MS1与MS1-HS两种选择方法的比较研究Ⅱ.遗传方差、配合力及杂种优势

对ZZ4完成了4轮MS1-HS和MS1选择.结果表明,经4轮选择的群体,两种方法均有效地保留了各主要性状的遗传方差.MS1-HS选择的群体遗传方差下降速率更慢,C4群体的单株籽粒产量的遗传方差仅减少3.7%.穗长、穗粗、粒行数、行粒数、出籽率、百粒重的遗传方差的变化与单株籽粒产量一致,MS1C4的遗传方差减少了8%～15%,MS1-HSC4的遗传方差仅减少了4%～15%.株高、穗位高、抽丝期、植株保绿度、抗倒性等相关选择性状的遗传方差的变化与产量性状基本一致.MS1-HS法对改良玉米群体籽粒产量与测验种间的特殊配合力十分有效,呈逐轮上升的趋势;改良群体与测验种综系140间的杂交后代产量平均每轮提高6%,杂种优势平均每轮提高6.9%.两种方法在改良群体产量性状一般配合力方面,均得到了良好的效果.同时,穗部性状及株高、穗位、抽丝期、散粉期、抗性等田间农艺性状的一般配合力也获得了同步改良.通过ZZ4改良群体与6个测验种间杂交组合产量及杂种优势的比较研究,得出ZZ4与黄早四类种质为杂种优势模式对.     

MS1与MS1-HS两种选择方法的比较研究.

对ZZ4完成了4轮MS1-HS和MS1选择。结果表明,经4轮选择的群体,两种方法均有效地保留了各主要性状的遗传方差。MS1-HS选择的群体遗传方差下降速率更慢,C4群体的单株籽粒产量的遗传方差仅减少3.7%。穗长、穗粗、粒行数、行粒数、出籽率、百粒重的遗传方差的变化与单株籽粒产量一致,MS1C4的遗传方差减少了8%～15%,MS1-HSC4的     

改良S1后代轮回选择在玉米群体改良中应用的研究：I.直接响应与相关响应

以玉米群体中综３号为材料，研究改良Ｓ１后代轮回选择在玉米群体改良中的应用。通过对中综３号三轮改良Ｓ１后代选择群体的二年三点比较试验，研究改良Ｓ１后代轮回选择的直接响应与相关响应。结果表明：以籽粒产量为主要目标的改良Ｓ１选择，每轮群体自身产量可获得８％￣１０％的遗传增益，群体Ｓ１后代籽粒产量可获得近１４％的增益。单穗籽粒产量的提高，从穗部性状看，主要是穗长的增加和千粒重提高的结果。每行粒数有所增加，     

改良HS相互轮回选择法对两个玉米群体的改良

对MZZ3（改良中综3号）、MZZS4（经4轮MS1改良的中综4号群体）完成了2轮改良半同胞（HS）相互轮回选择。结果表明,两群体以籽粒产量为主要选择目标,经两轮改良HS相互轮回选择,与各测验种间的测交组合产量、杂种优势都获得了逐轮提高。测交组合产量每轮增益（△G）在285 kg/hm²（5.5%）到688 kg/hm²（13.0%）之间     

改良S1选择法对12个玉米群体改良效果的比较分析

为了对玉米群体进行合理有效的改良利用,通过改良S1选择法对12个玉米群体改良一轮后进行效果比较分析。结果表明,穗行数、行粒数和百粒重是构成产量的三因素,遗传增益最大的群体为蒙群2,其他依次为蒙群4、蒙群1等7个群体,蒙群3及3个国外引进群体遗传增益为负值;玉米群体在穗部、植株性状以及遗传变异中均存在一定的变化。试验研究得出,蒙群2、蒙群4、中综7号、蒙C群、蒙A群产量遗传增益均较大,并在其他农艺性状中改良效果显著,可直接选择优株自交进行选系,而其余7个群体遗传增益小,改良利用潜力不大。     

