对沈综(C_o、HC_2、FC_3)群体在轮回选择作用下农艺性状的遗传改良效果的研究

应用轮回选择方案对玉米 (ZeaMaysL .)沈综HC2 群体进行改良 ,将得到的全姊妹FC3 群体与CoHC2群体种植于同一环境中 ,根据调查考种结果对各群体的产量及农艺性状进行比较分析 ,结果表明群体产量获得了7 8%的遗传增益。单株粒重、穗粗、穗行数、子粒深度明显改良。伴随群体优良基因型的增多 ,多数与产量有关性状的变异系数略有下降。通径分析和相关分析表明 ,群体产量的提高是控制单株粒重的性状得到合理的改善以及这些性状之间或与其它性状之间获得协调发展的结果。结果还证实了不同改良方案的轮换 ,可扩大对被改良群体不同基因位点的选择压力而有效地改良群体     

一个玉米F2:3群体主要性状的变异及相关分析

用自交系201与698-3杂交,创建了一个玉米F_2:3群体,共233个家系。分析了该群体的穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、粒深、百粒重、出籽率和单株生产力等9个性状的变异及其相关性。结果表明,这些性状的变异度均很大,在不同家系间存在极显著的差异;除秃尖长外,频率分布均呈正态分布。各性状与单株生产力之间都存在极显著的相关关系,其中行粒数、百粒重、穗行数、粒深和出籽率对单株生产力的贡献最大。利用该群体中的变异性状,结合性状之间的相关性进行选择,可选育出新的高产玉米自交系。     

S1家系密植鉴定选择对群体产量的改良效果

利用S₁家系密植鉴定选择方法对中综6群体、瑞德群体、黄改群体、335群体进行1～2轮改良, 获得改良群体5份, 2011年进行改良效果比较试验。结果表明, 中综6群体C₁、C₂与C₀比较单株平均产量提高5.44%、9.62%;瑞德群体、黄改群体、335群体C₁与C₀比较, 单株平均产量分别提高4.42%、4.68%、0.04%。同时, 改良后的群体仍保持较高的遗传变异, 有进一步改良提高的潜力。     

宁麦9号×镇麦168小麦F2群体产量相关性状的遗传模型分析

为给小麦遗传育种中产量性状改良提供参考,利用相关性分析和植物数量性状主效基因与微效多基因混合遗传模型对(宁麦9号×镇麦168)F₂代162个单株的有效穗数、株高、穗长、总小穗数、穗粒数以及单株粒重进行了联合分离分析。结果表明,该群体农艺性状均属于受多基因控制的数量性状,其中有效穗数和单株粒重仅受微效多基因调控,株高和总小穗数符合“两对加性-显性-上位性主基因”+“加性-显性多基因”混合遗传,而穗长和穗粒数则符合“两对加性主基因”+“加性-显性多基因”混合遗传。株高、穗长和总小穗数3个性状的主基因遗传力分别为64.98%、51.22%和47.12%,可能存在效应较大的QTL。     

高密度条件下不同生态区变换地选育优良玉米自交系的研究

在吉林省、北京和河南省3个生态环境中对同一来源于X系单交种的早代S₁、S₂和S₃等后代群体进行变换地选择,研究在90 000株/hm²的高密度种植条件下,各世代群体的非有利基因型植株的淘汰效果和入选优良植株的选择效果,并对不同生态区的变换选择途径进行评价。结果表明,在河南省生态环境下对影响产量潜力的子粒败育、果穗畸形植株淘汰效果较为突出。北京和吉林省生态环境对影响抗旱和耐低N等抗性性状的雌雄不协调植株淘汰效果突出;在S3代入选植株的平均粒重高达130 g/穗,显示出较高的单株产量潜力,其相关农艺性状和果穗产量性状得到进一步改善。在3个生态环境中,河南省环境胁迫性最强,入选果穗最少,入选果穗平均单穗粒重最低,对玉米植株与产量间接相关的抗性选择更有利;吉林省和北京则入选果穗多,入选果穗的平均粒重相对较高,对玉米产量直接性状选择更为有效。因此,在北京、吉林省和河南省不同生态区变换地选择育种可以选出产量潜力高、综合抗性理想的基因型。     

