基于SSR遗传标记的玉米骨干亲本黄早四传递到衍生系的重要基因组区段分析

研究玉米骨干亲本黄早四传递到衍生系中的重要基因组区段及其分布,对系统了解黄早四成为中国玉米育种骨干亲本的遗传机制有重要意义,并且能为进一步发掘黄早四及其衍生系中控制重要性状的基因提供理论依据和参考。以我国玉米骨干亲本黄早四及其主要衍生系共计35份自交系为试验材料,利用覆盖玉米全基因组的255个SSR标记进行遗传分析,结果表明:黄早四衍生系中存在着丰富的遗传变异,即使是不同来源的同一名称材料也存在一定遗传差异。在黄早四的遗传改良过程中,选择发挥了重要作用。在DNA水平上,检测到黄早四传递到衍生系中频率较高的48个基因组区段及一些优势等位变异,其中部分区段与前人研究报道的控制黄早四抗病性、产量和株高等性状的基因或QTL相一致。所检测到的在黄早四及其衍生系中传递频率较高的区段可能是决定骨干亲本黄早四优良特性的重要基因组区段,可作为今后进一步深入研究的重要候选区段。     

黄早四及其改良系穗部性状的配合力分析及比较

试验采用NC-Ⅱ遗传交配设计,对黄早四及其13个新选改良系的穗部性状进行了遗传分析和比较,筛选具有高配合力的自交系及优势高产组合。结果表明,727等4个自交系在产量、穗长及百粒重性状上相对黄早四有所改良,组合:771×5005、801×125、801×134的产量表现较好。     

玉米自交系4S与黄早四的配合力对比分析

按双因素遗传交叉设计(AB设计),以玉米自交系4S、黄早四为被测系,其它6个生产上大面积应用的玉米自交系为测验种,配制(2×6)12个组合,对4S、黄早四11个主要农艺性状的配合力进行了对比分析.结果表明,4S的穗长、行粒数、出籽率、千粒重、单株产量的一般配合力(GCA)效应均显著高于黄早四,而秃尖、穗轴粗的GCA效应显著低于黄早四;黄早四对杂种后代的穗粗有一定的正向效应;4S和黄早四的株高、穗位高、穗行数对后代的遗传效应相似.特殊配合力(SCA)分析显示,4S与78599类种质P178、齐319在单株产量上有很高的SCA效应,值得进一步深入研究.     

中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析

【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系（recombination inbred line,RIL）的巢式关联分析群体（nested association mapping population,NAM）为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归（Joint stepwise regression）模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状（主要是行粒数和百粒重）与小区产量均表现出较高的正相关关系。但强优势测交组合（郑58测交群体）的产量表现与NAM群体自身的产量表现相关性较低,表明相对于弱优势测交组合（昌7-2测交群体）,强优势测交组合的产量表现受RIL家系自身的产量影响较小。QTL定位结果表明,与NAM群体相比,利用其测交群体检测到的QTL数目较少,但能解释更高的表型变异。昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中,分别仅有27%和25%的位点与NAM群体定位结果重叠或相邻。主效位点的复等位分析结果表明,对于郑58测交群体（强优势测交组合）,在单穗产量QTL中,68.69%的增产等位变异来自骨干亲本黄早四。但在昌7-2测交群体中（弱优势测交组合）,仅有36.36%的增产等位变异来自黄早四。利用郑58测交群体共鉴定到13个重要的产量相关基因组区段,来自黄早四的等位变异在其中的11个区段表现为增产,这些区段对黄早四杂种优势的形成可能具有重要作用。QTL所在区域的重组率分析结果表明,利用郑58测交群体检测到的QTL所在区域具有较低的遗传重组率,符合杂种优势相关位点更容易分布于低重组区的基因组基本特征。【结论】在强优势测验种郑58遗传背景下,来自黄早四的等位变异对测交组合的产量具有重要遗传贡献,定位到的相关遗传区段与玉米杂种优势形成密切相关。     

中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析

【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的巢式关联分析群体(nested association mapping population,NAM)为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归(Joint stepwise regression)模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状(主要是行粒数和百粒重)与小区产量均表现出较高的正相关关系。但强优势测交组合(郑58测交群体)的产量表现与NAM群体自身的产量表现相关性较低,表明相对于弱优势测交组合(昌7-2测交群体),强优势测交组合的产量表现受RIL家系自身的产量影响较小。QTL定位结果表明,与NAM群体相比,利用其测交群体检测到的QTL数目较少,但能解释更高的表型变异。昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中,分别仅有27%和25%的位点与NAM群体定位结果重叠或相邻。主效位点的复等位分析结果表明,对于郑58测交群体(强优势测交组合),在单穗产量QTL中,68.69%的增产等位变异来自骨干亲本黄早四。但在昌7-2测交群体中(弱优势测交组合),仅有36.36%的增产等位变异来自黄早四。利用郑58测交群体共鉴定到13个重要的产量相关基因组区段,来自黄早四的等位变异在其中的11个区段表现为增产,这些区段对黄早四杂种优势的形成可能具有重要作用。QTL所在区域的重组率分析结果表明,利用郑58测交群体检测到的QTL所在区域具有较低的遗传重组率,符合杂种优势相关位点更容易分布于低重组区的基因组基本特征。【结论】在强优势测验种郑58遗传背景下,来自黄早四的等位变异对测交组合的产量具有重要遗传贡献,定位到的相关遗传区段与玉米杂种优势形成密切相关。     

