农学与生物技术专业毕业设计（论文）-不同玉米品种的根系活力与产量性状关系的初步研究

目录中文摘要2关键词2Abstract2Keywords21.文献综述22.试验材料和方法32.1试验材料32.2试验方法32.3试验地玉米品种种植安排43结果与分析53.1不同玉米品种苗期植株性状的分析53.2不同玉米品种根系活力的测定64小结与讨论84.1小结84.1.1不同玉米品种的根系活力与产量之间成正相关的关系84.1.2不同玉米品种苗期地下部根系性状与产量有一定的关系84.1.3不同玉米品种苗期地上植株性状与产量亦有一定的关系94.2讨论9参考文献9致谢9附件(外文文献译文)111 不同玉米品种的根系活力与产量性状关系的初步研究农学与生物技术专业学生XXX指导老师XXX中文摘要：通过甲烯蓝吸附测定法研究不同玉米品种根系活力与产量性状之间的关系。并分析了不同玉米品种在种子发芽率、千粒重和幼苗时期的苗高、茎粗、根条数、苗鲜重、根鲜重、根系活力等苗期幼苗性状以及收获时期的产量性状和株高、穗位高度、单株绿叶数等植株性状进行了初步研究。结果表明：玉米的根系活力与产量关系成正相关；玉米的根条数、主根长度、根鲜重、根体积等性状与产量有一定的关系。关键词：玉米品种；根系活力；产量关系。ThePreliminaryresearchontherelationshipbetweendifferentspeciesMaizerootvigorandyieldtraitsStudentmajoringinAgriculturalScienceXiangMingxingTutorLiYanlingAbstract：TroughthemethyleneblueassayResearchtherelationshipbetweenmaizerootactivityandtheyieldtraits.Analyzedthedifferentmaizevarietiesintheseedgerminationrate,grainweight.andseedlingsperiodofseedlingheight,stemdiameter,rootnumber,seedlingfreshweight,rootfreshweight,rootactivityandotherseedlingtraits,AndharvestperiodofYieldCharactersandplantheight,earheight,numberofgreenleavesperplantandotherplanttraitswerestudied.Theresultsshowedthat:therootactivityandyieldofmaizewaspositivelycorrelatedrelationship;Maizerootnumber,rootlength,rootfreshweight,rootvolumeandothertraitswithYieldhaveacertainrelationship.Keywords:Maize;rootactivity;production;1.文献综述19 玉米是世界上最主要的粮饲兼用和高产作物之一，杂种优势的利用是提高玉米产量的主要手段，玉米又是世界上杂种优势利用面积最大的作物。我国从20世纪80年代开始大量研究玉米的杂种优势，主要集中在籽粒性状、生理生化研究和品质性状等地上部植株性状的研究上。根系是植物生命活动中有着重要作用的器官，它与植物的生长和产量的形成有密切的关系，近些年来，国际上已将根系研究作为进一步提高农作物生产力的一个极具潜力的基础性科研课题，开展了一系列研究，并取得了进展，但由于根系生长的特殊性和限于根系生理研究的技术手段，有关根系活性的资料则不多。根系是作物的主要吸收器官，根系活力是反映植株吸收功能的综合指标，是衡量根系主动吸收能力大小的重要指标之一，玉米根系对水分、养分的吸收与其地上部生理过程密切相关，但关于玉米根系活力与不同品种的产量关系方面的研究并不多见，有关玉米根系活力的研究较少，把玉米根系活力变化及根系活力与产量性状的关系进行系统的研究更少。为此，我们对玉米的根系活力变化及其与产量性状的关系进行了初步研究，以期为玉米高产高效栽培及玉米生理育种提供理论依据。研究方法：采用甲烯蓝法测定不同品种玉米的根系活力，田间种植比较玉米不同品种的产量性状。2.试验材料和方法2.1试验材料选用当前邯郸地区生产上大面积种植的玉米品种10个，分别是西玉3号、锐步1号，中科11，先玉335，郑单958，冀农3号，浚单20，武科2号，邢抗2号和先玉128。试验设备：培养皿若干，穴盘若干，智能光照培养箱，分光光度计，移液管，烧杯，比色管，实验用沙，电子天平。药品材料：0.0002molL(0.064gL)甲烯蓝2.2试验方法2.2.1玉米幼苗的培养（方法一：培养皿育苗）2010年6月23日，取10个玉米品种，每个品种筛选出大小一致的40粒种子做好标记以备用。取40套培养皿并将其清洗干净，经计算每个培养皿装125g左右已消毒的沙子使其占培养基总质量的80%另加水31.25g左右，制成培养基，每个品种用4个培养基，每个培养基里放同一玉米品种的种子10粒，将写有玉米品种名称的标签贴在培养皿外沿边缘。将制做好的培养基依次放入G2P--250B智能光照培养箱里，设定状态为：温度28摄氏度，灭菌。每天定期浇水，观察。6月26日观察并记载玉米品种的发芽势，7月1日观察并记载玉米品种的发芽率,7月2日制作植物根系活力标准曲线。19 2.2.2甲烯蓝标准曲线的制作原理根据沙比宁等的理论，植物对溶质的吸收具有表面吸附的特性，并假定被吸附物质在根系表面形成一层均匀的单分子层；当根系对溶质的吸附达到饱和后，根系的活跃部分能将吸附着的物质进一步转移到细胞中去，并继续产生吸附作用。在测定根系活力时常用甲烯蓝作为吸附物质，其被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝形成单分子层时覆盖的面积为1.1m2，据此可算出根系的总吸收面积。从吸附饱和后再吸附的甲烯蓝的量，可算出根系的活跃吸收表面积，作为根系吸收活力的指标。2.2.3甲烯蓝标准曲线的制作将甲烯蓝溶液配成0、1、2、4、6、8、10ugml的系列溶液，于分光光度计660nm处比色测OD值，以甲烯蓝溶液浓度为横坐标，OD值为纵坐标，绘制标准曲线。