的合成，而相應的另兩個重復的轉錄因子B1和Pl1聯合決定這一花青素在植株中的合成[6]。此外，玉米控制另一不同類型花青素合成的轉錄因子P基因控制籽粒外皮、穗軸、花絲三個性狀顏色的改變[7～8]。孫玲凌等[9]將K12的紅花絲控制基因定位在10號染色體上，R1基因位于該染色體上，因此K12的控制基因與R1可能存在一定的關聯。本研究中在染色體8上發(fā)現多個標記在兩親本間檢測到差異，如果Lx9801變異株是由于Lx9801背景中引入了外來基因，根據標記信息，導致兩材料性狀差異的基因可能位于染色體8上，這一結果還需要進一步對F2群體單株進行檢測驗證。但是，通過查詢maizegdb數據庫，目前第8染色體尚未發(fā)現涉及玉米花青素代謝的有關基因。

參考文獻：

[1]農業(yè)部. 植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南：玉米[S]. 國家質量技術監(jiān)督局，2007.

[2]曹冰，李現奎，李臨江，等. 玉米株型和軸色性狀的遺傳分析[J]. 山東農業(yè)科學， 2007（2）：8-9.

[3]Morohashi K，Casas M I，Falcone Ferreyra M L，et al. A genome-wide regulatory framework identifies maize pericarp color1 controlled genes[J]. Plant Cell， 2012，24：2745-2764.

[4]姚國旗，單娟，曹冰，等. 玉米自交系CML470抗南方銹病基因的定位[J]. 植物遺傳資源學報，2013，14（6）：518-522.

[5]Koes R，Verweij W，Quattrocchio F. Flavonoids： a colorful model for the regulation and evolution of biochemical pathways[J]. Trends Plant Sci.，2005，10（5）：236-242.

[6]Chandler V L，Radicella J P，Robbins T P，et al. Two regulatory genes of the maize anthocyanin pathway are homologous：isolation of B utilizing R genomic sequences[J]. Plant Cell，1989，1：1175-1183.

[7]Grotewold E，Chamberlin M，Snook M，et al. Engineering secondary metabolism in maize cells by ectopic expression of transcription factors[J]. Plant Cell，1998，10（5）：721-740.

[8]Chopra S，Athma P，Peterson T. Alleles of the maize P gene with distinct tissue specificities encode Myb-homologous proteins with C-terminal replacements[J]. Plant Cell，1996，8（7）：1149-1158.

[9]孫玲凌，林興娥，謝慧玲，等. 玉米自交系K12花絲紅色基因的分子標記[J]. 河南農業(yè)大學學報，2007，41（5）：480-482.