新疆玉米新自交系耐旱性鉴定与评价

采用玉米开花期干旱胁迫法,以籽粒产量为主要性状,结合株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、ASI值等性状,用种质耐旱性指数(DTIg)作为玉米自交系资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对49份玉米自交系耐旱性做了鉴定与评价。筛选出新自672、新自641、新自636、新自534、新自521、新自635、A14-2、运642等8份干旱胁迫条件下花期协调,耐旱性极强的新玉米自交系。     

新疆干旱条件下不同基因型玉米自交系耐旱性评价

干旱一直是制约我国粮食生产的一个重要因素.新疆是开展玉米耐旱鉴定最理想的地区之一.筛选具有强耐旱能力的玉米种质,培育耐旱玉米新品种已成为今后玉米育种的重要方向.研究采用玉米开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、雄穗长、雌穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重、ASI等形态生育性状,用抗旱性指数(DRI)作为玉米种质资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对24份玉米自交系的耐旱性做了鉴定与评价.鉴定出502、早314L、早17、海014、新自349、新自523、428、JL02等自交系,耐旱等级在3级以上,具有较强耐旱性.     

玉米杂交组合性状及产量的多重分析

【目的】 研究32份玉米组合农艺性状与产量多重比较,分析影响性状的遗传因子,选择最有效的育种方法。【方法】 选用4个玉米自交系为测验种,8个自交系为被测系,按照不完全双列杂交设计,组配32份组合。测定玉米杂交种穗长、穗粗、产量、轴粗、粒长、百粒重、穗行数、秃尖长、生育期等11个农艺性状,并采用变异性、相关性、通径、主成分和聚类分析进行比较和评价。【结果】 参试材料的11个农艺性状的变异系数7.31％~69.85％;穗粗、百粒重、行粒数和穗长对产量呈极显著正相关（r=0.744 2、0.733 0、0.621 6和0.634 8）,秃尖长与产量间呈负相关（r=-0.012 6）;穗行数、穗长、百粒重、穗高、茎粗、轴粗、株高本身的直接效应对产量有正向作用,秃尖长、轴粗、行粒数本身的直接效应对产量有负向作用;对产量贡献大小排序为穗行数因子>穗长因子>百粒重因子>籽粒长因子。32份材料可划分为4 个类群,依据各类群的特点进行品种选育。【结论】 在玉米育种材料筛选时,果穗行粒多、果穗轴粗和秃尖小的育种材料,要关注百粒重,并与其他性状间的关联,充分挖掘种质资源潜力,选育出优异的玉米品种。     

干旱胁迫下玉米自交系穗部性状与耐旱性关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下玉米穗部性状与耐旱性的关系,为玉米耐旱性研究提供理论指导.[方法]通过抽雄吐丝期干旱胁迫的方法,对287份玉米自交系进行耐旱鉴定,调查穗长、穗粗、粒长、粒宽、粒厚、单穗干重、穗轴粗、粒重、百粒重、穗行数、行粒数等穗部性状,研究穗部性状与耐旱性的关系.[结果]相关分析发现单穗干重、穗长、穗行数、行粒数、粒长、粒重与玉米耐旱性存在极显著的相关性,穗粗和百粒重与玉米耐旱性存在显著相关性;通过对耐旱相关的穗部性状主成分分析,得到“产量”因子、“果穗行数”因子、“籽粒重量”因子、“轴部”因子、“果穗尺寸”因子,上述5个因子可以反映玉米自交系穗部的耐旱性;通过聚类分析获得耐旱性弱、适中、强的3种类群.[结论]单穗干重、穗长、穗行数、行粒数、粒长、粒重、穗粗和百粒重是十分重要的耐旱参考指标,在穗部耐旱性状中,对耐旱性的贡献大小依次为产量因素＞果穗行数＞籽粒重量＞轴部因素＞果穗尺寸,玉米在干旱胁迫下粒长、穗轴粗、百粒重较对照下降较少,穗长、穗粗、穗行数、粒重、单穗干重较对照略有增加,行粒数较对照下降适中,此类自交系耐旱性较强.     

