山东省玉米杂交种的种质基础和创新利用分析

对 1990～ 1999年山东省主要推广玉米杂交种的种质基础、杂种优势群、杂交优势模式以及种质改良创新研究进行分析。结果表明 :生产用玉米杂交种种质基本上由Reid、唐四平头、外杂选、Lan 和旅大红骨 5大核心种质类群组成 ,种质基础更趋狭窄。有 6种杂交优势利用模式 ,但目前利用最多的有Reid×外杂选、Reid×旅大红骨和Reid×唐四平头 3种模式。我省玉米种质的改良和创新研究取得了显著成效     

辽宁省玉米杂交种种质基础及杂优模式构建

通过对1974～1998年辽宁省审(认)定玉米杂交种的种质基础分析表明:辽宁省玉米杂交种亲本来源主要有改良Reid群、旅大红骨群、Lancaster群、综合种亚群。杂种优势利用模式主要为:改良Reid群×旅大红骨群、改良Reid群×lancaster群、lancaster群×旅大红骨群。基于这一分析,提出适应本省的更高一级的杂交模式配对构建的设想。     

河北省玉米种质基础、杂优群划分和杂交优势利用模式研究

对河北省玉米主要生产用种的种质分析表明:改良Reid系统从1980—1998年所占比例基本上是上升趋势,1999年开始大幅度下降。兰卡斯特系统在1980-1998年为下降趋势,1999年开始上升。唐四平头系统所占比例呈波浪式变化,在20世纪90年代初达到峰值,之后开始下降。旅大红骨所占比例一直最低。河北省玉米种质分为5大杂种优势群、8个亚群,即改良Reid群、兰卡斯特群(包括M017和自330两个亚群)、唐四平头群、旅大红骨群和其它种质杂优群(包括外杂选亚群、综合种选亚群和Suwan亚群)。总结出12种主体杂优利用模式和18种子模式。     

山西省玉米种质基础分析与种质创新

通过对山西省50年玉米生产状况、主要品种种质基础及杂种优势利用模式分析,认为山西省主要玉米种质兼容于我国4大种质类群Reid、Lancaster、四平头和旅大红骨;主要杂种优势利用模式为Lancaster×四平头、Lancaster×旅大红骨、Reid×旅大红骨和Reid×四平头.玉米单产逐年提高主要得益于种质资源的不断扩增、改良和创新利用.山西省玉米种质遗传基础仍十分狭窄,优良种质积累相当薄弱.因此需要加大山西省玉米种质资源的扩增、改良和创新利用研究力度.     

黑龙江省玉米品种的种质基础和杂优利用模式分析

通过对黑龙江省1980～1999年20年间玉米品种的发展历程,年种植面积前5位玉米杂交种的常用自交系遗传基础和种植面积在1.0万ha以上玉米杂交种的遗传组成分析结果表明,黑龙江省玉米种质基础有从外杂选亚群、综合种选亚群向4大系统发展的明显趋势.黑龙江省玉米杂种优势利用模式,80年代以综合种选亚群×外杂选亚群和综合种选亚群×Mo17亚群为主,90年代以改良Reid群×Mo17亚群和唐四平头群×Mo17亚群模式为主.反映出黑龙江省玉米杂优模式单-,种质遗传基础狭窄.     

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。     

黑龙江省玉米品种的种质基础和杂优利用模式分析

通过对黑龙江省1980～1999年20年间玉米品种的发展历程,年种植面积前5位玉米杂交种的常用自交系遗传基础和种植面积在1.0万hm2以上玉米杂交种的遗传组成分析结果表明,黑龙江省玉米种质基础有从外杂选育亚群、综合种选亚群向4大系统发展的明显趋势.黑龙江省玉米杂种优势利用模式,80年代以综合种选亚群×外杂选亚群和综合种选亚群×Mo17亚群为主,90年代以改良Reid群×Mo17亚群和唐四平头群×Mo17亚群模式为主.反映出黑龙江省玉米杂优模式单一,种质遗传基础狭窄.     

河南省玉米种质基础、杂优群划分和杂交优势利用模式研究

对 1 994～ 2 0 0 0年生产上主要种植的玉米杂交种的统计分析表明 ,河南省种植的玉米杂交种种质基础是以改良Reid群、Lancaster群、四平头群和旅大红骨群四大系统为主。其中改良Reid群利用水平逐年上升 ,Lancaster群明显下降。将河南省的玉米种质划分为五大杂优群8个亚群 :即改良Reid群、Lancaster群 (Mo1 7亚群 )、四平头群、旅大红骨群和其它群 (外杂选亚群、综合种选亚群、Suwan亚群和其它低纬度种质亚群 )。总结出 7种主体杂优利用模式 ,1 3种子模式。     

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。     

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.     

