Suwan种质玉米自交系的配合力分析

为进一步利用Suwan种质资源,充分发挥其在玉米育种的作用,选用国内6个分属不同优势群的代表自交系为准测验种,采用NCⅡ不完全双列杂交设计,对7个Suwan种质玉米自交系进行配合力分析。结果表明,T32、S273、S48的产量一般配合力较高,利用潜力较大。在42个组合中,T32×丹340、S11×交51、T32×交51、S273×交51、S48×18599、S273×B73、S48×交51、S37×交51、T32×B73的配合力总效应较高,为较强优势组合。Suwan种质玉米自交与Reid种质、旅大红骨、地方种质、Lancaster、PN种质之间有杂种优势。     

中国玉米LSC杂种优势群种质与美国BSSS种质间配合力分析

以我国兰卡斯特杂种优势群（LSC群）的5个代表性自交系和选自美国依阿华坚秆综合种（BSSS群体）的4个自交系为材料,对LSC和BSSS种质间的配合力进行了研究.结果表明,不同自交系的一般配合力和特殊配合力存在较大差异.选自BSSS群体的自交系中,B73和B109的一般配合力高于B94和B111;而LSC群的自交系中,4F1A和杂C546的一般配合力高于Mo17、自330和四446A.在BSSS群和LSC群的自交系互为测验种的情况下,不同自交系间的特殊配合力差异很大;其中,以产量特殊配合力效应值为核心的各性状配合力综合指标来说,特殊配合力超过内参对照Mo17×B73的组合占组合总数的35％;一般配合力高的自交系间的特殊配合力均高于其他自交系间的特殊配合力.     

河南省部分玉米地方品种主要产量性状的配合力分析

基于表型和基因型的聚类分析,从不同类群中筛选到18份河南省特异玉米地方品种,对其进行产量相关性状的配合力分析。结果表明,地方品种一般配合力对其产量性状作用较大,一般配合力(GCA)较高的是老人牙、红胡玉和朝鲜白马牙,其效应分别为29.93、13.65和9.94;产量的特殊配合力(SCA)较高的分别是黄早四×本地白玉米、掖478×白盖玉米、黄早四×老人牙、掖478×踏坑白、黄早四×混选一号和黄早四×红胡玉,其效应分别为15.62、14.36、13.03、12.88、9.33和8.59。在所有杂交组合中,黄早四×老人牙的产量最高,而掖478×踏坑白和掖478×白盖玉米组合次之,其平均单株产量分别为182g、170g和168g,这3个组合可作为潜势组合进一步试验。因此,在从地方品种中选育自交系作亲本时,应重点选择一般配合力高的地方品种,同时,结合特殊配合力测定,才能得到产量优异玉米杂交组合。     

Genetic Diversity of Chinese Temperate and Exotic Tropical,Subtropical Quality Protein Maize Inbreds by SSR Markers

Information on genetic relationship is of great value to maize (Zea mays L.) breeding. The objectives of this study were: 1) to classify 22 quality protein maize (QPM) inbreds into different groups by using simple sequence repeats (SSR) markers, which included exotic tropical, subtropical and domestic temperate QPM and normal maize inbreds; 2) to examine the consistency of grouping results obtained from SSR, specific combining ability (SCA) analysis,and genetic backgrounds of these inbreds. A set of 39 polymorphic SSR primers was selected from 70 primer pairs, which detected 136 alleles among the 22 lines. The mean polymorphism information content was 0.55. Based on analysis of genetic similarities, five groups were identified including Luda Red Cob, Sipingtou, Reid, Lancaster and a miscellaneous group with several tropical inbreds which could not be classified into the above four groups. The results generally agreed with previous results based on analysis of yield combining ability and pedigree data.     