不同轮回选择方法对玉米窄基群体的改良效果

利用轮回选择进行群体改良,是玉米种质扩增与改良的有效方法,能为选育优良自交系提供基本素材,进而提高选育自交系及杂交种的效率。本研究以玉米窄基群体P4C0及其经过不同轮回选择方法改良的10个群体为材料,通过多点田间表型鉴定和配合力测定,研究不同轮回选择方法对玉米窄基群体的改良效果,利用SSR分子标记分析不同轮回选择方法对群体遗传多样性的影响。结果表明,几种轮回选择方法都能有效改良群体的主要性状及其一般配合力(GCA)。以时间计算,控制双亲混合选择(MS)对群体P4C0主要性状及其GCA改良效果优于半同胞-S2:3(HS-S2:3)轮回选择,但在株高和穗位高的改良上,HS-S2:3选择效果较好。以轮次计算,开放改良对群体P4HSC1主要性状及其GCA的改良效果优于MS,但开放改良后,群体株高和穗位高有较大幅度的增加。不同轮回选择方法对群体遗传多样性和遗传结构的影响不尽一致。P4C0经过5轮MS后,在群体改良的低代,群体遗传多样性得到了较好的保持,而多代的改良导致群体遗传多样性下降;P4C0经过1轮HS-S2:3选择后,遗传多样性比P4C0有较大幅度的下降。P4HSC1经过1轮开放改良后,遗传多样性有较大幅度的增加。P4HSC1经过3轮MS改良后,群体遗传多样性呈增大的趋势,但每轮增加的幅度均较小。     

玉米“黄金”群体产量等性状轮回选择改良效果评价研究

利用群体改良方法,充分挖掘地方优异种质的遗传潜力是玉米种质改良与创新的一个重要途径。本研究以黄金群5个轮次改良群体为材料,通过1年2点产量比较试验,分析了混合选择和相互半姊妹轮回选择方法对黄金群产量及穗部性状的改良效果。结果表明,两种选择方法对群体产量改良是有效的,随着改良轮次的增加,黄金群的单株产量逐轮提高,平均每轮提高3.78%,其中,混合选择改良的3轮群体平均每轮提高4.27%,相互半姊妹轮回选择的改良群体提高2.07%;虽然群体产量的变异系数从15.43%下降到12.80%,但群体内仍有较丰富的变异。通过改良群体穗部性状比较发现,穗长和行粒数改良效果显著,分别提高14.71%和17.62%,说明它们的提高是群体单株产量提高的主要因素。     

控制双亲混合选择对不同玉米合成群体的改良效应

基于田间试验的统计分析和SSR分子标记的遗传参数评估,分析了3个玉米人工合成群体GP3、GP4和GP5经4轮控制双亲混合选择的改良效应。结果表明,多数性状在不同群体及不同轮回间存在真实的遗传差异,粒深遗传增益以GP4＞GP5＞GP3,穗行遗传增益以GP3＞GP5＞GP4,各个群体C4的粒深、穗行均值都显著或极显著大于C0,直接选择效应显著;株高和穗位高随选择周期增加呈明显增加趋势,且GP4的增幅显著大于GP3和GP5,单株产量及穗粗的遗传增益以GP4大于GP3和GP5,各群体多数产量性状的均值以C4显著大于C0,相关选择效应显著;除株高、穗位高外,其他性状GCA变异群体间差异达显著或极显著水平,GP5多数产量性状的GCA优于GP3和GP4,各群体多数产量性状的GCA效应值随改良进展呈增加趋势,对照优势大于8%的大部分测交组合均为各群体C4所配组合,间接选择效应显著;随改良世代进行,群体部分性状的表型变异系数虽有所减小,但变化幅度不大;基于SSR分子标记估算的群体内遗传相似系数,GP3和GP4改良后代呈略增趋势,GP5变化不大,对于群体基因型数,GP3和GP4随改良代数增加呈略减趋势,GP5呈略增趋势。上述结果说明,适度控制双亲混合选择在有效改良群体的同时,还能较好地保持群体的遗传多样性,但不同基础群体及不同性状间,其改良效应存在一定的差异。     