基于主成分分析的玉米杂交组合脱水性综合评价

【目的】综合评价36份玉米杂交组合产量性状与收获时籽粒脱水速率快慢,筛选出籽粒脱水性快的品种,为选育高代群体育种材料提供依据。【方法】以4份玉米自交系为测验种,9份玉米高代系为待测系,采用NCII不完全双列杂交组配设计,对其籽粒脱水速率及产量性状进行相关性、主成分、隶属函数、聚类分析等进行综合评价。【结果】玉米杂交组合各性状的变异系数从小到大排序依次为生育期<株高<穗粗<穗行数<轴粗<百粒重<行粒数<穗长<穗高<穗轴含水率<单株粒重<籽粒脱水速率<收获时籽粒含水率<苞叶含水率<籽粒脱水含水率<秃尖长,秃尖长为64.63%、籽粒脱水含水率27.31%,生育期仅为1.39%。收获时籽粒含水率与株高、穗粗、行粒数和生育期呈极显著正相关。籽粒脱水速率与株高、穗粗和行粒数均呈显著负相关,与生育期和穗轴含水率呈极显著负相关。前8个主成分的特征向量值和贡献率达到了86.39%。【结论】筛选出7个脱水快利于机械收获的玉米杂交组合。     

28个玉米自交系主要农艺性状耐旱性研究

[目的]对28份主要玉米自交系农艺性状进行耐旱性研究.[方法]在正常灌溉和干旱胁迫处理下,采用α-lattice设计,调查出苗期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量等,对各项指标进行评定与筛选,确定耐旱指标,计算耐旱系数,并换算成综合耐旱系数.[结果]可用ASI、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量作为耐旱指标对玉米自交系的耐旱性进行评价;株高、穗长和穗粗3个性状的耐旱性与单株产量的耐旱性关系极为密切.[结论]自交系齐319、长3、吉465、英64、888-9和2002F17的综合耐旱性较强,耐旱系数分别为0.89、0.88、0.86、0.86、0.86和0.85;"ASI+综合耐旱系数"法是较为实用的耐旱性评价方法,可在育种实践中加以应用;ASI、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量等可作为玉米自交系综合耐旱性评价的主要性状,其中株高、穗长和穗粗3个性状的耐旱性与单株产量的耐旱性关系极为密切,在耐旱育种中具有一定的应用价值.     

玉米自交系单株产量与相关农艺性状的灰色关联度分析

采用随机区组试验设计,利用灰色关联度分析法对过去40年国内选育的37个骨干玉米自交系的单株籽粒产量与其主要相关农艺性状,进行了灰色关联度分析.结果表明,玉米自交系单株籽粒产量与其主要相关性状的关联度大小依次为:行粒数＞穗粗＞穗行数＞穗长＞出籽粒＞株高＞穗位高＞千粒重＞秃尖.指出在自交系选育过程中应注重对中大穗类型的选择,同时要求具有较高的出籽率和适当的株高和穗位高.为了进一步挖掘玉米自交系的产量潜力,应广泛采用高密度选系手段,通过创造适当的逆境以筛选无秃尖的自交系.     

玉米抗旱性状的遗传力分析

【目的】干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下玉米抗旱性状的遗传力,为合理利用优良自交系配置杂交组合提供理论依据。【方法】采用完全双列杂交Griffing方法I,研究不同抗旱性组合杂交后代的株高、ASI值、穗粒数、单株粒重等农艺和穗部性状的遗传力,同时分析农艺性状和穗部性状与抗旱性的关系。【结果】穗行数与抗旱性的相关性不显著,其余15个性状与抗旱性的相关程度达到了显著或极显著水平;气生根、秃尖、粒宽、穗行数、穗粗、ASI和株高主要受加性效应影响,其余9个性状主要受非加性效应的影响;穗行数、穗位高、ASI、穗粗、穂长、秃尖、株高、粒宽的广义和狭义遗传力都较高,单株粒重、行粒数、单穗重、百粒重、粒长和穗粒数的广义遗传力较高但狭义遗传力较低。【结论】秃尖、粒宽、穗粗、ASI和株高等性状可作为抗旱杂种后代早世代抗旱性鉴定指标;穗位高、穂长、单株粒重、穗粒数、单穗重、行粒数、粒长和百粒重等性状可作为抗旱杂种后代晚世代抗旱性鉴定指标。     

