不同基因型甜玉米自交系芽期耐冷性鉴定及评价

东北地区易发生低温冷害,筛选耐冷性强的玉米种质资源,选育优良耐冷品种是目前亟待解决的问题。本试验以沈阳农业大学特种玉米所提供的30份甜玉米自交系为试验材料,利用人工气候箱模拟低温环境条件,对不同甜玉米自交系进行低温胁迫和标准发芽试验,分别测定发芽率、活力指数、苗长、根长、苗干、鲜重、根干、鲜重等指标,并计算各个指标相对值、隶属函数值及综合D值等耐冷性评价指标,对30份自交系的耐冷性进行综合评价。采用聚类分析的方法将自交系分为耐冷性强、耐冷性中等、低温敏感3类,其T12和T21是耐冷性强自交系,T10和T27是低温敏感自交系。本试验采用低温处理的方法筛选出一批耐冷性强的自交系,为甜玉米耐冷品种的选育及生理生化、分子生物学研究提供了优良多样的基因资源。     

95份玉米自交系萌发期耐冷性鉴评与遗传基础分析

本研究以95份玉米自交系为试材,测定10℃低温下种子的发芽率、发芽指数、平均发芽时间以及其相对值等6个性状,采用主成分分析、聚类分析等统计方法对自交系萌发期耐冷性进行鉴评,筛选耐冷种质;基于55K芯片数据,揭示95份自交系的群体结构,并探讨杂优类群与萌发期耐冷性的关系;采用混合线性模型(mrMLM)进行全基因组关联分析(GWAS),检测与耐冷性状显著关联的SNP (Single nucleotide polymorphism)位点。结果表明,主成分分析将6个单项指标综合为2个独立的综合指标,系统聚类将自交系划分为5类,耐冷性强、较强、中等、较弱、弱的材料分别为11、25、26、15、18份。95份自交系被划分为‘瑞德’、‘旅大红骨’、‘兰卡斯特’、‘四平头’、‘PB’与混合群等6个类群,其中本土种质‘四平头’与‘旅大红骨’的整体耐冷性高于其它类群,可选择国内种质×国外种质的杂优模式进行耐冷种质改良。基于GWAS结果,共检测到26个与耐冷性状显著相关的SNP位点,单个SNP解释的表型变异为2.16%～32.63%。本研究为优异基因的克隆、有效功能标记的开发以及后续的种质改良与创新提供了种质资源、技术基础和理论依据。     

玉米自交系萌发期耐盐性鉴定

为了完善玉米自交系萌发期耐盐性的鉴定评价标准,筛选耐盐性强的玉米种质资源,解析玉米自交系萌发期耐盐性遗传机制,为玉米萌发期耐盐性育种提供理论依据和技术支撑。对390份玉米自交系耐盐性相关的10个生理指标进行测定,利用主成分分析确定为5个综合指标,即7d发芽率、芽干重、芽鲜重、根干重和根长,可作为玉米萌发期耐盐性鉴定指标。根据隶属函数分析确定各材料的耐盐综合评价指数,并通过聚类分析将材料萌发期耐盐性分为6个等级,其中高度盐敏感型材料298份,中度盐敏感型材料49份,盐敏感型材料27份,耐盐型材料9份,中度耐盐型材料5份,高度耐盐型材料2份。     

苦瓜芽期耐冷性鉴定与评价

目的:探讨苦瓜芽期耐冷性鉴定与评价方法,以期为苦瓜耐冷性材料的筛选提供参考.方法:在低温条件下,对54份苦瓜材料进行发芽势、发芽率、种子活力指数、下胚轴长等指标测定,采用主成分分析结合聚类分析进行科学综合评价.结果:发芽率和种子活力指数对苦瓜芽期耐冷性具有较高的载荷,其系数分别为0.865和0.959,可作为苦瓜芽期耐冷性鉴定的重要指标;单一指标不能可靠而准确地对苦瓜芽期耐冷性进行鉴定与评价;聚类分类可将供试材料分为4种类型,第1类为高度低温敏感型,第2类为低温敏感型,第3类为高度耐冷型,第4类为耐冷型.结论:该套方法适用于多数苦瓜资源芽期耐冷性的鉴定与评价.     

玉米自交系芽期耐冷性鉴定

低温冷害是北方春玉米区主要的气象灾害之一。通过种子低温发芽试验对8个东北地区生产上主要利用的玉米自交系进行芽期耐冷性鉴定。在常温（25℃）和低温（10℃）条件下分别测定了发芽势、发芽率、平均发芽时间、发芽指数、幼苗干重和活力指数等,并以各性状低温与常温下测定值的比值（相对值）作为耐冷性鉴定指标。通过聚类分析将自交系分为耐冷性强中弱3类,其中PH4CV、吉419和吉495耐冷性强,H21耐冷性中等,W9706、黄早四、丹黄02和四279耐冷性弱。相关性分析表明,相对发芽率、相对发芽指数、相对幼苗干重与相对活力指数呈极显著相关,可以作为玉米自交系芽期耐冷性鉴定指标。本试验为大规模鉴定和筛选芽期耐冷玉米种质奠定了基础。     

