玉米抗粗缩病自交系种质的发掘和遗传多样性及其在育种中的应用

玉米粗缩病是近十年来危害我国部分玉米产区的主要病害之一, 挖掘抗粗缩病玉米种质, 进而培育抗病品种是防治粗缩病危害最经济有效的途径。选用184份常用玉米自交系(包括111份普通玉米和73份糯玉米)于2009—2010年在玉米粗缩病重发区江苏沿江地区农业科学研究所试验田进行田间自然鉴定; 同时利用117对SSR引物对供试的玉米自交系进行多态性检测, 按UPGMA方法, 利用Powermarker 3.0软件对184份自交系进行系统聚类分析。筛选出2份高抗(T877和YJ7)、6份抗病普通自交系和2份糯玉米抗性种质。基于644个SSR多态性位点, 结合系谱资料和育种实践, 将184份自交系划为9个杂种优势亚群。自交系4S及其衍生系(第VI亚群)和来源于美国杂交种78599的玉米自交系(第VIII亚群)为玉米抗粗缩病育种的重要种质。     

抗粗缩病玉米种质和新组合鉴定分析初报

为鉴定和筛选出适于黄淮海地区种植的抗粗缩病的玉米新品种,采用田间自然感病鉴定的方法,对295份玉米自交系和10个用其组配的高产杂交组合进行粗缩病抗性鉴定。鉴定出高抗玉米自交系12份、抗性玉米自交系32份、中抗玉米自交系69份、感病玉米自交系71份和高感玉米自交系115份以及3个抗粗缩病的玉米杂交组合。其中,12份高抗玉米自交系可以直接用于抗粗缩病玉米新品种的选育。在选育抗粗缩病玉米新品种的初期,必须确保玉米杂交组合的母本和父本均达到中抗以上水平,或者其父本或母本之一必须为高抗粗缩病的自交系。     

鲜食糯玉米品种（品系）对粗缩病的田间抗性评价

为筛选抗粗缩病的糯玉米种质及糯玉米品种,选用64份糯玉米自交系和江苏沿江地区生产上常用的25个鲜食糯玉米品种连续2年进行粗缩病抗性鉴定,结果表明：60%左右的自交系和品种对粗缩病表现为感或高感,且不同的年份、不同的品种、同一品种在不同的年份,对粗缩病的抗性均存在极显著的差异;通系5血统的自交系对粗缩病的抗性要优于其他3类种质;2个糯玉米品种田间鉴定对粗缩病达抗性水平。     

外引玉米种质抗粗缩病配合力分析

我国抗粗缩病的玉米种质遗传基础较狭窄,为拓宽我国玉米种质,从国外引进并选育抗粗缩病的材料对玉米抗病育种具有重要意义。对从阿根廷引进的12份玉米自交系及群体于2013,2014年进行粗缩病抗性鉴定,并且采用NCⅡ试验设计与4个国内骨干自交系组配48个杂交组合,对其进行粗缩病抗性鉴定以及抗性配合力分析,试验分2期播种。结果表明:播期对玉米粗缩病发病影响较大;自交系CA1106、CA1108、CA1107,群体CA1104、CA1103对粗缩病抗性较好,48个组合中昌7-2×CA1107抗性较好;12份新引材料一般配合力差异极显著,CA1107、CA1104具有较高的抗粗缩性一般配合力,可作为抗性亲本,利用潜力大;组合配合力差异达极显著水平,郑58×CA1106、PH6WC×CA1101、昌7-2×CA1102、PH6WC×CA1107、郑58×CA1303、PH4CV×CA1102组合具有较高的特殊配合力;遗传参数分析表明,玉米粗缩病在遗传过程中主要以加性效应为主,同时存在一定的非加性效应,性状表现受环境影响较大。12份外引材料中自交系CA1107以及群体CA1104对玉米粗缩病抗性最好,且一般配合力较高,可以在抗病育种中加以利用。     

