玉米杂交种及其亲本自交系抗倒伏特性的研究

提高玉米品种自身的耐密、抗倒伏能力是解决玉米生产突出矛盾的根本途径。选用不同抗倒伏性品种‘KX3564’和‘新玉41(XY41)’杂交种(F_1)及其亲本自交系为材料,研究玉米植株形态特征和茎秆抗倒伏性能等杂种优势的变化特点。结果表明:玉米杂种F_1代的株高、穗位高、穗高系数均表现超亲优势,且穗位高的杂种优势明显高于株高、穗位高系数。杂交种茎秆基部节间直径和单位节长干质量(DWUL)表现为超父优势,显著低于其母本,杂种优势指数较低。进一步分析得出,而高于其父本。茎秆的穿刺强度(RPS)受其双亲互作的影响,且母本自交系的贡献更大。因此,在品种选育过程中,应注重亲本自交系尤其母本自交系形态耐密性和茎秆抗倒强度的选择,有利于提高玉米耐密、抗倒伏品种的选育效率。     

青稞抗倒伏性状的基因型差异

【目的】 倒伏是影响青稞生产和产量的主要原因之一。筛选与青稞抗倒伏性密切相关的性状并构建抗倒伏评价体系,是开展青稞抗倒伏品种选育的重要理论依据。【方法】 通过对35份青稞种质资源根系、茎秆和穗部23个农艺性状进行方差分析,明确不同基因型间各性状的差异性。采用相关分析筛选出与青稞抗倒伏性密切相关的指标,并通过主成分分析和线性回归分析构建完成青稞抗倒伏评价体系。【结果】 不同基因型青稞材料在同一性状间表现出较大差异,且农艺性状在基因型间的差异均极显著,农艺性状中倒伏率的遗传变异最丰富;同一参试材料的农艺性状在两个生态区间差异较大,海北高寒生态区试点各基因型的遗传变异较丰富;各性状的基因型与环境因素间存在显著互作效应（P<0.05）。相关分析结果表明茎秆强度同青稞抗倒伏性关系最为密切,并通过抗倒伏指标构建青稞抗倒伏评价体系。青稞分蘖数过多、第三和第四茎节过长易引起植株倒伏。根干重大、茎秆重、茎秆壁厚、茎秆强度大是植株固持能力强、抗倒伏伏性优异的原因。【结论】 分蘖数、穗重、茎长、茎重、茎秆强度适合作为青稞抗倒伏性评价指标,验证结果表明抗倒伏评价体系较可靠,可用于青稞种质的抗倒伏性评价。     

玉米根系对玉米抗倒伏性影响的研究进展

【目的】研究玉米根系对玉米抗倒伏性的影响,为筛选出抗倒伏性优良、产量高的玉米品种提供理论依据。【方法】本文通过国内外玉米根系对玉米抗倒伏性的影响研究专题进行了归纳总结,从玉米根系的三维图像构建、生长发育质量、延伸形态、抗倒伏指标和遗传性状,对影响玉米抗倒伏重要因素之一的根系性状进行系统的综述。【结果】随着技术的进步构建玉米根系三维模型正逐步应用到实际操作当中,为研究人员提供便利;玉米初生根、次生根、气生根生长发育优良的品种,极大提升了玉米抗倒伏性;横展型根系是玉米理想的抗倒伏根系延伸形态;根干重、根系开张角度、入土次生根条数、根体积、根直径、根层数是大多数学者选用的根系抗倒伏指标;目前常用QTL与GWAS技术对根系基因进行分析,定位了初生根直径、初生根长度、总根长、根尖数等一些根系相关的QTL,筛选出气生根直径、气生根角度等气生根性状相关联的SNP位点。【结论】明确玉米抗倒伏根系的优良性状并用现有的技术对其加强表达,是增产的重要手段。     

不同水稻品种抗倒伏性状的形态构成

为探讨水稻形态特征与抗倒伏能力的关系,为超高产水稻品种的选育提供理论依据,以不同年代育成的103个水稻品种为材料,以茎秆倒伏指数和田间茎秆强度为抗倒伏性的基本指标.用相关分析方法从形态构成方面研究了水稻茎秆性状与抗倒伏能力的关系.结果表明:株高、基部茎秆截面积与上1、上5伸长节是影响水稻抗倒伏能力的主要因子;上1、上4、上5节长度占株高比例与茎秆倒伏指数及田间茎秆强度呈极显著相关.进一步研究发现,在株高相同的条件下,上1伸长节节间长度短且占株高比例小,基部茎秆截面面积大,基部两节间的长度略短但占株高比例偏大,是抗倒伏性较强的水稻品种的形态构成特点.     

