玉米组合及其株叶性状对间穴大豆的影响

采用10个玉米杂交组合与大豆间穴种植,研究玉米组合及其株叶性状与大豆产量和经济性状的关系.结果表明：不同玉米组合对间穴大豆的产量影响极显著;大豆的单株产量与间穴玉米的株高和穗位高呈正相关,与间穴玉米灌浆期单株叶面积和穗位上部叶面积呈负相关,与玉米穗位下部叶面积呈显著的负相关;从相关系数来看,玉米叶面积对大豆经济性状的不良影响是,穗位下部叶面积＞单株叶面积＞上部叶面积;玉米株型对大豆单株产量和经济性状的不良影响程度是平展型玉米略小于半直立型玉米.大豆植株顶部和基部相对光照强度与间穴玉米的株高和穗位高呈不显著的正相关,与玉米的叶面积呈不显著的负相关.玉米株型和叶面积分布不同,对行间地面和穴间的光照强度有不同的影响.因此,大豆与玉米间穴种植和间行种植应选用不同株叶性状的玉米品种.     

玉米株型性状QTLs作图群体分析

玉米紧凑株型对于提高种植密度,增加单位面积产量,满足玉米生产发展的需求具有重要的意义。试验以株型紧凑和松散的优良玉米自交系豫82、豫87-1为亲本,组配和构建F_2∶3家系,以其作为株型性状QTLs定位与分析的作图群体。通过对株型6个相关性状,株高、穗位高、叶长、叶宽、叶夹角、叶向值在郑州、三亚两个地点的研究表明,亲本自交系在株型性状上存在显著差异,其后代F_2∶3家系间存在显著差异,各株型性状均呈连续变异、正态分布,说明所选材料适合作为QTLs定位与分析的作图群体。     

国外种质×国内种质玉米单交种产量构成性状的遗传分析

应用莫惠栋最新提出的p q 2pq交配设计及其分析方法,研究84个玉米杂交组合及其13个亲本的株型、穗型、粒型等14个性状的遗传机制。结果表明:株高、叶夹角、穗长、穗粗、秃尖、结实长、穗行数、行粒数、容重、子粒长、子粒厚11个性状的遗传符合加性-显性模型,穗粗、穗行数、容重、子粒长、子粒厚以加性效应为主;穗位、百粒重、子粒宽的遗传符合加性-显性-上位性模型,其中子粒宽以上位性效应为主;除容重、子粒厚外,各性状的显性方向为正向显性;除子粒宽、子粒厚外,各性状还受到细胞质效应的影响;狭义遗传力排序为子粒长>子粒宽>容重>穗行数>穗粗>子粒厚>百粒重>株高>穗位>叶夹角>穗长>秃尖>结实长>行粒数。     

水稻穗芽相关性状的QTL定位

利用305个株系组成的源自籼稻品种中156和谷梅2号的重组自交系群体进行了水稻穗芽性状的QTL检测和遗传效应分析。以穗芽指数及相关指标作为穗芽性状的表型值,采用QTL Mapper 1.01统计软件进行QTL定位和上位性分析,共检测到控制穗芽指数的3个加性效应QTL,分别位于第2、9、11染色体上;控制穗芽速率的加性效应QTL 3个,分别位于第1、3、6染色体上;控制穗穗芽率的加性效应QTL 3个,分别位于第1、9、10染色体上;控制粒穗芽的加性效应QTL 2个,分别位于第9、11染色体上。还检测到3对影响穗芽指数的加性×加性上位性互作效应QTL;3对控制穗芽速率的上位性QTL和3对控制粒穗芽率的上位性QTL。     

华北地区夏玉米理想株型研究

以紧凑型玉米品种郑单958为材料,使用金得乐(EC)化控试剂,在不同密度条件下对紧凑型玉米的群体结构进一步优化,以挖掘夏玉米的增产潜力。试验设3个密度,每个密度设4个EC试剂叶面喷施处理,不喷施为对照(CK)。结果表明,不同化控处理下,6叶展期叶面喷施EC试剂2.25 mL/L与对照差异不明显;6叶展期喷施2.25mL/L、12叶展期喷施1.5 mL/L夏玉米株高、穗位高降低,叶茎夹角增大,穗位层叶间距缩小,株型趋向平展型;6、8叶展期分别叶面喷施1.5 mL/L夏玉米株高降低不明显,穗位高降低,单株叶面积、叶茎夹角缩小,株型更为紧凑。分析结果表明,在高密度条件下调整株型是解决群体结构郁闭突破点,确认整体紧凑、穗位低、穗下层叶间距小、穗位层及穗上层叶茎夹角小、叶间距大、群体结构持续时间长为理想株型。     