江苏省常用玉米自交系配合力分析和评估

采用ＣＮⅡ型遗传交配设计对江苏省常用玉米自交系的１８个农艺性状进行配合力分析，着重对构成籽粒产量的性状进行评估。自交系５００３，黄早四，掖１０７Ｅ２８有增加杂交种穗粗作用；集２－９－１，７７Ｅ２８有加长杂交种穗长的效应；Ｅ２８，５００３，Ｕ８１１２有增加杂交种每穗粒数的趋向；苏８０－１，掖１０７，黄早四则有增加杂交种粒重的功效。还综合评估了自交系的可利用优点和应避免的缺陷。     

玉米自交系黄早4改良系3个主要性状的鉴定和筛选

１９９１～１９９２年对１０个不同来源的玉米自交系黄早４改良系进行了系统的抗病性鉴定和配合力。自身产量测定及农艺性状观察、从试验结果看出：Ｈ４５２５，７１８，冀３５等黄改系在抗病性上有所增强；黄４０５２，双１０５，黄４２８等黄改系一般配合力超过黄早４；冀３５，双１０５，农大２５６等自身产量较高，比黄早４增产３０．１～６４．６％；在抗病性、配合力、自身产量３个主要性状上均优于黄早４的有黄４０５２，冀３５，双１０５，农大２５６等４个，７１８与Ｍ０１７，Ｈ２１与掖１０７特殊配合力较高，因此可用７１８与Ｈ２１代替黄早４进行烟单１４和掖单２号玉米杂交种的大田制种。     

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。     

玉米自交系吉853的应用和改良

吉853自交系是玉米黄早四最成功的改良系之一。具有配合力高、综合农艺性状好和适应性广的特点。其组配的玉米品种在吉林省通过审定的有26个之多,累计推广面积达250多万hm2,成为吉林省玉米育种和生产应用的骨干自交系之一。改良研究也取得明显进展。     

玉米黄改系数量性状配合力分析(Ⅰ)

采用 NC-II遗传交配设计 ,对黄早 4及其 9个改良系的单株粒重等 1 2个性状的配合力进行了研究。结果表明 ,所测性状配合力在被测系间存在极显著差异。其中 ,H2 1的单株粒重 GCA显著高于黄早 4,SCA方差与黄早 4大体相同 ,多数性状 GCA对 F1 有利 ,是较理想的黄早 4改良系。昌 7-2、5 2 3 7、文黄3 1 41 3、齐 3 1 0单株粒重 GCA较黄早 4高但达不到显著水平。它们的 SCA方差高于黄早 4或与黄早 4大体相当 ,这几个自交系可以在育种中直接利用。 K1 2、5 0 2、武 3 1 4组配的个别组合 SCA较高而其 GCA低于黄早 4,只能利用其 SCA或做为基础材料利用其个别优良性状。 5 2 1 0 6与黄早 4类自交系间配合力较高 ,有可能选出优势组合应用于生产     

吉林省不同时期骨干玉米黄改系主要性状配合力分析

研究采用NCII设计,以吉V203、PH6WC、郑58、MO17、97144为测验种,与黄早四及5份吉林省不同历史时期主要应用黄改系配制30个测交组合,利用完全区组田间试验,分析黄改系主要性状配合力。结果表明,对黄早四遗传改良因性状而异。单株产量、行粒数、籽粒含水量和出籽率性状无显著变化,保持黄早四原有配合力。而散粉期、吐丝期、穗重、穗长、穗粗、穗行数、百粒重性状则显著改良。改良性状呈现趋势:四-444之后选育的黄改系延迟散粉、吐丝期,推迟生育期;向缩短穗粗方向改良;穗重、穗长、穗行数、百粒重性状向增加或减少两个方向同时改良。综合各性状一般配合力,吉853表现最好。为吉林省玉米黄改系育种、生产应用以及新一轮遗传改良奠定基础。     

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。     

新疆早熟棉农艺性状的遗传相关性和通径分析

通过对45个新疆早熟棉品系的7个农艺性状的相关性和通径分析.结果表明:衣分是决定霜前花皮棉产量最主要的因素,它与霜前花皮棉产量的相关系数和通径系数分别为0.507 4和0.645 3.籽指与霜前花皮棉产量的相关系数和通径系数分别为-0.261 8和-0.155 9,仅随其后.在选育新疆早熟棉花品种中,根据各农艺性状对霜前花皮棉产量影响大小并参考各农艺性状之间相互作用,可选育出霜前花皮棉产量高的早熟棉花新品种.     