玉米自交系苗期耐盐性鉴定及筛选研究

旨在加强玉米耐盐性的研究和利用,本研究采用水培法,以NaCl胁迫拟田间盐生条件,在适宜的盐胁迫处理浓度的基础上,以耐盐系数为指标,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对242 份玉米自交系苗期的耐盐性进行综合鉴定。结果表明：发芽率、根干重、苗干重、根鲜重、根长和苗鲜重可作为玉米自交系的苗期耐盐性筛选和鉴定指标;通过聚类分析可将242 份玉米自交系苗期的耐盐性划分为5 类,其中B红-2 等12 份玉米自交系的耐盐性较强,NC320 等42 份玉米自交系的耐盐性中等,50K-4-1 等58 份玉米自交系的耐盐性一般,H070480 等77 份玉米自交系的耐盐性敏感,甘1 号等53 份玉米自交系的耐盐性高度敏感。     

玉米自交系耐密性鉴定评价

鉴定筛选耐密自交系是选育耐密宜机收玉米新品种的基础环节,已成为玉米育种的重要研究内容。研究以 62 份玉米自交系为试验材料,分别在 7.5 万株 /hm2、10.5 万株 /hm2 和 13.5 万株 /hm2 播种密度下进行种植试验,鉴定不同密度下各自交系的农艺性状的表现。通过对 3 个密度下各指标的统计值分析,筛选出用于玉米自交系耐密性评价的 3 个主要性状指标,即空秆率、穗长、单株产量;建立了以实收株数矫正单株产量为主指标的综合评价模型;应用综合评价模型从 62 份供试材料中筛选出了 8 份较耐密自交系,即 K6、掖 478、20DR002、ND01、HL86、35S77B、DX2 和 PH6WC,这些自交系宜在耐密玉米新品种选育中加以重点利用。     

淹水胁迫下玉米自交系苗期的形态生理差异

以35份适应长江中下游种植的玉米自交系为材料,研究了淹水胁迫对玉米苗期生长的影响,评价了玉米自交系苗期耐涝性差异。结果表明：淹水胁迫对玉米形态和生理指标有显著影响。主成分分析表明：叶绿素含量（SPAD）、叶面积、株高、根干物重、茎干物重、叶干物重和总干物重的耐涝指数在4个主成分中占比重较大;总干物重、叶干物重、茎干物重、根干物重和叶面积的耐涝指数可以作为耐涝基因型筛选的指标。采用聚类分析将35份玉米自交系分为3类,其中敏感型17个、中间型6个和耐涝型12个。     

基于主成分分析和聚类分析的玉米自交系芽苗期抗旱指标的研究

选取巧份玉米自交系芽苗期的14个指标进行基本参数估计、主成分分析和聚类分析,结果显示14项指标分成4个主成分,其中生理指标和主根长的贡献率最大,占38.7%;聚类分析将供试自交系分成3类。主成分分析和聚类分析在结果上的一致性说明多因素分析技术在不同玉米自交系芽苗期杭旱性中的应用是可行的。     

140份甜玉米自交系耐铝性鉴定

以华南农业大学选育的140份甜玉米自交系为材料,利用0.4 mmol·L-1的AlCl 3溶液处理玉米幼苗,测定其相对根长、相对叶绿素含量、相对株高、相对鲜重和相对干重等值并汇总排序,进行耐铝性鉴定分析评价。结果表明,系统聚类分析将140份甜玉米自交系分为4个类群,类群Ⅲ中自交系平均耐铝水平较高。分析140个甜玉米自交系的各项指标相对值和总值,大部分甜玉米自交系的总比值小于5,对铝胁迫较为敏感,小部分自交系的总比值大于5,对铝胁迫有较强的耐性。其中,五项比值总和最大的10份自交系为K 117、K 77、K 83、K 56、K 91、K 99、K 138、K 86、K 92、K 94,说明这10份自交系对铝毒有较强的抗性,可为后续耐铝自交系的选育提供材料,丰富耐铝毒的玉米种质。     

不同来源玉米自交系籽粒品质性状研究

为提供玉米育种品质改良的依据,研究了不同来源的211份玉米自交系籽粒品质性状间的差异及相关性。采用近红外光谱分析仪测定籽粒粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、赖氨酸含量4个籽粒品质性状,并在系统聚类分析的基础上进行了类群间各性状变异分析。结果表明,各性状不同自交系间、年份间、地点间、年份×自交系、自交系×年份×地点均存在显著或极显著差异;不同自交系间粗蛋白、粗脂肪和赖氨酸的含量存在明显差异,赖氨酸含量变异系数最大（22.77%）,粗淀粉含量变异系数相对较小（1.89%）;各品质间的相关性分析显示粗脂肪和粗蛋白、赖氨酸和粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量间呈显著正相关,粗淀粉和粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸含量间呈负相关;供试自交系可分为9类,其中类群G1~G5包含205个自交系,占97.16%,品质性状优良的自交系以类群G1、G2、G4和G5最多,与‘郑单958’和‘先玉335’两大杂交种的4个亲本自交系比较,本研究共选出32份籽粒品质优良自交系,为玉米自交系籽粒品质性状的改良提供参考。     

