玉米DH系遗传参数分析和育种效果

利用PH4CV×A6 F1进行单倍体育种,育成336份DH系为父本、以PH6WC为母本组配336个杂交组合,通过2年鉴定淘汰后综合性状较好的14个组合及先玉335(PH6WC×PH4CV)、通育99(PH6WC×A6)进行3次重复鉴定试验,就10个性状加显性效应进行方差、遗传系数和聚类分析。结果表明,株高、穗位高、子粒水分、百粒重和容重存在超高亲、超低亲遗传,粒穗比存在超高亲遗传,穗粒重无超高亲遗传。各性状对穗粒重通径系数影响,正向作用为百粒重穗行数穗长容重株高穗位高,负向作用为子粒水分粒穗比秃尖长(绝对值)。14个DH系可划分为3个群,PH4CV和A6的卡方距离为3.45,D752与A6卡方距离为1.96。单倍体育种实践,D752穗粒重加显性效应达到PH4CV水平,同时兼顾了低株高、低穗位等多数优良性状,改良效率为0.30%(1/336)。     

玉米品种通育189的雄穗分枝数F1平均优势及遗传分析

针对PH6WC、PH4CV、B20、D1279及PH6WC×PH4CV、PH6WC×B20、PH6WC×D1279、D1279×PH6WC鉴定试验进行雄穗分枝数差异分析，PH6WC×D1279(通育189)组建6世代群体(P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂)，运用主-多基因混合模型遗传分析方法对雄穗分枝数遗传进行分析。结果表明，通育189雄穗分枝数存在细胞质遗传效应，F₁雄穗分枝数平均优势为28.57%～132.41%；雄穗分枝数遗传模型为2对主基因加、显、上+多基因加、显混合模型，2对主基因为正向完全显性，主基因上位性效应>显性效应>加性效应；主基因效应是多基因效应的41.25倍，主基因遗传率为27.58%～88.87%，多基因遗传率为0～41.78%。     

61份玉米DH系的SSR标记分析及性状遗传研究

采用SSR标记对由玉米自交系四-287×PHBIM组配的杂交F1经"吉高诱3号"诱导以及秋水仙素加倍后筛选所得的61份DH系进行进一步鉴定,并运用NCⅡ设计,将61份DH系与优良自交系L98与PH6WC组配成122个杂交组合,对DH系以及杂交组合的7个性状进行配合力及遗传力分析。结果表明,经SSR分子鉴定,61份DH系未发现偏分离现象;以单穗粒重、百粒重为目标,筛选出9个表现优良的DH系;以单穗粒重为目标,筛选出(M45×PH6WC、M42×PH6WC、M47×PH6WC)3个优良杂交组合。遗传力分析表明,株高、穗长可在早代选择,穗位高和秃尖长在晚代选择。     

玉米高淀粉含量育种进步与遗传效应研究

针对2021年国家玉米品种区域试验及2019、2020、2021年内蒙古自治区生产试验淀粉含量≥75%的品种或组合进行分析，对PH6WC×PH4CV、PH6WC×B20、PH6WC×D1279及亲本淀粉含量差异进行分析，对PH6WC×D1279组建6世代群体(P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂)，运用主-多基因混合模型遗传分析方法对淀粉含量遗传进行分析。结果表明，我国玉米高淀粉含量育种水平进步显著，实现了高产、高淀粉含量、广适性的良好结合。F1淀粉含量显著或极显著高于亲本，F₁超高亲优势为1.72%～2.54%。淀粉含量遗传模型为2对主基因加、显、上模型，主基因显性效应>上位性效应>加性效应，遗传率为80.58%～82.68%。     

基于DH系的种质基础和秋水仙素浓度对玉米单倍体加倍效果的研究

以先玉335为母本、高频孤雌生殖诱导系G5为父本杂交诱导产生的单倍体为实验材料,研究秋水仙素浸芽加倍处理玉米单倍体的最佳浓度和时间。结果表明,秋水仙素浓度为0.7 mg/m L、浸芽8 h处理下的玉米单倍体加倍率最高,高达14.4%;秋水仙素浓度为0.8 mg/m L、浸芽8 h处理下的单倍体加倍率次之,为12.1%。以自交系PHB1M、PH4CV、PH6WC、PHGJ4和DH系Z2、Z8为亲本组配的PHB1M×PH4CV、PHB1M×Z2、PH4CV×DZ2、PH6WC×PHGJ4、PH6WC×Z8、PHGJ4×Z8组合为母本,以G5为父本,研究玉米DH系对杂交后代加倍率的影响,结果表明,PH4CV×Z2(26.2%)、PHB1M×Z2(25.8%)、PHGJ4×Z8(23.3%)和PH6WC×Z8(21.3%)的单倍体加倍率显著高于PHB1M×PH4CV(13.5%)和PH6WC×PHGJ4(8.4%),以DH系为亲本组配选系基础材料可显著提高玉米杂交组合的单倍体加倍率。     