24个优质蛋白玉米自交系与中国温带玉米四大优势群代表自交系的配合力和杂种优势群研究

 【目的】研究QPM种质与中国温带种质之间的杂种优势关系并划分杂种优势群。【方法】采用NCⅡ设计对24个热带、亚热带优质蛋白玉米（QPM）自交系和4个温带普通玉米优良自交系配制96个杂交组合，在云南省3种不同生态环境下对这些杂交组合进行农艺性状和产量配合力分析，评价群体的应用价值和利用潜力，再根据产量特殊配合力效应和系谱追踪划分杂种优势群。【结果】自交系YML761、CML171、CML172、中系096/o2、YML411、YML024和YML042产量一般配合力较高。产量SCA效应较高的组合有YML401×黄早四、CML172×Mo17、YML761×掖478、长709/o2×Mo17、H152×丹340、中系096/o2×掖478和YML872×Mo17。【结论】自交系YML761、CML171、CML172、中系096/o2、YML411、YML024和YML042在生产中有较大的利用价值。YML411、YML042、CA307、YML065和YML401归入Lancaster群；CML165、CML166、YML761、中系096/o2、长631/o2、YML011、YML872归入旅大红骨群；CML171、CML161、CML172、齐205、CA10139、YML330、8129归入四平头群，CML163、CML170、H152、长709/o2和YML024归入Reid群。本研究结果与系谱分析及前人的研究基本一致。     

10个玉米群体配合力效应和杂优组合模式评价

1225个主要玉米自交系为测验种,采用NCⅡ遗传交配设计,对10个热带、亚热带、温带玉米种质群体的配合力效应、杂种优势及利用潜力进行评价。结果表明,墨黄1号、Suwan-1、新墨1号、豫综5号、辽旅综等5个群体有较高的产量一般配合力,是适合本地利用的优良种质,具有较大的利用潜力。在10个群体与测验种的50个杂交组合中,CML161x辽旅综（热×温型）、CML165x新墨1号（热×热型）、5公xSuwan-1（温X热型）、双M9x辽旅综（热X温型）、CML165x墨黄1号（热X热型）等5个组合的SCA值较大、产量高、对照优势大,在育种中可用于构建杂种优势模式,获得优良品种或组合。     

热带种质“320”的导入对玉米自交系配合力的影响

以江苏沿江地区农业科学研究所培育的3个自交系及其导入热带种质"320"的3个改良系为被测系,以5个外引系为测验种,按NCⅡ设计配制30个组合,分析10个农艺性状的配合力。结果表明:热带种质"320"的导入对株高、穗位高的一般配合力表现出显著的正效应,对其他农艺性状一般配合力的效应由于受体的自交系不同,表现并不一致,甚至对某些优良自交系的有益农艺性状呈负效应;导入"320"的4S1、751、2491分别与齐319、齐318、丹340在单株产量上具有较高的特殊配合力效应值,值得进一步深入研究。     

部分CIMMYT玉米群体改良与利用的初步研究

采用NCⅡ设计,以6个代表我国主要玉米种质的自交系为测验种与来自CIMMYT并经过初步改良的4个群体杂交,通过配合力和杂种优势分析以明确其进一步改良与利用的方向。结果表明:①可以将Pob45群体导入Reid种质,Pob45改良系×Lancaster种质可能为一个潜在的杂种优势组合模式;②可以将Pob46群体导入Lancaster种质,Pob46改良系×旅大红骨种质可能构成一个潜在的杂种优势组合模式;③可以将Pob69群体导入PA种质,Pob69×Lancaster种质可能构成一个潜在的杂种优势组合模式;④在青贮玉米育种可将Pob70群体导入PB种质,在普通玉米育种中,可将Pob70群体导入旅大红骨种质,Pob70×PA种质可能构成一个潜在的杂种优势组合模式。     