7月2日分别测10个玉米品种的苗高、叶数、茎粗、苗鲜重、根条数、主根长度、根线重、根体积以及玉米根系活力的测定即在分光光度计660nm处比色测的OD值。做好记录以备分析。2.2.4玉米幼苗的培养（方法二：穴盘育苗）每个穴盘长为10个小格，宽为5个小格，每个穴盘分为两部分，每个品种种25株，共用5个穴盘。6月26日下午进行穴盘育苗，操作过程如下，将无土育苗基质倒入盆中约为盆体积的34左右，倒入水搅拌使其适度湿度在70%---80%左右，即手抓起一把基质可凝聚在一起但不会溢出水；将搅拌好的基质倒入穴盘中，以填平小格即好；筛选10个玉米品种种子各25粒，以粒大饱满为好；放置好一个品种后，用记号笔在带绳的小标签上写上玉米品种名称及标号，将小标签放于穴盘一侧以便于区分；依次放置各个品种；将处理好的穴盘放入实验室外空地上并浇适量水,并做好试验记录7月7日分别测不同玉米品种的苗高、叶数、茎粗、苗鲜重、根条数、主根长度、根鲜重、根体积以及玉米根系活力的测定即用分光光度计测660nm处的OD值。做好记录以备分析。2.3试验地玉米品种种植安排2.3.1玉米种植播种时间为2010年6月15日播种；试验在河北工程大学试验农场玉米试验田进行，试验田为中产水平地块；不同玉米品种播种19 采用大田对比法，东西两边设置保护行（6行），保护行种植的玉米品种为郑单958，其他每品种种植8行，行距70cm，株距24cm，行长10m，小区面积56m2，重复3次，亩密度4000株左右。玉米生育期间的管理同一般大田。2.3.2玉米产量与植株性状的测定2010年9月28日在试验田测定玉米的株高、穗高、穗节数、绿叶数、穗位节、粒数和产量性状。并将每个品种的每个重复收获的玉米果穗材料各30个带回实验室，做风干处理。2010年10月20日，将风干的不同玉米品种的果穗材料进行测量穗粒数、单穂重量和千粒重，以确定不同品种玉米的实际产量。3结果与分析3.1不同玉米品种苗期植株性状的分析3.1.1玉米苗期植株性状的测定每个品种分为3组，每一组测量5株。分别测定10个玉米品种的发芽势、发芽率、苗高、单株叶数、茎粗、幼苗鲜重、单株根条数、主根长度、根鲜重和根体积等植株性状，然后求得平均值，其数值如表1所示。表1玉米苗期植株性状的测定发芽势（%）发芽率（%）苗高（cm叶数(叶)茎粗（cm）苗鲜重（g）根条数（条）主根长度（cm）根鲜重（g/根）根体积（ml/根）浚单208597.5022.8930.3131.0709.9314.651.0081.20冀农3号8097.5022.0030.3271.0109.814.450.9761.00郑单9588095.0022.7130.3070.8719.6015.230.9730.90武科2号8097.5022.0130.3230.8438.8010.190.8300.81西玉3号8092.5020.0330.2870.8278.4010.370.8770.80中科118092.5021.7930.2860.8158.139.890.8730.80先玉3358092.5019.3530.2400.8307.679.510.7970.77锐步1号8090.0019.1230.2430.6966.538.570.6100.67邢抗2号7588.5019.7130.2470.6447.008.500.6070.62先玉1285577.5019.3730.2340.6046.537.350.5870.65对表1中的玉米植株性状分析：比较不同玉米品种的发芽势和发芽率可以看出，郑单958、冀农3号、浚单20、武科2号等最高，其次是西玉3号、中科11、先玉335、锐步1号；发芽势和发芽率较低的为邢抗2号和先玉128；比较玉米苗期地上部幼苗性状即苗高、茎粗、苗鲜重分析得出浚单20、冀农3号、郑单958、武科2号、西玉3号、19 中科11的地上部性状较好；较弱的是先玉335、锐步1号、邢抗2号、先玉128；比较不同玉米品种地下根部性状如根条数、主根长度、根鲜重和根体积可看出地下根部性状较好的是浚单20、冀农3号、郑单958；较差的是锐步1号、邢抗2号、先玉128。由上述分析可以总结，不同玉米品种在苗期（三叶期）整体性状最好的是浚单20、冀农3号、郑单958，较差的是锐步1号、邢抗2号、先玉128；其余品种如武科2号、西玉3号、中科11、先玉335的苗期整体性状处于中间水平。3.2不同玉米品种根系活力的测定（甲烯蓝测定法）3.2.1标准曲线的绘制根据表2，以甲烯蓝浓度为横坐标，以OD值为纵坐标，绘制根系活力标准曲线表2甲烯蓝浓度和OD值甲烯蓝溶液浓度mgml0．0000.0010.0020.0040.0060.0080.010OD值0．0000.1250.2900.6720.9251.2621.5383.2.2根系活力的测定在测定根系活力时常用甲烯蓝作为吸附物质，其被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝形成单分子层时覆盖的面积为1.1m2，据此可算出根系的总吸收面积。从吸附饱和后再吸附的甲烯蓝的量，可算出根系的活跃吸收表面积，作为根系吸收活力的指标。记录如表3表3不同玉米品种的活跃吸收面积和比表面积浚单20冀农3号郑单958武科2号西玉3号中科11先玉335锐步1号邢抗2号先玉128活跃吸收面积（%）65.763.565.755.049.749.549.035.335.034.3比表面积（m2cm-3）0.6400.6360.6330.6200.6190.6170.6180.5980.5830.580从表3中可以看出浚单20，冀农3号，郑单958等3个品种的根系活力最高19 ，而锐步1号，邢抗2号，先玉128的根系活力最差，其余品种在二者之间。这与不同玉米品种苗期幼苗地下根部性状中的根条数、主根长度、根鲜重、根体积等性状的表现相一致。3.2.3不同玉米品种收获期产量性状，记录如表4表4玉米收获期产量性状的测定穗粒数（粒）千粒重（g）穗重量（g/穗）亩穗数（穗/亩）产量（Kg/亩）浚单20521293.2152.84020614.4冀农3号561274.8154.04013618.6郑单958518295.6153.14000612.3武科2号498303.2151.04011605.7西玉3号500278.8139.44005558.5中科11515275.6141.94010569.8先玉335489268.7131.44000525.5锐步1号494252.6124.83995498.6邢抗2号503239.7120.74009483.8先玉128500243.6121.83989485.8从表4中分析得出不同玉米品种的产量较高的是浚单20，冀农3号，郑单958，武科2号；而锐步1号，邢抗2号，先玉128的产量相对较低，其余品种如武科2号，西玉3号，中科11，先玉335的产量在10个品种属于中间水平。