玉米茎秆抗推力的遗传效应分析

【目的】为了培育抗倒伏性好的玉米品种,对茎秆抗推力的遗传效应进行研究。【方法】以9个抗倒伏性不同的玉米自交系为亲本,按9×9 GriffingⅠ完全双列杂交模式组配了72个杂交组合。利用数显植物茎杆强度检测仪测定玉米茎杆抗推力的大小,以单茎抗推力作为抗倒性的评价指标,研究玉米茎杆抗倒性的遗传效应。【结果】玉米茎杆抗推力的遗传变异占表型变异的79.23%,是可以遗传的,加性效应和显性效应占用同样重要的作用。显性效应显著,可能是环境影响的结果。自交系丹988和7823的抗倒伏能力和一般配合力高,是很好的育种亲本,但研究发现抗倒伏性的双亲一般配合力(GCA)效应与亲本间特殊配合力(SCA)效应无明显的相关性。【结论】要注重亲本的GCA效应,同是也要结合亲本间的SCA效应。     

玉米抗倒伏相关性状的配合力分析

为研究玉米抗倒伏相关性状的遗传基础，了解玉米亲本的抗倒伏相关性状的配合力和遗传率，本研究以5个抗倒伏性能差异的玉米自交系、12个常用及自选自交系按不完全双列杂交(NCⅡ)模式配置的60个组合为供试材料，对第3茎节穿刺强度、第5茎节穿刺强度、株高、穗位高、纤维素含量、半纤维素含量和木质素含量等7个性状进行配合力分析。结果表明，自交系RP125、A185、48-2和KDF的抗倒伏相关性状的一般配合力最优，可用于配置抗倒伏玉米杂交品种的优良自交系或用于遗传改良；60个杂交组合的特殊配合力相对效应值存在一定的差异，表明这些性状也受非加性效应的影响，组合A183×48-2、A185×K169和A189×KDF表现最优；所有抗倒伏相关性状的狭义遗传力均小于50%,这些性状宜于在晚代选择。     

玉米茎秆抗倒伏遗传的研究进展

茎秆倒伏严重影响玉米产量、品质和机械化收获,是当前玉米生产和育种亟待解决的主要问题之一。加强对玉米茎秆抗倒伏性的研究,对提高品种抗倒伏能力具有重要意义。本文综述了玉米茎秆倒伏的主要影响因素及其遗传特征。茎秆倒伏与茎秆自身的强度密切相关。茎秆强度越高,抗倒伏性越强。茎秆强度受茎秆所处的发育阶段、茎秆内部结构和外部形态,及其细胞壁成分等影响。处于分生组织的茎秆细胞分裂旺盛,较易折断,而进入生殖生长后,茎秆表皮、厚壁组织增厚,维管束发育成熟,对茎秆的支撑作用增强。茎秆细胞壁的主要成分——纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖、无机物等均可提升茎秆强度。目前,研究者借助高通量表型平台,利用玉米连锁群体和自交系群体,采用各种定位方法,鉴定到一系列影响茎秆形态、强度、细胞壁成分的相关QTL和候选基因。研究表明,基于单倍型的QTL定位方法比基于单个SNP的定位效果好。一致性QTL分析将不同遗传群体的研究整合到一起,能够提高QTL结果的通用性。茎秆强度的遗传基础复杂,受微效多基因控制,位点间具有加性效应。茎秆成分QTL中的候选基因涉及细胞壁代谢、转录因子、蛋白激酶等。MAIZEWALL是玉米细胞壁相关基因的重要数据库。目前该数据库包含1 156个玉米细胞壁生物学相关的候选基因,为该领域的深入研究提供强大的资源。已鉴定到一系列影响玉米茎秆细胞壁成分、茎秆形态和强度的基因,其功能涉及纤维素合成路径,如纤维素合成酶类、Cobra类、糖基转移酶和核糖转运蛋白类;苯丙烷路径基因,如控制bm1—bm5的相关基因;植物激素类,如赤霉素、生长素、油菜素甾醇相关基因;转录因子如NAC、MYB;miRNA（ZmmiR528）以及F-box基因（stiff1）等。今后应积极探索不同发育时期玉米茎秆倒伏的力学机制;广泛发展自然群体或育种群体进行遗传分析;采取多种定位策略,提高抗倒伏相关基因鉴定的功效;针对优良等位基因,开发各类分子标记,加强抗倒伏分子标记辅助选择。本文将为玉米茎秆抗倒伏遗传机制解析及抗倒伏玉米品种的分子育种提供参考。     

