玉米DH系15D969、D1279株高、穗位高的遗传育种效应研究

利用2份低穗位高DH系(15D969、D1279)、5份自交系(A6、PHB1M、B20、PH4CV、PH6WC)进行杂交、回交试验,对株高、穗位高效应进行研究分析。结果表明,DH系15D969所具有的低株高、低穗位高由隐性基因控制。相对于PH6WC×A6,15D969与PH6WC杂交效应不表达;DH系D1279同时具有高株高隐性基因和低穗位高部分显性基因,杂交组合PH6WC×D1279株高、穗位高显著低于先玉335(PH6WC×PH4CV),改良效果显著。     

玉米DH系遗传参数分析和育种效果

利用PH4CV×A6 F1进行单倍体育种,育成336份DH系为父本、以PH6WC为母本组配336个杂交组合,通过2年鉴定淘汰后综合性状较好的14个组合及先玉335(PH6WC×PH4CV)、通育99(PH6WC×A6)进行3次重复鉴定试验,就10个性状加显性效应进行方差、遗传系数和聚类分析。结果表明,株高、穗位高、子粒水分、百粒重和容重存在超高亲、超低亲遗传,粒穗比存在超高亲遗传,穗粒重无超高亲遗传。各性状对穗粒重通径系数影响,正向作用为百粒重穗行数穗长容重株高穗位高,负向作用为子粒水分粒穗比秃尖长(绝对值)。14个DH系可划分为3个群,PH4CV和A6的卡方距离为3.45,D752与A6卡方距离为1.96。单倍体育种实践,D752穗粒重加显性效应达到PH4CV水平,同时兼顾了低株高、低穗位等多数优良性状,改良效率为0.30%(1/336)。     

不同环境下玉米DH系遗传分析及其杂交组合丰产性及稳产性分析

以Reid类群骨干自交系PH6WC、PH09B为基础育成的4份DH系与PH6WC共5份自交系为母本,以Non-Reid、DOM群为基础育成6个DH系为父本,按NCⅡ设计组配30个组合,在长春、松原、响水3个生态区种植,评价新育成的DH系丰产性及稳产性,评选出最优组合。结果表明,3个环境下30个杂交组合产量均存在明显平均优势。组合J1590×J1881、J1590×J1577、J3D130×J1577,3种环境下产量对照优势均优于对照先玉335,均值分别为5.58%、5.28%、3.52%。父本DH系J1577、母本DH系J1590一般配合力高。分析30个组合3个地点的特殊配合力,结果显示,有14个组合SCA效应值为正值,组合J1590×J1881的SCA效应值最高,为13.18。丰产性分析表明,组合J1590×J2239、J1590×J1881高产稳产。综合分析,组合J1590×J1881丰产性、稳产性最好。     

80份美国解禁玉米自交系与先玉335亲本配合力试验分析

利用NCII遗传交配设计,以国内目前大面积推广的杂交种先玉335双亲为测验种,对80个美国解禁自交系进行2年配合力试验。结果表明,解禁美国自交系遗传基础丰富,不同杂交组合F_1代产量平均相对离差21.96%,收获时与对照均值比较,子粒含水量较少,穗轴较细,穗位高较低。筛选出一般配合力高、综合性状较好的美自交系NS701、PHW03、PHN29、PHP55等。黄淮海试验推荐的对照品种先玉335、郑单958、迪卡517、农华101、宇玉30这5个杂交种以及先玉335和郑单958双亲组配的4个杂交组合中,迪卡517、宇玉30等新品种表现出早熟、抗逆、易机收等特点,郑58×PH6WC、郑58×PH4CV产量性状和抗倒伏较好。     

基于SNP标记的玉米自交系遗传多样性分析

以陕A、B群体培育的23份玉米自交系和8个骨干玉米自交系为材料,利用2 846个高质量SNP标记,进行群体遗传结构、遗传多样性和类群间遗传关系分析。结果表明,陕A群体选系的多态性位点2 482个,陕B群体选系的多态性位点2 490个,说明陕A、B群自交系间遗传基础广泛。通过PCA分析,陕A、B群体培育的23份玉米自交系可分为2个部分,陕A群选育的自交系更接近于丹340、郑58、掖478、PH6WC,可归为一类杂种优势群;陕B群选育的自交系更接近于Mo17、黄早四、昌7、PH4CV,可归为另一类杂种优势群。     

