17个玉米地方种质选系的配合力分析

分析玉米地方种质选系的配合力,可以为探明自交系的应用价值提供技术支撑。选用11个自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对17个玉米地方种质新选的自交系的配合力、杂种优势以及主要性状遗传参数进行了分析。结果表明:单株产量GCA表现突出,且构成产量因子性状GCA表现也较好的新选自交系有P1-1、P1-16和P1-14;SCA值高、杂种优势强的组合是P2-4×P1-10;在株高、穗位高、穗行数等4个性状中,亲本的基因加性效应对F1性状形成起主导作用,而穗长、秃尖长、百粒质量等5个性状的遗传变异主要来自于基因非加性效应。因此,对于高产组合的选配,至少要选择1个GCA高的材料作亲本,并在此基础上兼顾SCA的选择,而利用地方种质选系则应根据性状遗传特性决定其选择时期和选择强度。     

5个玉米人工合成群体选系的配合力分析

选用8个自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对5个玉米人工合成群体新选的15个自交系的配合力、杂种优势以及主要性状遗传参数进行了分析。结果表明,单株产量GCA表现突出,且构成产量因子性状GCA表现也较好的新选自交系有GP2-1,GP5-2和GP5-5;SCA值高、杂种优势强的组合是48-2×GP3-3和ES40×GP1-2;在穗长、秃尖长、穗粗等12个性状中,亲本的基因加性效应对F1性状形成起主导作用,而穗重和单株产量的遗传变异主要来自于基因非加性效应。因此,对于高产组合的选配,至少要选择1个GCA高的材料作亲本,并在此基础上兼顾SCA的选择,而利用群体自交选系则应根据性状遗传特性决定其选择时期和选择强度。     

大麦产量相关性状一般配合力的差异分析

为研究大麦产量相关性状一般配合力(GCA)的差异,筛选高GCA亲本,以我国不同产区具代表性的17份大麦新品种(系)为亲本材料,两年度采用NCⅡ设计对7个产量相关性状的配合力进行方差分析。结果表明,所有性状一般配合力(GCA)与特殊配合力(Special combining ability,SCA)方差在单年度或两年度达显著或极显著水平,且GCA方差普遍大于SCA方差,表明基因加性、非加性效应同时存在,并以加性效应为主。所有性状亲本间GCA差异显著,可针对目标性状筛选到高GCA亲本,如16号亲本(95033-1)在穗粒数、千粒质量及单株粒质量3个性状上GCA值均较高,是一优良亲本。亲本性状值与其GCA值间的相关性在不同性状上表现不同,如在株高、穗下节间长、穗长及穗粒数4个性状上,两者呈极显著正相关;在单株穗数与单株粒质量上,仅单年度检测到两者呈显著或极显著正相关;而对于千粒质量,两者相关不显著。因此,前4个性状可根据亲本性状值预测其GCA大小。综上,大麦杂交育种可针对目标性状选择高GCA亲本进行组配,提高后代选择效率。     

几个小麦品种（系）主要农艺性状配合力与遗传力分析

本文采用不完全双列杂交设计,对15个小麦品种(系)的8个主要农艺性状的配合力与遗传力进行了分析。结果表明,所有的8个性状(单株籽粒产量、单株生物产量、单株穗数、收获指数、株高、抽穗期、穗粒数、千粒重),其广义遗传力都较高,可在早代进行选择;株高与抽穗期的遗传主要受基因加性效应控制;其余性状(产量性状)的遗传除受基因加性效应控制外,非加性效应(显性效应和上位性效应)的影响更大。F1代的表现,同时受到双亲GCA的与SCA的影响。选择单株生物产量与单株穗数GCA较高、性状互补的亲本,才有可能选出单株籽粒产量高的强优势组合。从亲本的表现型不能推断其一般配合力效应的大小。本文同时对各材料的特点进行了分析。     