玉米抗倒伏相关性状遗传改良效果

以Non-Reid群骨干自交系为基础材料，采用DH育种技术，经2轮遗传改良分别育成J9D207、J1886、J1518、J16084个改良系。对抗倒伏相关性状茎秆拉力强度、穿刺强度、节间直径、节间干质量和单位茎长干物质质量的遗传改良效果进行研究。结果表明：第2轮改良系J1608的抗倒伏相关性状遗传改良效果最为明显。基础系和2轮改良系之间的茎秆拉力强度、茎秆穿刺强度、节间直径、节间干质量和单位茎长干物质质量存在显著和极显著差异，同时茎秆穿刺强度、节间直径和单位茎长干物质重随节位的上升呈下降趋势。相关分析表明，茎秆拉力强度与穿刺强度、茎秆直径、节间干质量、单位茎长干物质质量呈极显著或显著正相关，说明这4个性状可以作为判断茎秆拉力强度的重要指标。     

不完全双列杂交玉米组合抗倒伏综合评价

【目的】研究36份玉米杂交组合产量性状与茎秆力学倒伏综合评价,筛选出抗倒伏强的品种。【方法】以 4 份玉米自交系为测验种,9 份玉米高代系为待测系,采用 NCⅡ不完全双列杂交组配设计,对其茎秆性状及产量性状进行相关性、主成分、隶属函数、聚类分析,综合评价36个杂交组合的产量因子和茎秆性状。【结果】不同玉米杂交组合单株粒重与基部第3节穿刺强度、穗下第1节穿刺强度、基部第4节弯曲强度、穗下第1节弯曲强度和茎秆抗推力表现为极显著正相关,分别为0.451^**、0.588^**、0.459^**、0.422^**和0.490^**;单株粒重与茎粗均表现为负相关;株高、行粒数、单株粒重与茎秆抗推力呈显著正相关关系,分别为0.388、0.387、0.490;穗高、秃尖、穗粗、轴粗、生育期与茎秆抗推力呈负相关关系;通过主成分分析,8 个性状进行主成分分析,前5个主成分其累计贡献率达到了89.98%。【结论】结合隶属函数、贡献率计算权重、综合评价36个玉米杂交组合抗倒伏、宜机收能力的综合评价D值,并进行聚类分析,将其划分为三类,9个综合指标强的组合,14个综合指标弱的组合,13个综合指标中等的组合。     

青稞植株抗倒伏遗传分析

以2个抗倒伏有差异的自交系GMY-1和GMY-2为亲本,分别对双亲、F1和F2群体的株高、植株抗倒伏性、穗下节间长度和穗长4个性状进行了田间调查和遗传分析。结果表明,GMY-2表现植株矮、穗下节间短、植株抗倒伏性高、穗较短;除穗长外,F1代其余性状均表现正向杂交优势,而F2代各性状明显衰退。株高、穗下节间长度和抗倒伏性的遗传力相对较高,均达60%以上,适合早代进行遗传改良;而穗长遗传力较低,仅为17.92%,适合晚代进行遗传改良。     