玉米基础群体改良系稳定性与丰产性研究

以Reid、No-Reid和DOM群为基础的25个改良系作为母本,以PH4CV和PH6WC作为父本,按NCⅠ设计组配25个组合,在沈阳、昌图和梨树3个生态条件下研究组合单株产量的配合力、稳产性和丰产性。配合力分析结果表明,杂交组合中,10个组合的特殊配合力(SCA)效应值为正值,组合PH4CV×PHGJ4改系5的SCA效应值最高。丰产性分析结果表明,组合PH4CV×PHGJ4改系5在3个地点的平均单株产量最高,组合PH6WC×PHB1M改系2在沈阳的单株产量最高,组合PH4CV×PHGJ4改系1在梨树的单株产量最高,组合PH4CV×PHGJ4改系5在昌图的单株产量最高。稳产性分析结果表明,组合PH6WC×黄改系5的变异系数最低,单株产量中等。综合分析表明,Reid和No-Reid群改良系单株产量的稳定性和丰产性高;DOM群改良系单株产量稳定,需要提高丰产性。     

利用SSR 标记研究玉米DH 系的类群划分

利用SSR标记从分子水平上对来源先玉335的100份双单倍体纯系(DH系)及其双亲(PH6WC×PH4CV)和15份国内骨干自交系进行遗传关系类群划分。UPGMA聚类分析结果表明,PH6WC划分为Reid群,PH4CV划分为Lancaster群;100份DH系划分为偏母本群、偏父本群和中间群3个类群。100份DH系与17份自交系一起进行聚类分析,117份材料聚为7大类群,先玉335的双亲及其后代DH系聚为一个新的群,类群划分的结果与17份自交系类群划分结果不一致。一定数量同一来源的DH系或新选自交系与骨干自交系放在一起进行聚类分析时,由于材料间的遗传关系相对较近,从而可能形成新的类群。     

玉米自交系氮高效指标的筛选及综合评价

以47个玉米自交系为材料,测定玉米自交系在低氮和正常氮处理下株高、穗位高、叶绿素SPAD值、吐丝期叶面积指数、吐丝期干重、全株干重、产量、子粒氮积累量、全株氮积累量和氮肥生产效率等10个指标,以耐低氮指数为参数,结合其变异系数,运用相关性分析、主成分分析和隶属函数法对其氮高效能力进行综合评价。结果表明,叶绿素、全株干重、产量、子粒氮积累量、全株氮积累量和氮肥生产效率等可作为玉米自交系氮高效能力的筛选指标。通过聚类分析,筛选得到PH6WC、郑58、PH6WC×郑58、PH6WC×D1798Z、D1798Z×521、HCL645×C7-2、HCL645×C7-2×单598、外杂二环系、美杂二环系×郑58、DH351×郑58、XL21×PH6WC共11个低氮高效型玉米自交系。     

不同环境下玉米DH系遗传分析及其杂交组合丰产性及稳产性分析

以Reid类群骨干自交系PH6WC、PH09B为基础育成的4份DH系与PH6WC共5份自交系为母本,以Non-Reid、DOM群为基础育成6个DH系为父本,按NCⅡ设计组配30个组合,在长春、松原、响水3个生态区种植,评价新育成的DH系丰产性及稳产性,评选出最优组合。结果表明,3个环境下30个杂交组合产量均存在明显平均优势。组合J1590×J1881、J1590×J1577、J3D130×J1577,3种环境下产量对照优势均优于对照先玉335,均值分别为5.58%、5.28%、3.52%。父本DH系J1577、母本DH系J1590一般配合力高。分析30个组合3个地点的特殊配合力,结果显示,有14个组合SCA效应值为正值,组合J1590×J1881的SCA效应值最高,为13.18。丰产性分析表明,组合J1590×J2239、J1590×J1881高产稳产。综合分析,组合J1590×J1881丰产性、稳产性最好。     

玉米自交系郑58×PH6WC二环选系的配合力研究

以郑58×PH6WC为基础试材选育的二环系M5861、M5862、M5864、M5866和M5867作被测系,与不同杂种优势群的PH4CV、丹3140、昌7-2和京92共4个测验系进行NCⅡ杂交,分析主要农艺性状和产量配合力效应。结果表明,被测系M5861和M5866不同性状的一般配合力效应值较高;M5861×PH4CV、M5864×丹3140、M5866×PH4CV和M5866×丹3140这4个组合的特殊配合力效应值较高;M5861×PH4CV、M5861×丹3140和M5866×PH4CV总的配合力效应较高,与实际表现基本一致,总配合力效应更能准确地反应杂交种各性状的综合表现。一定程度上反应出郑58×PH6WC二环系与先锋父本类自交系组配效果较好。     

