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Genome-wide association study and genomic prediction of Fusarium ear rot resistance in tropical maize germplasm

The Crop Journal 2021年第2期9卷 325-341页

作者： Yubo Liu Guanghui hu Ao Zhang Alexander Loladze yingxiong hu hui Wang Jingtao Qu Xuecai Zhang Michael Olsen Felix San Vicente Jose Crossa Feng Lin Boddupalli M.Prasanna College of Agronomy Shenyang Agricultural UniversityShenyang 110866LiaoningChina International Maize and Wheat Improvement Center(CIMMYT) El BatanTexcocoMexico College of Biological Science and Technology Shenyang Agricultural UniversityShenyang 110866LiaoningChina Maize Research Institute Heilongjiang Academy of Agricultural SciencesHarbin 150086HeilongjiangChina CIMMYT–China Specialty Maize Research Center Shanghai Academy of Agricultural SciencesShanghai 200063China Crop Breeding and Cultivation Research Institute Shanghai Academy of Agricultural SciencesShanghai 200063China Maize Research Institute Sichuan Agricultural UniversityWenjiang 611130SichuanChina International Maize and Wheat Improvement Center(CIMMYT) P.O.Box 1041Village MarketNairobi 00621Kenya

Fusarium ear rot(FER)is a destructive maize fungal disease *** this study,three tropical maize populations consisting of 874 inbred lines were used to perform genomewide association study(GWAS)and genomic prediction(GP)analyses of FER *** phenotypic variation and high heritability for FER were observed,although it was highly influenced by large genotype-by-environment *** the 874 inbred lines,GWAS with general linear model(GLM)identified 3034 single-nucleotide polymorphisms(SNPs)significantly associated with FER resistance at the P-value threshold of 1×10^(-5),the average phenotypic variation explained(PVE)by these associations was 3%with a range from 2.33%to 6.92%,and 49 of these associations had PVE values greater than 5%.The GWAS analysis with mixed linear model(MLM)identified 19 significantly associated SNPs at the P-value threshold of 1×10^(-4),the average PVE of these associations was 1.60%with a range from 1.39%to 2.04%.Within each of the three populations,the number of significantly associated SNPs identified by GLM and MLM ranged from 25 to 41,and from 5 to 22,*** SNP associations across populations were rare.A few stable genomic regions conferring FER resistance were identified,which located in bins 3.04/05,7.02/04,9.00/01,9.04,9.06/07,and 10.03/*** genomic regions in bins 9.00/01 and 9.04 are *** produced moderate accuracies with genome-wide markers,and relatively high accuracies with SNP associations detected from *** prediction accuracies were observed when the training and validation sets were closely *** results implied that FER resistance in maize is controlled by minor QTL with small effects,and highly influenced by the genetic background of the populations *** selection(GS)by incorporating SNP associations detected from GWAS is a promising tool for improving FER resistance in maize.

关键词： Maize Fusarium ear rot Genome-wide association study Genomic prediction Genomic selection

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异位表达赤霉素降解酶基因促进木本植物小桐子成花转变

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分子植物育种 2024年第2期22卷 439-445页

作者：胡颖雄明新陶彦彬徐增富上海市农业科学院作物育种栽培研究所上海201403 中国科学院西双版纳热带植物园种子创新研究院热带植物资源可持续利用重点实验室勐腊666303 广西大学林学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004

小桐子(Jatropha curcas L.)是一种多年生木本油料作物,其营养生长过于旺盛是其种子产量低的原因之一。赤霉素在大多数多年生木本植物中抑制成花转变。为了降低小桐子内源赤霉素含量、促进植株的生殖生长,本研究采用拟南芥花特异性表达... 详细信息