玉米自交系灌浆期抗倒性评价及抗倒性状的相关分析

为筛选抗倒伏玉米种质,利用自然环境条件对108份玉米自交系的抗倒性进行了田间鉴定评价。结果表明:不同自交系间倒伏率存在极显著差异,筛选出高抗倒伏自交系12份,可作为抗倒基因源应用于抗倒伏育种。相关和通径分析结果表明,对倒伏影响最大的是茎皮抗穿刺强度(r=-0.576),其次为次生根数,均达极显著负相关,其中茎皮抗穿刺强度具有最大的直接通径系数(P=-0.450)。因此,提高茎皮抗穿刺强度,同时增加次生根数是提高玉米自交系抗倒伏的有效途径。     

玉米自交系和杂交种的抗倒伏能力鉴定与比较

[目的]鉴定和比较玉米自交系和杂交种的抗倒伏能力。[方法]根据玉米自交系、杂交种茎杆抗拉弯强度,比较了107份自交系和13份杂交种的抗倒伏能力。[结果]107个自交系中,有14个自交系抗拉弯强度值在4.0 kg以上。13个杂交种中,登海618、瑞普959、大丰30、大丰26、太玉339抗倒性表现较好,与生产实际相吻合。[结论]抗拉弯强度值越高,抗倒伏能力越强。抗拉弯强度可作为玉米自交系、杂交种抗倒伏能力鉴定的依据之一。     

Key indicators affecting maize stalk lodging resistance of different growth periods under different sowing dates

The accurate evaluation of maize stalk lodging resistance in different growth periods enables timely management of lodging risks and ensures stable and high maize yields. Here, we established five different sowing dates to create different conditions for maize growth. We evaluated the effects of the different growth conditions on lodging resistance by determining stalk morphology, moisture content, mechanical strength and dry matter, and the relationship between stalk breaking force and these indicators during the silking stage(R1), milk stage(R3), physiological maturity stage(R6), and 20 days after R6. Plant height at R1 positively affected stalk breaking force. At R3, the coefficient of ear height and the dry weight per unit length of basal internodes were key indicators of stalk lodging resistance. At R6, the key indicators were the coefficient of the center of gravity height and plant fresh weight. After R6, the key indicator was the coefficient of the center of gravity height. The crushing strength of the fourth internode correlated significantly and positively with the stalk breaking force from R1 to R6, which indicates that crushing strength is a reliable indicator of stalk mechanical strength. These results suggest that high stalk strength and low ear height benefit lodging resistance prior to R6. During and after R6, the coefficient of the center of gravity height and the mechanical strength of basal internodes can be used to evaluate plant lodging resistance and the appropriate time for harvesting in fields with a high lodging risk.     

不同株高杂交种玉米抗倒伏特性及杂种优势

【目的】研究不同株高玉米杂交种的抗倒性状的变化规律及杂种优势。【方法】以9个不同株高的玉米杂交种及其亲本为材料,测定与倒伏有关的植株形态、三节形态、茎秆穿刺强度、倒伏率指标。【结果】随着杂交种玉米株高增加,玉米杂交种穗位高及穗位系数升高。基部节间长度变长,茎粗系数变小。茎秆穿刺强度变弱,田间倒伏率增加。玉米杂交种茎秆穿刺强度与株高、穗位高、基部节间长度呈显著负相关关系。玉米杂交种株高具有较高的杂种优势,且高秆类型明显高于矮秆类型。穗位高的超母优势和杂种优势指数均表现为随植株高度的升高而增大。玉米基部节间长度杂种优势均表现比较高,且超母优势大于超父优势,高秆类型也高于矮秆类型。茎秆穿刺强度的杂种优势指数较强,且超父优势大于超母优势。【结论】玉米株高的母本优势大于父本优势,穿刺强度的父本优势大于母本优势,着重选择母本的株高较低、父本的穿刺强度较高的组合,有利于培育高产抗倒的玉米杂交种。     

群体调控对夏玉米抗倒伏性状指标的影响

以创玉198为试验材料,研究群体调控对夏玉米(Zea mays L.)抗倒伏性状指标的影响。结果表明,随着群体密度的增加,玉米倒伏率、株高、穗位高、穗位系数均逐渐升高;基部茎节间长增加,茎粗、茎粗系数降低;茎秆穿刺强度、单株茎秆干物重逐渐增加,茎秆抗折力先增加后降低;田间倒伏率增加,茎秆抗倒伏能力下降。得出创玉198玉米品种合理群体密度为6.00万~6.75万株/hm2,此群体结构有利于提高抗倒伏能力。     