云南地方糯玉米自交系产量性状的遗传效应分析

采用NCⅡ遗传设计和朱军QGA加性-显性模型(AD模型)软件,分析来自云南省18个地方品种糯玉米、2个普通玉米和4个引进的自交系,研究了穗粗、单株粒重、千粒重、穗行数和穗重等9个性状的加性和显性遗传效应。结果表明,单株粒重、穗重和穗行数受基因加性效应控制,加性效应方差对表型方差的贡献率分别为33.7%、33%和29%;千粒重、穗长和穗粗受基因加性效应-显性效应控制,加性和显性效应方差对表型方差贡献率分别为千粒重33%和21%、穗粗39%和13%、穗长17%和10%;其它3个性状受环境影响较大,遗传模式也较为复杂。遗传力分析揭示了对单株粒重、穗重、穗行数、千粒重和穗粗选择效果明显;以性状加性效应值及显著性,筛选出3、10、15、16和18号5个糯玉米优异自交系,其所有观察性状的加性效应值均优于对照CK1(忻州黑糯)和CK3(中糯246)自交系,部分性状优于CK2(N9605)和CK4(自330)。     

早熟高赖氨酸玉米发育进程中的形态差异及遗传分析

通过对高赖氨酸玉米和普通玉米各8个早熟自交系，按Greffing4组配成28个杂交组合的研究，发现高赖氨酸玉米在生长发育进程中，特别是在苗期，表现为苗小、苗弱、株高、穗位高明显降低。遗传分析表明，决定普通玉米生长发育进程诸性状遗传效应中，喇叭口期叶面积、叶面积增长速率、出叶速率以加性基因效应和非加性基因效应均很重要，而其余几个生长发育主要受制于非加性基因效应。     

6个小黑麦品种产量构成性状的基因效应和配合力分析

为了给小黑麦育种工作提供理论依据,利用Griffing完全双列杂交方法Ⅱ,采用加性-显性模型对6个小黑麦亲本的单株产量、单株稳数、每穗粒数、千粒重、株高、穗下节间长和穗长7个产量构成性状的基因效应、遗传组成和配合力进行了研究.结果表明,千粒重的遗传由加性效应和显性效应共同控制,株高由加性效应起主要作用,而单株产量、每穗粒数和穗下节间长除加性效应和显性效应控制外,还可能受上位性效应和环境效应控制.除新小黑麦4号外,其它亲本的大部分性状的显性效应预测值达到了负的极显著水平,预示着这些亲本杂种后代的产量性状将有明显的自交衰退现象.新小黑麦3号、新小黑麦4号的千粒重、株高和穗下节间长的加性效应达到了极显著水平,一般配合力也较高,因此这两个品种宜作为改良产量构成性状的骨干亲本.新小黑麦5号×H03-7杂交组合的特殊配合力在所有性状上均表现为正向效应,可作为改善产量构成性状的杂交组合.     

早熟高赖氨酸与普通玉米自交系的差异及遗传分析

本文通过对黑龙江省8个早熟高赖氨酸和8个同型普通玉米自交系的研究,发现供试的早熟高赖氨酸玉米自交系苗期性状较普通玉米差值较大,而穗部性状二者差异较小,仅百粒重较大,早熟高赖氨酸玉米较普通玉米低10％以上。 近一步遗传分析表明,苗期叶面积、苗期叶干重、拨节期叶干重等性状,优质蛋白玉米与普通玉米遗传方式相一致,均为非加性效应在遗传中占主导地位,而粒行数二类玉米均是加性效应在遗传中所占比重较大,而刺叭口期叶面积、叶面积增长速率、出叶速率、平均灌浆速率、百粒重、单株穗重等性状,优质蛋白玉米加性效应在遗传中占主导地位,而普通玉米却是非加性效后在遗传中所占比重较大。     

水稻籼粳交DH群体幼苗中胚轴长度的QTLs定位和上位性分析

应用籼粳交IR64/Azucena的DH群体及其构建的分子标记遗传图谱,在遮光条件下,通过适温和低温逆境下发芽,测定中胚轴长度。采用QTL Mapper 基因定位软件检测控制中胚轴长度的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,在第1、3、6、7、8、12等6条染色体上定位了8个控制中胚轴长度的QTLs,其中在第1、3、7、8染色体上定位了4个具有加性效应的QTLs,位于第7染色体的1个加性效应QTL的增长等位基因来自于父本Azucena,它能使中胚轴伸长0.26 cm,其贡献率达17.5%,其余3个加性效应QTLs的增长等位基因来自于母本IR64,能使中胚轴伸长0.10～0.21 cm,在第3、7、12等3条染色体中共检测到2对加性×加性上位性效应,其贡献率分别为21.62%和2.27%,同时各检测到2对加性效应×环境的互作效应和上位性与环境的互作效应。对应用分子标记辅助育种选育中胚轴伸长的矮秆水稻的可能性进行了讨论。     

