抗丝黑穗病玉米种质资源的SSR标记遗传多样性分析

采用SSR标记方法研究了40份对丝黑穗病有不同抗性玉米自交系的遗传多样性。选用57对SSR扩增稳定的引物,将自交系划分为唐四平头,旅大红骨,Lancaster,Reid,PA,PB这6个类群,结果与系谱来源一致性很高。其中,33个抗病或中抗材料分布于6个类群中,根据杂种优势利用原理,均可用于改良类群内的感病自交系和选育抗病自交系。尤其是旅大红骨群、Lancaster群和PB群中抗病自交系较多,可以构建抗病种质群体。     

基于SNP芯片揭示中国玉米育种种质的遗传多样性与群体遗传结构

【目的】选择具有重要育种价值的玉米自交系进行遗传多样性与群体遗传结构解析,为玉米育种实践提供指导和参考。【方法】选用344份具有广泛代表性和时效性的玉米自交系,其中包括美国主要杂种优势群、由国内地方种质发展来的杂种优势群、由美国商业化杂交种选系发展来的杂种优势群以及近年来在中国玉米育种中应用的新种质。利用北京市农林科学院玉米研究中心自主研发的包含3 072个SNP位点的MaizeSNP3072芯片对供试自交系进行全基因组扫描,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。【结果】在344份自交系中,3 072个SNP标记所检测到的基因多样性为0.028-0.646,平均为0.442;多态信息含量（PIC）为0.028-0.570,平均PIC值为0.344。群体遗传结构分析表明,K=8时,△K值最大,即本研究所采用的自交系群体可以划分为8个类群,分别为旅大红骨群、黄改群（又称塘四平头群）、Iodent群、兰卡斯特群、P群、改良瑞德群、瑞德群和X群,其中前7个群已有报道且基本被育种家所公认,第8个群为近年来以X1132X等杂交种作为基础材料选育出的优新种质,命名为X群。比较8个类群,遗传分化系数（Fst）为0.319-0.512,遗传距离为0.229-0.514。AMOVA结果表明类群间存在显著的遗传变异,占总遗传变异的38.6%,类群内的遗传变异占58.1%。PCA（主成分分析）结果显示,X群与黄改群、兰卡斯特群遗传关系较远,与Iodent群遗传关系较近。各类群平均基因多样性分析结果表明,随着类群改良年代的增加,类群平均基因多样性降低,其中X群种质平均基因多样性最高;进一步分析表明,美国种质类群（兰卡斯特群、瑞德群和Iodent群）和国内地方种质改良系（旅大红骨群和黄改群）核心材料多样性下降幅度较大,P群和改良瑞德群核心材料下降幅度较小,X群核心材料则没有下降趋势,说明X群核心材料仍然保留了较高的遗传多样性,未来还有很大的育种潜力可挖掘。【结论】近年来,以X1132X等杂交种所构建的基础材料选育而成的京724等系列优良自交系,区别于其他已知的7大类群,可以单独成群,称之为X群。该群与黄改群之间存在较远的遗传距离,从分子水平验证了“X群×黄改群”这种强杂优模式具有良好的应用潜力。     

金皇后种质与不同杂优类群遗传关系的评价

本试验以金黄后种质和分属于不同杂优类群的15个自交系组配的杂交组合为供试材料,分析金黄后种质与不同杂优类群间的遗传关系,结果表明:1.金皇后种质与温热种质间遗传差异较大、具有较强的杂种优势;与唐四平头和旅大红骨间杂种优势并不十分突出。2.金黄后种质与温热种质自交系所组配的组合在穗长、出籽率、行粒数、千粒重表现较突出,其植株高大,穗位较高;与唐四平头系统和旅大红骨的自交系所组配的杂交种株高和穗位偏低。     

近二十年吉林省玉米种质基础及杂优模式浅析

对吉林省近20年审定的普通玉米品种种质基础及杂优模式进行了分析。结果表明:吉林省玉米育种应用的主要种质集中在黄早4改良、瑞德改良、兰卡斯特、旅大红骨、P78599等类群上;选育的自交系主要以二环系为主;杂优模式以黄早4×瑞德、黄早4×兰卡斯特、瑞德×旅大红骨、兰卡斯特×瑞德、P78599×其它为主要杂优模式。指出吉林省目前仍存在遗传基础狭窄问题,应当加强种质交流合作,施行循环育种策略,不断进行育种技术创新。     

