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。     

玉米新品种冀玉19高产栽培要点

<正>冀玉19是河北省农林科学院粮油作物研究所和河北冀丰种业有限责任公司共同选育的中早熟玉米新品种。亲本组合为M58×R5,M58是2005年由瑞德系材料478、郑58和引自美国的硬粒坚秆材料FR6,相互杂交组成基础材料,经5个世代连续自交,2008年筛选出抗病强、抗倒、产量高、稳定性好的自交系材料。R5是2004年从昌7-2变异株自交,再和齐319杂交组成     

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。     

玉米抗丝黑穗病的基因效应

利用2个抗玉米丝黑穗病自交系（齐319和Mo17）与2个感病系（E28和黄早四）,组配4个抗感杂交组合。2004年,对4个组合的亲本、F₁、F₂、BCR（F₁与抗病亲本回交1代）和BCS（F₁与感病亲本回交1代）6个世代群体分别在北京和黑龙江进行丝黑穗病的人工接种鉴定,采用世代平均值分析玉米抗丝黑穗病的遗传特点。研究表明,各杂交组合的抗病性均含有显著的加性效应,其中3个组合有显著的显性效应。不同杂交组合的抗病遗传模式表现不同,用感病亲本E28组配的2个组合（齐319×E28）和（Mo17×E28）的抗病性基本符合加性-显性遗传模型;而用另一个感病亲本黄早四组配的组合（齐319×黄早四）和（Mo17×黄早四）的抗病性存在明显的上位性效应。这说明玉米对丝黑穗病的抗性呈现较复杂的遗传模式。因此,在抗玉米丝黑穗病育种中既要重视对自交系抗病水平的鉴定,也要加强杂种F₁的合理组配及抗病性评估。     

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。     

64份玉米自交系抗粗缩病的遗传变异分析

在玉米粗缩病重发区,对64份玉米自交系进行了2年3种环境下的抗病性鉴定。以3种环境的平均病株率为指标,筛选出高抗自交系12份、抗病系17份、中抗系18份、感病系12份和高感系5份。采用70对SSR引物在64份自交系中检测出276个等位基因变异,平均多态性信息量0.57,结合系谱资料和育种实践可将供试系划为6个杂种优势亚群BSSS、PA、Lancaster、旅大红骨、四平头和PB。根据自交系对粗缩病的抗性反应,发现PB和四平头亚群的病株率较低（1.60%和4.95%）,为抗玉米粗缩病育种的重要种质类群。     

不同玉米自交系南方锈病的抗性评价

通过对14个骨干玉米自交系4～5叶期接种南方锈病病原菌,分析了在温室和大田种植条件下,不同自交系在不同发育时期的抗感表现和危害程度。结果表明,自交系齐319表现抗病,其余自交系则表现不同程度的感病;随着玉米的发育进程,南方锈病在感病玉米植株迅速蔓延,开花授粉期叶片被锈菌夏孢子堆覆盖,植株褪绿,不能正常进行     

玉米抗粗缩病病毒(MRDV)基因的RAPD标记及其辅助选择效果研究

本研究以3个高抗粗缩病的玉米自交系(P138、齐319、 H21)和3个感病玉米自交系(478、 107、 Mo17)以及杂交组合P138×478为材料, 寻找与玉米粗缩病(MRDV)基因紧密连锁的分子标记, 并对其辅助选择效果进行了初步探讨. 结果表明: 引物S37所扩增的多态性片段S37+2000和S86所扩增的多态性片段S86-1300与MRDV抗性基因相连锁, S37+20     

高台县玉米杂交制种田病虫害综合防治方案

目前生产的玉米杂交种子,制种面积较大的品种其亲本材料均为郑58系列和齐319系列,而这几个亲本都高感瘤黑粉病。另外,迎重茬面积逐年加大,积累病菌。制种田农事活动造成伤口,利于病菌的入侵。     

20份黄改系玉米自交系抗病性鉴定及配合力分析

对从黄改系人工合成群体中新选的20个玉米自交系进行抗茎腐病和瘤黑粉病鉴定,并对其进行配合力分析以及遗传参数估算。结果表明:自交系H 7,H 9,H 12,H 13,H 19抗瘤黑粉病和茎腐病;H 9在穗长,穗粗,穗行数,百粒重,出籽率和产量上一般配合力较高;郑58×H 10产量特殊配合力较高。     