基于杂交种群体的玉米产量及其配合力的全基因组关联分析

【目的】通过分析陕A群和陕B群选育自交系组配的杂交种产量,评估自交系的配合力,并开展以产量和配合力为目标性状的全基因组关联分析,挖掘产量及其配合力的关联位点,为陕A群和陕B群选育玉米自交系的改良及育种中的应用提供依据。【方法】基于NCⅡ遗传设计,以陕A群和陕B群选育的85份优良玉米自交系为亲本,构建包含246份F₁的杂交种群体,在3个环境下进行产量测试,并评估产量的一般配合力和特殊配合力;利用6H90K芯片进行亲本基因型检测,获得63 879个高质量SNP标记,并进行群体遗传特征分析,在杂交种群体推测出高质量SNP标记55 951个,采用加性模型和非加性模型对杂交种产量、一般配合力和特殊配合力开展了全基因组关联分析,并基于B73参考基因组对显著关联SNPs内的基因进行挖掘和功能注释。【结果】3个环境下的产量表现符合正态分布且变异广泛,产量广义遗传力为59.04%,环境效应显著;杂交种产量、一般配合力和特殊配合力三者之间均达到极显著相关性,杂交种产量与特殊配合力的相关性（r=0.95）大于与一般配合力的相关性（r=0.62）;陕A群与陕B群遗传特征具有一定差异,陕A群具有较高的一般配合力。全基因组关联分析分别检测到7、5和9个SNP与杂交种产量、一般配合力和特殊配合力显著相关（-log₁₀(P)>3.86）,其中4个SNP为杂交种产量和特殊配合力共定位,最终锚定了17个关联SNP。对不同性状关联位点的优势等位基因型分析发现,4个GCA关联SNP受加性效应控制,F₁产量BLUE关联位点可分为4种表现形式,以显性效应为主,其杂合基因型为最优等位基因型或次优等位基因型。通过功能注释发现,候选基因在玉米生长发育和籽粒建成中特异表达,例如GRMZM2G165828、GRMZM2G057557均与玉米籽粒发育相关。【结论】一般配合力和特殊配合力共同影响杂交种的产量,特殊配合力效应影响更大;一般配合力和特殊配合力具有不同的遗传基础,可通过有利等位基因聚集提高一般配合力。在F₁杂交种群体采用全基因组关联分析策略可开展配合力相关遗传解析,挖掘产量及其配合力相关遗传位点,可加速关联位点在分子育种中的应用。     

不同遗传背景热带、亚热带玉米自交系配合力和聚类分析

以5个国内玉米自交系为标准测验种,采用NCⅡ遗传交配设计,对17个热带、亚热带玉米自交系进行配合力效应分析及聚类分析。结果表明,M9683、H黄、M9687、M9699、CP6965、M96810、CML161、双M9、J44、CML165的产量一般配合力较高,利用潜力较高。在85个组合中,H黄×齐319、M9683×黄早4、J44×丹340、M96．83×齐319、CP6965×M017、M9687×齐319、M9699×丹340、M9687×M017、M96810×齐319、M9683×M017的配合力总效应较高,为较强优势组合。根据产量特殊配合力进行聚类分析,将17个热带、亚热带玉米自交系划分为4个类群：第Ⅰ类群包括双M9、DMS937、M9699、J44,与丹340的SCA最高;第Ⅱ类群包括M96810、CML161、CML165、辐综27,与齐319的SCA最高;第Ⅲ类群包括M9683、CP6962、H黄、CML327,与齐319的SCA最高;第Ⅳ类群包括M9687、CP6965、CP6963、CP6991、P1201,与M017、掖478的SCA最高。可利用H黄、M9687、M9699、CP6965、M96810、CML161等具有较高一般配合力的不同热带、亚热带自交系与温带自交系杂交,较容易选育出较高产杂交组合。     

5个玉米人工合成群体选系的杂优类群分析

以5个玉米人工合成群体的15个新选自交系和西南地区常用的8个骨干玉米自交系以及代表我国玉米核心种质的Mol7、黄早四、丹340、478等4个标准测验种为材料,利用SSR标记,进行了杂优类群划分,以15个新选系和8个常用骨干系按不完全双列杂交组配的120个杂交组合为材料,通过单株产量测定、杂种优势估算,分析了杂优模式.结果表明:27个自交系间遗传差异较大,可分为5个杂种优势群,其中第Ⅱ类又可分为4个亚类;5个玉米人工合成群体的15个新选系有12个划入旅大红骨群,1个划入瑞德群,2个划入其它类群;在各类群组配中,Lancaster群与旅大红骨群组配可产生较强的杂种优势,特别是Lancaster群与旅大红骨工亚群和旅大红骨Ⅳ亚群组配获得强优势组合可能性更高.     

15个玉米自交系主要数量性状配合力的研究

 供试的两套玉米自交系做不完全双列杂交,组配成44个杂交组合.对生育期、株高、穗长、千粒重、穗重和产量等6个性状的配合力进行估算.按照一般配合力、特殊配合力和总配合力筛选出3个优良自交系和2个优良杂交组合.对于一般配合力、特殊配合力和总配合力,在选择优良杂交组合时应加以综合考虑.     