进一步对玉米产量的构成因素进行分析可以看出，亩穗数基本相同，决定玉米品种产量的主要因素为穗重量，影响玉米穗重量的因素是穗粒数和千粒重，所以不同玉米品种产量的高低与玉米单穗重量的高低是一致的。3.2.5不同玉米品种收获期植株性状比较见表5表5不同玉米品种的植株性状比较株高（cm）穗位高（cm）绿叶数（片）穗位节数（节）浚单20204.499.37.19.7冀农3号197.598.67.19.5郑单958200.295.57.09.9武科2号209.798.07.19.8西玉3号227.487.78.58.3中科11217.787.38.68.5先玉335189.287.08.08.619 锐步1号198.380.95.37.9邢抗2号200.083.05.67.9先玉128201.579.06.07.3从表5中可以看出，不同玉米品种在收获期的植株性状没有明显的规律。3.2.6不同玉米品种的根系活力与产量关系的比较如表6表6不同玉米品种的根系活力与产量性状之间的关系浚单20冀农3号郑单958武科2号西玉3号中科11先玉335锐步1号邢抗2号先玉128（ck）活跃吸收面积（%）65.763.565.755.049.749.549.035.335.034.3根系活力百分比（%）191.5185.1191.5160.3144.9144.3142.8102.9102.0100产量（kg/亩）614.4618.6612.3605.7558.5569.8525.5498.6483.8485.8产量百分比（%）126.5127.3126.0124.7115．0117.3108.2102.699.5100.0由表6中可以看出：不同玉米品种的根系活力高的其产量也高。浚单20和冀农3号的根系活力最高其产量也最高，而先玉128和邢抗2号的根系活力最低其产量也最低，其他品种的根系活力与产量之间的关系也是随根系活力的提高而产量增加。进一步对不同玉米品种根系活力和产量的百分比分析得出：玉米的根系活力越高，其玉米品种的产量越高。4小结与讨论4.1小结4.1.1不同玉米品种的根系活力与产量之间成正相关的关系，不同玉米品种的产量随根系活力的提高而增加不同玉米品种的根系活力高的与产量最高的是浚单20，冀农3号；而锐步1号，邢抗2号，先玉128的根系活力较差而且产量较低；其余品种的根系活力和产量之间的关系是随根系活力的提高而产量增加；进一步对不同玉米品种根系活力和产量的百分比分析得出：玉米品种的根系活力越好，其收获期的产量越高。4.1.2不同玉米品种苗期地下部根系性状与产量有一定的关系19 比较不同玉米品种地下根部性状如根条数、主根长度、根鲜重和根体积等可看出地下根部性状较好的是浚单20、冀农3号、郑单958；较差的是锐步1号、邢抗2号、先玉128；其它品种的根部性状处于中间水平，这与玉米的产量高低趋势表现相一致。4.1.3不同玉米品种苗期地上部植株性状与产量亦有一定的关系玉米苗期地上部植株性状即苗高、茎粗、苗鲜重分析得出浚单20、冀农3号、郑单958的地上部分植株性状较好；地上部植株性状较差的是邢抗2号、先玉128，这与玉米的产量高低趋势表现基本一致。上述分析可知，不同玉米品种产量高低与玉米苗期地下地上植株性状有一定的关系；不同玉米品种产量高低与玉米根系活力呈正比关系；这在玉米育种和选育良种的过程中通过苗期玉米根系活力的测定，就可大致判断玉米产量的高低，为玉米高产高效栽培及玉米生理育种提供理论依据。4.1讨论本试验是初步研究，只研究观察了玉米苗期根系活力及植株性状与玉米产量关系，再进一步研究时应进行玉米全生育期根系活力、植株性状与玉米产量关系的研究，以进行更加全面深度的探讨。参考文献[1]宋海星等，玉米根系活力及吸收面积的空间分布变化[J]西北农业学报2005，14（1）：137-141[2]周广生梅方竹陈艳华等，冬小麦根系活力与产量性状关系的研究[J]华中农业大学学报Dec,2001,531-534[3]王空军等,我国玉米品种更替过程中根系生理特性的演进[J]作物学报Mar,2002,185-189[4]常程，张书萍，刘晶等．密度对不同株型玉米产量和农艺性状的影响[J]辽宁农业科学，2008(2)：27—29．[5]汪君利，姚彩杰，曲金平施肥对土壤养分变化及玉米产量的影响[J]现代农业科技。2007(24)：108—109．致谢在此论文撰写过程中，要特别感谢我的导师李彦岭老师的指导与督促，同时感谢他的谅解与包容。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。导师不仅授我以文，而且教我做人，虽历时一年19 ，却赋予我终生受益无穷之道。本论文从选题到完成，几易其稿，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血，在此我向我的导师李彦岭老师表示深切的谢意与祝福！本论文的完成也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心与帮助,求学历程是艰苦的，但又是快乐的。感谢我的班主任赵敏老师，谢谢她在这四年中为我们全班所做的一切，她不求回报，无私奉献的精神很让我感动，再次向她表示由衷的感谢。感谢各位任课老师在这四年对我的教导与帮助。在这四年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢同时还要感谢专业的同学们，在科研过程中给我以许多鼓励和帮助。回想整个论文的写作过程，虽有不易，却让我除却浮躁，经历了思考和启示，也更加深切地体会了法学的精髓和意义，因此倍感珍惜。谢谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给你们！本文参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬！附件(外文文献译文)利用玉米种子白蛋白和球蛋白乳酸聚丙烯酰胺电泳鉴定品种19 宋同明郑大浩刘岩（北京农业大学，北京100094）摘要：采用改进的乳酸-PAGE技术对不同玉米（Zeamays）自交系和杂交种种子的白蛋白和球蛋白进行了系统电泳分析，发现此方法具有高度的分辨力和稳定性，彼此可以区分，视作它们各自的“指纹”。