基于多个相关群体的玉米雄穗相关性状QTL分析

雄穗相关性状对玉米生产至关重要。为了解析玉米雄穗相关性状的遗传机制,利用以黄早四为共同亲本组配的11个重组自交系群体,对玉米雄穗一级分枝数、雄穗主轴长和雄穗干重3个性状进行QTL分析。经过对11个群体及亲本两年三点的田间鉴定,单环境和联合环境下的玉米雄穗相关性状QTL定位,及基因型与环境互作和上位性互作分析,检测到15个在多环境下稳定表达(5个环境以上)的“环境钝感”主效QTL,其中,在染色体bin3.04区域,齐319群体和旅28群体中都定位到1个主效雄穗一级分枝数相关QTL,其平均贡献率分别为17.4%和14.4%,并且2个群体的QTL标记区间高度重叠,在IBM2008 Neighbors图谱上的重叠区间为226.0~230.1。对比不同群体结果发现,在2个群体以上都能检测到的一致性区间21个,其中在第2、第3、第6、第8染色体上的5个一致性区间在3个群体中可稳定表达。这些多环境和多个遗传背景下稳定表达的位点可作为玉米雄穗性状分子标记辅助选择、精细定位及基因克隆的候选位点。     

玉米开花期性状的QTL及杂种优势位点定位

开花期是玉米进化和适应过程中的重要性状,明确开花期杂种优势的遗传机制对培育适应不同生态区的优良玉米品种具有重要的意义。本研究利用以许178为受体,综3为供体构建的包含203个SSSL的单片段代换系群体及其与许178的测交群体,通过2年3个试点玉米开花期性状(散粉期、吐丝期和散粉至吐丝间隔)QTL和杂种优势位点(HL)分析,分别鉴定出40个开花期相关性状的QTL和37个开花期相关性状的HL。其中6个QTL和4个HL在3个地点被同时检测到。在所检测到的染色体区段中,11个区段同时包含调控开花期的QTL和HL。该研究为进一步解析玉米开花期遗传机制和开花期杂种优势的遗传机制提供了基础。     

玉米自交系主要数量性状配合力及利用潜力分析

采用NCⅡ遗传交配设计,对16个玉米自交系的单株粒重等15个性状的配合力进行了分析。结果表明：所测各性状配合力在P1、P2组内不同自交系间存在显著或极显著差异。P1组亲本配合力总效应大小顺序为：ZＫ01-1＞ZＫ01-2＞郑58＞9058＞248＞ZＫ01-3＞齐319;P2组亲本配合力总效应大小顺序为昌7-2＞ZＫ02-2＞ZＫ02-1＞LX9801＞永35-2＞H21＞ZＫ02-4＞ZＫ02-3＞黄早4。郑58改良系ZK01-1、ZK01-2在玉米育种中有较大利用价值;昌7-2改良系ZK02-2、ZK02-1在玉米育种中有较大利用价值。行粒数和粒长是决定玉米产量的主要因素,在玉米育种中应作为优先考虑的性状。     

玉米雄穗分枝数主效QTL定位及qTBN5近等基因系构建

立足于发掘玉米雄穗分枝数优异基因资源, 利用郑单958骨干亲本郑58和昌7-2构建的188个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)家系群体, 结合288个多态性分子标记构建的连锁图谱和2年玉米雄穗分枝数表型数据, 运用完备复合区间作图法进行QTL定位, 共检测到5个控制玉米雄穗分枝数的一致性主效QTL, 分别位于玉米5条染色体上。通过连续回交及分子标记辅助选择构建了位于bin 5.05的控制雄穗分枝数主效QTL-qTBN5近等基因系(near isogenic line, NIL), 对基因遗传效应进行了验证, 并将qTBN5进一步定位在13.2 Mb区间之内, 为玉米雄穗分枝数主效基因的精细定位及分子育种奠定基础。     

玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化

为了探讨不同衰老型玉米叶片在衰老过程中光化学反应及其对光合能力维持的贡献, 本研究使用持绿玉米品种“齐319”和早衰玉米品种“黄早四”, 在控制的条件下, 用乙烯利诱导离体叶片衰老, 通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和820 nm光吸收等技术, 研究了衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统I (PSI)、光系统II (PSII)以及光合电子传递体活性的变化。结果表明, 在衰老过程中, 齐319叶片叶绿素含量和光合速率的下降速度明显慢于黄早四, 是功能型持绿品种。玉米叶片的衰老伴随着OJIP曲线的J、I、K、L点荧光的增加, 以及远红光诱导820 nm光信号落差的下降。与齐319相比, 黄早四叶片的OJIP曲线和820 nm光吸收曲线的变化更剧烈。我们认为, 在衰老过程中PSI和PSII光化学活性的快速下降和光合电子传递功能的衰退是玉米叶片光合能力迅速下降的重要原因之一。在此基础上, 讨论了衰老过程中玉米叶片中与光合作用有关蛋白与光合能力下降的可能关系。     