利用SSR标记研究南斯拉夫玉米自交系遗传变异及杂种优势群预测

 利用113对SSR多态性引物对9个南斯拉夫玉米自交系和国内18个不同类群玉米自交系进行遗传多样性分析,进而研究GD,GH,SCA及杂种优势与F₁产量的相关性,探讨预测杂种优势的可能性。结果表明:（1）利用SSR标记将27个供试自交系分为6类,我国自交系的分类结果与其系谱来源和以往研究结果基本一致,PA,PB和四平头类群自交系分别各归为一类;南斯拉夫自交系ZPL01,ZPL06,ZPL09,ZPL10和ZPL02归为第Ⅰ类, ZPL03,ZPL05,ZPL04与Mo17和丹232归为第Ⅱ类群, ZPL07与综3和综31归为第Ⅲ类;（2）SCA与对照优势及其与F₁穗粒重呈极显著正相关,而GD,GH与F₁穗粒重和对照优势的相关仅长葛点达到显著水平,利用SCA或对照优势可以较好地预测F₁的产量表现,而GD和GH的预测效果较差。     

热带玉米种质资源杂种优势研究

[目的]研究热带玉米(Zea mays L.)种质资源的杂种优势,探讨其在高纬度温带地区的利用价值和利用方法。[方法]采用完全双列杂交法,以黄早四、丹340、Mo17和B73为测试种,分析已筛选出的5个热带自交系和4个我国分属4大类群的温带玉米种质自交系的杂种优势。[结果]单株产量杂种优势明显,热带×温带的杂种优势大于热带×热带和温带×热带的模式。[结论]该研究可为热带玉米种质在辽宁省的利用提供理论依据。     

三个用CIMMYT种质构建的玉米半外来群体的改良和利用

用来自CIMMYT的热带、亚热带早熟群体和与之杂种优势关系最近的我国温带核心种质代表系杂交构建的半外来群体中的部分选系与测验种测交,通过杂种优势和配合力来分析改良效果。结果表明,半外来群体丹340×Pob70选系的一般配合力较高,与Lancaster群和改良Reid群测验种都有较大的杂种优势;Pob101×掖478选系的一般配合力中等,主要与旅大红骨群和Lancaster群测验种有较大的杂种优势,掖107×Pob69选系的一般配合力较低,但与旅大红骨群测验种有一定的杂种优势。该改良方法为这些半外来群体及其选系的继续改良和利用提供了依据。     

玉米产量构成因子配合力分析

采用不完全双列杂交设计,对玉米主要性状进行配合力效应分析。结果表明:不同自交系所表现的配合力不同,同一自交系不同性状间和同一性状不同自交系间的配合力存在一定差异;自交系昌7-2、太100、黄早四、05008都是较好的亲本,均可配制出高产的优良组合,其中,昌7-2、太100作父母本均可,黄早四、05008适宜作母本,054092需进一步改良。从产量构成因子配合力分析结果可以看出,尽管不同自交系不同性状的配合力有差异,但根据各因子配合力总和可知,昌7-2、黄早四、太100是高配合力自交系。     

几个主要玉米自交系的配合力及聚类分析

利用16个自交系按8×8不完全双列杂交法配成64个组合,研究其株高、穗位高、生育期、穗长、穗粒数、小区籽粒产量等14个农艺性状的一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)和遗传参数.结果表明:14个农艺性状的GCA和SCA均达极显著水平;控制这14个性状的基因效应中主要以加性基因效应为主,非加性基因效应较少;本试验材料中561、B603-6-1、8954、4781tl41、268、549、478C4等7个自交系GCA综合性状较优,为组配强优势杂交组合的优良自交系.根据离差平方和法进行聚类分析表明16个自交系划分成6个类群:549、8954为一类;268、478C4、冬4011、N7931、478G为一类;4781tl41、苏11为一类;561、B603-6-1为一类;WJ01、石79、1058为一类;吉1037、200H为一类.     