小桐子(Jatropha curcas L.)是一种多年生木本油料作物,其营养生长过于旺盛是其种子产量低的原因之一。赤霉素在大多数多年生木本植物中抑制成花转变。为了降低小桐子内源赤霉素含量、促进植株的生殖生长,本研究采用拟南芥花特异性表达的AtAP1(Arabidopsis thaliana APETALA1)启动子驱动小桐子赤霉素降解酶基因JcGA2ox6在小桐子中表达。结果显示:转基因小桐子的叶片颜色变深,叶面积变小,单株总花序数目显著增多,花序变小而紧凑,且雌花和雄花变小,雌雄花数目均减少,单个花序中的雌花比例降低。本研究结果表明通过特异性表达小桐子JcGA2ox6能促进其由营养生长向生殖生长的转变。

关键词：小桐子赤霉素 JcGA2ox6 开花多年生

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小桐子赤霉素合成酶JcGA3ox基因家族成员的克隆与功能分析

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分子植物育种 2024年第5期22卷 1393-1402页

作者：王新陶彦彬明新胡颖雄徐增富中国科学院西双版纳热带植物园种子创新研究院热带植物资源可持续利用重点实验室勐腊666303 中国科学院大学生命科学学院北京100049 上海市农业科学院作物育种栽培研究所上海201403 广西大学林学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004

赤霉素(gibberellins,GAs)是一类在植物生长和发育过程中起重要调控作用的植物激素。本研究克隆了木本油料能源植物小桐子(Jatropha curcas)赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidase,JcGA3ox)基因家族全部3个成员,分别命名为JcGA3ox1、JcG... 详细信息

赤霉素(gibberellins,GAs)是一类在植物生长和发育过程中起重要调控作用的植物激素。本研究克隆了木本油料能源植物小桐子(Jatropha curcas)赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidase,JcGA3ox)基因家族全部3个成员,分别命名为JcGA3ox1、JcGA3ox2和JcGA3ox3。采用RT-qPCR技术检测JcGA3oxs在成年小桐子不同组织部位的表达量,发现JcGA3ox1的主要表达部位是成熟叶和幼果;JcGA3ox2的主要表达部位是成熟叶、雌花和雄花;JcGA3ox3主要表达部位是根、成熟叶和幼果。为了进一步探究JcGA3oxs在植物生长和发育过程中的作用,采用35S启动子分别构建了35S:JcGA3ox1、35S:JcGA3ox2和35S:JcGA3ox3超量表达载体,并转化拟南芥和小桐子。结果显示,35S:JcGA3oxs转基因拟南芥和小桐子植株的JcGA3oxs表达水平均显著高于野生型植株。与野生型拟南芥植株相比,转基因拟南芥植株GA_(1)和GA3含量均有减少,GA_(4)、GA_(24)和GA_(34)含量均有增加。但35S:JcGA3oxs转基因拟南芥和小桐子植株未出现开花时间、茎秆伸长或花器官发育异常等由内源赤霉素过量引起的典型表型变化。本研究结果表明在木本植物小桐子中GA3ox可能不是影响活性赤霉素含量及其生理功能的主要代谢酶。

关键词：小桐子拟南芥赤霉素 JcGA3oxs 基因功能

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甜玉米新品种‘沪雪甜1号’

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园艺学报 2022年第S02期49卷 149-150页

作者：孙萍东王慧胡颖雄况慧云徐声宇施标郑洪建林金元上海市农业科学院作物育种栽培研究所 CIMMYT–中国特用玉米研究中心上海特用玉米工程技术研究中心上海201403 上海农科种子种苗有限公司上海201106

‘沪雪甜1号’是以N378为母本、N521为父本组配而成的白色甜玉米新品种。株形平展,株高222.0 cm,穗位高74.0 cm。果穗长筒形,穗长19.6 cm,穗粗4.8 cm,平均穗行数18。籽粒紧密饱满,皮渣率14.7%,水溶性总糖22.5%,还原糖7.4%,百粒鲜质量38.... 详细信息

‘沪雪甜1号’是以N378为母本、N521为父本组配而成的白色甜玉米新品种。株形平展,株高222.0 cm,穗位高74.0 cm。果穗长筒形,穗长19.6 cm,穗粗4.8 cm,平均穗行数18。籽粒紧密饱满,皮渣率14.7%,水溶性总糖22.5%,还原糖7.4%,百粒鲜质量38.5 g,平均产量13080 kg·hm^(-2)。