玉米低植酸自交系的鉴定及其连锁分子标记的初步筛选

降低玉米植酸含量对于改善玉米营养品质具有重要的意义,挖掘低植酸玉米种质,培育低植酸品种是一种有效降低植酸的途径。在前期工作中,我们筛选获得并初步鉴定了1个低植酸的玉米自交系齐319。本研究进一步鉴定了该自交系的植酸含量,发现它仅为常规玉米自交系的1/4左右,田间发现,其发芽率略低,但发芽后的植株生长正常,进而利用齐319与Lpa241杂交获得F₂群体,分析表明F₂群体的植酸含量呈现分离, 符合3∶1比例, 确定该性状受隐性单基因控制,在此基础上,初步筛选了与低植酸性状连锁的分子标记,发现第2染色体长臂上的2个标记(IDP7818和IDP7635)与低植酸性状连锁。这一工作为分子标记辅助的玉米低植酸育种奠定了基础。     

玉米低植酸自交系的筛选与遗传机理的初步研究

玉米、小麦、水稻及豆类籽粒中的植酸, 通常被看作抗营养因子, 所以培育低植酸作物具有重要的应用价值。本试验通过对20份玉米自交系的无机磷含量分析, 发现齐319的无机磷含量接近0.93 mg mg^-1, 远高于一般材料(0.15 mg mg^-1)。进一步分析表明, 其植酸磷含量为1.31 mg mg^-1, 与意大利Nielsen实验室2003年报道的玉米低植酸突变体lpa24/ lpa2411植酸磷含量(1.20 mg mg^-1)接近, 显著低于Lpa241/Lpa241野生型和常规的玉米自交系(>2.8 mg mg^-1)。对齐319低植酸性状的初步遗传分析表明, 其控制基因呈隐性遗传并可能与lpa241/lpa241基因等位, 但与lpa241/lpa241突变体中肌醇-3-磷酸合成酶(MIPS)蛋白表达量下降不同, 齐319的MIPS蛋白质表达量显著增加, 暗示二者的低植酸性状都与MIPS的异常表达有关, 但二者的控制机理不同。     

Fine mapping of major QTLs for alkaline tolerance at the seedling stage in maize (<Emphasis Type="Italic">Zea mays</Emphasis> L.) through genetic linkage analysis combined with high-throughput DNA sequencing

Exploiting genes and quantitative trait loci (QTLs) related to maize (Zea mays L.) alkaline tolerance is helpful for improving alkaline resistance. To explore the inheritance of maize alkaline tolerance at the seedling stage, a mapping population comprising 151 F_2:3 lines derived from the maize cross between Zheng58, tolerant to alkaline, and Chang7-2, sensitive to alkaline, was used to establish a genetic linkage map with 200 SSR loci across the 10 maize linkage groups, with an average interval of 6.5 cM between adjacent markers. QTLs for alkaline resistant traits of alkaline tolerance rating (ATR), germination rate (GR), relative conductivity (RC), weight per plant (WPP) and proline content (PC) were detected. The obtained results were as follows: Five QTLs on chromosomes 2, 5 and 6 (GR and WPP: chr. 2; PC and ATR: chr. 5; and RC: chr. 6) were mapped. For precise mapping of the QTLs related to alkaline resistance, two bulked deoxyribonucleic acid (DNA) pools were constructed using individual DNAs from the most tolerant 30 F₂ individuals and the most sensitive 30 F₂ individuals according to the ATR and used to establish a high density map of SLAF markers strongly associated with the ATR by specific locus amplified fragment sequencing (SLAF-Seq) combined with super bulked segregant analysis (superBSA). One marker-intensive region involved three SLAFs at 296,000–6,203,000 bp on chromosome 5 that were closely related to the ATR. Combined with preliminary QTL mapping with superBSA, two major QTLs on chromosome 5 associated with alkaline tolerance at the maize seedling stage were mapped to marker intervals of dCap-SLAF31521 and dCap-SLAF31535 and phi024 and dCap-SLAF31521, respectively. These QTL regions involved 9 and 75 annotated genes, respectively. These results will be helpful for improving maize alkaline tolerance at the seedling stage by marker-assisted selection programs and will be useful for fine mapping QTLs for maize breeding.     

Localization of a Dwarfing Mutation in Upland Cotton Using InDel Markers Based on Genome Re-Sequencing Data

[Objective] InDel markers that were developed by comparing whole genome re-sequencing data were used to map the AS98 gene of a dwarf mutant of upland cotton (Gossypium hirsutum L.). [Method] An F2 segregation population was constructed from an upland-cotton dwarf mutant (AS98) and its wild type (LHF10), and InDel markers were developed based on genome re-sequencing data from the two parents. The InDel markers and the F2 generation were then used to map the AS98 gene of the dwarf mutant. [Result] A total of 114 InDel markers located in a previous mapping region were screened and used to genotype 223 F2 individuals. Ultimately, phenotypic data and 20 polymorphic primer pairs were used to construct a genetic linkage map. Molecular marker analysis mapped AS98 within a 6.9 cM distance of the marker InDel-50 on chromosome D12. [Conclusion] This study has demonstrated the feasibility of using InDel markers developed from re-sequencing data for gene localization in isolated populations derived from upland cotton dwarf materials. The resulting gene map provides a basis for future fine mapping and molecular-assisted selection breeding.