玉米高密度SNP遗传图谱构建及其秃尖QTL定位

[目的]构建在秃尖性状上存在明显差异的玉米高密度SNP遗传图谱,并对其秃尖QTL进行定位,为玉米秃尖分子机理研究及玉米抗秃尖品种选育提供理论参考.[方法]以无秃尖性状的自交系S群411331为母本、有秃尖性状的自交系综53313为父本,通过杂交和自交获得F2代群体.利用容量达10K的分子芯片获取大量SNP分子标记,从中筛选出具有多态性的SNP分子标记,构建F2代群体的高密度遗传图谱,并结合秃尖表型数据,分别采用QTL定位软件Rqtl和QTL.gCIMapping.GUI 1.1对相应的秃尖QTL位点进行鉴定及定位.[结果]F2代群体的平均秃尖长度为4.25 cm,说明其秃尖性状更偏向于父本综53313,秃尖整体较长,且秃尖变幅为0~6.1 cm,偏度和峰度值均位于-1.00~1.00,符合数量性状的分布特征.从2612个多态SNP分子标记中共筛选出2599个SNP分子标记成功构建遗传连锁图谱,总图距5624.38 cM,标记间平均距离2.27 cM.利用Rqtl共检测到6个QTL,分别位于第3、4、5、6、8和9染色体,其中加性效应和显性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,解释遗传变异的14.4%和16.3%.利用QTL.gCIMapping.GUI 1.1共检测到9个QTL,分别位于第1、4、5、6、8和9染色体,显性效应和加性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,与Rqtl检测结果相比,二者均在第8和9染色体的同一位置检测到1个QTL,在第5染色体检测到的QTL位置也较邻近,且效应最大的2个QTL均位于第6和8染色体;不同之处在于Rqtl在各染色体上只检测到1个QTL,而QTL.gCI-Mapping.GUI 1.1在第6和8染色体分别检测到2和3个QTL,在第1染色体检测到1个QTL,在第3染色体未检测到QTL,而Rqtl检测出的第1和3染色体QTL情况相反.[结论]玉米秃尖QTL分别位于第1、3、4、5、6、8和9染色体,其中主效QTL在第6和8染色体.     

2015～2019年广西审定玉米品种分析及育种建议

通过对2015～2019年广西审定的122个普通玉米品种的申请主体、亲本引用情况、生育期、抗性、产量和品质性状等进行分析,为玉米育种和生产中品种选用提供参考信息。分析结果认为,科研院所和种子企业是玉米育种主体,审定玉米品种数量2019年最多,接近其他4年审定品种的总和,亲本来源广泛,出现一些优势亲本,其中自交系WH5804、ZH04被重复引用4次,自交系C29011、桂A10341被重复引用3次,有16个自交系被重复引用2次;抗性方面,高抗大斑病的品种6个,高抗锈病的品种有3个,高抗茎腐病的有4个,没有高抗小斑病、纹枯病或穗腐病的玉米品种;品质性状方面容重大于800g/L的有15个;产量方面区域试验增产率达到15%以上的有7个,生产试验增产率达到15%以上的有4个,近年审定的玉米品种绝大多数属于中迟熟高产品种,抗性降低,品质变化不大。建议整合育种资源,重视苏湾材料的创新,加强早熟品种及机械化品种选育,辅助运用单倍体技术。     