玉米品种先玉335的血缘系谱及主要农艺性状遗传分析

利用先玉335品种(PH6WC×PH4CV)P1、P2、F_1、B1、B2、F2共6个世代,运用主基因+多基因遗传模型和六世代联合分析方法,进行农艺性状株高、穗位高、穗重、穗粒重、穗轴重、穗长、穗行数、秃尖长、百粒重、出籽率的遗传分析。结果表明,株高、穗重、穗粒重、穗轴重、穗长、穗行数6个性状均为2对主基因加、显、上+多基因加、显混合遗传模型;秃尖长、百粒重两个性状为2对主基因加、显、上+多基因加、显、上混合遗传模型;穗位高为1对主基因加性+多基因加、显混合遗传模型;出籽率为多基因加、显、上遗传模型。株高、穗轴重、百粒重以主基因遗传为主、多基因遗传为辅。穗重、穗粒重、穗行数以主基因遗传为主;穗长主基因遗传、多基因遗传同等重要;秃尖长以多基因遗传为主,主基因遗传为辅;穗位高、出籽率多基因起决定作用。     

玉米Non-Reid群产量因素遗传改良效果及杂种优势和配合力分析

以No-Reid优良自交系PH4CV、PHB1M为基础材料,采用DH技术和常规技术方法,经过两轮改良,育成4个改良系,以4个改良系及PH4CV、PHB1M为父本,5个Reid优良自交系为母本,作5×6不完全双列杂交,设置3个密度梯度,研究单株产量的遗传增益、杂种优势及配合力。结果表明,第二轮改良系J1881,在3个密度下单株产量遗传增益高于原基础系和第一轮改良自交系;第一轮改良系J9D207、J1577遗传增益高于原始基础系。3种密度梯度下,4个改良系与Reid自交系单株产量杂种优势普遍存在,杂种优势最高的组合为J1590×J9D207、J1590×J1881。3个密度下,第二轮改良系J1881均有较高一般配合力,稳产性较好。     

玉米自交系耐荫性鉴定与评价

以41个玉米自交系为材料,采用大田试验方法,在植株形态建成期设置15%遮荫和不遮荫两种处理方式,研究不同处理下玉米自交系植株形态、物质生产、产量等11个指标以及各指标耐荫系数的变化,并对自交系的耐荫性进行评价。结果表明,遮荫不仅会增加玉米自交系的株高和穗位高,延缓生育进程,而且会降低植株叶面积指数及叶绿素含量,最终影响玉米物质积累及产量的提升。进一步对各指标的耐荫性进行数学统计分析,表明茎干物质、叶面积指数和产量的耐荫系数可作为评价玉米自交系耐荫性指标。筛选出M173、豫82、DH382、618B、P6874、昌7-2、8612A、M753、ZY608、豫1122、PH6WC和M109高度耐荫型玉米自交系;ZY602、ZY606、658、HT60、ZY601、C70、外引-2、四-144、KW7M14、NS501和PH4CV是弱光敏感型玉米自交系。     

玉米分蘖率的遗传研究

以ph4cv(高分蘖率)×A6(低分蘖率)DH群体分蘖率为研究对象,应用主基因+多基因DH群体遗传模型及混合分布方法,研究玉米分蘖率的遗传特性,并对近缘群体、杂优群体和自交系群体分蘖率进行推导分析,利用六世代(ph6wc×ph4cv)分蘖率进行验证。结果表明,玉米分蘖率是由4对主基因和微效多基因共同决定的,主基因遗传力为95.6%,为加性-显性-上位性模型。主基因决定玉米分蘖率的稳定性,微效多基因是否表现及表现大小决定该群体的分蘖率。     

12份外引玉米种质主要农艺性状的配合力及杂种优势分析

采用NCII遗传交配设计，以昌7-2、郑58、PH4CV、PH6WC为测验种，与12份阿根廷抗粗缩病自交系和群体配制48个组合，2015、2016年分别在河南洛阳、新乡、山东聊城进行产量及相关性状测定。结果表明，根据产量等性状的一般配合力，遴选出3份较为优秀的自交系CA1109、CA1107、CA1108，其中，CA1109的产量、出籽率、百粒重、穗粗等性状一般配合力较高，但株高、穗位偏高；CA1107的百粒重、穗粗以及降低株高和穗位高等性状一般配合力较高，但延长了生育期，且行粒数、出籽率减少；CA1108增加百粒重、穗行数、穗粗一般配合力较高，但延长了生育期，增加了株高和穗位高和收获时子粒含水量。根据产量SCA效应值，初步判定属SS类的有CA1303、CA1109、CA1106、CA1104，属NS类的CA1301、CA1101、CA1102。被测系CA1109、CA1107、CA1108直接利用选育出高产组合的可能性较大。     

转精氨酸酶基因ZmARG玉米株系AKF65的杂交组合鉴定及遗传稳定性分析

以转玉米精氨酸酶基因ZmARG的T_4代株系AKF65为试材,配置杂交组合,对组合进行农艺性状调查和产量性状鉴定,并将F_1进行回交,采用PCR分子检测手段分析ZmARG基因的遗传特性。结果表明,杂交组合合344×AKF65和WY-1-2×AKF65在株高、穗位高等性状上,与非转基因对照组合相比差异均不显著,在产量、单穗重、穗长等性状上显著高于对照组合,百粒重、粒宽和粒厚等性状上显著高于常规对照品种克玉15。BC1F1回交世代中ZmARG基因分离比例均接近1∶1,表明外源ZmARG基因为显性并稳定插入到基因组中。