全籽粒电泳谱带与胚的电泳谱带基本相同。胚乳产生谱带少而弱，且大都和胚的谱带发生重叠。亲本自交系的不同谱带在杂交种F1发生互补。杂种谱带等于两亲本共同谱带与各自独有谱带之和。而且正、反交F1谱带以及它们两亲本种子提取液机械混合产生的谱带完全相同，表明谱带的差异是一种由核基因控制的遗传性状。F1的谱带类型可由两亲本谱带类型预测，也可由两亲本种子提取液混合而产生的电泳图所演示关键词玉米；白蛋白；球蛋白；聚丙烯酰胺；品种鉴定IDENTIFICATIONOFCORNVARIETIESUSINGLACTATEPOLYACRYLAMIDEGELELECTROPHORESISOFSEEDALBUMINSANDGLOBULINSSongTong-ming,ZhengDa-haoandLiuYan（BeijingAgriculturalUniversity,Beijing100094)Abstract:Systematicelectrophoresisanalysisofalbuminsandglobulinsoftheinbredandhybridcorn(Zeamays)seedswascarriedoutonanimprovedlactate-polyacrylamidegelelectrophoresis,amethodwithhighresolvingpower,goodreproducibilityandstability.Theelectrophregramwasclassifiedintofourgroupsdesignatedas,and!Respectively。Eachinbredorhybridhaditsownuniquebandpatterndistinguishablefromtheothers,regardingasitsfingerprint.Thebandpatternofthewholekernelwasbasicallysimilartothatofitsembryo,exceptthatoftheendospermshowinglessbandswithweakerstainingintensity;andmostofthepatternsoverlappedwiththoseoftheembryo.ThebandnumberoftheF1hybridwasexactlyequivalenttothenumberofthecommonbandsandthespecificbandsofthetwoparents,indicatingthatthedifferenceofbandpatternswasagenetictraitcontrolledbythenucleargenes.TheF1electrophoregramcouldbepredictedbythoseofthetwoparents.ThebandpatternoftheF1hybridswasidenticalwiththatproducedfrommechanicallymixedextractofthetwoparentinbreds.Thisprocedurecouldbeusedincorncultivaridentificationandasatestforgeneticpurity.Keywords：Corn;Albumin;Globulin;Polyacrylamidegelelectrophoresis;VarietalidentificationZeinisthemaincomponentofcornseedproteins.Itconsistsofanumberofpolypeptidesofsimilarmolecularweightbutwithconsiderableheterogeneityinbioelectricpoint,so19 electrophoresisespeciallyisoelectricfocusing(IEF)analysisofthezeinfamilyhadbeenextensivelyusedforcorncultivaridentification.Differentgenotypescontainingbetween8to15componentshasbeenidentifiedfromtheirzeinband-patternsontheisoelectricfocusingelectrophoregram.ThezeinIEFpatternhasbeenregardedasageneticmarker.TheIEFwasalsousedinmappingofgenescodingforzein.However,thezeinIEFpatterndoesnothaveenoughcapacityindifferentiatingbetweenhybridsandtheirfemaleinbredparents.CertainbanddifferencescouldbedetectedamongtheinbredbyusingSDS-PAGEproceduretoanalyzeproteinsextractedfromtheseedsandseedlings,butthisdifferencewasinfluencedbythebuffersolution.FromthecomprehensivesurveyofironymevariabilityincorninbredandhybridsusingSGEtofractionateproteinsfrom5-day-oldcoleoptilestissueandstainingfor12isenzymes,88outof113(80%)publicinbredbeingutilizedinCanadianhybridsand146outof155(94%)commercialhybridsweredistinguishedbyusingSDS-PAGEprocedures.Theheterogeneityofthealbuminsandgoblinsofcornseedswasalsousedtoidentifypartofthecorninbredandhybrids.Alloftheabove-mentionedelectrophoresisprocedureswerecarriedoutunderbasicpHcondition.Wangetal.firstusedthegradientpalmarylimedeagleelectrophoresistoanalysesthe1mol/LureaextractableproteinsofcornseedsunderacidpHconditionandhadbeenhighlypraisedforthepossiblevalidityofthismethodforcornseedpuritytesting.Anacidlactate-PAGEprocedurehasbeendevelopedinourlaboratoryasabasicmethodofwheatcultivarelectrophoresisidentification.Thisprocedurewaspreliminarilyprovedtobesuitableforseparatingcornalbuminandglobulinfractions.Theaimofthisstudywastoevaluatethefeasibilityofthisprocedureindistinguishingdifferentcorngenotypes,itsresolvingpower,stability,reproducibilityandthegeneticexpressionofparentinbredintermsofbandpatternsintheirF1hybrids,soastoexplorethepossibilityofitsapplicationoncorngeneticpuritytestingandcultivaridentification.1MATERIALSANDMETHODSSamplepreparationAtotalof141inbredand153hybridsofcorn(Zeamays)werestudied.Theformercomprisedof9highoilinbreddevelopedfromIllinoishighoil(IHO)C80,14highoilinbredfromAlexonhighoilsyntheticC23,and6sweetcorninbredfromacommercialsinglecrossofRogersSeedCo.Thelattercomprisedof26hybridswithcomonfemaleparentsbutdifferentmaleparents,and16withcommonmalebutdifferentfemaleparents.Allseedsampleswereprovidedbyourownlaboratory.Asinglecornseedwasgroundwithasingleseedmillorsoakedintapwaterunder0℃over-night,afterwhichtheembryoandendospermweredissectedwitharazorblade.Afternaturallydried,theembryoorendospermwasgroundseparately.Thegroundpowderwas19 putinto2.5mLcentrifugetube,withtheadditionofequal-volumeofextractionsolution(0.5mol/LNaCl,containing15%sucroseand0.05%methylgreen),mixedthoroughlyandextractedfor1hatroomtemperature,thencentrifugedat4000r/minfor5min.Thesupernatantswereusedforelectrophoresis.PreparationoftheworkingsolutionsThestocksolution,tankbuffer,separationgelandconcentrationgelwerepreparedaccordingtotheproportionandvolumeinTable1.Table1Recipesforstock,extractionandbuffersolutionsStocksolutionsMixedratio1.Acrylamide95g,Bisacrylamide3.8g,distilledwater500mL2.Sodiumlactate2.81mL+lacticacidtopH3.2,H2O100mL3Ascorbicacid0.48g,ferroussulfate(7H2O)8mg,H2O100mL4.Sodiumlactate3mL+lacticacidtopH5.6,H2O100mL5Acrylamide26g,bissacrylamide5.2g,H2O200mL6Ammoniumpersulphate11.41g,H2O100mL7DistilledwaterSeparationgel14ml2ml2ml8ul2mlConcertrationgel1ml2ml80ulTankbuffer:Glycine4g+lacticacidtopH3.4,H2O2000mLElectrophoresisTheverticalplateelectrophoreticapparatuswasusedwith11.0mm×10.0mm×0.75mmgelslab.Electrophoresiswascarriedoutat500V,30mAfor1.5h.ThegelwasstainedwithCoomassieBrilliantBlueR250(40mL0.14%CoomassieBrilliantBlueR250alcoholsolutiondissolvedin12.5%trichloroaceticacid160mL).1RESULTSANDDISCUSSIONResolvingpowerThiselectrophoreticprocedureshowedhighresolutiontoalbuminsandglobulinsofcornseeds.Ingeneral,theinbredsorhybridsshowed40bandsorso,uptoover50,amongwhichtheclearestresolvingbandsmightreach35.Amongallthesebands,onlyonewhichwasheavilystainedandstableinlocationseemedtobecommontoallinbredsandhybrids.Itsrelativemigrationratewas0.52(Fig.1,arrow1).Anothertwobandsalsoexistedinmostcases,withtheirrelativemigrationratesof0.72and0.40respectively(Fig.1,arrow2and3).Forconvenientdescription,thewholelotofthebandswereclassifiedin-tofourgroups,19 designatedasα，β，γandωinrelationtotheabove-mentionedthreecommonornearlycommonbandsasmarkers.Thebandgroupwasfastmovingwithmigrationratesrangingfrom0.72to1.0,containing8～10bands.Allbandsinthisgroupstainedlighterwithunclearboundarylinesoitwasdifficulttousethemascultivaridentificationmarkers.Thebandgroupwaslessfastmoving,includingbandswithmigrationratesfrom0.52to0.72.7～9bandscouldbeidentified,amongwhich3～4bandshadheavierstainsandclearerboundary,sotheycouldbeusedasidentificationmarkers.Thebandgroupwasthemoderate-movingregionwithmigrationratesof0.40～0.52,containing9～12bands.Allofthemstainedheavyandclear,sothisgroupwasthemaindistinguishregionforcultivaridentification.18～20slow-movingbandswithmigrationrateslessthan0.4weredesignatedasωgroup,mostofwhichwerenarrowbutheavilystainedanddistinctivebands,showingmarkeddifferenceamongcultivars.Thusthisgroupisalsoamajorregionforcultivaridentification..Fig.1　Electrophoregramsoflactate-PAGEfor11corninbredseeds1.Gy237;2.478;3.Huangzao4;4.8112;5.Gy798;6.Mo17;7.Gy246;8.Zong31;9.Gy220;10.5003;11.1127UniquebandpatternofcorninbredsandhybridsFig.2Lactate-PAGEelectrophoregramsof11cornhybridseeds1.Gy237×478;2.135×1127;3.Bs3×Bs5;4.T23×W3-9;5.Huangzao4×8112;6.Dan340×478;7.Zong31×5003;8.Gy220×1127;9.Huangzao4×Gy798;10.Gy237×8112;11.Zong31×Gy2Fig.1andFig.2showtheelectrophoregramsof11corninbredand11hybrids.Itshowsveryclearlythateachinbredorhybridhasitsownspecificpatterninbandnumber,stainingintensity,migrationposition,etc.easilydistinguishablefromtheothersinβ，γorωregions.Inourstudies,135outof141(96%)inbredsweredistinguishedbytheirownuniquebandpatternorfingerprint,includingeveninbredssamplesextractedfromveryclosegeneticbackground,suchasIHOC80andAlexhoC23.However,wealsofounditdifficulttodistinguishsomeoftherecycledinbredsfromindividualsinglecrosses.Theelectrophoregramsof4inbredsand6hybridsharvestedinthreedifferentyearsandtwodifferentlocationsrevealedthattheuniquebandpatternofeachinbredandhybridwascompletelyconsistent(Figurenotshown),indicatingagoodstabilityandreproducibilityoftheirelectrophoreticprofilewiththelactate-PAGEprocedure.Electrophoregraphiccomparisonofembryo,endospermandwholekernelofcornFig.3　Lactate-PAGEelectrophoregramsforwholekernel,embryoandendospermofcorninbredGy237and81121.Gy237wholekernel;2.Gy237embryo;3.Gy237endosperm;4.8112wholekernel;5.8112embryo;6.8112endosperm19 