玉米保绿性鉴定方法技术

一种玉米保绿性鉴定方法，以成熟期穗三叶的保绿度和绿叶数双重指标来评价玉米保绿性。利用全株叶片保绿度与穗三叶保绿度之间，以及全株叶片保绿度与绿叶片数之间的显著相关性，作为鉴定玉米保绿性的一种简易方法，以适用于玉米选育工作的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玉米育种领域，尤其涉及一种。
技术介绍
玉米(Zea mays L.)是世界上重要的粮食和饲料作物，栽培面积仅次于小麦(Triticum aestivum L.)和水稻(Oryza sativa L.)。近年来由于种质资源匮乏，玉米生 产出现徘徊，在产量、品质和抗性育种上进展缓慢，育种家一直致力于优异基因资源的发掘 和利用，以求在玉米种质创新和品种选育上取得突破。衰老是植物生长发育的最后阶段，其典型特征是叶绿素降解和光合能力降低，作 物成熟前衰老将直接导致产量降低和品质下降。保绿性指保绿植物生长后期叶片衰老或 黄化延缓而保持绿色的特性，被认为是作物的理想农艺性状(Theor Appl Genet, 1987, 73, 551-555 ；Ann Appl Biol，1993，123，193-129 ;J Exp Bot.,2000,51,329-337 ；Theor Appl Genet，2000，101，733-741)。保绿性状是一个比较复杂的性状，受多个基因控制，并与环境 存在互作，研究鉴定工作量大、费时，因此保绿研究进展较慢。玉米保绿育种的关键是对保 绿种质的准确鉴定，研究建立精确度高、可操作性强、简便易行的保绿评价方法以适应玉米 保绿遗传和育种研究的需要。1987年Willman (刘开昌等，山东农业科学，2003，2，48-51)首先把玉米品种 分为保绿型和非保绿型，前者是指在籽粒生理成熟期的叶片无明显失绿；而后者又称早衰 品种，是指抽丝后30天叶片就开始部分失绿，在籽粒生理成熟期时，植株的绿色基本消失 的类型。阻止授粉后(或去掉雌穗)的不同玉米叶片颜色反应也常用来区分保绿和非保绿 类型，保绿型未授粉植株的叶片在籽粒生理成熟期仍保持绿色，而速衰型玉米的叶片最初 呈现紫红色的色素，而后早衰死亡。保绿性的其它选择指标还有茎秆的糖浓度、籽粒生理 成熟期的绿叶数、绿叶面积、绿叶干重和叶绿素含量等(J. Plant Sci.，1978，58，869-874 ； Agron J. ,1981,73,849-853 ；Plant Physiol.，1987，85，720-725)。Bekavac (Cereal ResearchCommunications，1998，26，161-167)引入了保绿度(绿叶占植株总叶面积的比 例)的概念，使人们对保绿型品种与非保绿型品种地区分有了一个定量标准。国内一些学 者常用某一时期保留的绿叶数或绿叶面积衡量玉米保绿性的优劣，也有的育种及栽培学家 用生育后期，植株的形态和色相的直观变化(熟相)简单描述品种间衰老症状差异，判断保 绿性的好坏。这些保绿性的评价方法都是粗略的，在一定程度上限制了玉米保绿性的深入 研究(王建国，辽宁农业科学. 2003，5，1-4)。近年来，国内研究人员针对玉米保绿绿性评价方法不甚完善的问题，借鉴国外关 于保绿性状的评价方法，建立了一些保绿性评价体系。刘开昌(山东农业科学，2003， 2,48-51)依据玉米成熟期保绿度和绿叶面积衰减速率将不同玉米划分为保绿型和非保绿 型两类，非保绿型又分为叶片衰老较快型和叶片衰老较慢型两个亚类。王建国(辽宁农业 科学. 2003，5，1-4)研究认为采用绝对绿叶面积持续期(green leaf area duration, GLAD)和相对GLAD双重指标评价玉米保绿性切实可行。在实际操作中，由于测定绿叶面积工作量大，费时费力，保绿性研究仍然存在较大困难，建立一套切实可行的简易保绿鉴定评价体系十分必要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种，全株叶片保绿度与穗三叶保绿度之间，以及全株叶片保绿度与绿叶片数之间都具有显著的相关性，以此作为鉴定玉 米保绿性的一种简易方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于玉米选育的保绿性鉴定方法，以全株叶片保绿度与穗三叶保绿度之间，以及全株叶片保绿度与绿叶片数之间显著的相关性为依据， 建立简易的，以适用于玉米选育的需要。