利用小麦Tal基因进行株粒重、株穗数和株高群体改良的研究

利用太谷核显性核不育基因，开展小麦株粒重、株穗数和株高三个性状的轮回选择，研究群体改良的效果。经四轮选择看出：（1）株粒重增加8.25g，平均每轮增加2.06g；株穗数增加5.25个，平均每轮增加1.31个；株高降低8.82cm，平均每轮降低2.21cm。三个性状态参数的论间差异显著。（2）随轮选次数的递增，群体平均值朝着附合育种     

半姊姐轮回选择对玉米群体改良效果研究

用半姊妹轮回选择法完成对中综２号三轮改良。结果表明：该法对群体产量和配合力均有显著的改良效果。经三轮选择后平均每周期获得量为７．４％；一般配合力从Ｃ０的－１０．０８１增长到Ｃ３的１５．９２４。二者每周期的获得量与选择轮数之间均呈显著的正相关。本研究第一轮的选择用遗传基础广泛的非亲缘综合种做测验种，二、三轮的选择用自交系做测验种，结果表明用自交系做测验对改良群体的一般配合力同样有效。     

中综3号玉米群体格子混合选择效果分析

用格子混合选择法完成了对中综3号玉米群体6轮混合选择, 并用5个测验种对C0、 C2、 C4和C6进行NCⅡ交配。 经过1995、 1996年对测交后代的2年3点鉴定, 结果表明： 中综3号与5个测验种的测交组合产量均逐轮提高。 经6轮选择后, 群体籽粒产量每公顷增加了1155(24.05%) kg, 平均每轮增加192(4.01%)kg。 产量的一般配合力从C0     

黑龙江省不同年代玉米杂交种产量对种植密度和施氮水平的响应

明确不同年代春玉米生产力对种植密度和氮肥水平的响应特征及其趋势,对高产高效的耐密品种选育和密植抗倒栽培具有重要的理论参考和技术指导意义。本文以黑龙江近50年来第一积温带大面积种植的8个典型春玉米品种为材料,于2009和2010年进行密度和施肥的田间试验,比较不同年代主栽品种生产力演变特征。结果显示,黑龙江省1970s—2000s玉米品种更替过程中,单株生产力与群体产量均明显提高,平均增幅分别为16.96 g 10年^-1和790 kg hm^-2 10年^-1;植株空秆率和倒伏率显著下降,株高、穗位、单株叶面积、穗粒数、千粒重显著提高。随着密度的提高,各年代玉米的单株产量呈显著下降趋势,群体产量呈抛物线形上升,群体最高产量的理论密度增幅为3 507株 hm^-2 10 年^-1;空秆率显著提高,但倒伏率仅1970s和1980s的品种呈递增趋势;株高、单株叶面积、棒三叶面积、穗粒数与千粒重均呈现下降趋势,穗位随密度增加呈显著上升趋势。各年代品种株高、穗位、单株叶面积和千粒重随氮肥水平提高呈增加趋势。在150~450 kg hm^-2的施氮水平范围,随着氮肥水平的提高,各年代品种增产效果不明显。各主要指标在年代、密度和氮肥水平之间存在显著的互作效应。对照东北玉米现有的品种特性、种植密度和施肥现状表明,选育耐密品种和实施密植抗倒栽培的增产潜力大,在现在的施肥水平上进一步提高种植密度是东北春玉米高产增效耕作栽培的技术创新方向。     

Genetic response to index selection for grain yield, kernel weight and per cent protein in four wheat crosses