食葵主要经济性状的配合力及杂种优势分析

选用农家种改良过的6个食葵细胞质雄性不育系和4个优良的分枝型恢复系为亲本,按NCⅡ遗传交配设计,配成24个F₁杂种,研究了9个主要经济性状,即株高、茎粗、生育期、盘径、单盘总粒数、单盘实粒数、结实率、百粒重、单株产量的配合力及杂种优势表现。结果显示：（1）不育系中有8个性状,恢复系中有7个性状的一般配合力差异达显著或极显著水平;有4个性状的特殊配合力差异达到显著或极显著水平;（2）株高、茎粗、生育期、盘径、百粒重等5个性状主要受基因的加性效应控制;单盘总粒数、单盘实粒数、结实率、及单株产量等4个性状则受基因的加性效应和非加性效应共同影响;（3）从GCA分析看,参试的不育系以A6最为理想,A2次之;恢复系则以C3最为理想。从SCA分析看,组合A2C1单株产量效应值最高;（4）杂种优势分析表明,大部分经济性状存在杂种优势,甚至相当一部分存在超亲优势,并且这些优势都是可利用的,F₁多倾向于早熟、粗壮、高杆、大盘、多粒亲本。     

大豆抗食心虫主基因+多基因遗传效应分析

为了探讨大豆抗食心虫的遗传特点,以提高大豆抗食虫的育种效率,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,以大豆杂交组合2002系选(P1)×EXP(P2)的P1、F1、P2、F2、F2:3 5个家系世代群体为材料,对大豆抗食心虫进行多世代联合分析。结果表明：大豆抗食心虫受1对加性主基因+加性-显性多基因控制遗传。主基因存在加性效应,加性效应为负值(d=-0.1633)。该组合的抗食心虫存在负向杂种优势,多基因加性效应为正,多基因加性效应使F1代的虫食粒率增加。该杂交组合的F2、F2:3群体虫食粒率多基因遗传力为21.9556%和54.3490%,表现出较高的遗传力,可在晚期世代对虫食粒率进行选择。     

蚕豆主要数量性状的配合力和遗传力分析

以性状差异明显的4个青海蚕豆为母本,与具有互补性状的4个外来种质进行不完全双列杂交,配制16个组合。分析了株高、始荚高、有效枝、单株荚数、单株粒数、荚粒数、百粒重和单株产量等8个主要性状的配合力及遗传力。结果表明:(1)加性效应和非加性效应对蚕豆杂交后代性状都有重要作用,且这些性状的基因加性效应均对杂种后代的性状起主导作用,尤其是有效枝、单株荚数、单株粒数和单株产量完全受基因加性效应控制;(2)应根据一般配合力和特殊配合力的大小和育种目标的要求选择合适的亲本和较优的杂交组合;(3)8个主要性状的广义遗传力由大到小的顺序是:百粒重>株高>荚粒数>有效枝>单株荚数>始荚高>单株粒数>单株产量;狭义遗传力由大到小的顺序为:百粒重>株高>有效枝>荚粒数>单株荚数>始荚高>单株粒数>单株产量。在改良品种粒重时,可进行早代选择,而其他性状的遗传力中等偏低,易受环境因素影响,应连续多代选择。     

不同密度下6个旅大红骨改良系的单株产量杂种优势及配合力分析

以6个旅大红骨改良系为父本,4个骨干系为母本,采用NCⅡ设计,设置52 500、60 000、67 500、75 000株·hm~(-2)等4个密度,对单株产量的F_1杂种优势、配合力及遗传参数进行分析。结果表明,4种密度下F_1代单株产量杂种优势普遍存在,随密度增加,杂种优势降低;有9个组合的杂种优势值在4个密度下波动不大,且在高密度下仍有较高的优势值,所选用的旅大红骨改良系具有一定的耐密利用价值。配合力分析表明,旅大红骨改良系C 1682具有较高的一般配合力,耐密性强,容易组配出高产耐密且稳产性好的玉米杂交种;C 1681和T 168随密度增加,GCA效应值增大,具有组配高产耐密杂交种的潜力。组合PH 6 WC×G 3146在4种密度下,单株产量SCA值都较高,适合在高密度条件下种植;组合M 54×C 1219随密度的增加SCA值升高,适宜密植。遗传参数分析表明,在4种密度下,单株产量的GCA方差均大于SCA方差,单株产量的杂种优势表现以加性效应为主,可以通过亲本的选择改良,有效地提高单株产量。     

