中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析

【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系（recombination inbred line,RIL）的巢式关联分析群体（nested association mapping population,NAM）为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归（Joint stepwise regression）模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状（主要是行粒数和百粒重）与小区产量均表现出较高的正相关关系。但强优势测交组合（郑58测交群体）的产量表现与NAM群体自身的产量表现相关性较低,表明相对于弱优势测交组合（昌7-2测交群体）,强优势测交组合的产量表现受RIL家系自身的产量影响较小。QTL定位结果表明,与NAM群体相比,利用其测交群体检测到的QTL数目较少,但能解释更高的表型变异。昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中,分别仅有27%和25%的位点与NAM群体定位结果重叠或相邻。主效位点的复等位分析结果表明,对于郑58测交群体（强优势测交组合）,在单穗产量QTL中,68.69%的增产等位变异来自骨干亲本黄早四。但在昌7-2测交群体中（弱优势测交组合）,仅有36.36%的增产等位变异来自黄早四。利用郑58测交群体共鉴定到13个重要的产量相关基因组区段,来自黄早四的等位变异在其中的11个区段表现为增产,这些区段对黄早四杂种优势的形成可能具有重要作用。QTL所在区域的重组率分析结果表明,利用郑58测交群体检测到的QTL所在区域具有较低的遗传重组率,符合杂种优势相关位点更容易分布于低重组区的基因组基本特征。【结论】在强优势测验种郑58遗传背景下,来自黄早四的等位变异对测交组合的产量具有重要遗传贡献,定位到的相关遗传区段与玉米杂种优势形成密切相关。     

同核异质、同质异核玉米细胞质雄性不育系及保持系同工酶的比较分析

采用薄层垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳及光密度计扫描方法,对玉米一组同核异质系和一组同质异核系及相应保持系的花药(单核—双核期)进行了过氧化物酶、酯酶同工酶的比较分析。结果表明,两种酶的同工酶在同核异质系间和同质异核系间及与相应保持系间均表现不同程度的差异,两者可能由质核基因共同编码,但过氧化物酶同工酶是胞质基因占主导,酯酶同工酶是核基因占主导。本文并就细胞质雄性不育的机制进行了讨论。     

同核异质玉米细胞质雄性不育系的细胞学比较研究

用光镜对八个同核异质系及其保持系进行了花粉发育的细胞学观察,发现了四种方式的败育,多发生于减数分裂期。绒毡层对小孢子发育起重要作用。细胞学观察可作为不育胞质分类的补充指标,新选G胞质与CMS—C,T,S三大类型有差异。败育方式看来主要决定于胞质基因和核相对不育基因。     

适合中国南方生态区玉米优良群体的创建与改良

在基础群体BC₄中输入热带血缘,创建了适合中国南方生态区的玉米优良群体BCC₀,采用S₁法对BCC₀进行一轮改良得到改良群体BCC₁.在产量等11个农艺性状上,BCC₁比BCC₀,BCC₁、BCC₀比BC₄均有明显改善.BCC₁在产量等主要农艺性状一般配合力效应上具有     

玉米地方品种‘沃日黄’与‘沃30’重组后代配合力分析

为了评价‘沃30’与‘沃日黄’优株重组选系对配合力的改良效果及重组后代的育种潜势,探索地方品种优异基因发掘与利用新方法。以5个西南区骨干系及5个外引系为测验种,以‘沃30’及8个重组系为被测系（分别为‘W1’、‘W2’、‘W3’、‘W4’、‘W5’、‘W6’、‘W7’和‘W8’）,采用NCⅡ设计,对‘沃30’与8个重组系进行配合力及杂种优势分析。结果表明：被测系间株高、穗位高、穗长、穗行数、行粒数、百粒重、秃尖长、出籽率与单株产量等主要性状GCA差异显著或极显著;单株产量GCA效应值为‘W1’>‘W2’>‘W8’>‘沃30’>‘W4’>‘W5’>‘W3’>‘W6’>‘W7’;重组系‘W1’、‘W2’及‘W8’综合性状GCA效应值显著高于‘沃30’,具有较好的育种潜势。‘沃30’与‘沃日黄’优株混粉重组可以重新渗入并聚集初次选系过程中丢失的优良基因,获得更高配合力的重组系,利于优异地方种质的发掘与利用。     

转基因玉米种子萌发期抗旱性鉴定

采用聚乙二醇(PEG)高渗溶液,对13个转基因玉米自交系进行了种子萌发期模拟水分胁迫发芽试验,研究了渗透胁迫模拟干旱对抗旱转基因玉米种子萌发状况的影响。结果表明:干旱胁迫对玉米发芽势、发芽率、根数、胚根长、胚芽长、贮藏物质转化率等均有不同程度的影响,不同转基因玉米自交系在抗旱性上存在明显差异。同时,使用隶属函数法对参试转基因玉米自交系的种子萌发抗旱性进行了分析评价,其中SD10为萌发期抗旱性较强的自交系;CBF-3-4、SD13、SD05、CBF-1-4、CBF-6-5、SD-P3、SD-P5为萌发期抗旱性中等的自交系;SD06、CBF-3-1、SD07、SD-P1、SD-P4为萌发期抗旱性较弱的自交系。种子萌发抗旱指数与隶属函数对玉米自交系抗旱性分析结果比较一致。     

玉米新自交系成689的选育与应用

玉米新自交系“成689”系四川省农科院作物所利用人工合成群体MC01选育的高配合力、高产、多抗的优良玉米自交系.该系与自选系“238”组配的高产稳产、多抗广适、粮饲兼用的强优势玉米杂交种“汉单999”(区试代号DT6702),于2012年通过四川农作物品种审定委员会审定.该自交系具有熟期中晚熟、一般配合力高、自身产量高、植株健壮、抗逆耐密、抗病抗倒、结实性好、品质优良、性状整齐一致、遗传稳定等特性.     

玉米抗纹枯病自交系产量配合力测定

以4个四川省常用玉米自交系为测验种,20个抗玉米纹枯病自交系为被测系,采用不完全双列杂交设计配制80个组合,对产量、穗长、穗行数、行粒数、穗粗、粒深和百粒重7个经济性状进行配合力分析。结果表明,H2149等11个抗病家系的产量一般配合力效应值为正值,其中9个家系所配F1产量较高,可直接利用;其他自交系个别性状较优,可根据育种目标有针对性的选择利用。玉米纹枯病抗源CML270与感病自交系478构建的CML270×478重组近交系群体有重要育种利用价值。     

利用多重PCR技术鉴定玉米品种的初步研究

在SSR分子标记的基础上,以3个玉米自交系、4个玉米杂交种和7对玉米SSR引物为材料,确定了较为适宜的多重PCR扩增体系和程序,获得了适宜琼脂糖凝胶电泳的、扩增效果较好的2～5重引物组合,并能有效应用于玉米杂交种和自交系的种子鉴定,不仅比单个引物鉴定更准确可靠,而且省时省工,成倍地降低了检测成本,将有利于推动多重PCR技术在玉米品种鉴定中的广泛应用。