玉米生物诱导孤雌生殖DH群体的SNP偏分离分析

以单交种先玉335作母本,与京科诱006单倍体诱导系杂交,产生单倍体及秋水仙素加倍形成双单倍体(DH)群体,用SNP芯片对DH群体进行基因型分析,获得1 337个在先玉335的双亲间有多态的SNP数据,对SNP进行卡方检测(P0.05),发现516个SNP表现偏分离,占38.6%,这些偏分离SNP中有285个偏向母本PH6WC,占55.2%;231个偏向父本PH4CV,占44.8%。在玉米的8条染色体上,发现10个偏分离热点区域(SDR),分析SNP的χ2值与其在染色体上的位置之间的关系发现,χ2值最大的SNP往往在SDR的中心位置。     

不同种质基础玉米材料诱导效率及加倍效率研究

以不同类群骨干自交系PH4CV、Mo17、PH6WC、郑58、D299、H29、丹黄34、丹598、昌7-2和S121为基础试材,按照群内和群间杂交共组配15个基础群体,分别形成F₁、F₂、F₃和F₄共4个自交世代,研究其单倍体诱导率和加倍率。利用高频诱导系丹诱3号对骨干自交系和不同遗传基础的自交后代进行单倍体诱导,利用浓度为0.06%的秋水仙素对各世代单倍体子粒进行加倍处理。结果表明,不同种质类群自交系间诱导率存在显著差异,以Lancaster群代表系PH4CV、Mo17和Reid群代表系PH6WC、郑58诱导率较高。高诱导率类群通过群内和群间组配基础试材,同样具有较高的诱导率,同时利用杂种优势提升了LRC、SPT和PB群骨干系的诱导率。诱导率随着自交世代增加而显著降低,在F₂世代加倍效果最好。     

基于DH系的种质基础和秋水仙素浓度对玉米单倍体加倍效果的研究

以先玉335为母本、高频孤雌生殖诱导系G5为父本杂交诱导产生的单倍体为实验材料,研究秋水仙素浸芽加倍处理玉米单倍体的最佳浓度和时间。结果表明,秋水仙素浓度为0.7 mg/m L、浸芽8 h处理下的玉米单倍体加倍率最高,高达14.4%;秋水仙素浓度为0.8 mg/m L、浸芽8 h处理下的单倍体加倍率次之,为12.1%。以自交系PHB1M、PH4CV、PH6WC、PHGJ4和DH系Z2、Z8为亲本组配的PHB1M×PH4CV、PHB1M×Z2、PH4CV×DZ2、PH6WC×PHGJ4、PH6WC×Z8、PHGJ4×Z8组合为母本,以G5为父本,研究玉米DH系对杂交后代加倍率的影响,结果表明,PH4CV×Z2(26.2%)、PHB1M×Z2(25.8%)、PHGJ4×Z8(23.3%)和PH6WC×Z8(21.3%)的单倍体加倍率显著高于PHB1M×PH4CV(13.5%)和PH6WC×PHGJ4(8.4%),以DH系为亲本组配选系基础材料可显著提高玉米杂交组合的单倍体加倍率。     

利用SSR标记划分广西骨干玉米自交系的杂种优势群

利用SSR标记对广西骨干玉米自交系进行遗传多样性分析和杂种优势类群划分,60对标准引物在33份供试材料中共检测出233个等位基因,平均多态性信息量为0.77,自交系间平均遗传相似系数为0.49。研究结果表明,这些自交系来源广泛,且具有较好的遗传基础。按照UPGMA方法进行聚类分析,可以将33份玉米自交系分为Ⅰ和Ⅱ两个类群,Ⅰ类群可进一步划分为4个亚群。杂种优势模式可被简化为"A×B"模式,A群包括Ⅰ-Ⅰ亚群、Ⅰ-Ⅱ亚群和Ⅰ-Ⅲ亚群自交系,B群包括Ⅰ-Ⅳ亚群和第Ⅱ类群自交系。     