利用单片段代换系群体定位玉米株型性状QTL

以优良玉米自交系许178背景的综3单片段代换系群体为基础材料,通过一年两点的田间试验,对株高、穗位高、总叶片数、穗上叶片数、叶面积等植株性状进行QTL分析。结果表明,利用显著性检验方法在两点共检测到5个株型相关性状的72个QTL,包括23个株高QTL、12个穗位高QTL、6个总叶片数QTL、15个穗上叶片数QTL、16个叶面积QTL,其中,有10个株高QTL、3个穗位高QTL、3个总叶片数QTL、2个穗上叶片数QTL和1个叶面积QTL在2个试验环境中同时检测到。     

多环境下粳稻株高动态QTL分析

 为阐明粳稻株高动态发育遗传基础,在南京和泗洪3个环境下种植粳稻品种秀水79和C堡及其杂交衍生的254个重组自交家系,利用混合线性模型和最佳线性无偏预测方法对3个环境下不同时期株高变异的各效应值进行估计,进而利用非条件和条件QTL定位的方法对控制株高性状的静态位点和动态位点进行了检测。结果表明,3个环境中RIL群体各期株高均呈正态分布并出现双向超亲分离。株高受环境的影响随发育进程而不断减小。成熟期检测到5个QTL,其中qPH8.3仅在该时期检测到。采用非条件定位的方法共检测到15个非条件加性QTL。不同时期检测到的同一加性位点,增效等位基因来自于同一亲本,加性效应的大小随着发育进程而增大。条件定位的方法共检测到16个条件加性QTL和16个互作位点对,6个加性QTL在不同的两个时间段检测到,其余位点（位点对）均在单个时期检测到。从播种至移栽后42 d、移栽后56 d至70 d以及移栽后98 d至112 d这3个时间段,株高性状以加性遗传效应为主;移栽后42 d至56 d以及移栽后70 d至84 d这两个时间段受加性效应和上位性效应共同控制;而移栽后84 d至98 d则以上位性遗传效应为主。G×E互作遗传效应在整个调查时期均很小。多环境条件下两种定位方法的结合有助于更全面地了解株高在不同发育时期的遗传基础。     

玉米株型性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的F2世代为作图群体,采用SSR分子标记技术和复合区间作图法对玉米茎粗等7个株型性状进行基因定位。共检出21个QTL,其中茎粗检测到1个位点(qSD1),穗位高、株高均检测到3个QTL位点(qEH1-qEH3、qPH1-qPH3),雄穗分枝数检测到5个QTL位点(qTBN1-qTBN5),叶片数检测到4个QTL位点(qLN1-qLN4),叶型系数检测到3个QTL位点(qLSC1-qLSC3),叶向值检测到2个QTL位点(qLOV1-qLOV2)。21个QTL中,qTBN1、qTBN4、qLN1、qLN3、qLN4这5个QTL解释表型变异率超过30％,表现出明显的主效QTL效应。研究还发现,有5个影响不同性状的QTL位于染色体上相同标记区间内或与相同标记连锁,分为Ch3-2和Ch8-1两个区段,表现出了成簇分布的特性。     

玉米重要农艺性状的基因组预测分析

以玉米自交系郑683-1为轮回亲本,ZPH1388、ZPH5和东237为供体亲本构建BC3F5群体,对穗部和株型性状进行基因组预测分析,研究2种交叉验证方式、6种GS方法和显著数量性状位点(QTL)作为固定效应对预测准确性的影响。结果表明,相比5折交叉验证,10折交叉验证可以提高穗粒数、行粒数、株高和穗位高的预测准确性,降低穗行数和叶夹角的预测能力。相比随机效应模型,穗粒数、穗行数、行粒数和叶夹角将1~2个QTL作为固定效应可以提高基因组估计育种值的准确性,将1~5个QTL作为固定效应会降低穗位高的预测能力。对于株高,贝叶斯A和再生核希尔伯特空间将1~5个QTL作为固定效应可以提高预测的准确性,其他4种方法多数情况固定效应的加入会降低株高的预测能力。在穗粒数和株高中,基因组最佳线性无偏预测的准确性最高,略高于4种贝叶斯方法,再生核希尔伯特空间的准确性最低。对于其他4个性状,最优预测方法受不同交叉验证方式和固定效应模型的影响表现不一。     