一个高抗玉米南方锈病基因的QTL定位及遗传分析

【目的】 通过对一个热带高抗玉米南方锈病材料S313与4个高感玉米南方锈病材料组配的8个F₂群体进行两年三季的遗传分析,在表型鉴定的基础上,利用其中1个F₂群体进行局部遗传图谱构建及抗性基因定位,并利用大群体及新开发的分子标记对抗性主效QTL进行精细定位,为进一步克隆该基因奠定基础。【方法】 连续三季对8个F₂分离群体,分3个时期进行病原菌接种,玉米生长后期按1—9级标准等级记载各单株的抗南方锈病级数,进行抗性表型鉴定,最终确定抗、感分离比例。利用56K芯片筛选出2个亲本间多态标记,选择其中均匀分布的192个标记对S313×PHW52的F₂群体中各30个高抗、高感子代进行KASP分型。利用第10染色体短臂上19个SNP标记对整个F₂群体进行分型,构建局部遗传图谱;将遗传图谱与田间抗性表型鉴定结果相结合进行抗性QTL定位。开发初定位区间内10个SNP标记对次级群体进行标记分型,根据交换单株数量大小进一步缩小定位区间。根据玉米B73 Ref Gen_V4参考基因组信息,列出对应定位区间内的所有基因,利用基因的功能注释信息,确定可能与玉米抗南方锈病相关的候选基因。【结果】 8个F₂群体田间抗、感分离比均符合3﹕1的分离比例,说明热带自交系S313对玉米南方锈病的抗性是由1个效应比较大的主效QTL控制。利用56K芯片筛选出2个亲本间的多态标记16 426个。利用192个标记对各30个抗、感子代进行连锁分析,获得了1个抗性连锁标记Affx-90241059。利用19个SNP标记构建了总遗传距离为31.8 cM,标记间平均距离1.77 cM的局部遗传图谱。利用复合区间作图法把该主效QTL定位在标记Affx-91298359与标记Affx-91182449之间,区间大小约2 M。进一步利用F₂大群体及10个SNP标记把该区间缩小到474 K的范围内。玉米参考基因组B73的对应区间内共有63个基因,其中3个基因LOC103640657、LOC100191493、LOC103640673编码的蛋白质与植物抗病性有关,因此把这3个基因列为热带玉米种质S313高抗玉米南方锈病的抗性候选基因。【结论】 S313对玉米南方锈病的抗性是由1个主效QTL控制,并且S313的主效基因定位在第10染色体短臂约0.47 M的范围内。在该范围内有3个玉米南方锈病抗性候选基因。     

广西玉米生育时期气候变化特征与产量年际波动

2008-2012年连续10个玉米生长季节在广西农业科学院明阳试验基地同一试验地适时播种玉米,在同一施肥水平下进行管理,并对玉米的产量性状进行评价。结合2008-2012年南宁吴圩气象站提供的玉米生育时期气温、降水、日照时数资料,对年际间、季节间玉米产量的稳定性进行比较,分析玉米生育时期的气候变化特征及不同年份玉米产量的波动情况。结果表明,日平均气温秋季高于春季,除了春季少数几天出现的低温,玉米生长期温度基本适合玉米生长;春季随着玉米的生长,气温有逐步上升的趋势;和春季相反,秋季随着玉米的生长,气温有逐步下降的趋势。玉米生长期日照合计值秋季高于春季,日照呈现波浪型变化,变幅在0~12 h之间。日平均降水量春季在2.85~3.99 mm之间,变化较小;秋季在2.47~6.15 mm之间,变化较大;春季单日较大的降水都出现在玉米生长的中后期,秋季的降水不均匀且无规律,玉米苗期和成熟期降水普遍较少。春季玉米产量在7 446.0~9 118.5 kg/hm2之间,秋季在6 346.5~7 297.5 kg/hm2之间,产量低于春季。生育期春季105~121 d,秋季91~101 d,春季的生育期明显长于秋季。2008-2012年玉米生育时期没有重大的自然灾害,玉米产量波动与年际间气候条件相关性较小。不同年份之间,玉米产量变化不明显,但表现季节效应,春季玉米产量显著高于秋季。     

从区域试验论广西玉米新品种育种

对2005-2010年广西玉米区域试验对照种桂单22号(CK1)、正大619(CK2)及49个推荐审定品种的产量、农艺性状、品质和抗性指标进行研究分析.结果表明:推荐审定玉米新品种在区域试验中的产量有较大的突破,多数品种表现中晚熟,高产高抗等性状选育仍有较大潜力,在大斑病、小斑病、锈病、茎腐病方面选育有所突破,而对早熟、耐密、耐旱、耐瘠、抗纹枯病及玉米螟的品种选育要引起足够地重视,也不应忽视对玉米容重性状的选择.提出广西玉米新品种的选育应把品种的丰产性和广适性放在首位,兼顾品种的生育期、容重、出籽率和脱水速率等性状指标.     