Quantitative genetic theory was used to investigate selection differentials, expected and observed direct and correlated responses to simultaneous improvement of grain yield, kernel weight, and grain protein content in F₃ and F₄ populations of four spring wheat (Triticum aestivum L.) crosses. Selection in the F₃ generation based on the Smith-Hazel index (SH) and yield was found to be superior to the other methods studied in identifying high-yielding lines, but resulted in substantial decrease in grain protein level. Consequently, a 1.0% increase in protein from selection for protein depressed grain yield as much as 536 kg/ha below the population mean, reducing the expected yield gains per generation selection cycle by 250%. The weight-free indices (EW), particularly the index involving only yield and kernel weight (EW3) and its linear approximation (EW4), and the desired gains indices were effective in improving protein content but were less efficient in selecting top-yielding lines. Selection in the opposite direction using truncation of the lowest 10% of the population based on weight-free-index involving yield, kernel weight and protein (EW2) reduced all traits significantly compared with the mean of the unselected population indicating the effectiveness of the unweighted selection index. The observed genetic gains (Ra) from selection based on yield, the SH, EW3 and EW4 indices were slightly lower than the expected advances per cycle (R) in populations from crosses ‘Sinton’בGlenlea’ (C1), ‘Glenlea’בNB505’ (C2), and ‘A2P5’בNB320’ (C6) (Ra/R = 70 to 85%) but were higher in cross ‘NB505’בA2P5’ (C5) (Ra/R = 126 to 143%). It was concluded that weight-free and the desired gains indices can be used to improve wheat grain yield and grain protein simultaneously in F₃ generation selection, as revealed by response to selection measured in the F₄ generation.     

两种轮回选择方法对玉米群体主要性状的改良效果

研究了控制双亲混合选择和半同胞-S2:3(HS-S2:3)轮回选择对2个玉米基础群体P_4C_0和P_5C_0主要性状的改良效果.结果表明,对于基础群体P_4C_0,其改良群体P_4HSC_1、P_4MSC_1和P_4MSC_2的单株产量分别比P_4C_0提高21.64%,10.29%和8.70%,达显著或极显著水平;对于基础群体P_5C_0,其改良群体P_5HSC_1的单株产量比P_5C_0降低7.53%,达显著水平;改良群体P_5MSC_1和P_5MSC_2平均单株产量变化与P_5C_0相比,分别降低和提高了2.67%和3.65%,均未达到显著水平.控制双亲混合选择改良群体,其产量的显著改进伴随着株高和穗位高的显著增加;HS-S2:3轮回选择改良群体,不同基础群体,其产量和株高、穗位高的改良效果不同.两种选择方法改良群体,多数性状的表型变异系数随着选择的进行有所下降,但也有部分性状变异系数变化较小或有所增大,群体内仍保持了较丰富的遗传变异,且以控制双亲混合选择保持群体遗传多样性的效果更好.     

Effects of S1-recurrent selection for protein yield on seven agronomic traits of oat

Summary Three S₁-recurrent selection programs (designated HG, HP, and HGP) for increasing protein yield of oat (Avena sativa L.) were conducted for five cycles of selection. The selection criteria in each program (line of descent) emphasized different components of protein yield; high grain yield in HG, both high protein concentration of the groats (caryopsis) and high grain yield in HP, and high protein yield per se in HGP. Heading date and height were restricted to no net change. The objectives of this study were to evaluate the agronomic performance of these three lines of descent and the correlated responses in agronomic traits due to selection. Thirty to sixty random S₀-derived lines from each cycle and ten check lines were grown in hill-plot experiments at two locations in 1989. Grain yield increased in all three lines of descent; HG showed the greatest rate of gain followed by HGP and then HP (0.20, 0.10, and 0.07 Mg ha^-1 per cycle, respectively). Test weight decreased in HGP by 2.6 kg m^-3 per cycle and in HP by 4.0 kg m^-3 per cycle, but remained constant in HG. Cycle 5 (C₅) means for straw yield, height, and seed weight were not significantly different from the C₀ means for any line of descent. Groat percent remained unchanged in HGP, increased from 70.1 to 71.7% in HG, and decreased from 69.9 to 67.6% in HP. Heading date decreased by 3 d in HG and HGP, but remained unchanged in HP. HG compares most favorably with commercial cultivars because of its high yield and acceptable agronomic traits, while HP tends to be low in test weight, seed weight, and groat percent.Abbreviations BM- above ground biomass - GP- groat (caryopsis) percent, fraction of average seed weight that is groat rather than hulls - GPC- groat-protein concentration - GPY- groat-protein yield - GTY- groat yield - GY- grain yield - HD- heading date - HG- selection for protein yield through high grain yield - HGP- selection for protein yield per se - HP- selection for protein yield through high grain yield and high groat-protein concentration - HT- height - PY- protein yield - SDWT- seed weight - SY- straw yield - TWT- test weight     