关键词：甜玉米优质品种

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甜玉米新品种‘申科甜811’

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园艺学报 2022年第S01期49卷 103-104页

作者：王慧胡颖雄卫季辉卢有林孙萍东于典司关媛顾炜施标林金元郑洪建上海市农业科学院作物育种栽培研究所 CIMMYT-中国特用玉米研究中心上海特用玉米工程技术研究中心上海201403

‘申科甜811’是以SHL10为母本,SHL11为父本组配而成的黄色甜玉米新品种。株形半紧凑,株高223.9 cm,穗位高71.9 cm,成株叶片数17片。果穗筒形,穗长19.7 cm,穗粗5.1 cm,平均穗行数18行,穗轴白。籽粒紧密饱满,皮渣率13.6%,水溶性总糖12.9%... 详细信息

‘申科甜811’是以SHL10为母本,SHL11为父本组配而成的黄色甜玉米新品种。株形半紧凑,株高223.9 cm,穗位高71.9 cm,成株叶片数17片。果穗筒形,穗长19.7 cm,穗粗5.1 cm,平均穗行数18行,穗轴白。籽粒紧密饱满,皮渣率13.6%,水溶性总糖12.9%,还原糖3.2%。百粒鲜质量33 g。平均产量15 570 kg·hm^(-2)。中抗小斑病、纹枯病、南方锈病。

关键词：甜玉米优质品种

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优质糯玉米新品种‘申科糯602’

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园艺学报 2021年第S02期48卷 2865-2866页

作者：王慧胡颖雄卫季辉卢有林孙萍东于典司关媛顾炜施标林金元郑洪建上海市农业科学院作物育种栽培研究所 CIMMYT–中国特用玉米研究中心上海特用玉米工程技术研究中心上海201403

‘申科糯602’是以SWL11为母本,SWL12为父本组配而成的白色糯玉米杂交新品种。株形半紧凑,株高232.5 cm,穗位高87 cm,成株叶片数18。果穗筒形,穗长18.5 cm,穗行数12~16行,穗粗4.8 cm,穗轴白,百粒质量33.65 g。平均产量13505.7 kg·hm^(-... 详细信息

‘申科糯602’是以SWL11为母本,SWL12为父本组配而成的白色糯玉米杂交新品种。株形半紧凑,株高232.5 cm,穗位高87 cm,成株叶片数18。果穗筒形,穗长18.5 cm,穗行数12~16行,穗粗4.8 cm,穗轴白,百粒质量33.65 g。平均产量13505.7 kg·hm^(-2),比对照增产6.0%。高抗丝黑穗病、瘤黑粉病,中抗小斑病、南方锈病。皮渣率14.78%,支链淀粉占总淀粉含量97.25%。

关键词：玉米优质品种

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特用玉米分子育种研究进展与展望

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上海农业学报 2023年第5期39卷 1-12页

作者：朱献文胡颖雄郑洪建张兴平徐云碧北京大学现代农业研究院潍坊现代农业山东省实验室潍坊261325 上海市农业科学院作物育种栽培研究所上海201403 CIMMYT-中国特用玉米研究中心上海201403 中国农业科学院作物科学研究所北京100081

特用玉米是一类对于营养品质、质地、风味等有特殊要求的玉米类型,品质性状是特用玉米育种的重要目标。目前许多特用玉米重要的品质性状基因已被定位与克隆,利用分子育种方法加速特用玉米品质改良已经成为可能。特用玉米主要包括甜玉米... 详细信息

