玉米粉淀粉含量近红外模型建立与优化

以230份玉米自交系为样本，采用旋光法与一阶导数及去一条直线的光谱预处理法，构建玉米粉样淀粉含量的近红外分析（NIRS）模型。研究标明，该模型可显著提高子粒淀粉含量预测的准确性。该模型的定标标准偏差（RMSEE）、交叉验证标准偏差（RMSECV）、外部验证标准偏差（RMSEP）、定标相关系数（R_cal²）、交叉验证相关系数（R_cv²）、外部验证相关系数（R_cv²）分别为0.609、0.722、0.738、0.909、0.864和0.854。建立的玉米粉样NIRS模型可将预测值与化学值偏差控制在1.7%内，能够准确定量分析玉米子粒淀粉含量，应用于育种材料早期筛选及群体水平粗淀粉分析。     

引进美国玉米自交系在我国的耐旱适应性分析

对210份引进美国解密玉米自交系在正常灌溉和干旱胁迫两种水分处理下进行耐旱适应性分析。通过对美国自交系和国内主要自交系耐旱相关农艺性状调查发现,在两种水分处理下,美国自交系产量略高于国内自交系,其中,行粒数是造成产量差异的主要因素。从育种角度来看,虽然美国自交系株高高于国内自交系,但其穗位高明显低于国内自交系,有利于培育品种的抗倒性。利用耐旱选择系数对自交系耐旱性进行评价,从美国自交系选出LH149、PHBA6、S8326等26份极强耐旱性自交系,耐旱性超过国内自交系豫12和齐319等。     

遗传改良对中国华北不同年代玉米单交种产量的贡献

 【目的】为提高中国玉米育种技术水平而探索突破方向和寻找理论依据,对不同年代玉米杂交种的产量与年代的回归进行研究。【方法】试验于2005－2006年在新疆省农业科学院科研基地和北京顺义屯玉公司北京研究院进行。采用裂区试验设计,3个密度为主区,华北地区近40年有代表性的23个单杂交种为副区。【结果】新疆点1980s－2000s中密度下的产量年代响应>高密度,北京点1980s－2000s中密度下的产量年代响应与高密度下的差异不显著,表明1980s年代以后中国华北地区玉米杂交种在每公顷60 000株的密度水平上没有实现更高的产量年代响应;1980s－2000s产量显著提高主要是由于千粒重、穗行数的正向改良,而秃尖度、出籽率的消极改良同时又限制了1980s－2000s年代玉米产量的提高;此外,空秆率、茎倒折率、根倒伏率、秃尖度等性状在1980s－2000s间没有得到显著改良。【结论】1980s－2000s期间中国玉米杂交种在高密度条件下玉米产量的年代响应取得了一定的进展,但与国外还有相当大的差距,今后的玉米育种应强化和完善高密度育种技术路线,使未来中国玉米单交种向依靠群体增产的早熟、耐密、出籽率高、秃顶度小的育种目标方向发展。     

二十个加拿大玉米群体性状表现

以引进的20个加拿大玉米群体为材料,对其主要性状及玉米丝黑穗病抗性进行评价。供试群体在黑龙江省均具有较好的适应性,且生育期较短,属早熟和中早熟类型,可以在早熟玉米育种中利用。其中,群体EP9的产量及各产量构成因子等性状表现较好,可优先利用。20个群体对丝黑穗病抗性差异较大。其中,群体EP7、EP8、EP15、EP23表现为抗病,占供试材料的20％;群体EP1、EP9、EP12、EP16、EP21表现为中抗,占25％;感病群体11个,占55％,但发病率均小于21％,表明供试群体均对玉米丝黑穗病具有一定的抗性,在抗病育种中可选择利用。     

加拿大玉米群体与黑龙江省部分早熟骨干系杂种优势分析

采用NCⅡ设计,以8个黑龙江省常用早熟骨干自交系为测验种,对20个加拿大玉米群体的产量配合力及杂种优势进行分析。结果表明,群体EP8、EP17、EP7、EP13和EP15产量一般配合力(GCA)较高,利用这些群体较易组配出高产杂交组合。以产量特殊配合力(SCA)为指标,发现K10与EP6、EP11、EP12、EP14,L105与EP18、EP19、EP20、EP22、EP23,甸11A与EP7、EP8、EP9,东237与EP1、EP16、EP17,合344与EP3、EP13,龙抗11与EP15,熊掌与EP10、EP21遗传关系较近。从产量平均优势分析可见,部分群体杂种优势组合模式为EP7×K10、EP18×K10、EP1×龙抗11、EP12×龙抗11、EP17×熊掌、EP14×甸11A、EP23×甸11A、EP3×东237、EP21×东237。     