Fig.3showstheelectrophoregramsofwholekernel,embryo,andendospermofinbredGy237and8112.Itshowsthatthebandpatternsofwholekernelandtheembryoarebasicallythesameinbandnumber,mobility,widthandstainingintensity.Theelectrophoregramsoftheendospermnotonlyrevealedlessbandnumbersandweakerstainingintensitythanthoseofthewholekernelandtheembryo,butalsoanalmostcompletelyoverlappingofbandswiththoseoftheembryo.Thisindicatedthattheelectrophoregramsofboththewholekernelandtheembryocouldbeusedasfingerprintforcultivaridentification.Butsinceembryodissectionistimeconsuminganddifficultwhereaselectrophoresisforwholekernelisquickandconvenient,thelatterseemstobefavorableformostcases.PredictionandgeneticexpressionofthebandpatternsFig.4　Lactate-PAGEelectrophoregramsfromcornhybridsandtheirparentinbreds1.Gy237;2.Gy237×478;3.478×Gy237;4.Gy237+478;5.478Fig.4showstheelectrophoregramsofinbredGy237,478,hybridGy237×478,478×Gy237andtheelectrophoregramfrommixedextractionsolutionsofinbredGy237and478.Fromthisfigure,itcouldbefoundthatatleast8bandsareobviouslydifferentbetweeninbredGy237and478inγandωgroups.ThebandsnumberoftheF1isexactlyequivalenttothatofthecommonbandsplusthespecificbandsofthetwoparents.Thebandpatternofreciprocalcrossesarealsoexactlythesame.Itindicatedthatthenumberofelectrophoreticbandscouldbeanexpressionofgenetictraitcontrolledbynucleargenes.AnotherinterestingphenomenonwehavefoundisthatelectrophoregramsofmachanicallymixedextractionsolutionsoftwoinbredswerealmostequaltothatoftheirF1hybrid.FromtheseresultswecouldeasilypredicttheF1electrophoregramfromthatoftheirtwoparents,andcouldalsoeasilydemonstratetheF1electrophoregramfromthatofthemixedextractionsolutionsoftheirparents.Becauseofthehighresolvingpower,goodabilityofgenotypedistinguishmentandreproducibility,theinexpensiveequipmentandchemicalsrequired,therelativesimplicityandtime-savinginoperation,theimprovedlactate-PAGEprovideusanewmethodforcorncultivaridentificationandgeneticpuritytesting.Itcouldprobablybeusedinotherresearchfieldssuchascornclassification,evolution,etc.19 利用玉米种子白蛋白和球蛋白乳酸聚丙烯酰胺电泳鉴定品种宋同明郑大浩刘岩（北京农业大学，北京100094）19 摘要：采用改进的乳酸-PAGE技术对不同玉米（Zeamays）自交系和杂交种种子的白蛋白和球蛋白进行了系统电泳分析，发现此方法具有高度的分辨力和稳定性，彼此可以区分，视作它们各自的“指纹”。全籽粒电泳谱带与胚的电泳谱带基本相同。胚乳产生谱带少而弱，且大都和胚的谱带发生重叠。亲本自交系的不同谱带在杂交种F1发生互补。杂种谱带等于两亲本共同谱带与各自独有谱带之和。而且正、反交F1谱带以及它们两亲本种子提取液机械混合产生的谱带完全相同，表明谱带的差异是一种由核基因控制的遗传性状。F1的谱带类型可由两亲本谱带类型预测，也可由两亲本种子提取液混合而产生的电泳图所演示关键词:玉米；白蛋白；球蛋白；聚丙烯酰胺；品种鉴定玉米醇溶蛋白是玉米种子蛋白质的主要成分。它包括一个类似的分子量多肽等电点，但存在很大的异质性数。所以等电聚焦电泳分析，特别(国际盛事基金)是对玉米醇溶蛋白家族的分析被广泛用于玉米品种鉴定。不同基因型已從醇溶蛋白帶分佈對等電聚焦電泳確定含有8至15组件。玉米醇溶蛋白等电聚焦的模式已被视为一种遗传标记。国际盛事基金也用于玉米醇溶蛋白的基因编码映射。然而，玉米醇溶蛋白等电聚焦的格局并没有在他们的雌性之间的杂交种和自交系父母本足够的鉴别能力。利用某些带之间的差异，可通过检测的自交系利用SDS-PAGE电泳分析过程从种子和幼苗提取蛋白质，但是这种差异受缓冲溶液的影响。