特用玉米是一类对于营养品质、质地、风味等有特殊要求的玉米类型,品质性状是特用玉米育种的重要目标。目前许多特用玉米重要的品质性状基因已被定位与克隆,利用分子育种方法加速特用玉米品质改良已经成为可能。特用玉米主要包括甜玉米、糯玉米、高淀粉玉米、高蛋白玉米、高油玉米和爆裂玉米等类型。研究证实控制前三类玉米品质性状的基因均与玉米胚乳淀粉合成途径的酶相关,由于基因序列发生插入、缺失、重组及单核苷酸变异等不同类型的突变引起淀粉合成途径的酶失去或降低活性,导致胚乳中糖与淀粉的组分与含量改变,从而形成不同类型的特用玉米品质性状。特用玉米品质性状重要基因包括甜质基因sh2、bt1、bt2、su1、ae1,淀粉合成调控基因se1与wx1,高蛋白基因o2等。基因序列遗传变异分析发现,sh2、bt2、su1、ae1、wx1、o2等基因存在多种自然突变类型,且不同的突变类型间可能存在较大的基因序列结构差异。针对这些重要基因的功能标记已被开发与利用,转基因与基因编辑技术的高效特性也得到了验证。爆裂玉米Ga1-S基因具有单向杂交不亲和特性,能够有效阻止外源花粉污染。培育带有Ga1-S基因的甜玉米、糯玉米、高淀粉玉米等特用玉米,可以减少大田栽培下此类玉米雌穗受外源花粉污染的概率,提高玉米产品品质,节约生产成本。基于特用玉米分子育种现状,应进一步开展特色玉米测序和深度重测序,分析特色营养品质性状的分子机理,构建基因与环境互作模型,开发复杂数量性状的高通量芯片精准检测技术,探索多重育种技术的整合方案,建立特用玉米品种分子保护机制,从而提高特用玉米分子育种技术的水平和质量,加快特用玉米育种的速度。

关键词：特用玉米品质性状分子育种基因

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优质广适甜玉米新品种‘申科甜2号’的选育及营养成分分析

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上海农业学报 2021年第6期37卷 29-34页

作者：王慧胡颖雄关媛卫季辉于典司孙萍东顾炜郑洪建上海市农业科学院作物育种栽培研究所∕CIMMYT-中国特用玉米研究中心上海特用玉米工程技术研究中心上海市农业遗传育种重点实验室上海201403

分析测定优质广适甜玉米新品种‘申科甜2号’的产量及营养成分,为更好地推广该品种提供理论依据。‘申科甜2号’是上海市农业科学院以SHL01为母本,SHL03为父本组配而成的甜玉米杂交新品种。于2018年和2019年参加申科玉(东南区)鲜食玉米... 详细信息

分析测定优质广适甜玉米新品种‘申科甜2号’的产量及营养成分,为更好地推广该品种提供理论依据。‘申科甜2号’是上海市农业科学院以SHL01为母本,SHL03为父本组配而成的甜玉米杂交新品种。于2018年和2019年参加申科玉(东南区)鲜食玉米品种联合体试验,结果表明:2018年‘申科甜2号’平均鲜穗产量为13316.7 kg∕hm^(2),2019年平均鲜穗产量为14338.5 kg∕hm^(2);该品种生育期约80.8 d。品尝品质综合评分为89.0,皮渣率9.8%,水溶性总糖和还原糖含量分别为23.1%和11.2%,δ-VE、γ-VE、α-VE含量分别为0.1543μg∕g、0.8403μg∕g、0.3521μg∕g,VE总含量为1.3467μg∕g,紫黄质、辣椒红色素、叶黄素、玉米黄质、隐黄素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素含量分别为0.0532μg∕g、0.1382μg∕g、8.0358μg∕g、9.9777μg∕g、0.5712μg∕g、0.2164μg∕g、0.6453μg∕g,该品种适合在我国东南地区栽培种植。

关键词：优质广适甜玉米 ‘申科甜2号’ 选育营养成分分析

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鲜食甜、糯玉米自交系对拟轮枝镰孢菌穗粒腐病的抗性鉴定

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上海农业学报 2021年第5期37卷 12-19页

作者：胡颖雄王慧靳林朋关媛孙萍东卫季辉郑洪建林金元上海市农业科学院作物育种栽培研究所上海201403 上海市农业科学院CIMMYT-中国特用玉米研究中心上海201403 上海市农业科学院上海特用玉米工程技术研究中心上海201403 上海师范大学生命科学学院上海200234