小麦主要性状的遗传相关性及其选择效果研究

对13个小麦品种(系)26个性状的5种遗传参数研究表明,穗数与产量的相关系数很低,且与其他性状呈负相关或微弱正相关,这说明现有品种的单位面积穗数已接近或达到高限;同时,穗数、穗粒数的直接通径系数很高,是产量构成因素中最重要的因素。可见,当前小麦高产育种在保证一定穗数的前提下,要着力于穗粒数的提高,同时要兼顾千粒重,才能实现小麦高产稳产。进行多性状组合选择方能高产,"倒一叶鞘长+穗长+粒重叶比"相对选择效率较高、简单易行,可作为综合选择的较佳指标。     

6份外引玉米种质资源主要农艺性状配合力分析与应用评价

从外引玉米种质资源中选育出6份玉米自交系（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5和C-6）,以代表国内5大类群的5个玉米自交系（昌7-2、丹340、郑58、Mo17和丹988）为测验种,按NC-Ⅱ遗传交配设计,组配出30份玉米杂交组合,对测交自交系进行了主要农艺性状配合力分析。研究结果表明,自交系C-1、C-2、C-6的综合农艺性状较好,在育种上有较好的利用价值;在产量性状方面,自交系C-1与丹340和郑58、C-2与丹988、C-6与昌7-2、Mo17和丹988有较强杂种优势,血缘关系较远,他们与这些类群的自交系容易形成高产组合。     

不同密度处理对玉米自交系产量及农艺性状的影响

试验采用不同密度处理对玉米自交系主要农艺性状进行研究。结果表明,密度对不同株型自交系的农艺性状和产量及其构成因素具有显著影响。随着密度增加,产量差异显著,在超过阈值后,产量反而下降;各自交系株高和穗位高均增加,茎粗降低,而对雄穗分枝的影响差异不显著,不同株型自交系呈现出相同变化趋势;不同株型棒三叶叶向值变化趋势不同,紧凑型叶向值增加最大,半紧凑型次之,平展型变化最小;棒三叶叶面积呈现降低趋势。     

矮杆大穗高产小麦育种亲本SW3243重要农艺性状特性及育种应用效果（摘要）

[目的]研究小麦亲本材料SW3243（组合为1426/4/IR68-77/YAA//ALD‘S’/3/YAZ//ST2022/983）的育种利用价值。[方法]对SW3243的选育、农艺特性、部分品质相关遗传性状、1BL/1RS易位系及育种的应用情况进行了分析。[结果]SW3243具有如下特点：SW3243高抗条中29、30,对抗性基因不具有抑制作用;具有矮杆、多花、大穗、高产、迟播早熟等显著特点;SW3243的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成为1,7＋8,2＋12,含有232bp片段的PPO等位基因,Waxy蛋白亚基没有缺失,籽粒含有少量迟熟α-淀粉酶;SW3243含1BL/1RS易位系,但与供试易位系具有明显不同;利用SW3243的优良农艺特性育成了一批高产新品系,其中有42个衍生系参加了国家和四川省区试,育成国家、省级审定小麦新品种10个（次）;SW3243及其衍生品种已累计推广433万hm2以上。[结论]麦材料SW3243具有优良的农艺性状,是四川小麦育种的重要亲本,研究结果将为小麦种质资源创新和高产育种提供信息参考。     

覆膜滴灌玉米产量和农艺性状相关性分析

为明确在覆膜滴灌条件下玉米品系(种)主要农艺性状与产量的关系,应用DPS软件对15个玉米杂交品系(种)的主要农艺性状和产量性状进行相关性、灰色关联度等分析,结果表明:籽粒重、穗重、产量的变异系数较大;玉米产量与生育期、籽粒水分含量、穗重、籽粒重呈显著正相关关系;聚类分析可将参试的15个品系(种)划分为3类,第Ⅲ类表现良好,值得进行推广种植。灰色关联度分析表明,玉米籽粒重、穗重、生育期、籽粒水分含量等性状是影响玉米产量的主导因素,在玉米高产育种中,应以其为主攻目标,提高玉米后代的有效选择,加速高产育种进程。     

十三份玉米新自交系的育种潜势分析

为明确玉米新自交系的育种潜力,以13份新自交系、8份骨干系和5份标准自交系为材料,通过农艺性状鉴定和SSR分子标记分析,研究自交系间的遗传差异;按Griffing方法Ⅳ组配210个杂交组合,分析产量配合力和杂种优势表现。结果显示,新自交系K351和K311自身性状优良;以遗传相似系数0.696为阈值,用类平均法(UPGMA)将26份自交系划分为8个类群,即常见5大类群和3个新类群,其中K115等10个新自交系被划分到3个新类群。K61等6个新自交系产量一般配合力(GCA)达极显著(P<0.01)正效应,高于多数骨干自交系;在四川双流和云南宣威试点,比对照显著(P<0.05)增产的组合分别有18个和3个,其中K61×K143和21-ES×K61在2个试点均显著(P<0.05)增产,分别平均增产33.16%和22.81%。综上,新自交系K61、K143和K115产量GCA最高,自身农艺性状较好,其中K61和K115种质新颖,是理想的高产育种亲本;K311、K962和K365产量GCA较高,自身性状良好,具有高产育种潜力,但植株偏高,有待进一步改良。