玉米穗粒重与果穗三维几何特征关系的定量研究

【目的】从穗粒重与果穗三维几何关系的角度探索籽粒产量的制约因素,寻找进一步提高玉米产量的途径。【方法】利用图像处理技术采集了10个品种的果穗几何特征,分析了穗粒重对果穗几何特征组合的回归,以及穗粒重与穗大小特征的相关性。矩形度定义为果穗面积占其外接矩形面积的比例,分别与穗长+穗粗、穗面积、穗体积组合建立回归方程。【结果】上述3种组合方程,分别解释了品种间籽粒产量总变异的77.7%、70%和78.7%,矩形度的贡献大于或者约等于穗大小几何特征。同样结构的回归方程在矫正品种产量后,解释了环境间籽粒产量总变异的81.3%—82.0%,矩形度的贡献小于穗大小几何特征。穗大小对籽粒产量的简单决定系数为:在品种间,三种维数的大小特征都不显著;在环境间,穗长、穗粗、穗面积、穗体积分别为0.387、0.167、0.590、0.571。【结论】穗大小单一特征的重要性次序为:穗体积穗面积穗长、穗粗,穗矩形度是反映穗形态的一个重要性状,与穗大小特征相组合,能够高精度预测穗粒重。     

玉米果穗DUS性状测试的图像处理应用研究

 【目的】评价图像处理法采集和数量化玉米果穗特异性、一致性和稳定性测试（DUS）性状的技术适用性。【方法】以4个品种各50个果穗及8个品种93～107个穗轴为材料,通过图像处理采集玉米DUS测试指南规定的7个性状（穗长、穗粗、穗形、粒顶色、穗轴色、穗行数和籽粒排列形式）,应用多性状整体控制单一比较法分析品种特异性。【结果】穗长、穗粗和穗行数的图像处理误差分别为6.2%、1.6%和0.66%。果穗的穗缘角（穗形）在0～2.22°之间变化,各品种穗行角（籽粒排列形式）均值在89.4°～90.7°之间。穗形等4个质量或假质量性状成功转换为数量性状,信息量随之增加。籽粒顶端颜色在果穗间和果穗侧面间的差异都极其微小,其它性状的果穗侧面间差异与果穗间差异相当或者更小。图像处理容易获得同源样品的更多形态性状,可能导致品种伪差异的风险升高。【结论】图像处理具有客观、高效、低成本地采集和数量化玉米果穗DUS性状和其它更多性状的能力,结合多性状整体控制单一比较法等适当的统计分析技术,将在中国的新品种DUS测试中发挥越来越重要的作用。     

Historical trends in maize morphology from the 1950s to the 2010s in China

The morphology of the plant and ear is a preliminary selection characteristic in breeding new varieties of maize. As new maize cultivars were developed from the 1950s through the 2010s in China, most had changes in both plant and ear morphological characteristics that contributed substantially to maize yield gains. Over the seven decades, plant and ear height fluctuated with a small increase from the 1950s to 2000s, and then a decrease in the 2010s, while the ear ratio and internodes length below the ear decreased significantly. Leaf angles became significantly more upright, especially for the leaves above the ear, and the leaf area per plant improved markedly. Leaf orientation increased from the 1950s to the 2000s then decreased in the 2010s. Tassel size and the anthesis—silking interval were both reduced substantially. Ear diameter, kernel number, and kernel weight increased from the 1950 to the 2000s, then decreased in the 2010s under the same cultivation conditions. We found that modern maize hybrids have a lower plant height, ear height and ear ratio which increased lodging resistance, a more erect leaf which increased high-density planting tolerance, and smaller ears and kernels which facilitated rapid dehydration during late grain filling. These morphological selection criteria, which are suitable for mechanized operations, are proposed as the focus for future maize breeding.     