以形态学和分子生物学为基础,对鲜食甜、糯玉米穗粒腐病样品中致病菌拟轮枝镰孢菌进行分离鉴定。针对37份不同来源的鲜食甜、糯玉米自交系种质材料,采用针刺注射果穗接种法进行人工接种拟轮枝镰孢菌,并对其抗性进行鉴定。结果表明:不同... 详细信息

以形态学和分子生物学为基础,对鲜食甜、糯玉米穗粒腐病样品中致病菌拟轮枝镰孢菌进行分离鉴定。针对37份不同来源的鲜食甜、糯玉米自交系种质材料,采用针刺注射果穗接种法进行人工接种拟轮枝镰孢菌,并对其抗性进行鉴定。结果表明:不同鲜食玉米自交系种质的抗病性差异较大,Hw53、Hw71、Hw175、Ht219和Ht253共5份自交系对拟轮枝镰孢菌表现为高抗,而Hw61、Hw144、Hw145等10份自交系对该致病菌表现为高感。在22份糯玉米自交系种质中,对拟轮枝镰孢菌表现感病的种质有8份,占参试糯玉米自交系种质总数的36.36%;在15份甜玉米自交系种质中,对拟轮枝镰孢菌表现感病的种质有7份,占参试甜玉米自交系种质总数的46.67%,甜玉米相对糯玉米更易感染穗粒腐病。该研究结果可为鲜食甜、糯玉米穗粒腐病的综合绿色防治及抗性品种选育提供一定的理论依据。

关键词：鲜食玉米穗粒腐病拟轮枝镰孢菌抗病性

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营养型糯玉米新品种‘申科糯601’的选育及营养成分分析

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上海农业学报 2023年第5期39卷 89-95页

作者：王慧卢媛孙萍东卫季辉胡颖雄于典司顾炜秦涛关媛郑洪建上海市农业科学院作物育种栽培研究所 CIMMYT-中国特用玉米研究中心上海特用玉米工程技术研究中心上海市农业遗传育种重点实验室上海201403

‘申科糯601’是以SWL05为母本,SWL10为父本组配而成的糯玉米杂交新品种。为更好地推广该品种,以‘申科糯601’为研究对象,对其产量、营养成分、综合农艺性状进行研究分析。结果表明:在‘申科玉(东南区)鲜食玉米品种联合体试验中,2020年... 详细信息

‘申科糯601’是以SWL05为母本,SWL10为父本组配而成的糯玉米杂交新品种。为更好地推广该品种,以‘申科糯601’为研究对象,对其产量、营养成分、综合农艺性状进行研究分析。结果表明:在‘申科玉(东南区)鲜食玉米品种联合体试验中,2020年,‘申科糯601’平均鲜穗产量12310.5 kg∕hm^(2),2021年,平均鲜穗产量12505.5 kg∕hm^(2);该品种生育期77.7 d左右。品尝品质综合评分87.6分,皮渣率9.5%,支链淀粉占总淀粉的百分比为97.9%。营养成分分析显示,‘申科糯601’的叶酸含量为218.82μg∕(100 g),维生素C含量为1.063 mg∕(100 g);VE总含量是0.284 mg∕(100 g),包括δ-VE、γ-VE和α-VE,其含量分别是0.009、0.205、0.070 mg∕(100 g);叶黄素、玉米黄质和β-胡萝卜素含量分别是1.403、0.057、0.003 mg∕(100 g),赖氨酸含量为0.35 g∕(100 g),比对照高40%,微量元素K、P、Mg、Ca、Fe、Zn、Na、Al、Cu、Mn、Ni、Cr和Co的含量分别为195.963、146.564、57.660、4.554、1.441、0.969、0.741、0.631、0.302、0.271、0.052、0.018 mg∕(100 g)和0.016 mg∕(100 g)。

关键词：营养型糯玉米 ‘申科糯601’ 选育营养成分分析

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