玉米杂交种产量性状杂种优势及其与亲本自交系的相关研究

为了更好地协调利用产量性状杂种优势,了解杂交种及其亲本产量性状对产量影响的相对重要性,为杂交种及亲本自交系产量性状的改良提供参考。选用4个优良玉米杂交种及其亲本自交系为试验材料,研究10个产量性状的杂种优势、杂交种与亲本自交系产量性状以及产量与其他性状的相互关系。结果表明,除母本自交系的秃尖长、杂交种的轴粗差异不显著外,杂交种和亲本自交系各产量性状均存在显著或极显著差异;不同杂交种及不同性状的中亲优势和超高亲优势均存在差异,小区产量、秃尖长和穗粒质量的杂种优势较大,穗行数、穗长、百粒质量的杂种优势较小。杂交种的穗行数、籽粒长、小区产量与母本自交系呈极显著正相关,杂交种的秃尖长、穗行数与父本自交系分别呈极显著和显著正相关。母本自交系的穗粒质量、穗行数与小区产量分别呈极显著和显著正相关,父本自交系的籽粒长和行粒数与小区产量呈显著正相关,杂交种的穗粗、秃尖长、行粒数、轴粗与小区产量呈显著正相关。     

113份玉米自交系产量与主要农艺性状分析

为探究不同产量要素对玉米自交系产量的影响，选择113份玉米自交系材料，对其穗重、穗长、穗粗、秃尖长、百粒重、轴重、轴粗、籽粒含水量、穗行数、行粒数等性状进行相关分析、灰色关联分析、通径分析和聚类分析。相关分析结果表明，穗重、行粒数、轴重、穗长、穗粗与小区产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.66,0.58,0.35,0.30和0.30;穗行数和含水量与小区产量呈显著正相关，相关系数均为0.20;秃尖与小区产量呈显著负相关，相关系数为-0.30。灰色关联分析表明，小区产量与各产量性状的灰色关联度排序为穗重>行粒数>穗长>轴重>穗粗>秃尖>穗行数>轴粗>含水量。通径分析表明，各性状对产量的直接作用大小依次为穗重>行粒数>轴粗>穗长>含水量>轴重>秃尖>穗粗。通过聚类分析可以把113份玉米自交系分成4类，其中第一类30个自交系；第二类80个自交系；第三类2个自交系；第四类有1个自交系。综上所述，9个性状对玉米产量影响大小分别为：穗重>行粒数>穗长>轴重>穗粗>轴粗>穗...     

28份玉米自交系抗旱性鉴定

【目的】鉴定28份玉米自交系进行抗旱性,为广西抗旱玉米种质创新和抗旱玉米品种选育提供依据。【方法】在正常灌水和干旱胁迫处理下,测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数和百粒重等果穗性状指标,同时测定产量指标。采用隶属函数法对果穗性状指标抗旱系数计算D值,采用产量指标计算抗旱指数,综合评价不同玉米自交系的抗旱性。【结果】D值0.318 6~0.985 7,其中抗旱性强的自交系12份,抗旱性中等的10份,抗旱性弱的6份;产量抗旱指数在0.387 7~1.458 3,其中为抗旱性强的自交系7份,抗旱性中等的10份,抗旱性弱的11份;2种评价结果之间相关性为0.7402,达到极显著正相关。【结论】产量抗旱指数与隶属函数法均可用于玉米自交系抗旱性评价,2方面评价结果均属于抗旱性强的自交系为D1101、Q901、VN、桂39722、YD2、D1113和SP221。     

我国不同年代主要玉米品种耐旱性鉴定与评价

[目的]鉴定评价我国不同年代大面积推广的35个主要玉米品种的耐旱性.[方法]采用裂区设计,不同水分管理为主处理,品种为副处理,重复3次.调查生育期、单株籽粒产量和相关农艺性状,计算耐旱系数和产量耐早性指数,进行耐早性分析评价.[结果]单株籽粒产量耐旱系数与穗长、穗粗、行粒数和百粒重的耐旱系数呈极显著和显著正相关,相关系数分别为0.586、0.522、0.542和0.350,各农艺性状与单株产量的相关程度为:穗长＞行粒数＞穗粗＞百粒重＞雄穗长＞穗位高＞株高;产量耐早性指数表明,不同年代玉米品种耐旱性差异显著,随年代的变化,耐旱性呈逐渐增强趋势,2000年代玉米品种耐旱性显著优于其他年代品种.[结论]采用产量耐早性指数结合主要农艺性状耐早系数可有效评价玉米品种耐早性.参试品种中耐旱性极强的品种为先玉335和沈单16号;耐旱性强的品种为黄417、沈单7号、掖单2号、吉单180、掖单13、农大108、登海9号、鲁单981等.     