不同密肥组合对广西玉米新品种兆丰588产量的影响

[目的]优化玉米新品种兆丰588的种植密度和施肥水平,为进一步推广玉米新品种兆丰588提供参考.[方法]采用四元二次正交旋转回归组合设计方法,研究不同种植密度、氮素水平、磷素水平和钾素水平下对玉米新品种兆丰588产量的影响.[结果]4种栽培因素对兆丰588产量的影响顺序为：氮素水平＞种植密度＞磷素水平＞钾素水平.兆丰588的高产综合配套栽培措施为密度4.8万～～5.2万株/ha,施尿素560.0～660.0 kg/ha,施过磷酸钙450.0～550.0 kg/ha,施氯化钾240.0～300.0 kg/ha,可获得8250.0 kg/ha以上目标产量.[结论]兆丰588在中等种植密度、氮肥充足时可获得高产.     

高产优质 、抗逆广适玉米新品种桂单166的选育

桂单166是以自交系SM 981作母本,自交系SP 221作父本杂交选育而成的强优势玉米杂交种,2015年6月通过广西农作物品种审定委员会审定.桂单166含热带血缘较重,具有抗病抗逆性强、适应性广和品质优良等特点,产量潜力可达600 kg/667 m2以上.适宜华南及西南地区种植.     

优良玉米杂交种桂单589的选育及栽培技术

桂单589是广西玉米研究所以自选系S8232为母本,自选系S84-5为父本杂交组配而成的玉米杂交种.在各项试验中表现为根系发达,株高适中,稍迟熟,抗旱耐涝,保绿性好,品质优,结实性好,适应性广的特点.2007～2008年参加广西区域试验,该品种比对照正大619平均增产3.2％,达显著水平,参加广西生产试验,比对照正大619增产5.3％.适宜在广西全区特别是山区种植,土壤肥力要求中等以上.适宜种植密度52500～57000株/hm2.     

普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位

 以两份普通野生稻核心种质资源DP15和DP30为供体、9311为受体构建染色体片段代换系鉴定苗期耐冷性QTL;利用苗期耐冷性最强的1个代换系构建QTL作图群体,用SSR标记对其主效QTL进行定位。研究结果表明,两个抗源DP15和DP30所含的苗期耐冷性QTL的数量、位点及耐冷性效应均存在明显的差异。在基本上覆盖两个亲本全基因组的230份BC4F2代换系中共发现19个苗期耐冷性QTL,分布在水稻12条染色体上,第3和第8染色体上有比较密集的苗期耐冷性QTL分布。这19个分布于全基因组的苗期耐冷性QTL被分别分离到不同的野生稻染色体片段代换系里,效应最小的微效QTL位点所在的代换系在苗期耐冷性鉴定中的活苗率仅为8%,而效应最大的主效QTL位点所在代换系的活苗率达到74%。这个主效QTL qSCT 3 1被定位在第3染色体着丝点附近长臂上的RM15031―RM3400区间,距离最近的标记RM15040、RM1164的遗传距离为1.8 cM。     

鲜食玉米桂糯518的肥料效应试验及推荐施肥分析

[目的]探讨并优化鲜食糯玉米的适宜氮、磷、钾肥料的施用比例,为构建广西鲜食糯玉米的高产高效施肥模型提供依据.[方法]大田试验采用“3414”试验,其中2水平施肥量为N 225.00 kg/ha,P2O590.00 kg/ha,K2O 150.00kg/ha,调查鲜食糯玉米生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、茎粗和产量等性状指标,并用统计学的方法对试验结果进行分析.[结果]与N0P0K0处理相比,各处理的产量增产均达显著水平,N2P2K1处理产量最高,为10333.50 kg/ha,其次是N2P2K2处理,产量为10325.00 kg/ha.采用三元二次效应方程、二元二次效应方程、一元二次效应方程,并综合以上三种肥料效应函数方程的结果,得出推荐施肥用量,确定最佳产量施肥量的施肥决策为:N 204.50 kg/ha、P2O573.20 kg/ha,K2O 103.00 kg/ha.[结论]玉米桂糯518最高产量施肥量为N 231.10 kg/ha、P2O5 90.00 kg/ha、K2O 88.10 kg/ha;最佳产量施肥量为N 204.50 kg/ha、P2O5 73.20 kg/ha、K2O 103.00 kg/ha.