基于SRAP标记的玉米自交系遗传多样性与群体结构分析

利用筛选出的31对SRAP引物,对33份玉米自交系进行PCR扩增,采用PopGene 1.23、Structure2.3.3等软件完成玉米自交系遗传多样性和群体结构剖析,为自交系合理利用和杂交组配提供理论依据。结果显示,31对SRAP引物共检测出196个等位变异,平均6.32个;多态性比率40.00%~70.59%,平均为53.08%;基因多样性为0.2156~0.8854,平均为0.5495;PIC为0.1809~0.8976,平均为0.5507。结构分析表明,K=4时,△K值最大,即这些自交系可以划分成4个类群,依次为Reid、旅大红骨、塘四平头与PB群,新选自交系也相应地被划分到这四大类群里,没有独立成群。4个类群中,塘四平头群与旅大红骨群的遗传关系最近,与Reid群遗传关系最远。从系谱的亲缘关系分析,大部分已知自交系其SRAP聚类结果与系谱追踪结果有较好的一致性。     

我国部分玉米自交系遗传关系和遗传结构解析

玉米自交系遗传关系和遗传结构的解析,对自交系类群划分和杂交组配具有重要的指导意义。本文选用玉米基因组的112个SSR标记对我国97个玉米自交系进行遗传关系和遗传结构分析,并评价了遗传距离聚类和模型聚类方法在玉米自交系遗传关系研究中的应用价值。结果表明,模型聚类方法更适于玉米自交系的遗传关系研究。解析自交系的遗传基础发现,各类群中均有大量自交系含有其他类群的遗传成分。根据模型聚类结果,97个自交系被划分为PB、Reid、塘四平头和旅大红骨4个类群。Reid群与旅大红骨群的遗传关系最近,与塘四平头群遗传关系最远。为了实现杂种优势模式的简化,4个类群可被简化为3大种质类群[A(旅大红骨群与Reid群)、B(PB群)、C(塘四平头群)],或2大种质类群[A(旅大红骨群、Reid群、PB群)、B(塘四平头群)]。研究结果为自交系的改良和利用及杂种优势模式确定提供了理论基础。     

基于Meta分析构建抗玉米粗缩病的染色体单片段代换系

为发掘玉米粗缩病抗性基因,解析其遗传规律。借助IBM2 2008 Neighbors遗传图谱,整合已报道的92个抗玉米粗缩病QTLs(Quantitative trait locus),通过Meta分析获得24个"一致性"抗病区间。利用生物信息分析,确定抗病区段的物理位置信息,在相关区段对郑58和齐319的全基因组重测序序列分析鉴定出7 142个InDel位点,其中546个含有InDel位点的序列可用于引物开发,进一步通过试验筛选出在郑58和齐319第2,4,5,6,7,8,10号染色体上的多态InDel位点158个。以抗粗缩病玉米自交系齐319为供体亲本,感病优良自交系郑58为受体亲本,利用上述InDel标记辅助选择构建整套染色体单片段代换系材料。为抗玉米粗缩病QTL位点的精细定位提供了可能,也为抗病育种提供新的种质资源。     

玉米抗灰斑病基因的分子标记

玉米灰斑病是我国玉米生产中的重要病害,培育和种植抗病品种是防治此病的有效途径.1年内在3个灰斑病重发区选取64份我国常用玉米自交系进行了抗灰斑病鉴定,分别筛选出高抗、抗病和中抗自交系2份、15份和12份.采用集团混合分组分析法,分别以10个抗病和10个感病玉米自交系基因组DNA构建抗病基因池和感病基因池.从100对AFLP引物组合中筛选出54对在抗感基因池间呈多态性的引物,进一步在组建抗池和感池的20份自交系之间检测到8个多态性片段.通过片段的回收、克隆和测序,将其中的P51M38-100扩增片段转化为SCAR标记(SCAR-100).利用SCAR-100标记分析64份玉米自交系的基因型,结合田间抗病和感病表型进行相关分析,卡方测验表明SCAR-100标记与抗灰斑病显著相关.采用Mo17×黄早四群体(190个F2单株)和X178×B73群体(181个F8家系),结合已构建的SSR和AFLP标记连锁图谱,均将SCAR-100标记定位于第3染色体上,分别位于SSR标记umc1399-bnlg1754和umc1320-bnlg1754之间.开发抗病基因的分子标记可为分子标记辅助育种提供基础.     