opaque-2玉米近等基因系的构建与赖氨酸含量快速检测

我国高赖氨酸玉米种质资源狭窄,opaque-2(o2)突变基因能大幅提高玉米赖氨酸含量,通过分子标记辅助选择构建o2玉米近等基因系并检测其赖氨酸含量具有重要意义。其中,要解决的两个关键问题是如何准确地将不同供体的o2突变基因导入受体系和如何快速地检测导入系的赖氨酸含量。本研究利用O2基因内紧密连锁的SSR共显性标记引物phi057检测玉米供体和受体自交系的多态性,利用其特异性和共显性构建o2近等基因系;参考已有研究,改进染料结合(DBL)法,测定18组构建成功的o2近等基因系的赖氨酸含量。结果表明,不仅在不同供体(CA339和山东2548)之间存在多态性,而且在不同受体系间也存在多态性,利用phi057能够成功地将不同供体的o2突变基因导入受体系,构建o2近等基因系;改进的DBL法分析表明,不同受体系赖氨酸含量变化较大,不同背景的受体系导入o2突变基因后赖氨酸含量增加的幅度差异也较大;普通玉米自交系间赖氨酸含量为0.223%~0.368%,构建成功的不同o2近等基因系间,赖氨酸含量为0.373%~0.527%,与受体亲本相比,赖氨酸增加幅度最低为13%,最高为74%。分析表明,phi057能准确筛选导入o2突变基因的受体系,结合改进的DBL法能快速地选择赖氨酸含量高的玉米。     

一种快速高效构建植物表达载体的方法

植物表达载体是将目的基因转化宿主细胞的媒介,载体构建是通过遗传转化方法开展基因功能鉴定与应用等研究的重要环节。以构建玉米谷氨酰胺合成酶基因(GS1)表达载体pCUbi1390-Ubi-GS1-35S-EPSPS为例,研究简单、通用、高效的构建载体的方法。该方法目的片段和载体不需要酶切产生互补的黏性末端,只需通过在目的基因PCR上下游引物的5’端设计与线性载体两端有15个碱基的同源序列,根据序列的同源性,将目的基因插入载体中,通过PCR程序实现DNA重组。结果表明,正确构建了设计的转化载体,该方法大大简化了载体构建的过程,也适用于任何一个基于单酶切位点把外源DNA重组插入目标序列。     

几个供体对优质蛋白玉米(QPM)近等基因系构建效果的比较

对CA335、CA339、山东2548和齐205这4个国内常用优质蛋白玉米自交系的赖氨酸含量、子粒表型、醇溶蛋白积累及opaque-2基因的序列进行分析,对不同自交系作为opaque-2突变基因(o2)基因供体的分子标记选择效果进行比较。结果表明,4个自交系属于两类不同的o2突变体类型,CA335和CA339为一类,山东2548和齐205为一类。两类突变体作为o2供体选择效果有较大差异,CA335和CA339是优良供体,齐205和山东2548则不是理想供体。对于优质蛋白玉米育种,供体的选择非常重要,好的QPM自交系不一定是好的供体。     

不同密度下玉米雌雄穗开花间隔与产量关系研究

以70年代以来我国大面积推广的杂交种为材料,在15 000(低)、45 000(中)、75 000(高)株/hm2密度下,研究不同密度对不同年代杂交种雌雄穗开花期间隔(ASI)、产量及相关性状的影响。结果表明,随着密度增加,ASI与产量关系更趋密切。高密度下,ASI与产量显著正相关;中、高密度下不同年代品种间ASI差异显著,且高密度下ASI、产量与年代呈显著直线回归关系。随密度增加,新品种ASI增加变化率减小,但产量增加变化率较大。ASI值可作为品种耐密性鉴定的重要参考指标,不同密度下新品种ASI更趋稳定,耐密性增强。     

海南试验点不同年代玉米品种产量及农艺性状增益分析

在海南试验点分析了我国近60年有代表性的34个品种产量及农艺性状的增益。结果表明:产量、出籽率、千粒重等12个农艺性状年代间均存在极显著差异,茎倒率和秃尖长年代间存在显著差异。海南试验点不同年代(1950年至2000年)玉米品种产量每年增益为46.4kg/hm2,与北京和新疆试验点的产量增益趋势一致,只是明显低于北京试验点。海南三亚冬季的生态环境适宜对我国不同年代玉米品种的产量增益进行分析。