12个玉米自交系主要数量性状配合力分析

按(P₁×P₂)不完全双列杂交设计，分析了12个中晚熟玉米自交系的株高、穗位、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗重、单株产量、出籽粒、百粒重11个性状的一般配合力、特殊配合力和配合力的总效应，通过对配合力的分析筛选出5个优良自交系、10个优良组合，并对11个性状的遗传力进行了估算。表明每穗行数、穗粗的遗传力较高，在选育自交系时可在早代选择，而单株产量、每行粒数和单穗重的遗传力低，宜在高世代进行选择。     

玉米10个数量性状的基因效应分析

利用世代均数分析法估计了由11个玉米(Zea mays L.)自交系组配的10个杂交组合，各6个群体(P₁,P₂,F₁,B₁,B₂,F₂)的与株高、生育期和籽粒产量有关的10个性状的基因效应值。结果表明，大部分组合的株高、穗位高、第一果穗着生节节间长、抽雄期、抽丝期、果穗重、轴重、单株籽粒重等8个性状的显性效应都达显著或极显著。大部分组合的株高、穗位高、第一果穗着生节节间长、抽雄期、抽丝期，第一和第二果穗抽丝间隔以及单株双穗率等性状的加性效应也都这显著成极显著。在株高、穗位高、抽雄期、抽丝期、果穗重、轴重和单株籽粒产量等性状中，出现显著上位性效应组合的频率也较高。通过利用由抽丝间隔、株高、穗位高以及抽丝期建立的选择指数进行选择，将利于同时改良产量、株高和生育期．     

玉米株型、果穗性状的遗传和相关性分析

本试验以14个玉米自交系及由其组成的9个杂交组合以及相应的F2代为材料，系统地研究了自交系与杂交种之间及杂交种性状与性状之间的关系，探讨了玉米杂交种自交衰退的数量指标．研究结果表明，(1)玉米穗长，行粒数和百粒重在母本与F₁之间呈极显著正相关；穗位高、穗直径和单穗粒重在父本与F₁之间呈显著正相关，株高在父母本与F₁之间均为显著正相关．(2) F₁单穗粒重与株高、穗长、行粒数、穗粒数和百粒重之间存在显著的正相关．(3) F₁性状优势越强，F₂衰退越重(r＝0.8830)．单穗粒重优势分别与行粒数和穗粒数优势呈极显著正相关(r＝0.8618和r＝0.8441)．(4) 单穗粒重的衰退主要是由穗粒数衰退所致(r＝0.7473)．穗行数，植株叶片数和叶向值的衰退值较小或为负值。     

玉米辽综群体创建、改良及应用研究

以引自美国和选自美国血缘的自交系为基础材料,组建玉米辽综群体。采用S₁表型选择法、S₁家系密植鉴定选择法、配合力选择法对玉米辽综群体进行3轮改良,系统评价8个改良群体的育种潜势。结果表明,S₁家系密植鉴定选择法改良群体效果显著,且方便、实用。以密植鉴定选择法改良的群体辽综C_3-3穗行数增加明显、产量性状GCA水平较高、育种潜力较大。以其为基础群体,运用S1密植选择法结合新种质导入进行后续两轮改良。从不同轮次的改良群体中陆续选育出了6个优良玉米自交系,组配出6个相应的玉米杂交种通过国家或省级审定,新品种累计推广面积122.5万hm²。     

玉米人工合成群体S2遗传变异SSR标记评估

本研究利用SSR标记技术分析2个玉米人工合成群体S2分子水平的遗传变异，为群体合成及自交后代的选择提供一定理论依据。结果表明，40对引物在2个群体S₂中共扩增出420个等位位点，每个SSR座位的等位基因数目为3～25个，平均为10.5个。GP-5 S2的多态位点数、多态位点比例、基因型数、变异系数、基因杂合度等均大于GP-4 S₂，表明GP-5 S₂入选株系的遗传变异较GP-4 S₂大。遗传距离比较表明，不同群体S₂间平均遗传距离大于群体内株系间平均遗传距离，群体内株系间平均遗传距离又远远大于株系内个体间平均遗传距离。根据遗传距离，可将60个单株分为5个大类10个亚类，GP-4 S₂部分株系和GP-5 S₂部分株系聚在同一亚类，表明GP-4 S₂和GP-5 S₂的部分株系可能有相似的遗传背景。因此，玉米人工合成群体亲本材料的选择应将田间鉴定与SSR检测结合，并根据育种目标确定合成材料的多少，而在自交后代选择中则应侧重系间选择。     

玉米品种更替过程中品种群体整齐度的变化

选用1950~2010年具有代表性的11个品种,设置4个种植密度,测定株高、穗位高、果穗长、穗粗、穗行数、行粒数指标的整齐度。结果表明,随着品种的更替,株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数的整齐度明显提高,株高整齐度的提升最为突出。随着种植密度的提高,玉米的群体整齐度下降,现代品种对增密响应更加明显;同等密度条件下,现代品种的群体整齐度均高于早期品种。相关分析表明,玉米产量与株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数性状的整齐度具有明显正相关关系。玉米产量提升过程与品种的群体整齐度同步,株高、穗位高整齐度是最为直观的评价指标,通过品种改良和种植技术的改进提高群体的整齐度是进一步提升产量的技术途径之一。     

Genetic Variability for Grain Yield and Its Components in an Early Tropical Yellow Maize Population Under Striga hermonthica Infestation

Abstract

A major problem that usually confronts the breeder is ensuring that there is sufficient genetic variability in a population for the trait being improved because this determines the breeding schemes to use for improvement and whether or not sufficient progress could be made. Three hundred full-sib families from cycle 3 of the early maturing yellow endosperm maize (Zea mays L.) population, TZE-Y Pop DT STR, were evaluated under artificial Striga hermonthica infestation at Mokwa and Abuja, Nigeria in 2003. The objectives of this study were to investigate the type of gene action involved in the inheritance of S. hermonthica resistance in TZE-Y Pop DT STR C3, determine the extent of genetic variability available in the population after three cycles of S1 recurrent selection, and the phenotypic and genetic correlation coefficients among the traits used for selecting for resistance to S. hermonthica. Estimates of dominance variances were larger than additive genetic variances for grain yield, plant height, ear height, number of ears at harvest, and Striga damage rating at 8 weeks after planting (WAP). Even though h2 estimates were generally low for most traits (< 0.40), moderate-to-large additive genetic variances, and wide ranges were obtained in TZE-Y Pop DT STR C3 for most traits, suggesting that there was adequate genetic variation for improving Striga resistance and grain yield in the population. Highly significant phenotypic correlation coefficients were obtained between grain yield and ears per plant, plant height, ear height, days to anthesis and silking, anthesissilking interval, and Striga damage score at 10 WAP. Recurrent selection methods that capitalize on both additive and dominance variances would be effective for improving the population for Striga resistance and grain yield.     

西南春玉米MCO-3群体主要农艺性状遗传增益分析

以西南生态区9个骨干自交系为材料，建立西南春玉米基础群体MCO-0，用测交法和后代鉴定法对其进行改良，对其不同世代的群体产量及产量性状、穗部性状、株型性状增益分析。结果表明，以MCO-0为基础群体，经过两轮的改良，MCO-2群体主要目标性状单株产量、穗行数等均有所增益，穗长、轴粗等为负增益。MCO-2经过一轮改良后的MCO-3群体株高、穗位高等有所增益，穗长、穗粗等为负增益。以MCO-1相比，MCO-3主要目标性状单株产量、秃尖长、ASI均有所增益，其余性状有的轮次有所增益，有的轮次为负增益。     

小麦育种目标性状几种权重确定方法的比较

为筛选出适合于小麦育种性状综合评价的最佳权重确定方法,以安阳工学院生物与食品工程学院2011-2012年度小麦3个杂交组合F2代20个单株试验数据为基础,分别采用专家确定法、灰色关联度法、层次分析(AHP)法、离差最大化法和信息熵法对株高、单株穗数、单株产量、饱满度、穗粒数、千粒重、单穗重等7个小麦育种目标性状的权重进行了分析。结果表明,灰色关联度法用于小麦育种目标性状的权重确定时,不仅具有专家确定法权威可靠的优点,而且具有动态性、可调性和灵活性,可以在一定程度上代替专家确定法。     