掖107自交系粗缩病的发生与防治

掖１０７自交系粗缩病的发生与防治山东省莱西市植保站孔显民玉米粗缩病（ＭＲＤＶ）是一种病毒病，植株感染后生长迟缓、矮化，上部节间粗肿短缩，顶部叶片簇生，病株早期感病多数不能抽穗结实。１９９０年开始，我市鲁玉２号制种中掖１０７自交系零星发生。１９９３年突...     

主要杂种优势群玉米矮花叶病抗性评价与比较分析

采用摩擦接种的方法对81份材料的玉米矮花叶病抗性进行了鉴定,从中筛选出了20份高抗材料,25份抗病材料。抗性鉴定结合杂种优势群的划分结果表明,大部分的抗病材料来自P群和唐四平头类群,而瑞德群、兰卡斯特类群和自330类群的大部分自交系均高感玉米矮花叶病,不同杂种优势类群间的抗性有极显著的差异,据此将中国主要的五大优势群自交系粗略地划分为三大抗性类型,一是高抗类型,仅包括P群的自交系;二是中抗类群,仅包括唐四平头群的自交系;三是感病类群,包括瑞德、兰卡斯特和自330三大类群的自交系,在此基础上对玉米矮花抗性杂优模式进行了探讨。     

Lan杂优群Mo17亚群选系及其衍生系在中国玉米育种和生产中的作用

本文分析了Lan杂优群Mo 17亚群选系及其衍生系自20世纪70年代至今,在中国玉米育种和生产中的研究与应用.结果表明:优良玉米自交系Mo 17、C 103、77、444等和玉米杂交种中单2号、丹玉13、烟单14、七三单交、四单19等对中国玉米育种研究和生产应用产生了重大影响,也做出了很大贡献.其间利用的主要杂优模式为Mo 17亚群与自330亚群、塘四平头杂优群和旅大红骨杂优群.新世纪如何继续沿用原有杂优模式和创建新的杂优模式都值得玉米育种家高度重视,为中国玉米育种和再上新台阶奠定基础.     

塘四平头种群自交系在吉林省玉米育种和生产中的利用

塘四平头种群自交系(塘四平头及其衍生系)是我国玉米育种的五大骨干杂种优势类群之一,建立在黄早四及其改良的衍生系(黄改系)基础之上,具有配合力高、株型好、耐旱耐瘠、适应性广等特点.统计分析吉林省1980～2008年审(认)定的466个品种亲本的遗传组成,有124个品种利用了塘四平头群种质,占26.6%.其中吉单180、四单19、吉单209、通吉100、郑单958、银河101等品种在吉林省种植面积较大,为吉林省的粮食生产、畜牧业及加工业的发展做出了巨大贡献.本文针对塘四平头种群自交系及其组配的杂交种耐旱、质优、耐密高产等特性,浅议了在吉林省玉米育种和生产上进一步应用的发展前景,提出了吉林省利用塘四平头群种质应注意的几个问题.     

浅谈黄淮海夏玉米杂优模式及核心种质改良

本文对黄淮海夏玉米生产中的种质基础、杂种优势群、遗传组成及杂优模式等进行了分析,探索出黄早四、340、Mo17、478、齐319等核心种质及其衍生系的改良方法及途径,确立了黄淮海夏玉米的杂优模式,即Reid群×塘四平头群、P群×塘四平头群、P群×Reid群、塘四平头群×其他种质群等,拓宽了玉米育种遗传基础,分析了种质创新研究现状,为玉米育种工作提供参考.     

玉米自交系和杂交种对六种玉米病害的抗性鉴定

1986～1991年在保定、承德、唐山三个不同生态区设统一病圃,对1342份玉米材料进行了5886份次的玉米大、小斑病、丝黑穗病、青枯病、矮花叶病的人工接种鉴定和玉米粗缩病的病区自然发病鉴定.鉴定出抗5～6种玉米病害的自交系82份,占鉴定自交系的8.4%,杂交种102份,占鉴定杂交种的27.8%.玉米自交系53,冀35,承191,2094,5003等,杂交种烟单14,丹玉13,冀承单5号、掖单2号等既抗玉米大、小斑病,又抗3种以上其它玉米病害.通过对杂交种及其亲本自交系的多抗性鉴定看出,只有从多抗玉米自交系中才能选育出多抗玉米杂交种.     