中国不同时期玉米自交系聚类及杂优模式分析

以我国不同年代广泛推广玉米品种的32个自交系为材料,利用40对引物对每个自交系的单株样品进行SSR标记遗传多态性聚类分析,结果表明：32个自交系基本可以划分为6大类群,Ⅰ类为唐四平头群,包括黄早四、黄野四、昌7-2、吉444、西502、K12、掖81515和LX9801;Ⅱ类为改良Reid群,包括掖478、郑58、U8112、C8605-2和PH6WC;Ⅲ类为P类群,包括豫自87-1、沈137、齐319、X178和丹598;Ⅳ类为综合杂优群,包括矮金525、掖52106、综31和黄C,该类群与改良Reid群血缘相对较近;Ⅴ类为Lancaster群,包括本7884-7ht、C103、Mo17、Mo17ht、获唐黄、自330和PH4CV;Ⅵ类为旅大红骨群,包括E28、丹340和掖107。聚类结果与系谱来源基本一致但存在差异性,说明SSR标记技术基本可以应用于玉米自交系优势类群的划分。分析我国不同年代单交种杂种优势模式演化规律,认为Reid×唐四平头、Reid×Lancaster是今后我国玉米育种杂种优势利用的主流模式。     

玉米自交系耐荫性鉴定与评价

以41个玉米自交系为材料,采用大田试验方法,在植株形态建成期设置15%遮荫和不遮荫两种处理方式,研究不同处理下玉米自交系植株形态、物质生产、产量等11个指标以及各指标耐荫系数的变化,并对自交系的耐荫性进行评价。结果表明,遮荫不仅会增加玉米自交系的株高和穗位高,延缓生育进程,而且会降低植株叶面积指数及叶绿素含量,最终影响玉米物质积累及产量的提升。进一步对各指标的耐荫性进行数学统计分析,表明茎干物质、叶面积指数和产量的耐荫系数可作为评价玉米自交系耐荫性指标。筛选出M173、豫82、DH382、618B、P6874、昌7-2、8612A、M753、ZY608、豫1122、PH6WC和M109高度耐荫型玉米自交系;ZY602、ZY606、658、HT60、ZY601、C70、外引-2、四-144、KW7M14、NS501和PH4CV是弱光敏感型玉米自交系。     

先锋公司在我国审定玉米杂交种亲本自交系的系谱分析

研究和整理2001～2019年先锋公司在我国审定的玉米杂交种的亲本自交系及其系谱,绘制SS和NSS不同类群种质系谱图。结果表明,美国先锋公司共审定53个玉米杂交种,主要集中在以山东、河南为主的黄淮海夏玉米区和以吉林为主的东北春玉米区。SS群种质主要是B73与PHG39背景,其中,骨干自交系PH09B及其衍生系PH890基础形成了8个衍生系,包括PH6WC、PH6JM、PHJEV、PHTEF、PH11V8、PH18Y6、PH1JP8和PH12P3,这8个衍生系组配了14个玉米杂交种;NSS群的种质主要是OH07、Iodent与Lancaster为背景,以OH07种质为主,其中,骨干自交系PHA9B、PHN46和PH4CN形成了9个衍生系,包括PH4CV、PH2N1、PH5AD,PHPM0、PH1N2D、PH11YB、PH11VR、PH12RP和PH12TB,共组配了18个审定玉米杂交种。     

应用清蛋白PAGE技术进行玉米自交系类群划分的初步研究

利用改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对12个玉米自交系子粒清蛋白进行分析,结果共分离出24条谱带,其中公共谱带4条,占16.7%,多态性谱带20条,占83.3%,平均每个自交系分离出1.7条多态性谱带.通过电泳谱带进行聚类,可将12个自交系分为4大类:第Ⅰ类为478、8112、冀815和冀53;第Ⅱ类为黄早4、502、冀35、京404、81515和52106;第Ⅲ类为丹340;第Ⅳ类为Mo17.聚类结果与已知系谱来源基本吻合,表明改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术在玉米自交系类群划分上的应用是基本可行的.     

不同播期对南繁玉米农艺性状和产量的影响

选取辽宁省5个主栽玉米杂交种丹玉405、丹科2151、丹玉801、丹玉508和先玉335及5个骨干自交系丹299、丹717、丹TX-2、丹D15和PH6WC为试验材料,研究不同播期对玉米主要农艺性状和产量的影响。结果表明,播期延后玉米各生育时期和生育期有不同程度延长,株高、穗位高和空秆率有所增加,病虫害发生程度加重,果穗性状不断劣化,产量逐渐降低。根据试验结果,南繁玉米播种的最佳时间在每年的10月末至11月初,如遇特殊的台风天气影响播期可适当推延,在最佳播期播种可以降低田间管理难度,获得较高产量,方便晾晒储运,也为北方春季试材准备赢得充足时间。