干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

交替选择对玉米自交系抗性改良的效应

 【目的】研究交替选择对玉米自交系抗病性、耐旱性以及产量的影响。【方法】选用中国目前玉米生产上应用面积最大的杂交种郑单958的父本自交系昌7-2和母本自交系郑58,分别在河南和海南进行抗病、耐旱、丰产性交替选择。采用田间试验与盆栽试验相结合的方法,测定灰斑病病情指数、耐旱系数、丙二醛(MDA)含量和产量及其构成因素。【结果】与基础材料相比,随着交替选择代数的增加,郑58第一至第四代衍生系的灰斑病病指分别下降了16.1%、16.6%、31.5%和33.1%,昌7-2第一至第四代衍生系灰斑病病指分别下降了28.1%、29.7%、45.3%和49.5%;随选择代数增加MDA含量逐代下降,耐旱系数逐代提高;郑58和昌7-2的第四代平均产量分别比其相应基础材料提高8.3%和9.1%。【结论】经过连续四代交替选择后,郑58和昌7-2的抗病性、耐旱性以及产量都得到了明显的提高,证明交替选择对玉米自交系抗逆性改良是有效的。     

干旱胁迫下两个玉米自交系雄穗花器官分化期的转录组分析

【目的】 运用现代分子生物学及高通量测序技术,在全基因组水平鉴定耐旱相关的基因,研究玉米雄穗花器官分化期对干旱胁迫的响应机理, 为抗旱育种将提供新的理论基础。【方法】 以干旱胁迫15 d和正常浇水的耐旱自交系“PHBA6”和干旱敏感自交系“吉63” 花器官分化期的雄穗进行Illumina HiSeq 2000高通量测序分析,将测序得到的Unigene与玉米参考基因组进行比对,利用 RPKM 来衡量样本间的基因表达丰度, 以|log₂foldchange|≥1,P<0.05,FDR≤0.001筛选出样本间的差异表达基因, 并通过 Gene Onto 1ogy (GO ) 数据库、 KEGG pathway 数据库对筛选出的差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析。【结果】 与正常水分处理相比,耐旱自交“PHBA6”和干旱敏感自交系“吉63”在干旱胁迫下分别有1 394个和1 300个显著差异表达基因,其中共有差异表达基因831个,包括上下调表达趋势是一致的822个基因和9个具有相反的表达模式基因。除这些基因外,各自分别还有563个和469个基因型特异的干旱响应基因,这些特异的干旱响应基因的G0 富集分析的条目并不完全相同,除共同富集在刺激响应,细胞壁改变外,耐旱自交“PHBA6”还富集在激素合成调控,机氮化合物代谢、蛋白结合上,特异的干旱响应基因的KEGG 显著性富集分析在2个自交系中也不完全相同,耐旱自交“PHBA6”还有部分差异基因富集在生物素代谢通路上,另外,筛选出耐旱自交“PHBA6”中在干旱胁迫下差异表达的3个脱水素基因和3个特有差异表达的bZIP、MYB和ERF转录因子。【结论】 胁迫相关基因的特异性响应可能是材料间耐旱性存在差异的主要原因,耐旱自交“PHBA6”中的3个脱水素基因和3个特有差异表达的bZIP、MYB和ERF转录因子基因在玉米耐旱育种中可能有重要的利用价值。     

玉米自交系灌浆期耐热性评价

【目的】筛选出灌浆期耐热性强的玉米自交系。【方法】在花后7~17 d以自然生长为对照,分析玻璃温室高温处理下10份新疆骨干玉米自交系产量性状的变化,采用产量热稳定性分析与千粒重热感指数相结合的方法,评价供试材料的耐热性。【结果】LX9801、PH6WC、PHB1M、海014和武314在热胁迫下产量稳定性好,其中PH6WC丰产性突出。502、KW4M029、PH6WC、PHB1M和海014等5份自交系的千粒重热感指数小于1。综合产量热稳定性及千粒重热感指数,PH6WC和PHB1M的耐热性突出,海014耐热性较好。武314可作为耐热育种亲本材料。【结论】灌浆期热胁迫下千粒重的降低,是玉米自交系产量下降的主要原因,九禾6929可作为耐热育种种质资源。