三峡库区玉米地方品种配合力分析

为了明确三峡库区玉米地方品种育种潜势,以三峡库区常用的7个玉米自交系为测验种,采用NCⅡ设计,对三峡库区14个玉米地方品种的配合力以及主要性状遗传参数进行了分析。结果表明,‘文峰白玉米’、‘大寨玉米’、‘太阳河白玉米’在单株产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重上具有较高的一般配合力。‘文峰白玉米’、‘大寨玉米’在改善株型、提高产量有更为突出的表现。不同性状SCA效应值变幅差异较大,其中单株产量变幅最大,为-25.48%~30.47%。所有性状中,亲本的基因加性效应均对F1性状形成起主导作用;穗长、穗粗、行数等7个性状广义遗传力和狭义遗传力均较高,可在早代进行选择;秃尖长、单株产量的广义遗传力较高,但狭义遗传力较低,不宜过早进行选择。     

美国玉米种质改良系主要农艺性状的配合力及杂种优势分析

试验采用NCⅡ遗传交配设计,以分属于5个杂种优势群的自交系吉853、S122、龙抗11、铁C 8605-2、丹599为测验种,与5个美国玉米种质改良系组配25个杂交组合,分析5个美国玉米种质改良系的主要农艺性状的配合力及杂种优势.结果表明,自交系WY1和WY3单株产量及相关性状一般配合力表现较好,在玉米育种中有较大的利用潜力;组合WY 3×龙抗11、WY5×吉853、WY4×S122是产量及相关性状特殊配合力综合表现优良的前3个组合;WY3×S122、WY1×S122、WY1×丹599、WY4×S122、WY1×吉853是单株产量总配合力和杂种优势表现突出的组合;美国玉米种质改良自交系可与旅大红骨、塘四平头、温带Ⅰ群类群的玉米自交系杂交组配出强优势的玉米杂交种.     

18个玉米自交系氮效率性状的配合力分析

以不同类群的18个玉米自交系为母本,6个标准测验种为父本,利用NC-II设计,组配108个杂交组合,对亲本自交系氮效率相关性状进行统计分析,并对杂交组合的产量及氮效率相关性状进行配合力分析。结果表明,吐丝期叶绿素相对含量在2个施氮处理下均与氮效率呈极显著正相关(r = 0.553, 0.639),可作为评价亲本自交系氮效率高低的指标;从氮效率2个构成方面来看,不施氮处理下氮利用效率起主要作用,而施氮处理下氮吸收效率起主要作用。亲本氮效率配合力分析表明,在氮高效品种选育中,应保证亲本至少有一个是氮效率一般配合力(GCA)较高的自交系,并选择由其组配的氮效率特殊配合力(SCA)高的组合;双亲的配合力氮效率总体效应(TCA)决定着组合F₁代的产量及氮效率,TCA可作为选育氮高效杂交组合的理论依据。母本自交系BL12、BL48分别在施纯氮225 kg hm^-2 (N225)和450 kg hm^-2 (N450)处理下,具有较高的GCA效应,是较好的氮高效育种材料,其杂交组合BL12×178、BL48×掖478分别在N225,N450处理下表现较优,是优良的氮高效杂交组合。     

11份玉米自交系单株产量等性状的配合力与遗传参数研究

旨在研究玉米自交系单株产量等性状的配合力、遗传力及反交效应,为玉米自交系的选育和杂交种的组配提供依据。以11份玉米自交系为试材,按Griffing Ⅲ完全双列杂交法组配110个组合,观测杂交种的单株产量、株高、穗位高、雄穗分支数、雄穗主轴长、抽丝期和开花期等7个性状的表型数据,并对上述性状的一般配合力、特殊配合力、广义遗传力、狭义遗传力和反交效应进行估算。供试材料除雄穗主轴长的特殊配合力差异不显著外,其余性状的一般配合力和特殊配合力差异均达到极显著水平。JZ3和JZ6两个自交系单株产量的一般配合力为极显著正值,两对组合JZ9×JZ2和JZ2×JZ9、JZ6×JZ3和JZ3×JZ6的单株产量具有最大的正向SCA效应值,分别为40.68 g和35.24 g。单株产量的反交效应差异极显著,部分自交系的反交效应方差较大。7个性状的广义遗传力从大到小依次为,雄穗分支数、株高、开花期、穗位高、抽丝期、单株产量和雄穗主轴长;狭义遗传力从大到小依次为,雄穗分支数、株高、穗位高、开花期、雄穗主轴长、抽丝期和单株产量。试验结果表明单株产量性状的显性遗传方差占比最大,狭义遗传力最小,易受环境条件的影响,对该性状的选择适宜在晚代进行;单株产量性状具有显著的反交效应,故部分自交系需严格控制正反交方式。     