玉米不同世代材料相关性状的遗传研究

以玉米优良杂交种掖单13号的F2∶3家系为材料,研究其产量性状的遗传特征,结果表明,在10个数量性状中,广义遗传力较高的为穗粗、行粒数、轴粗、穗行数、穗长;在F1代和F2∶3家系中,杂种优势强的性状是行粒数、穗粒重、穗长,较弱的是百粒重、出籽率.杂种优势与遗传力相关不显著,但与性状的变异系数相关显著.其中,行粒数、穗粗、穗行数、穗长与单株产量高度正相关.穗长、穗粒重、百粒重三个产量构成因子彼此高度正相关,穗长与穗粗极显著负相关.主成分分析表明,影响单株产量的依次是穗粗、穗行数、穗长、行粒数、出籽率.因此对掖单13号而言,在新疆条件下,穗粗的增加和穗行数的增加是获得高产的关键.     

鲜食糯玉米主要农艺性状相关及通径分析

糯玉米（Zea mays L.var.ceratina Kulesh）单株产量性状是受多基因控制的,且各性状之间也会互相作用. 以广东省选育的15个鲜食糯玉米杂交组合为材料,随机区组设计,调查株高、穗位高、叶片数、穗上叶数、穗位叶长、穗位叶宽、茎粗、果穗长、秃尖长、果穗直径、穗行数、行粒数、轴粗、鲜苞质量和鲜穗质量共15个农艺性状,进行相关性分析及通径分析. 结果表明15个农艺性状中果穗长、轴粗、株高、叶片数和穗位叶宽与鲜穗质量呈显著正相关关系,相关系数从大到小的顺序表现为：果穗长＞轴粗＞叶片数＞穗位叶宽＞株高. 在糯玉米品种选育时,果穗长、轴粗、株高、叶片数和穗位叶宽等可作为关键选育农艺性状.     

43个玉米品种在新疆吐鲁番旱区表现和抗旱类群划分

目的 基于形态指标和产量指标,将43份引进玉米品种划分为不同群体,并筛选出适合新疆旱区种植的玉米品种。方法 以43个玉米品种为材料,测定其在干旱胁迫下株高、穗位高、茎粗、单株穗数、穗长、穗粗、穗行数、穗粒重、百粒重、籽粒产量以及茎叶鲜重和茎叶干重等12项指标。运用相关分析、主成分分析、聚类分析、逐步判别分析和多元方差分析等方法综合评价多个玉米品种的抗旱性能。结果 12项数量性状间存在一定的相关性和信息的重叠,35对数量性状的相关系数达极显著水平,21对数量性状相关系数达到显著水平。前3个主成分代表了43个玉米品种的12项数量性状71.02%的信息,其贡献率分别为27.49%、27.41%和16.12%。其中,第一主成分是营养体生长状况,包括株高、穗位高、茎粗和茎叶重量;第二主成分是生殖生长状况,包括穗数、穗长、穗粒重、百粒重和产量;第三主成分是穗行数和穗粗。当类间距离为4.5时,43个玉米品种被聚为5大类。其中,第Ⅱ类属于高产品种,包含3个品种;第Ⅲ类属于中高产品种,包含7个品种;第Ⅳ类属于中产品种,包含10个品种;第V类属于中低产品种,包含19个品种;第Ⅰ类属于低产品种,包含4个品种。42个玉米品种被正确判别,判对概率为97.67%;1个玉米品种被误判,误判率为2.33%。结论 类群划分的结果准确可靠,选育的第Ⅱ类和第Ⅲ类玉米品种能够显著的增产,玉米育种在抗旱性方面进展明显。玉米正播模式引种,辽单145和辽单1211;复播玉米品种郑单958最佳。     

弱光胁迫对不同耐荫型玉米果穗发育及内源激素含量的影响

2010-2011年以耐荫性较弱的玉米杂交种豫玉22和耐荫性较强的玉米杂交种郑单958为材料,在抽雄前3 d开始进行弱光胁迫处理,吐丝后10 d恢复自然光照,研究弱光胁迫及光恢复对不同耐荫型玉米果穗生长发育及其内源激素含量的影响。结果表明:弱光胁迫下,玉米果穗生长发育明显减缓,穗长、穗粗和果穗干物质积累显著减小,秃尖度变大;穗行数、穗粒数和籽粒库容显著降低;吐丝期果穗顶部小穗子房发育停滞,已有败育迹象的籽粒在恢复自然光照后无明显改善;豫玉22果穗和籽粒性状在处理间的差异程度均大于郑单958。弱光胁迫下,两玉米杂交种果穗的ABA和ZR含量均升高,而GA含量和GA/ABA比值均降低;IAA含量和IAA/ABA比值在郑单958果穗中表现为升高,而豫玉22则表现为下降。     