主要杂种优势群玉米矮花叶病抗性评价与比较分析

采用摩擦接种的方法对81份材料的玉米矮花叶病抗性进行了鉴定,从中筛选出了20份高抗材料,25份抗病材料。抗性鉴定结合杂种优势群的划分结果表明,大部分的抗病材料来自P群和唐四平头类群,而瑞德群、兰卡斯特类群和自330类群的大部分自交系均高感玉米矮花叶病,不同杂种优势类群间的抗性有极显著的差异,据此将中国主要的五大优势群自交系粗略地划分为三大抗性类型,一是高抗类型,仅包括P群的自交系;二是中抗类群,仅包括唐四平头群的自交系;三是感病类群,包括瑞德、兰卡斯特和自330三大类群的自交系,在此基础上对玉米矮花抗性杂优模式进行了探讨。     

十三个自选优良玉米自交系杂种优势类群研究

选用不同杂种优势类群且系谱明确的五个自交系为测验种,采用NCⅡ试验设计,对十三个优良玉米自交系进行杂种优势类群分析研究,通过聚类分析,把十三个玉米自交系划分为四个杂优类群,分别为：Lan-caster群（NH-14、Spx3、Dx37）;改良Reid群（LN-2）;唐四平头群（LN-15、Spx56、Dx321）;旅大红骨群（红轴598、DY112、LD61、DY45）;KS75和KSt12难以与其它自交系或彼此间归为一类。     

不同优势群玉米自交系的组配模式

以分属四大杂种优势群的8个典型玉米自交系及其组配的28个双列杂交组合(不含反交)为试材,对不同优势群玉米自交系组配模式进行了研究,结果表明:不同类群间自交系所形成的杂优模式中各性状超中优势差异很大。对单株产量、穗长、穗粗、行粒数几个性状而言,唐四平头×旅大红骨是最有利模式;对于穗粒数的增加上,兰卡斯特×旅大红骨表现最优;在百粒重上,兰卡斯特×唐四平头模式最佳。     

基于40个核心SSR标记揭示的820份中国玉米重要自交系的遗传多样性与群体结构

【目的】选择有代表性的材料进行遗传多样性与群体结构的解析是进行等位基因发掘、复杂性状关联 分析、研究,及作物育种实践的重要基础。【方法】利用覆盖玉米全基因组的40 个核心SSR 标记,采用基于测序 的基因型鉴定技术对820 份代表中国玉米育种资源种质基础的自交系进行全基因组扫描,通过PowerMarker V3.25 与Structure V2.3.3 等软件揭示其基因多样性与群体结构。【结果】在820 份自交系中,40 个SSR 标记所检测到 的等位变异为10-72 个,平均36.87 个/位点;基因多样性为0.46-0.9458,平均0.8430;PIC 为0.43-0.94, 平均0.83。聚类分析表明,K=5 时,△K 值最大,即这些自交系可以划分成5 个类群,依次为兰卡斯特、旅大红 骨、塘四平头、瑞德与P 群,各类群内平均等位变异与遗传多样性分别为24.23 个/位点与0.8145、22 个/位点与 0.8398、11.8 个/位点与0.7054、17.45 个/位点与0.7686 以及14.65 个/位点与0.7495。【结论】中国玉米自交 系在育种实践中形成了相对独立的优势类群,蕴含了比较丰富的遗传变异,显示出了较高水平的基因多样性。不 同类群之间的遗传多样性水平存在一定的差异,在划分的5 个类群中,兰卡斯特与旅大红骨类群的遗传变异相对 较丰富,基因多样性相对较高,其次为瑞德与P 群,塘四平头相对较低。     