中国南瓜β-胡萝卜素含量配合力的研究

以16个具有代表性的中国南瓜自交系及其按Griffing双列杂交方法Ⅳ组配成的120个杂交组合为材料,对中国南瓜β-胡萝卜素含量的配合力进行了系统的研究,旨在了解不同南瓜自交系β-胡萝卜素含量的配合力特点。结果表明：在16个南瓜自交系中,从上海黄狼南瓜中选出的自交系‘百泉10’的一般配合力最大,其次是,‘百泉5’（来源于广东）,‘百泉4’（来源于黑龙江）。最小的是‘百泉2’（来源于北京）。在120个杂交组合中,特殊配合力最大的是‘百泉9’（来源于河南）ב百泉10’（来源于上海）,其次是‘百泉7’（来源于河南）ב百泉15’（来源于北京）、‘百泉4’（来源于黑龙江）ב百泉12’（来源于海南）,最低的是‘百泉1’（来源于湖南）ב百泉11’（来源于江西）。因此不同来源的南瓜自交系间一般配合力差异很大。自交系间地理差异越大,其间的特殊配合力往往越高。     

转Cry1Ab基因玉米自交系的产量性状配合力

本研究采用6份转Cry1Ab抗虫基因玉米自交系与5份常规玉米自交系为试验材料,利用NCⅡ设计,共组配30个杂交组合,对其穗行数、行粒数、穗重、穗长、穗粗5个穗部性状和小区产量进行方差分析和配合力估算,以鉴定这6个转Cry1Ab基因玉米自交系的育种利用潜力。结果表明,5个穗部性状和小区产量在30个组合间差异均达到极显著水平,小区产量与行粒数、穗重、穗长和穗粗均呈现极显著性正相关,其中小区产量与穗重的相关系数最高;转基因系6的产量一般配合力效应值最高为11.717,其次为转基因系1,效应值为2.946,其他4个系的效应值都为负值;转基因系6产量一般配合力与转基因系1、2、3、4、5有着极显著差异。在30个组合中,M03×转基因系5的特殊配合力效应值最高为25.808 2,其次为PH6WC×转基因系1,效应值为22.221 4;PH6WC×转基因系1的小区产量最高为635.873 kg/667 m^2,其次为M03×转基因系5,产量为593.625 kg/667 m^2。     

Combining ability, heterotic patterns and genetic diversity of extra-early yellow inbreds under contrasting environments

Information on the combining ability, heterotic patterns and genetic diversity of maize (Zea mays L.) inbreds is crucial for the success of a hybrid program targeting the stress environments of West Africa (WA). Studies were conducted in 2011 at four locations in Nigeria to (i) determine the combining ability of 20 extra-early yellow inbred lines, (ii) classify the inbred lines into heterotic groups, and (iii) determine the genetic diversity among the lines. General combining ability (GCA) effects were greater than specific combining ability (SCA) effects across test environments suggesting that additive gene action was more important than the nonadditive in the set of inbred lines. The lines were classified into four heterotic groups based on SCA effects, and three groups based on heterotic groups’ specific and GCA, the GCA effects of multiple traits of inbred lines and molecular markers. TZEEI 79, TZEEI 67, and TZEEI 81 were the best inbred testers while TZEEI 95 × TZEEI 79 was the best single-cross tester. TZEEI 88 × TZEEI 66 and TZEEI 96 × TZEEI 73 were identified as ideal hybrids for further testing, promotion for adoption and commercialization in WA.     

Heterotic orientation of tropical maize inbred lines towards populations ZM523 and Suwan-1 under downy mildew infestation