1991—2001年中国主要玉米杂交种遗传基础的变化趋势及 三大种质类群在育种中的应用

 【目的】研究十年来中国主要玉米杂交种遗传基础的变化趋势及分析四平头、Reid和Lancaster三大种质类群等位基因的变异,为中国玉米育种提供一些理论依据。【方法】利用111个SSR标记对1991—2001年间大面积推广的66个杂交种的84份亲本自交系进行分析。【结果】①在66个杂交种中共检测到659个SSR等位基因,平均每个位点检测到5.95个等位基因。在过去的10年间,大面积推广的杂交种Nei遗传多样性指数由0.67增加到0.69,可检测到的等位基因的数量逐年增加,由603增加到653个等位基因,2001年大面积推广的杂交种与1991年的杂交种相比,缺失的等位基因仅有0.9%,而新增加了8.5%的等位基因;②对其中的四平头类群自交系16份,Reid类群15份自交系和Lancaster类群8份自交系进一步分析发现,在39个玉米自交系中共检测到583个等位基因,占检测到的SSR位点等位基因总数的88.3%。其中四平头类群检测到的等位基因位点最多,占检测到的等位基因总数的77.4%,Reid类群和Lancaster类群差别不大,分别为61.5%和60%。Reid与四平头及Lancaster与四平头的等位基因差异均在32%左右,而Reid与Lancaster间等位基因的差异仅为25%。而且Reid与Lancaster类群提供的特有等位基因比率分别为7.9%和7.3%,大部分的特有等位基因存在于四平头类群,约为24%。【结论】随着新的种质资源的引入和对原有资源的改造,与20世纪90年代初相比,中国的玉米资源遗传多样性有了一定的增加;地方种质含有大量的特有等位基因,这是其与国外种质组配优异杂交种的重要基础,应当加强地方种质的改良和利用。     

基于SNP芯片揭示中国玉米育种种质的遗传多样性与群体遗传结构

【目的】选择具有重要育种价值的玉米自交系进行遗传多样性与群体遗传结构解析,为玉米育种实践提供指导和参考。【方法】选用344份具有广泛代表性和时效性的玉米自交系,其中包括美国主要杂种优势群、由国内地方种质发展来的杂种优势群、由美国商业化杂交种选系发展来的杂种优势群以及近年来在中国玉米育种中应用的新种质。利用北京市农林科学院玉米研究中心自主研发的包含3 072个SNP位点的MaizeSNP3072芯片对供试自交系进行全基因组扫描,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。【结果】在344份自交系中,3 072个SNP标记所检测到的基因多样性为0.028-0.646,平均为0.442;多态信息含量（PIC）为0.028-0.570,平均PIC值为0.344。群体遗传结构分析表明,K=8时,△K值最大,即本研究所采用的自交系群体可以划分为8个类群,分别为旅大红骨群、黄改群（又称塘四平头群）、Iodent群、兰卡斯特群、P群、改良瑞德群、瑞德群和X群,其中前7个群已有报道且基本被育种家所公认,第8个群为近年来以X1132X等杂交种作为基础材料选育出的优新种质,命名为X群。比较8个类群,遗传分化系数（Fst）为0.319-0.512,遗传距离为0.229-0.514。AMOVA结果表明类群间存在显著的遗传变异,占总遗传变异的38.6%,类群内的遗传变异占58.1%。PCA（主成分分析）结果显示,X群与黄改群、兰卡斯特群遗传关系较远,与Iodent群遗传关系较近。各类群平均基因多样性分析结果表明,随着类群改良年代的增加,类群平均基因多样性降低,其中X群种质平均基因多样性最高;进一步分析表明,美国种质类群（兰卡斯特群、瑞德群和Iodent群）和国内地方种质改良系（旅大红骨群和黄改群）核心材料多样性下降幅度较大,P群和改良瑞德群核心材料下降幅度较小,X群核心材料则没有下降趋势,说明X群核心材料仍然保留了较高的遗传多样性,未来还有很大的育种潜力可挖掘。【结论】近年来,以X1132X等杂交种所构建的基础材料选育而成的京724等系列优良自交系,区别于其他已知的7大类群,可以单独成群,称之为X群。该群与黄改群之间存在较远的遗传距离,从分子水平验证了“X群×黄改群”这种强杂优模式具有良好的应用潜力。     

美国玉米种质改良系的应用潜力研究

采用NCⅡ设计,在6万株/hm2密度下,由5个美国种质的遗传改良系与旅大红骨群自交系配制25个玉米杂交组合,对其单株产量的杂种优势和穗部性状的配合力进行了研究.结果表明:J1218的单株产量一般配合力高,组配出4个高产组合,是改良成功的自交系.J1405和J1207单株产量的一般配合力较低,但各组配出1个高产组合,具有一定的利用价值.改良系×旅大红骨模式杂交种中有3个组合的产量比对照“郑单958”高10％以上,生育期均长于对照,说明该模式在高产密植型杂交种选育中具有较大应用潜力.在实际育种中PA种质可对美国玉米种质进行遗传改良.