玉米诱导系XKY-1和XKY-2的诱导效果及单倍体加倍研究

以四大基本模式(唐四平头类群内改良、唐四平头类×P群、唐四平头类×兰卡斯特、唐四平头类×旅大红骨)为基本材料,探讨改良诱导系XKY-1、XKY-2对唐四平头类种质的诱导效果,同时用组织培养方法对单倍体加倍进行了探索。结果表明,2个诱导系对唐四平头类种质的诱导率平均达6%以上,加倍率可以达到20%。该研究为开展单倍体育种提供了参考依据。     

RAPD在玉米类群划分研究中的应用

 利用RAPD分子标记，对我国目前推广杂交种的15个主要亲本自交系进行了类群划分。从105个引物中筛选出对15个不同基因型的玉米自交系扩增产物具有多态性的引物6个，它们是E-17、G-14、F-14、N-18、N-06、G-04，依据6个引物扩增谱带建立0、1型数据，计算15个自交系间遗传距离，并进行聚类分析。结果表明：供试的15个自交系共划分为6个类群：Ⅰ类为中黄204、关17、Mo17，属兰卡斯特血缘；Ⅱ类为D黄212、黄早四、汶黄，属塘四平头血缘；Ⅲ类为B37、B73、B84，属瑞德黄马牙血缘；Ⅳ类为旅9、E28、丹340，属旅大红骨系统；Ⅴ类为5003、478；Ⅵ类为自330。试验结果进一步表明：用RAPD标记进行玉米自交系类群划分与系谱法一致，RAPD在玉米自交系类群划分的应用是可行的。     

Pedigree and Germplasm Base of Inbreds of the Lancaster Heterotic Group of Maize in China

Lancaster Surecrop (LSC) germplasm in inbreds of the Lancaster heterotic group in China was mainly provided by the two inbreds Mo17 and Oh43. Furthermore, the source of LSC germplasm was severely restricted in two inbreds, C103 and Oh40B. The contents of LSC germplasm are 50% or less in inbreds of the group, with the existence of more than 20 non-LSC germplasms that results in the abundant genetic diversity in the group. Most inbreds of Mo17 subgroup contain 25 % - 50 % LSC, 12.5 % - 25 % Reid Yellow Dent (RYD)and 12.5% - 25% Iowa Goldmine germplasms in the ratio of 2:1:1, and most inbreds of Zi330 subgroup contain 12.5%-25% LSC, 6.25%- 12.5% RYD, 6.25%- 12.5% Minnesota # 13 and 25%- 50% Creole germplasms in the ratio of 2:1:1: 4. All the facts indicated that the germplasm base of the Lancaster heterotic group has stupendously changed and evolved away from actual LSC germplasm.     

中国玉米LSC杂种优势群种质与美国BSSS种质间配合力分析

以我国兰卡斯特杂种优势群（LSC群）的5个代表性自交系和选自美国依阿华坚秆综合种（BSSS群体）的4个自交系为材料,对LSC和BSSS种质间的配合力进行了研究.结果表明,不同自交系的一般配合力和特殊配合力存在较大差异.选自BSSS群体的自交系中,B73和B109的一般配合力高于B94和B111;而LSC群的自交系中,4F1A和杂C546的一般配合力高于Mo17、自330和四446A.在BSSS群和LSC群的自交系互为测验种的情况下,不同自交系间的特殊配合力差异很大;其中,以产量特殊配合力效应值为核心的各性状配合力综合指标来说,特殊配合力超过内参对照Mo17×B73的组合占组合总数的35％;一般配合力高的自交系间的特殊配合力均高于其他自交系间的特殊配合力.     

Pedigree and Germplasm Base of Inbreds of the Tangshan Sipingtou Heterotic Group of Maize in China

The Tangshan Sipingtou (TSSPT) germplasm in inbreds of the Tangshan Sipingtou heterotic group ofmaize in China was mainly derived from Huangzao4, and the source of TSSPT germplasm was severely restricted by theinbred Tangsipingtou. Except Tangsipingtou, the contents of TSSPT germplasm were only 50 % or less in inbreds ofthis group, with the existence of more than 20 non-TSSPT germplasms which resulted in abundant genetic diversity inthis group. 95. 12% inbreds of this group contained both TSSPT and UNS(unknown source) germplasms in the ratio of1: 1, with 12.5 -50% of each germplasm. The recombination of TSSPT and UNS germplasms had producedHuangzao4, the most important maize germplasm of compact plant form. About 90. 24% of the inbreds inthis group were the inbred Huangzao4 and its derivatives. 11.11% of the derivatives contained 25 - 50% ofLuda Honggu(LDHG) germplasm, and 16.67% of the derivatives contained 12.5 - 25% Creole and 6.25 -28.13% LSC germplasms. In addition, 97. 56% of the inbreds of this group contained one or more non-TSSPT germplasms. This indicates that the germplasm base of inbreds of the TSSPT heterotic group hadchanged and evolved away from actual TSSPT germplasm.     