春播夏谷子品系农艺性状的相关性和聚类分析

为了明确谷子品系的适应性,为杂交亲本选配提供实验依据,以引进的夏谷子品系和自选品系为材料,利用SPSS 22.0和Microsoft Excel 2007软件对其农艺性状进行变异、聚类、相关和双关联分析,结果表明,(1)供试品系质量性状遗传多样性指数在0~1.910之间,由大到小依次为穗形>穗茎姿态>刚毛长度>刚毛颜色>颖果颜色>籽粒形状>籽粒颜色>植株颜色>叶姿;数量性状变异系数变幅为8.11%~20.29%,依次分别是穗粒重>亩产量>穗颈长度>单穗重>茎秆长度>穗长>千粒重>穗粗>茎秆粗度。(2)亩产量与穗茎姿态、穗形、千粒重、穗粒重、穗码个数、单码籽粒数、单穗重、穗粗、穗长、穗茎长度、倒二叶宽呈极显著正相关,与茎秆粗度呈极显著负相关。(3)在欧式距离4.0将供试材料聚为六大类:第一类包括11份,均为夏谷子品系,亩产量约为400 kg,茎秆较矮且粗,叶姿半上冲,刚毛黄较短,纺锤型穗;第二类只有2015137-2Ⅱ-4-1,叶姿半上冲,刚毛中等为紫色,穗茎姿态为勾形,圆锥型穗,株高较高,亩产为387.71 kg;第三类6份均为夏谷品系,刚毛短为黄或紫色,穗茎姿态为强弯,纺锤型穗,茎秆较矮且粗,亩产在287~340 kg之间;第四类包括2016025♀-2-4(大同29系选后代)等6份高产品系,叶姿半上冲,刚毛中或短为黄色,穗茎姿态为勾形,穗形为纺锤型、猫爪型或圆锥型,株高适中,亩产量均在529 kg以上;第五类包括2015053Ⅰ-2Ⅰ-5-1(济谷13系选后代)等5份品系,叶姿半上冲,亩产约489 kg。第六类包括2015(07)-4-10和2015137-2Ⅱ-5-1等2份品系,叶姿半上冲,猫爪型或圆锥型穗,亩产约501 kg。综合分析得出8份产量较高的品系,分别为2015(07)-4-10、2015(07)-4-11、2015053Ⅰ-2Ⅰ-4-2、2015053Ⅰ-2Ⅱ-1-1、2015137-2Ⅱ-5-1、16C227-2-2、2016025♀-2-4和2016025♀-2-5。     

Yield response to honeycomb selection in maize

Summary This research evaluated the response to three cycles of mass honeycomb selection based on the grain yields of widely-spaced plants from the F₂ generation of a maize (Zea mays L.) single cross hybrid. Frequency distributions of individual plant yields in the selection plots showed strong positive skewness. A significant linear yield increase of 11.23% per cycle compared to the check was obtained. Correlated responses were the significant reduction in days to mid-silking, increases in ear and plant heights and in prolificacy. The selected population was similar to the original hybrid in days to mid-silking, ear and plant heights, but had significantly more ears per plant. It is concluded that mass honeycomb selection at wide spacings was effective in improving grain yield and prolificacy but may produce correlated responses in some other agronomic traits similar to those obtained with other selection schemes.