雄性不育制种京科968的遗传背景及其表型分析

利用40对SSR核心引物和MaizeSNP3072芯片对京科968雄性不育及常规制种的母本和杂交种进行遗传背景分析发现,雄性不育制种母本不育系S京724与常规制种母本京724之间、雄性不育制种京科968(S京科968)与常规制种京科968(N京科968)之间均未检测到差异位点。结果表明,S京724与京724在株高等农艺性状、单穗粒重等产量性状上的表现均无显著性差异。经花粉I_2-KI染色鉴定,S京科968花粉表现约50%可染、50%败育,与S型细胞质的恢复型F_1代植株花粉育性吻合。多点鉴定结果表明,S京科968与N京科968在株高、穗位高、雄穗分枝数、雄穗主轴长等农艺性状和穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗粒重、容重等产量性状上的表现均无显著性差异。结果证明,利用S型细胞质雄性不育系进行京科968三系配套杂交种制种是切实可行的。     

玉米辽热群体轮回改良效果评价及染色体区段遗传分析

辽热群体是北方春玉米区的优良热带种质基因库。以辽热群体4个改良世代为试验材料,利用田间表型和SNP基因型分析群体改良效果及染色体区段遗传特征。结果表明,经过3轮S₁家系密植鉴定轮回改良,辽热群体的产量由 7 575.65 kg/hm²提高至 8 247.50 kg/hm²,百粒重由 31.22 g 提高至 36.03 g,株高由 242.62 cm 提高至271.83 cm,达到了比较理想的改良效果。染色体结构分析发现,初始世代中超过96%的遗传背景在后续轮回改良群体中获得稳定遗传;随着改良轮次的增加,辽热群体染色体差异片段大小由13.14 Mb增加至70.29 Mb,且存在控制水分、穗行数和其他性状的分子标记和QTL,这可能是引起辽热群体产量和农艺性状发生显著变化的原因。研究结果表明,辽热群体经 S₁家系密植鉴定改良法进行多轮改良,有效提升了产量相关性状的同时还保持了优良农艺性状。     

两种供氮水平下玉米穗部性状的QTL定位

以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建一套F8家系的重组自交系群体为研究材料,在正常供氮和低氮两种氮水平下进行田间试验,利用复合区间作图法对玉米穗长、穗行数、行粒数、百粒重和单穗粒数进行QTL定位分析。两种氮水平下共定位到24个玉米穗部性状的QTL位点,其中正常供氮条件下定位到13个QTL,低氮水平下定位到11个QTL,集中分布在第1(8个QTL)、第5(6个QTL)和第8(5个QTL)染色体上。两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点较少,表明玉米穗部性状在低氮水平下的遗传机制发生很大改变。研究发现,第1染色体umc1122/bnlg1556位点是一个控制低氮水平下玉米单穗粒数的主效QTL,单个QTL可解释19.7%的表型变异,该位点还同时影响低氮水平下玉米穗长、穗行数和百粒重的表型。与前人定位结果比较发现,该位点所在的染色体区域是一个产量及氮效率相关性状的QTL富集区,对此位点附近进行相关分子标记辅助选择,可能会在玉米氮高效分子育种上有所突破。     

Agronomic performance of rice breeding lines selected based on plant traits or grain yield

Selection for yield per se has greatly contributed to yield improvement in many crops. It is expected that selection based on plant traits is more effective in increasing crop yield potential. This study was conducted to compare the effectiveness of trait-based and yield-based selection in increasing rice yield and to determine whether lines with ideotype traits have the potential to express higher yield under optimal crop management conditions. Lines were selected based on plant traits or on grain yield measured in a breeder's replicated yield trial. The main target traits for selection were plant height, leaf and panicle morphology, grain size, total dry weight, and grain-filling percentage. Yield performance of trait-based selection was compared with that of yield-based selection in an agronomic trial with optimum crop management for three seasons. Trait-based selection increased leaf area index and total dry weight but reduced spikelet number per m² and harvest index compared with yield-based selection. Consequently, selection based on plant traits did not increase grain yield compared with selection based on yield per se. In one of the three seasons, yield of trait-based selection was significantly lower than that of yield-based selection. Among all tested breeding lines, maximum yield was produced by yield-based selection and minimum yield came from trait-based selection. These results suggest that lines with ideotype traits did not express higher grain yield than lines selected based on yield per se under optimal crop management conditions, and yield-based selection was as effective in increasing rice grain yield as trait-based selection in the late generations of the breeding cycle.