一种，以成熟期穗三叶保绿度和绿叶数为双重标准鉴定玉米叶片的保绿性。玉米叶片保绿性的大小用保绿度，即相对绿叶面积来表示，其传统定义为相对绿叶面积=(成熟期植株绿叶面积/开花期最大绿叶面积)X100%。(Cereal Research Communications,1998,26,161-167)所述的穗三叶保绿度指成熟期穗三叶绿叶面积与开花期穗三叶绿色面积的比值，其中穗三叶为果穗叶、穗位上叶和穗位下叶。所述的全株叶片保绿度指成熟期全株绿叶面积与开花期全株绿叶面积的比值。所述的单株绿叶数指成熟期绿叶面积大于50%的叶片的数量。待鉴定玉米材料选择代表性植株并挂牌标记，分别在开花期和成熟期调查不同材 料的每个挂牌植株的绿叶面积(叶面积=长X宽X0. 75)，以每个小区平均值计算每个材 料成熟期的保绿度，即成熟期绿叶面积与开花期绿叶面积的比值。测定了玉米花后全株绿叶面积、穗三叶绿色面积和绿叶数三项指标，并得到相应 的数据。对全株叶片保绿度与穗三叶保绿度、全株叶片保绿度与绿叶数进行相关分析表明， 全株叶片保绿度和穗三叶保绿度相关系数0. 96，即相关性达极显著水平；全株叶片保绿度 和成熟期绿叶数相关系数为0. 97，即相关性达极显著水平。这些相关系数说明成熟期穗三 叶保绿度、绿叶数与玉米叶片保绿性密切相关。当待评价的玉米植株的成熟期穗三叶保绿度和绿叶数的数值均高于对照植株的 相应数值时，就能够评价该玉米植株的叶片保绿性优于对照植株。微卫星DNA又叫简单重复序列，指的是基因组中由1 6个核苷酸组成的基本单 位重复多次构成的一段DNA，广泛分布于基因组的不同位置。研究表明，微卫星在真核生物 的基因组中的含量非常丰富，而且常常是随机分布于核DNA中。通过对拟南芥、玉米、水稻 和小麦等植物的研究表明，微卫星在植物中也很丰富，均勻分布于整个植物基因组中。由 此，采用微卫星(Simple sequence repeat, SSR)技术构建遗传图谱，并结合数量性状位点 (Quantitative Tratit Loci, QTL)分析，就能在分子生物学水平上进一步了解玉米成熟期 穗三叶保绿度、绿叶数与玉米叶片保绿性相关性。选用叶片保绿性强的玉米自交系(如齐319)为亲本I(P1)与保绿性较差的玉米 自交系(如:Mol7)为亲本2 (P2)进行杂交，得到杂交一代杂种(F1)。由杂种一代F1自交获 得杂交二代(F2)分离群体，F2分离群体单株自交授粉获得杂种三代家系(F2 3)的性状鉴定家系。分离F2群体的每个单株玉米叶片的总DNA，采用SSR分子标记引物进行PCR扩增，扩增产物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝胶上离后，获得分子标记多态性数据，将获得的多 态性数据采用软件 MAPMAKER/EXP3. 0 (Lincoln et al, Whitehead Institute Technical Report,Whitehead Institute,Cambridge,Massachusetts,USA,1992), LOD ^ 3.0,选 择Kosambi函数构建玉米遗传连锁图谱。每个F2 3家系随机选取5个单株挂牌标记，测定了玉米花后全株绿叶面积、穗三 叶绿色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米保绿性鉴定方法，以成熟期穗三叶的保绿度和绿叶数为双重指标来评价玉米保绿性，所述的穗三叶保绿度指成熟期穗三叶绿叶面积与开花期穗三叶绿色面积的比值，其中穗三叶为果穗叶、穗位上叶和穗位下叶；所述的全株叶片保绿度指成熟期全株绿叶面积与开花期全株绿叶面积的比值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪建，董树亭，许瑞瑞，孔令杰，郑成超，吴爱忠，
申请(专利权)人：上海市农业科学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]