玉米植株结构分析及其QTL定位

选用83个玉米DH系及其亲本作为试验材料,对其植株结构性状进行了分析。结果表明,株高受中部节间长度影响最显著;穗位高主要是由基部节间长度控制;相邻节间长在发育上具有协同性。对DH系的株高、穗位高和节间长性状进行QTL定位,共检测到40个QTL,贡献率为7.98%～43.24%。每个性状检测到1～5个QTL,其中株高、穗位高和节间长检测到1个共同的QTL。     

超级杂交稻协优9308重组自交系群体的穗部性状QTL分析

 将281个株系组成的超级杂交稻协优9308重组自交系群体种植在海南陵水（2006年和2007年）和浙江富阳（2006年）,采用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法进行QTL检测。共检测到控制7个穗部性状的52个QTL,其中包括7个控制穗长的QTL,8个控制一次枝梗数的QTL,9个控制二次枝梗数的QTL,6个控制着粒密度的QTL, 7个控制每穗总粒数的QTL,11个控制每穗实粒数的QTL,4个控制结实率的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为23%~312%。控制穗部性状的QTL基本上以加性效应为主,上位性效应和环境互作效应不大。在3组试验中都检测到控制3个穗部性状的8个QTL：qPL-1,qPL-6-1;qTNSP-1,qTNSP-2,qTNSP-3;qNFGP-1,qNFGP-3-2,qNFGP-6-2。这些QTL,尤其是第3染色体RM168-RM143区间控制每穗总粒数的qTNSP-3和控制每穗实粒数的qNFGP-3-2,其加性效应值和贡献率均较大,可以考虑下一步进行QTL精细定位和克隆。研究发现多个重要QTL聚集区间,在同一QTL聚集区间,控制相关性状的QTL效应方向基本上相同,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时针对多个性状进行遗传改良。     

玉米重要农艺性状的基因组预测分析

基因组选择(GS, genomic selection)是一种利用覆盖全基因组的标记进行选择育种的方法。利用玉米自交系郑 683-1为轮回亲本, ZPH1388、 ZPH5和东 237为供体亲本构建的 BC₃F₅群体,对穗部和株型性状进行基因组预测分析,研究 2种交叉验证方式、 6种 GS方法和显著数量性状位点作为固定效应对预测准确性的影响。结果表明,相比 5折交叉验证, 10折交叉验证可以提高穗粒数、行粒数、株高和穗位高的预测准确性,但会降低穗行数和叶夹角的预测能力。相比随机效应模型,穗粒数、穗行数、行粒数和叶夹角将 1～2个 QTL作为固定效应可以提高基因组估计育种值的准确性,但将 1～5个 QTL作为固定效应会降低穗位高的预测能力。对于株高,贝叶斯 A和再生核希尔伯特空间将 1～5个 QTL作为固定效应可以提高预测的准确性。其他 4种方法,多数情况固定效应的加入会降低株高的预测能力。在穗粒数和株高中,基因组最佳线性无偏预测的准确性最高,略高于 4种贝叶斯方法。对于其他 4个性状,最优预测方法受不同交叉验证方式和固定效应模型的影响表现不一。     

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。     

稻米粒形和垩白度的QTL定位和上位性分析

 利用由181个家系组成的Lemont/特青籼粳交重组自交系群体,以及由161个RFLP、SSR标记和3个形态标记构建的全长为1916.5 cM、覆盖水稻基因组12 条染色体的连锁图,采用线性模型的复合区间作图方法（QTLMapper V10）,对粒长、粒宽、长宽比和垩白度等4个稻米品质性状的数量性状座位（QTL）进行了分析。在水稻的所有12 条染色体上共定位到7个加性主效QTL和19对上位性QTL,其中控制粒长、粒宽、长宽比的主效QTL各2个,控制垩白度的QTL 1个,分别解释12.8%、40.0%、26.0%和42.1%的表型变异;共检测到6对影响垩白度、6对影响粒长、7对影响长宽比的上位性QTL,分别解释52.2%、31.3%和38.2% 的表型变异。结果表明,上位性QTL和主效QTL一样在稻米粒形和垩白度的遗传中起着重要的作用。     

利用不同群体对玉米株高和叶片夹角的QTL分析

应用H21×Mo17、自330×K36、B73×L050这3个F23∶群体为作图材料,利用SSR等分子标记,对株高、穗位高和叶片夹角3个性状进行了数量性状位点(QTL)分析。对株高共检测到18个QTL,对穗位高检测到12个QTL,对叶夹角检测到9个QTL。在这些影响不同性状的QTL中,有一部分处于染色体上的同一区域,有的则是区域间部分重叠或处于邻近区域。此外,有的QTL还与其他研究中发现的影响相应性状的质量性状基因位点处于相同基因组区域。