Development of top cross varieties with downy mildew (DM) resistance is one approach to enhance maize productivity in tropical lowland environments. The objective of this study was to determine heterotic orientation of 18 advanced maize inbred lines towards popular open pollinated synthetic populations ZM523 and Suwan-1 under the prevalence of DM. The 36 top crosses, four hybrid check varieties and two testers, ZM523 (Z) and Suwan-1 (S) were evaluated in a 6 × 7 α-lattice design with two replications across three environments. General combining ability effects were significant (P ≤ 0.05) for DM resistance and grain yield, suggesting that genes with additive effects were important in controlling the traits. Specific combining ability (SCA) effects were not significant for DM suggesting small influence of DM resistance by the genes with non-additive effects; but SCA effects were significant for grain yield, indicating that non-additive gene effects played a significant role in governing the grain yield. Based on the SCA data, ten lines were grouped with Suwan-1 and eight lines with ZM523. Using the heterosis data, the lines were fitted into three groups that were designated as S, Z and SZ orientation. The lines ML2, ML30 and ML42, which displayed positive heterosis with both testers for grain yield, were allocated to the SZ-group. The lines ML8, ML10, ML25, ML45, and ML48 exhibited positive heterosis with Suwan-1 and were therefore, classified in the Z-group, and line ML19 that showed positive heterosis with ZM523 was fitted in the S-group. The remaining eight lines did not show any significant and positive heterosis with both testers hence they could not be classified based on heterosis data, suggesting that hybrid breeding efficiency could be improved by expanding the number of testers. Line ML42 displayed the highest level of heterosis with both Suwan-1 (32 %) and ZM523 (29 %) and outperformed all the standard check varieties qualifying it as a potential candidate for further testing. Generally, there was consistency of heterotic grouping of the lines using SCA and heterosis data.     

试用特殊配合力进行玉米种质分类

采用 18个高配玉米自交系 ,按Griffing方法Ⅳ组配 153个杂交组合进行 1年多点试验 ,对子粒产量进行一般配合力 (GCA)和特殊配合力 (SCA)分析 ,直接以特殊配合力作为配合距离 ,按最短距离法进行聚类分析 ,其结果将 18个自交系分为 10类 :Ⅰ (Lancaster类 ) :Mo17、齐 30 2 ;Ⅱ (唐四平头类 ) :黄早 4、京 7黄、掖 515;Ⅲ (改良Reid类 ) :掖 8112、郑 32、铁 792 2 ;沈 50 0 3、掖 4 78;Ⅳ(旅大红骨类 ) :丹 340、E2 8;Ⅴ :综 31;Ⅵ :自 330 ;Ⅶ :掖 10 7;Ⅷ :获白 ;Ⅸ :掖 52 10 6 ;Ⅹ :矮金 52 5。并介绍了Griffing方法Ⅳ模型Ⅰ配合力及其与环境互作效应的数学模型和统计方法 ,根据SCA效应值和种质血缘对分类结果进行了分析     

普通玉米3个籽粒品质性状的配合力分析

以10个普通玉米自交系及其90个杂交组合在北京和山西2个地点的试验数据,分析了蛋白质、淀粉和油分含量的配合力效应。结果表明：(1) 各性状的一般配合力(GCA和特殊配合力(SCA) 均方极显著,且GCA均方大于SCA均方,说明它们在遗传上主要受加性基因效应的影响。(2) 杂交种的3个品质性状与亲本GCA平均值和SCA极显著正相关,但与亲本GCA均值间的相关性相对较强,其相关系数(r)分别为0.708**(蛋白质)、0.756**(淀粉)和0.772**(油分),表明提高亲本GCA对改良杂交种品质具有更大的作用。(3) 自交系BT1和E28的蛋白质含量GCA较高,掖478、昌7-2、掖107和48-2的淀粉含量GCA较高,E28、黄C和P138的油分含量GCA较高。     

Identifying heterotic groups and testers for hybrid development in early maturing yellow maize (Zea mays) for sub-Saharan Africa

Identification of heterotic groups and efficient testers, which are important prerequisites for the development of outstanding hybrids, has been a major challenge to its success, especially for early and extra-early germplasm. This study was carried out to (a) identify the most efficient heterotic grouping method for classifying a set of inbred lines and (b) determine the efficiency of testers in classifying inbred lines into heterotic groups. A total of 205 hybrids obtained by crossing 41 inbred lines with five standard testers were evaluated together with five hybrid checks under drought, low soil nitrogen (N), Striga-infested and optimal environments in Nigeria between 2014 and 2016. The heterotic group's specific and general combining ability (HSGCA) method was more effective in classifying the inbred lines into heterotic groups. Testers TZEI 17 and TZEI 23 were the most efficient across environments and could be invaluable for classifying other lines into heterotic groups and assessing combining ability of maize inbreds. In addition, these testers and heterotic groups represent an invaluable resource for development of outstanding hybrids in sub-Saharan Africa (SSA).