抗黄曲霉玉米群体GT-MAS:gk的配合力效应与杂种优势群划分

 【目的】GT-MAS:gk为抗黄曲霉菌的玉米群体,在美国作为抗源种质被释放利用,对该群体进行配合力测定与杂种优势群划分的研究,有利于外引群体在国内的有效利用和推动抗黄曲霉玉米育种工作在国内的开展。【方法】试验于2003～2005年在山西农科院谷子研究所(长治)进行;试验采用6×6不完全双列杂交的遗传设计,以6个骨干自交系为测验种对抗黄曲霉玉米群体GT-MAS:gk等6个外引群体进行配合力测定。【结果】GT-MAS:gk群体产量的一般配合力效应值GCA为-9.9,在被测的6个群体中居中等水平,与掖478、齐319和Mo17有相对较高的特殊配合力效应,与黄早四、丹340和B73的特殊配合力效应为负向值。【结论】GT-MAS:gk群体应归为瑞德类群,对应的杂种优势群为PA类群、兰卡斯特类群和78599选系。     

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。     

玉米主要杂种优势类群特点及杂种优势模式利用

玉米杂种优势的利用为我国玉米产量大幅度提高发挥了决定性作用。杂种优势类群的划分是玉米杂种优势利用的基础,对杂交种组配和自交系改良具有重要的指导意义。在前人研究的基础上,总结了玉米主要杂种优势类群性状表现的特点;结合育种现状,分析了我国玉米杂种优势利用模式的现状及发展趋势。为了适应商业化育种的要求,杂种优势模式将逐渐简化,最终将归结为A×B模式,即Reid×非Reid模式。     

不同杂种优势群玉米籽粒灌浆速率分析

【目的】研究不同杂种优势群玉米自交系籽粒灌浆速率的特性,筛选灌浆速率快的自交系,为高产玉米杂交种的选育提供借鉴。【方法】采用烘干法测定173份玉米自交系在授粉后10、20、30和40 d籽粒灌浆速率以及6个相关性状。应用SAS软件对灌浆速率在年际、自交系、取样时间、重复、年际×自交系、自交系×取样时间、年际×自交系×取样时间进行联合方差分析。应用SPSS软件对灌浆速率及其相关性状如10、20、30和40 d苞叶的含水率、苞叶数、40 d穗轴含水率、穗轴长、穗轴粗及40 d籽粒含水率进行相关分析。利用均匀覆盖玉米全基因组的210对SSR标记对试验材料进行全基因组扫描,通过Structure V2.3.4软件分析其群体结构。对不同杂种优势群平均籽粒灌浆速率进行方差分析,并筛选出各个群中籽粒灌浆速率快的自交系。【结果】表型分析结果表明,在P=0.01水平上,籽粒灌浆速率在不同年际、自交系、取样时间、自交系×取样时间、年际×自交系×取样时间上存在极显著差异,而重复、年际×自交系间差异不显著。通过对不同自交系籽粒灌浆速率与其相关性状间相关分析,发现10 d籽粒的灌浆速率与20 d的灌浆速率在0.01水平上达到了极显著的正相关（0.515）,与40 d的灌浆速率和籽粒的含水率在0.01水平上达到了极显著的负相关（-0.198,-0.228）;20 d的籽粒灌浆速率只与40 d籽粒含水率在0.05水平上达到了显著的负相关;在授粉后30和40 d,籽粒的灌浆速率与40 d穗轴的含水率、穗轴粗以及40 d籽粒的含水率、30和40 d苞叶含水率在0.01水平上达到了极显著正相关,30 d籽粒的灌浆速率与10 d苞叶含水率达到了显著正相关;40 d籽粒的灌浆速率与20 d苞叶的含水率达到了显著地正相关。群体结构分析表明,参试自交系分成P、旅大红骨、瑞德、兰卡斯特和塘四平头5个杂种优势群。兰卡斯特和塘四平头群在0.05水平上没有显著差异;瑞德、P群和旅大红骨群间同样不存在显著差异（P=0.05）;而兰卡斯特、塘四平头群与瑞德、P群、旅大红骨群间则存在显著差异。对各群内自交系间进行多重比较,各群内自交系间灌浆速率在0.05水平上差异均不显著。试验共筛选到33个灌浆速率高于0.8 g•100 grain-1•d-1的自交系,其中瑞德群有13个,P群、旅大红骨、兰卡斯特、塘四平头群分别有9、6、3、2个自交系。【结论】不同玉米自交系籽粒灌浆速率存在较大差异,杂种优势群间的灌浆速率变化节奏不同,P群、旅大红骨、瑞德的表现快-快-慢的节奏,兰卡斯特、塘四平头的表现快-慢-慢的节奏。     