西南地区玉米高产稳定性与主要农艺性状的回归及相关分析

[目的]了解玉米各农艺性状与其高产稳产性之间的关系,为优良玉米品种的选育提供理论依据.[方法]对52个玉米品种的农艺性状与平均产量建立回归分析模型,运用DPS软件计算相关系数、稳定性参数及灰色关联度.[结果]玉米各主要农艺性状与其平均产量的关联顺序为：穗长＞行粒数＞穗行数＞株高＞穗位高＞秃尖长;与稳定性的关联顺序为：穗长＞株高＞行粒数＞穗行数＞穗位高＞秃尖长.从相关系数的计算结果来看,穗长与平均产量相关性最大,相关系数为0.58227,达极显著水平;秃尖长与平均产量相关性最小,相关系数仅为0.04689;穗长与稳定性相关性最大,相关系数为0.44698,达极显著;穗位高与稳定性的相关性最小,相关系数仅为0.04567.[结论]穗长、行粒数、穗行数、株高、穗位高、秃尖长6个主要农艺性状中,穗长对平均产量、稳定性系数影响最大且为极显著正相关,在育种实践中,加大对穗长性状的选择力度,有可能选育出具丰产性与稳产性的优良品种.     

不同种植密度下玉米主要农性状及其与产量的关系研究

[目的]研究种植密度对玉米(Zea mays L.)产量的影响,并探讨主要农艺性状与产量的关系。[方法]以玉米品种顺单6号、遵玉3号和安单3号为材料,4种种植密度分别为75000、64500、56250、49995株/hm2(CK)。[结果]在同一种植密度下,顺单6号、遵玉3号、安单3号间的产量差异显著,顺单6号、遵玉3号的产量与安单3号差异极显著;不同种植密度间玉米产量差异显著,种植密度与品种互作对产量的影响达极显著水平;说明玉米品种对产量有一定的影响,不同种植密度对玉米品种产量的影响不同,玉米品种的产量随种植密度的改变而发生变化。相关分析表明,在玉米产量构成因子中,株高、穗粗、穗行数、行粒数、穗总粒数与产量呈正相关,百粒重、穗位高、穗长、秃尖与产量呈负相关,只是相关性的显著性各有差异。通径分析表明,产量构成因子之间是相互依赖相互影响的。[结论]在玉米栽培中,要充分利用对产量有利的影响因子,通过栽培措施调节各因子进而达到增加产量的目的。     

干旱胁迫下玉米自交系穗部性状与耐旱性关系研究

[目的]干旱是限制我国玉米生产的主要因素,研究干旱胁迫下玉米穗部性状与耐旱性的关系,为玉米耐旱性研究提供理论指导.[方法]通过抽雄吐丝期干旱胁迫的方法,对287份玉米自交系进行耐旱鉴定,调查穗长、穗粗、粒长、粒宽、粒厚、单穗干重、穗轴粗、粒重、百粒重、穗行数、行粒数等穗部性状,研究穗部性状与耐旱性的关系.[结果]相关分析发现单穗干重、穗长、穗行数、行粒数、粒长、粒重与玉米耐旱性存在极显著的相关性,穗粗和百粒重与玉米耐旱性存在显著相关性;通过对耐旱相关的穗部性状主成分分析,得到“产量”因子、“果穗行数”因子、“籽粒重量”因子、“轴部”因子、“果穗尺寸”因子,上述5个因子可以反映玉米自交系穗部的耐旱性;通过聚类分析获得耐旱性弱、适中、强的3种类群.[结论]单穗干重、穗长、穗行数、行粒数、粒长、粒重、穗粗和百粒重是十分重要的耐旱参考指标,在穗部耐旱性状中,对耐旱性的贡献大小依次为产量因素＞果穗行数＞籽粒重量＞轴部因素＞果穗尺寸,玉米在干旱胁迫下粒长、穗轴粗、百粒重较对照下降较少,穗长、穗粗、穗行数、粒重、单穗干重较对照略有增加,行粒数较对照下降适中,此类自交系耐旱性较强.     