不同来源玉米自交系植株性状特征分析

为了获得优良的玉米自交系，从而培育优良的玉米新品种，本研究通过统计分析和聚类分析对211 份不同来源的玉米自交系的11 个植株性状进行分析，并与玉米杂交种‘郑单958’和‘先玉335’的亲本自交系进行比较，从而筛选性状优良的玉米自交系。结果表明，自交系间除第一层气生根数呈显著差异外，其余均为极显著差异；各植株性状的变异系数均较大，其中雄穗分枝数的变异系数最大为27.99%，叶长的变异系数最小为6.04%；聚类分析将211 份自交系划分为9 个类群，G1~G4 类群包含192个自交系，占91%；与优良玉米杂交种‘郑单958’和‘先玉335’的亲本自交系进行比较，筛选出14 个植株性状优良的自交系。总之，本研究采用的211 份不同来源的玉米自交系材料之间遗传差异大，代表类型丰富，研究结果具有代表性。11 个植株性状之间均存在不同程度的相关性。聚类分析筛选出14 个植株性状优良的自交系，可为优良植株性状新品种选育提供参考。     

人工模拟荫湿环境对玉米自交系生长发育特性的影响

采用人工遮光增湿的方法,通过比较30个玉米自交系在荫湿环境和自然环境下生长发育特性的差异,研究了荫湿环境对玉米自交系生长发育特性的影响。结果表明,本研究设置的遮光增湿环境明显增加了环境湿度,极显著降低了光照强度和光量子,而不影响环境温度;荫湿环境导致玉米自交系有效功能叶数和雄穗分枝数减少,株高、穗位高、百粒重和单株粒重降低,茎秆和果穗变细,穗长变短,行粒数减少,而第7叶长、第7叶长宽比和纹枯病指数增大,ASI延长,与自然环境下这些性状的表现差异均极显著,且基因型间存在极显著差异。主成分分析结果表明,前7个综合指标的累计贡献率达85.08%,根据主成分分析和隶属函数分析获得的各自交系的综合评价值(D)可将30个自交系分为耐荫湿性强、耐荫湿性中和耐荫湿性弱3个类型。逐步回归分析结果表明,对综合评价值D影响显著的性状指标是第7叶长、雄穗分枝数和单株粒重,回归方程的R = 0.896,达极显著,预示可根据这些性状受荫湿环境影响程度进行耐荫湿性玉米育种材料的鉴定与筛选。     

玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析

为探讨低氮胁迫对玉米自交系幼苗生物量和根系形态的影响,以35份玉米自交系为材料,测定了两个氮素水平处理后14d玉米幼苗的单株干重、地上部干重、根干重、根冠比、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、侧根数和初生根长。结果表明,低氮胁迫下玉米幼苗根干重、根冠比、根总表面积、根体积、侧根数、根平均直径和初生根长显著增加,地上部干重和单株干重显著减小,而总根长没有明显变化。通过主成分分析和聚类分析发现,同一氮素水平下,玉米幼苗各性状的综合表现存在基因型差异,且在正常氮素和低氮条件下均可以分为6组。低氮处理后,选取的9个自交系地上部氮素积累量均显著降低,PH4CV、B73和XY4的根系氮素积累量显著增加,其余6个自交系显著降低。此外,只有XY4的氮素吸收和利用效率均较高。综合分析表明,XY4是低氮高效型玉米自交系。     

我国主要玉米自交系开花期耐旱性差异及改良

通过对37份我国主要玉米自交系两年的开花期耐旱性鉴定, 筛选出耐旱系12份(K22、 SH15、 X178、 P138、中自01、中自451、金黄96B、齐319、旱23、东91、临京11、 CA156). 在干旱胁迫下, 果穗吐丝延迟, 雌雄开花间隔增大, 结穗率下降, 籽粒产量严重降低; 雌雄开花间隔天数和结穗率与籽粒产量均呈极显著相关, 是可供耐旱性选择     

大田苗期耐盐碱鉴定指标筛选及玉米自交系盐碱耐性分析

分析31份玉米杂交种的大田苗期候选形态指标和相对减产率的相关性,确立适宜的盐碱耐性形态鉴定指标;基于上述已确立的鉴定指标,对69份玉米自交系进行盐碱耐性综合评价.结果表明:(1)株高、茎粗是大田条件下玉米苗期适宜的耐盐碱形态鉴定指标;(2)应用已确定适宜的鉴定指标对69份玉米自交系进行盐碱耐性分析,筛选出高耐盐碱自交系4份,耐盐碱自交系10份,中度耐盐碱自交系27份,敏感自交系14份,高度敏感自交系14份.研究结果将为耐盐碱玉米种质资源鉴定提供试验依据.