A Classification of 45 Maize Inbred Lines Used in China with RFLP Markers

The classification of heterotic groups is essential to maize breeding because knowledge of heterotic groups could be interest to both the combination of outstanding hybrids and the improvement of elite inbred lines. RFLP has provided a powerful tool to assign maize inbred lines into heterotic groups. In this investigation, 45 inbred lines, used widely in south and southwest China, were chosen for RFLP analysis,among which 4 lines came from American, representing different heterotic groups in U.S. corn belt. 54 RFLP core markers covering 10 chromosomes of maize were used. A total DNA of each sample was digested with EcoR I, BamH Ⅰ and Hind Ⅲ . The procedure of RFLP was employed as described by a manual from maize RFLP lab at University of Missouri, Columbia. A total of 860 bands were detected among 45 inbred lines based on RFLP analysis, which were involved in 212 loci. Alleles at each locus ranged from 2 to 9 with an average of 4.06. In total, The 45 inbred lines were classified into 6 heterotic groups according to RFLP data with Ward‘s method. 3 heterotic groups, including Mo17, B73 and Oh43 respectively, seemed to be the same to U. S. heterotic groups. 21 inbred lines, most of which derived from Chinese local germplasm, were classified together into two heterotic groups, indicating domistic germplasm was different from U. S.germplasm at the molecular level and played an important role in maize hybrid production in China. Two inbred lines from tropic germplasm were assigned in the same group. These results provided useful information for our understanding maize heterotic groups and heterotic patterns in China.     

玉米杂种优势类群划分高多态SSR引物筛选

【目的】 研究玉米杂种优势类群划分高多态SSR引物筛选。【方法】 遴选均匀分布在玉米10个连锁群上160对SSR引物,在104份玉米自交系DNA中扩增,根据引物的染色体分布和PIC值,分别取40、30、20和10对高多态引物建立4套新引物体系,检测104份自交系的分类效果。【结果】 (1)160对引物中的63对引物带型稳定,多态性高,最高PIC值0.762 3,高于过去常用核心SSR引物,63对引物中过去常用核心SSR引物仅保留40%左右;(2)4套引物体系中,40和30对引物体系的分类结果与已知自交系类群高度吻合,20对体系与40对体系比较具90.5%一致性,10对体系与40对体系比较的一致性81.0%;(3)40对体系分类104份材料为5大类群,分别是瑞德、改良瑞德、兰卡斯特、黄改和和旅大红骨,与目前国内利用的优势群划分结果一致,也能鉴别出每个群中亲缘关系最远的亚群是相近群间二环系来源的混合基因型;(4) 各群的代表自交系是单一遗传结构成分,亚群是多遗传结构成分。【结论】 部分SSR引物的多态性在新自交系中会出现下降,建立的新的40对引物体系有精确的分类功能,可应用于类群划分,20对体系的分类精确性稍低,但检测工作量减半,在批量材料分类中有利用价值。     

玉米单倍体胚芽鞘节组织培养特性研究

【目的】研究玉米单倍体胚芽鞘节组织培养特性,为单倍体加倍提供一条新的途径。【方法】以Reid群、黄早四群和温热Ⅰ群群内杂交20个组合的单倍体胚芽鞘节为外植体,分析愈伤组织的诱导率和分化率,并对再生植株根尖染色体数目进行观察和花粉育性分析;同时使用SSR分子标记,分析再生植株的基因型。【结果】Reid群和黄早四群的单倍体芽鞘胚节愈伤组织的诱导率比温热Ⅰ群高,达极显著水平;共获得15株单倍体植株,根尖染色体数目为10;I-KI染色发现,散粉的花药,其花粉为部分可育;15株单倍体植株的遗传稳定,未见变异。【结论】Reid群和黄早四群的单倍体胚芽鞘节组培特性较好,温热Ⅰ群较差;组织培养产生的单倍体植株遗传型均来自双亲的重组类型。建立了玉米单倍体胚芽鞘节组织培养体系。     

Genetic Variation of Inbred Lines of Maize Detected by SSR Markers

Simple sequence repeats (SSRs) were used to detect genetic variation among 21 maize(Zea mays L. ) inbred lines. Forty-three SSR primers selected from 69 primers gave stable amplification profiles, which could be clearly resolved on 3% Metaphor agarose gel, and produced 127 polymorphic amplified fragments.The average number of alleles per SSR locus was 2.95 with a range from 2 to 7. The polymorphism information content (PIC) for the SSR loci varied from 0.172 to 0.753 with an average of 0.511. Genetic similarities among the 21 lines ranged from 0.480 between the combination of Zhongzi451 vs. K12 up to 0.768 between CA156 vs. Ye478. The cluster analysis showed that 21 inbred lines could be classified into two distinct clusters with several subclusters, which corresponded to the heterotic groups determined by their pedigree information.Eight SSR primers, which had high level of polymorphism, could allow a rapid and efficient identification of 21 inbreds. Consequently, SSR markers could be used for measuring genetic variation of maize inbred lines and assigning them to heterotic groups.     

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。