玉米两个同源种质群体主要经济性状的遗传组成分析

用TTC法研究了玉米两个同源种质群体单株产量等十个经济性状的遗传组成,结果表明在大部分经济性状中,都有上位性效应存在。在总的遗传变异中,加性遗传分量(D)作用最大,显性遗传分量(H)次之,上位性遗传分量(I)除抽丝天数、株高、穗长外一般较小。基础群体ACO的株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单株籽粒重等以可固定的D为主,而抽丝天数、穗位高、出籽率、百粒重除D重要外,H和I的效应也有显著作用。通过三轮改良穗行选择和一轮交互轮回选择形成的衍生群体AC_4各性状的D效应继续得到积累;穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、出粒率、单株粒重的H和I方差,在总变异中发挥重要的作用,因此,AC_4在遗传组成的总体上优于AC。     

玉米生理成熟后籽粒脱水速率与主要农艺性状的相关分析

为选育脱水速率快的玉米新品种,以黑龙江省10个熟期相近而脱水速率差异较大的优良玉米自交系为试验材料,采用完全双列杂交设计配置杂交组合,对玉米的百粒重、穗粗等12个农艺性状与玉米生理成熟后籽粒脱水速率进行遗传相关和通径分析。结果表明:穗粗、穗行数、粒宽和胚重/胚乳重与玉米生理成熟后籽粒脱水速率之间均表现为显著或极显著正向相关;百粒重、穗长、胚占籽粒体积比和果皮厚度与玉米生理成熟后籽粒脱水速率之间均表现为极显著负向相关。通径分析结果表明:穗粗、穗行数、粒宽和胚重/胚乳重与玉米生理成熟后籽粒脱水速率直接通径系数为正值,百粒重、穗长、胚占籽粒体积比和果皮厚度与玉米生理成熟后籽粒脱水速率直接通径系数为负值。为获取脱水速率快的玉米,应主要选育果穗短粗、籽粒宽度较大、果皮薄和百粒重小的基因型的玉米杂交种。     

铁茬高产夏玉米品种产量和植株性状间关系分析

为选择铁茬条件下夏玉米的适播品种,试验采用单因素随机区组方法对20个玉米品种(品系)在小麦收获后铁茬播种条件下的产量、生物产量、经济系数和穗部性状等进行了研究。结果表明,燕202、浚单22、雅玉12、郑单958和矮225在中等肥力土壤下可以达到9000kg/hm2高产水平,穗数>60000穗/hm2、穗粒数420￣515粒/穗、公顷粒数>2778万粒、千粒重>280g、生物产量>16300kg/hm2、经济系数>0.54、出米率(88±1.34)%。大穗型品种、特别是平展大穗型品种无高产优势。相关分析表明,产量与经济系数、收获穗数、公顷粒数、生物产量成极显著正相关。中小穗型品种穗粗、穗行数与产量显著正相关对产量影响较大;大穗型品种产量与穗粗为负相关,且产量与穗长、行粒数和出米率关系最为密切。     

玉米作图群体主要穗部性状的研究

本研究调查了玉米自交系Mo17、黄早4及由这两个材料构建的F9代重组自交系(Recombinantinbred line,RIL)群体的穗粗、穗长、轴粗和穗重共4个穗部性状,对这4个性状在群体中的表现用SPSS11.5软件作了描述性统计和相关分析,并构建了频数分布图。该结果为控制这4个性状的数量性状位点(Quanti-tative trait locus,QTL)的作图研究提供了田间表型数据。     

利用通径和因子分析研究宁夏玉米鉴定性状指标

[目的]研究宁夏玉米(Zea mays L.)杂交组合的鉴定评价指标。[方法]以宁夏自育的一些不同类型粒用玉米杂交组合为材料,进行通径分析和因子分析。[结果]玉米组合间各数量性状存在较大差异,各数量性状(除秃尖长外)均与产量存在显著正相关关系,穗粒重、收获穗、出籽率、穗长、株高和百粒重是对玉米产量影响相对重要的性状。[结论]明确了产量、穗长、收获穗和出籽率、株高、百粒重、穗行数是宁夏玉米杂交种(组合)鉴定评价指标。     