从玉米自交系同工酶变异性的全面调查和杂交利用上海黄金交易所分馏蛋白质从5日龄胚芽鞘组织和12个同工酶染色。80％大众自交系杂交种被采用在加拿大杂交种中和94％的商业杂交种利用SDS-PAGE电泳程序发现有显著区别。而且对白蛋白和球蛋白的异质性对玉米种子也被用来确定的玉米自交系和杂交种的一部分。上述提到的电泳程序都进行了基本的pH值条件下。首先用梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳分析为1molL尿素在酸性pH条件下的玉米种子可提取蛋白质，并且这种方法对玉米种子纯度检测可能的有效性高度评价。乳酸-PAGE的程序已经在我们的实验室研制的小麦品种作为基本电泳鉴定.方法.这一程序是初步证明是玉米蛋白和球蛋白分离组分适合。这项研究的目的是评估，区别不同玉米品种，其分辨能力，稳定性，重复性和亲遗传表达模式上带自交系及其F1这一过程的可行性。以及探讨其应用基因玉米品种鉴定和纯度检测的可能性。1材料和方法1.1样品制备总共对141自交系和153玉米杂交种（玉米）进行了研究。前者是由高油玉米自交系9组成包括来自伊利诺伊州开发的高油（水文）C80的。高油玉米自交系14源于高油合成C23，甜玉米自交系6来自商业单交种业RogerSeedCo.后者由26个杂交母本共同组成但是共同父本和16个杂交父本但是共同母本。所有种子样本，由我们自己的实验室提供。玉米种子在地上的一个单粒研磨机或0℃下浸泡在自来水中过夜。之后，用刀片解剖胚和胚乳，经过自然风干，胚胎或胚乳是地面分开，地面粉末放入2.5毫升离心管。与同等容量的提取液添加（0.5％摩尔L氯化钠，含15％蔗糖和0.0％甲基）。19 充分混合并在室温1小时温度提取，然后以4000rmin的速度离心5分钟，静止后上清液被用于电泳。1.2编制工作方案表1原液：1.丙烯酰胺95g双.丙烯酰胺3.8g蒸馏水500ml2.乳酸钠2.81ml+乳酸：ph=3.2，蒸馏水100ml3.抗坏血酸0.48g，硫酸亚铁（7H2O)8mg,蒸馏水100ml4.乳酸钠3ml+乳酸：ph=5.6，蒸馏水100ml5.丙烯酰胺26g双.丙烯酰胺5.2g蒸馏水200ml6.过硫酸铵11.41g，蒸馏水100ml7.蒸馏水缓冲罐：甘氨酸4g+乳酸ph=3.4，蒸馏水2000ml2.1电泳垂直板电泳装是用11.0mm*10.0mm*0.75mm凝胶板组成，电泳实验在500V,30mA的条件下进行1.5个小时，凝胶用考马斯亮蓝R250染色（40毫升0.14％考马斯亮蓝R25012.5％的酒精溶液中溶解的三氯醋酸160毫升）2结果和讨论2.1分辨能力这个过程表明电泳带40左右，最高值可超过50，其中最明显的解析频段可能达到35，在所有这些频段，唯一一个被大幅染色稳定的位置似乎在自交系和杂交种共同所有的频段。其相对迁移率分别为0.52（图1，箭头1）另外两个频段也存在在大多数情况下，他们相对迁移率分别为0.72和0.4（图1，箭头2和3），为方便描述，整个频段这些条带被划分为α，β，γ三组，就把ω与上述三个常见共同或几乎共同的频段作为标志。频段的α组快速移动的迁移率从0.72至1.0，包含8-10频段。在这个组中的所有频段染色边界线较轻因此分不清，所以很难用这个组的这些频段来识别标记。频段的β组不快速移动，包括迁移率从0.52至0.72频段,这个频段一共可以确定7-9条带，其中3-4条具有较重的清晰边界，所以他们就可以被用来作为识别标记。该频段γ组是中等移动其迁移率在0.4-0.52区域，包含9-12条带，所有这些清晰地和明确的染色，所以这个组的品种作为主要区分鉴定区域。另外18-20缓慢移动的区域，迁移率小于0.4频段组被指定为ω，是其中最清晰的有限但染色最独特的频段，显示品种间显著性差异，因此，本组也是一个区域品种主要的鉴定区域。2.2玉米自交系及杂交种独特的带型研究19 图1，图2显示了玉米自交系11和杂交种11的电泳实验。它非常清楚地显示每个自交系或杂交有自己的带数的具体模式，染色强度，迁移位置等。易于从频段中分辨来自β，γ和ω区域的条带。在我们的研究，141自交系中有135（即96％）可以通过他们自己独特的带型或“指纹“模式辨别出来，甚至包括自交系分析样本提取取离得很近的基因背景。例如IHOC80和AlexhoC23，然而，我们也发现很难从一些个别单交系中区分再生自交系。电泳实验中自交系4和杂交种6在三个不同年份收获而且两个不同的位置被发现，即每个自交系和杂交的独特带型完全一致（图没有显示为N），显示出良好的稳定性与可重复性的乳酸-PAGE的程序的电泳概况，图1:玉米自交系种子11乳酸——PAGE电泳示意图图2：玉米:杂交系种子11乳酸——PAGE电泳示意图2.3电子照相比较胚，胚乳和玉米整个内核图3显示整个内核，胚胎和自交系Gy237和8112胚乳的电泳。这表明，整个内核和胚胎带型基本上都在带数，流动性，宽度和染色强度相同。该胚乳电泳不仅揭示带数量较少而且弱于整个内核和胚胎的染色强度。而且存在与胚胎几乎完全重叠的频段，这表明双方的整个内核和胚胎电泳可作为品种的“指纹“鉴定。但由于胚胎解剖非常耗时和困难而电泳对于整个内核快速，方便，后者似乎是在大多数情况下有利的。图3：玉米自交系Gy237和8112的整个内核，胚和胚乳乳酸-PAGE电泳2.4预测和基因表达的带型图4：整个内核，胚胎和玉米自交系Gy237和8112胚乳的乳酸-PAGE电泳图4显示了自交系Gy237，478，杂交系Gy237*478电泳，478*Gy237电泳和从近交Gy237和478混合的提取溶液电泳。从这个数字，可以发现，在γ和ω组自交系Gy237和478至少有8个带之间有明显不同。F1带的数量完全等同于普通带加上两个亲本的特定带。带型的相互交叉也不尽相同。它表明，电泳条带数可能是由核基因控制的遗传性状的表达。另一个有趣的现象，我们发现的是，两个自交系的物理电泳混合的提取溶液，几乎等同于其杂种F1的。从这些结果，我们可以很容易地从他们的两个亲本预测F1的电泳，，也能轻松地证明了F1电泳是他们父母的混合从提取液的电泳。因为分辨能力，基因型和重复性良好的区分能力，廉价的设备和化学品的要求，相对简单和节省时间的运作，改进的乳酸-PAGE为我们提供了玉米品种鉴定和遗传纯度检测的新方法。它也许可以用于如玉米的分类，演化等同于其他研究领域，19 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