Study of Yield Combining Ability and Genetic Relationship Among Exotic Tropical, Subtropical Maize (Zea mays L.) Inbreds and Temperate Maize Inbreds in China

Information on the genetic relationship between tropical maize (Zea mays L), germplasm and temperate maize germplasm is of great value to maize breeding. The objective of this study was to determine the combining ability and genetic relationship of 25 inbreds extracted from five tropical maize populations and a land race, with four temperate maize inbreds (Huangzaosi, Mo17, B73 and Dan 340). The 25 tropical inbreds were crossed with the four temperate inbreds and evaluated. Lines from Suwan1 and POP28 had high general combining ability (GCA) for grain yield. The lines from POP32 (ETO) had the highest special combining ability (SCA) with B73; the average SCA value of the 5 lines was 879 kg/ha. The lines from Suwan1had the second-highest SCA (584 kg/ha) with Huangzaosi. The lines from Suwan1 had the greatest relative heterosis (20%) with B73, followed by the lines from POP32 (ETO) with B73 (19%). Five heterotic patterns have been identified from this study: Suwan1 × Reid, ETO × Reid, POP28 × Reid, POP28 × Ludahonggu, and Suwan1 × Lancaster.     

1991—2001年中国主要玉米杂交种遗传基础的变化趋势及 三大种质类群在育种中的应用

 【目的】研究十年来中国主要玉米杂交种遗传基础的变化趋势及分析四平头、Reid和Lancaster三大种质类群等位基因的变异,为中国玉米育种提供一些理论依据。【方法】利用111个SSR标记对1991—2001年间大面积推广的66个杂交种的84份亲本自交系进行分析。【结果】①在66个杂交种中共检测到659个SSR等位基因,平均每个位点检测到5.95个等位基因。在过去的10年间,大面积推广的杂交种Nei遗传多样性指数由0.67增加到0.69,可检测到的等位基因的数量逐年增加,由603增加到653个等位基因,2001年大面积推广的杂交种与1991年的杂交种相比,缺失的等位基因仅有0.9%,而新增加了8.5%的等位基因;②对其中的四平头类群自交系16份,Reid类群15份自交系和Lancaster类群8份自交系进一步分析发现,在39个玉米自交系中共检测到583个等位基因,占检测到的SSR位点等位基因总数的88.3%。其中四平头类群检测到的等位基因位点最多,占检测到的等位基因总数的77.4%,Reid类群和Lancaster类群差别不大,分别为61.5%和60%。Reid与四平头及Lancaster与四平头的等位基因差异均在32%左右,而Reid与Lancaster间等位基因的差异仅为25%。而且Reid与Lancaster类群提供的特有等位基因比率分别为7.9%和7.3%,大部分的特有等位基因存在于四平头类群,约为24%。【结论】随着新的种质资源的引入和对原有资源的改造,与20世纪90年代初相比,中国的玉米资源遗传多样性有了一定的增加;地方种质含有大量的特有等位基因,这是其与国外种质组配优异杂交种的重要基础,应当加强地方种质的改良和利用。     

中国玉米改良瑞德复合种质的构建及其方法探讨

以我国玉米改良瑞德杂种优势群的主要自交系为材料,采用双交S0法、双交S1法、单交S1法和单交S2法等群体合成方法构建了改良瑞德种质的4种复合种质群体.结果表明,这4种群体间在所研究的12个性状上都存在极显著差异.从群体合成效果看,单交S1法的效果最好,该法合成的单交S1群体表现最好,群体植株粗壮、果穗粗大、穗粒重和出籽率高、籽粒含水率低;其次为单交S2法,此法合成的单交S2群体,群体植株粗壮、穗位低、果穗细长、穗粒重较高,但出籽率较低、籽粒含水率较高;双交S1法略逊于单交S2法,该法合成的双交S1群体表现略逊于单交S2群体,且籽粒含水率较高,但果穗粗、出籽率较高;双交S0法的效果相对较差,此法合成的双交S0群体表现不如其它3种群体.     