玉米抗倒强度及其与植株性状相关性的初步研究

田间试验结果表明：玉米抗倒强度（D）品种间差异极显著,同一品种在灌浆的不同时期差异不显著;当D值超过25N／m时田间未出现倒伏,20—25N／m时出现少量倒伏,低于20N／m时出现严重倒伏。D与总拉力F、外拉力f和花后13天茎粗呈极显著正相关;与株高、穗位高、穗高系数、倒折率、重心高及花后13天的节长和株节数均呈极显著负相关,与穿刺力呈不显著或显著负相关;与植株鲜重呈正相关、与气生根层数和条数呈负相关但都不显著。抗倒强度的大小可以用来表示测交种及区试品种的抗倒折能力,是对玉米抗倒折能力的量化,在外界风力较小的情况下对判定玉米的抗倒性具有很好的参考价值。     

玉米茎皮抗穿刺强度与形态性状和化学成分含量间的相关分析

为探讨影响玉米茎秆强度高低的重要因素,选用3个不同抗倒伏类型玉米品种对茎秆地上部第三节抗穿刺强度与茎秆形态性状、化学成分含量的相关关系进行研究。结果表明:3个品种的穗位高和节间短轴直径比其它形态性状有更大差异,抗倒性强的德美亚1号的抗穿刺强度最高,抗倒性弱的垦玉6号地上部第三节茎皮的酸性木质素、酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维含量均最低。说明茎皮抗穿刺强度与穗位高呈极显著的负相关,与酸性洗涤木质素和酸性洗涤纤维含量呈显著正相关。因此,在选育玉米抗倒伏品种时,应对这3个主要特征加以重视。     

部分高油玉米自交系主要性状的初步鉴定

通过对15个高油玉米自交系生育期、植株性状、产量性状及品质性状的初步分析,结果表明,15个高油系籽粒的脂肪、蛋白质含量高于黑龙江省普通玉米自交系,其中脂肪含量极显著高于普通自交系,淀粉含量极显著低于普通玉米自交系.除BY843、BY815生育期偏晚以外,其它高油系能够适应黑龙江省种植.多数高油系的自身产量接近普通玉米自交系,可以直接利用或者作为种质资源间接利用.大部分高油系的株高、穗位偏高,需进一步改良.     

隐性单基因br-2玉米矮生系的选育

 【目的】研究单基因br-2玉米矮源导入热带血缘选育矮生玉米自交系的效果。【方法】利用玉米br-2基因的致矮特性,根据基因重组的原理,通过导入热带血缘进行回交选择。【结果】选育出配合力高的单基因br-2矮生系南381、南387,组配的玉米杂交种南玉8号和隆单9号先后通过四川省审定,正在中国南方大面积推广应用。【结论】利用隐性矮生基因导入热带血缘,使抗病、抗倒、窄叶片等优良基因与br-2基因良好结合,克服了矮生自交系节间短、叶宽重叠密集、授粉不良等缺点,在玉米育种研究上具有一定的应用前景。     

普通玉米自交系对亚洲玉米螟抗性鉴定及其抗性机制初步研究

亚洲玉米螟是为害玉米的一种重要害虫,利用抗性品种是有效控制玉米螟为害的最经济有效的方法。2016年在安徽凤阳和海南乐东评价了1 463个普通玉米自交系对亚洲玉米螟的抗性水平,并测量这些自交系的理化性状,包括株高、穗位高、叶片数、穗三叶长、穗三叶宽、穗三叶夹角、茎粗、叶片厚度、叶片硬度、蜡质含量、单宁、可溶性糖、可溶性蛋白含量等理化性状,分析了理化性状与抗螟性的相关性。鉴定结果显示,高抗自交系142个,抗性自交系317个,中抗自交系322个,抗虫自交系占53.38%;相关性分析表明,玉米株高、穗位高、叶片数、叶长、叶宽、叶夹角、10 cm茎粗、叶片蜡质含量与其抗螟性无显著相关,而叶片厚度、叶片硬度、单宁含量、可溶性糖、可溶性蛋白含量与玉米抗螟性显著相关。