一个抗玉米粗缩病新种质 QR-001的抗性遗传分析

为澄清新种质QR-001对粗缩病的抗性遗传特性，将抗玉米粗缩病的新种质QR-001与5个感病自交系分别杂交和回交后，创造了5个F2杂交群体和5个BC1回交群体。初步研究了QR-001的抗性遗传规律，结果表明，新种质QR-001对粗缩病的抗性符合由2对隐性基因共同控制的遗传规律，并指出了该种质在育种实践中的应用策略。     

陕 A 群、陕 B 群玉米自交系抗病性鉴定及产量评价

为了解陕 A 群、陕 B 群玉米自交系的抗病性和丰产性,研究大斑病、茎腐病和穗腐病在陕西关中西部的发生规律,探讨抗病性与产量性状的相关性,以 42 份玉米自交系为试验材料,通过人工接种和病圃鉴定的方法,分类鉴选抗病、高产的玉米自交系。结果表明：陕 A 群、陕 B 群玉米自交系整体抗性水平较高,对大斑病的平均抗性为中抗,对茎腐病的平均抗性为抗,对穗腐病的平均抗性为中抗。A09、A12、A13、A14、B01、B07、B09、B14 兼抗以上 3 种病害,可作为抗性资源重点利用;A06、A17、A16、A05、A04、A12、A14、B11、B15、B16、B07 单穗粒重较高,可作为高产资源加以利用;A12、A14 和B07 既有较好的抗性,单穗粒重水平也较高,值得重点关注。该结果可为玉米抗病、高产育种及抗病机制研究提供理论参考和种质资源。     

玉米矮花叶病毒抗性资源鉴定的研究

利用人工接毒方法对 70份玉米种质资源进行了两年玉米矮花叶病毒B株系的抗性鉴定。依据病情指数 ( % )将抗病程度分为高抗、抗、中抗及感病 4个等级。试验筛选出高抗自交系 4份、高抗单交种 3个、抗病毒自交系 10份、抗病单交种 3个 ;中抗自交系 6份、中抗群体 3个。讨论了这些种质资源在我国抗玉米矮花叶病遗传及育种研究上的应用价值     

黄淮海夏玉米杂优模式及核心种质改良

针对黄淮海夏玉米生产中的种质基础、杂种优势群、遗传组成及杂优模式等进行了科学的分析,探索出黄早四、340、Mo17、478、齐319等核心种质及其衍生系的改良方法及途径,确立了黄淮海夏玉米的杂优模式,即Reid群×塘四平头群、P群×塘四平头群、P群×Reid群、塘四平头群×其他种质群等,拓宽了玉米育种遗传基础,分析了种质创新研究现状等,以供在今后玉米育种工作时参考.     

玉米P群自交系沈137的应用研究

玉米自交系沈137是P群玉米种质在东华北地区应用的代表系之一,在玉米育种和玉米生产上得到了广泛的应用,具有应用时间长、地区广、种类多等特点.沈137与主要种质群Lancaster、塘四平头、Reid和旅大红骨等存在较强的杂种优势,以其所组配的杂交种均表现较强的抗病性,可作为抗病群体改良和抗病育种的重要材料.     

论M017及其衍生系种质在我国玉米育种中的应用

王懿波等将中国玉米自交系分为5大杂种优势群，9个亚群：即Laneaster（M017和自330两个亚群）、改良Reid群、塘四平头群、旅大红骨子和其它杂种优势群。M017是兰卡斯特类群的核心代表系，与生产上广泛应用的改良Reid、塘四平头和旅大红骨子等均有较高的配合力。自70年代引入我国之后，许多科研单位先后培育出了一大批优良的杂交种和自交系，在生产上大面积推广应用，如中单2、丹玉13、本育9和吉单180等。据不完全统计，由M017直接组配的杂交种有100个以上．由其衍生系组配的杂交种有40多个。可见．M017及其衍生系为我国玉米育种及生产的发展起到了重要的推动作用，促进了我国玉米学科的发展。但是由于生产条件的改善和使用时问过长，增产潜力不足，近几年其杂交种应用面积有回落的趋势。因此，不断挖掘该系的应用潜力，利用优良基因构建新的杂种优势模式，已成为广大育种者长期而艰巨的任务。