不同类型甘薯品种遗传多样性的ISSR分析

为了丰富甘薯育成品种的遗传背景，筛选优良亲本，对来自全国各地的37份不同类型（鲜食型，淀粉型和兼用型等）的甘薯品种进行遗传多样性分析，选取的品种在薯皮、薯肉颜色方面有较大差异，采用ISSR分子标记对其多样性及亲缘关系进行分析。结果表明：100条引物中共筛选出19条ISSR多态性引物，共扩增出118条带，其中多态性条带115条，多态性位点频率为97.50%，供试甘薯品种的遗传距离介于0.04~0.36之间。台薯66和红东的遗传距离最近（0.04），观赏型甘薯紫罗兰与花青素加工型徐紫薯8号聚为一类。花青素加工型与菜用型和水果型的遗传距离较远，分别为0.43和0.40，与观赏型遗传关系最近（0.08）；水果型与其他8种类型遗传距离较远，均大于0.30，而鲜食型与其他类型的遗传距离均较近。分析了不同类型甘薯品种的遗传关系，相对于形态学标记，ISSR能较好地区分37份甘薯种质资源，其聚类分析结果能更客观地反映不同甘薯类型之间的遗传关系，可为不同用途品种选育的亲本选配提供参考。     

Analysis of Maize Heterotic Groups and Patterns During Past Decade in China

In this investigation,maize heterotic groups and patterns were analyzed based on the planting areas from 1992 to 2001 using 84 parent lines of 71 widely extended hybrids and classification results by SSR markers,in which these lines were assigned into seven heterotic groups based on Ni-LI's genetic distances.The results indicated that a certain extent change for major heterotic groups of maize took place during past decade in China.The majorheterotic groups were Lancaster,Reid,Tang SPT,Zi330 and E28 in the early 1990s,while they became Reid,Tem-tropic Ⅰ,Zi330,Tang SPT and Lancaster in the early 21st century.Tem-tropic Ⅰ was a new heterotic group,which contained tropic maize germplasm.The changes for heterotic patterns also occurred.Some new heterotic patterns combining with Tem-tropic Ⅰ appeared,such as Reid × Tam-tropic Ⅰ,Zi330 × Tem-tropic Ⅰ,Tang SPT × Tem-tropic Ⅰ,etc..Another change was the order of heterotic patterns.In the early and middle 1990s,the top five heterotic patterns were Reid×Tang SPT,Zi330 ×Lancaster,Lancaster× Tang SPT,Lancaster × E28 and Reid × Zi330,while they became Reid × Temtropic Ⅰ,Reid×Zi330,Reid×Tang SPT,Zi330 ×Tem-tropic Ⅰ and Lancaster×Tang SPT in the early 21 century.Reid×Tem-tropic Ⅰ and Zi330 × Tem-tropic Ⅰ were laid on the first and forth Chinese heterotic patterns respectively in 2001.These results provided significant information to understand the maize heterotic groups and patterns in China at molecular level.     

山东省主要审(认)定玉米杂交种种质分析

自1982年以来,山东省审(认)定了167个玉米新品种,本文对其中的125个普通玉米品种做了分析。结果表明,20世纪80年代山东省审(认)定品种核心种质是Lancaster、四平头和Reid,主要杂优模式是四平头×Reid和Lancaster×地方种质,骨干系是黄早四和Mo17。U8112是山东省利用国外种质选系成功的代表。90年代种质基础狭窄,核心种质是四平头和Reid,主要杂优模式是四平头×Reid,骨干系是掖478。期间利用外来种质育成优良自交系齐319。2001年至今,种质基础得到了有效拓宽,核心种质是四平头、Reid和PB,主要杂优模式是四平头×Reid和Reid×PB,骨干系是lx9801和齐319。