中国与东盟国家玉米杂交种产量及果穗性状比较研究

2007～2010年,以简比法和完全随机区组法相结合,在广西南宁对113个中国玉米新品种、77个东盟国家玉米新品种进行品种比较试验。结果表明:中国玉米品种春播平均产量比东盟品种高,但秋播比东盟玉米品种低;中国玉米品种春秋播产量间差异较大,而东盟品种春秋播产量间差异较小。大多数试验季节,产量表现最高的品种为中国品种。所有试验季节,中国玉米品种产量表现最低品种的产量均低于东盟玉米产量表现最低品种的产量。中国玉米品种果穗平均长度略长于东盟品种,但秃尖明显长于东盟品种,行粒数少于东盟品种。中国玉米品种春播的穗粗比东盟品种略粗,但秋播略细于东盟品种。多数试验季节中,中国玉米品种的穗行数比东盟品种的穗行数多,而东盟品种的穗行数在14行/穗的平稳线上略有变化。中国玉米品种出籽率变化较大,而东盟品种稳定在85%～86%。中国玉米品种和东盟玉米品种的容重均在800 g/L上下波动;多数试验季节,中国玉米品种的千粒重略高于东盟品种。中国玉米在今后育种过程中除关注品种的产量潜力外,还要侧重秃尖长度及行粒数、出籽率、穗行数等综合性状的选择。     

玉米亲子间性状相关性与亲本选配规律

对玉米辐照诱变自交系杂交一代的12个性状优势研究表明,穗粒重的优势最强,穗重次之,穗位高、雄穗分枝数、株高、每行粒数、穗长、穗位叶面积、茎粗、千粒重、穗行数、出籽率顺序依次递减。杂交一代的穗重、穗长、每行粒数、千粒重与父、母本同一性状间的相关不显著,但与父、母本不同性状间呈一定的相关性,可作为选择杂交亲本时参考。杂交一代的株高与父、母本任何性状的相关性都不显著,因此,很难通过选择亲本来控制杂交一代的株高。     

玉米杂交种主要农艺性状的相关与通径分析

对103个玉米杂交种主要农艺性状的相关与通径分析表明,穗粗、行粒数、穗重、穗长、穗行数与单株粒重间均为正相关且相关系数较大,穗粗、行粒数、穗重、穗长、穗行数、百粒重对单株产量的直接通径系数也较大,故穗部性状在影响子粒产量诸因素中占主导地位。穗重是玉米单株产量的重要指标。同时指出,玉米杂交种的选育要注意到各农艺性状协调,找出适合当地的高产的杂交种。     

春玉米若干农艺、生理性状的遗传相关性分析

本试验对玉米单株穗重、叶绿素含量等13个农艺、生理性状进行了遗传相关性分析,并对部分性状与产量的相关进行了通径分析。分析结果表明:①百粒重、穗长、吐丝期叶绿素含量和根系抗垂直拔力与单株籽粒产量具有显著的正遗传相关;叶向值与单株籽粒产量具有显著的负遗传相关;其余性状(株高、穗位高、叶面积、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数)与单株籽粒产量的相关不显著;②对部分性状与单株籽粒产量的遗传相关的通径分析表明,百粒重和穗长与产量的相关主要是由自身的直接效应造成的,而株高,穗位高、叶绿素含量、叶向值和穗粗与产量的遗传相关主要是由间接效应造成的;穗行数、行粒数和穗粒数与产量的遗传相关是直接效应和间接效应综合作用的结果。     

夏玉米主要农艺性状的多元回归与通径分析

采用DPS软件对株高、穗位高、生育期、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、轴粗、穗粒重、出籽率和千粒重等11个主要农艺性状与玉米小区产量关系进行多元回归分析和通径分析。结果表明：株高、穗位高、穗粗、穗行数、行粒数、轴粗、出籽率和千粒重对玉米小区产量有显著效应,它们对小区产量的相对作用大小依次为千粒重〉穗行数〉株高〉穗粗〉轴粗〉穗位高〉行粒数〉出籽率．玉米小区产量与8个农艺性状有显著的线性关系。