不同基因型玉米株型性状的杂种优势分析

为了提高玉米产量,培育适宜高密度种植和适宜机械化收获的株型,已成为当前玉米育种的需求.本研究以4个玉米杂交种及其亲本为材料,以'郑单958'为对照.通过测量株高、穗位高、基部第三节间茎粗、雄穗长度、雄穗分枝数、叶夹角,计算叶向值和叶面积,计算中亲优势和超亲优势.结果表明,与双亲相比,'新单61'、'新单68'、'新单6...     

玉米叶绿素含量的全基因组关联分析

目的 叶绿素含量与作物产量呈正相关。通过提高叶绿素含量来提高作物产量是作物育种的方向之一。因此,利用全基因组关联分析（genome-wide association study, GWAS）解析玉米叶绿素含量的遗传基础,可为玉米高光效理想株型设计育种提供理论指导。方法 以538份玉米自交系构成的关联群体为研究对象,在5个环境下,通过对其授粉后5 d的棒三叶（穗位叶、穗上叶、穗下叶）叶绿素含量进行测定,并借助覆盖玉米全基因组的558 629个单核苷酸多态性标记（SNPs）,利用3种模型（Q、K和Q+K）对叶绿素含量进行全基因组关联分析,随后选择最优模型的GWAS结果并结合eQTL（expression quantitative trait loci）分析对叶绿素含量的自然变异进行解析。结果 5个环境下,棒三叶叶绿素含量均遵从正态分布且叶绿素含量间呈正相关;方差分析表明棒三叶叶绿素含量的环境效应、基因型效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平;此外,穗上叶、穗位叶和穗下叶叶绿素含量的遗传力分别为0.66、0.66和0.67。比较3种模型发现K模型对假阳性（I型错误）控制最好,在此模型下共检测到29个与棒三叶叶绿素含量显著关联的SNP（P≤3.99×10^-6）,涉及到18个位点,共有76个候选基因落在这18个位点内,其中85.5%（65/76）的候选基因具有eQTL,11.8%（9/76）的候选基因与对应表型显著相关（P＜0.05）,说明这9个基因可能是通过表达量变化来调控表型变异。在这76个基因中,60个候选基因有功能注释,功能涉及到能量代谢、物质输送代谢途径和生物合成调节等过程。此外还发现2个可以在不同环境或不同叶片共定位的位点,其中,共定位位点内的基因GRMZM2G074759编码一种与AAE3高度相似的酰基活化酶,该基因通过提高α-酮戊二酸（ALA）和草酰乙酸含量进而影响氨基酸生物合成,提高籽粒赖氨酸含量,改善玉米品质。此外,ALA的合成会促使叶绿素含量升高,进而提高作物产量,推测该基因为最可能的候选基因。结论 K模型对假阳性的控制效果最好,基于K模型,共检测到18个玉米叶绿素含量显著关联位点,发现多个参与叶绿素合成途径相关基因。     

新单系列玉米品种抗倒相关性状的杂种优势分析

为了更好地利用杂种优势,以及选育出抗倒性强的玉米杂交种,以新乡市农业科学院选育出的新单系列玉米杂交种为试验材料,以目前黄淮海夏播区推广面积仍较大且抗倒性较为突出的郑单958和先玉335为对照,利用茎秆强度测定仪测定植株的折断节位、折断高度、压碎强度、推倒强度及第4节的茎秆强度。调查抽雄期、吐丝期和散粉期,测量株高、穗位高、基部第3、4、5节间长度和茎粗、总叶片数、穗上叶片数、雄穗分枝数和雄穗主轴长度、穗位叶叶长和叶宽,计算F₁各性状的F₁杂种优势指数、相对杂种优势、中亲优势和超亲优势。结果表明,逆境条件下,新单61、新单65、新单58和新单68仍均具有较强的抗倒性。第3～5节节间长度、株高、穗位高、雄穗分枝数、穗位叶叶长的中亲优势和超亲优势相对较高,说明其杂种优势相对较大。不同品种间的抗倒性性状存在较大差异,新单61压碎强度和推倒强度的杂种优势相对较高,新单68茎秆强度的杂种优势相对较高,说明新美09和新01A3、新美026和新69之间的抗倒性性状具有较强的杂种优势。     

基于穗部和籽粒相关性状的玉米杂种优势利用和研究

为了更好地利用玉米杂种优势,以国审玉米品种伟育618及其双亲为试验材料,对穗部性状和籽粒性状进行调查,计算各性状的遗传力和遗传效应,同时计算F₁杂种优势指数、相对杂种优势、中亲优势和超亲优势。结果表明,轴粗、穗行数、穗粗的遗传力较高,行粒数、穗长的遗传力较低;从遗传效应来看,除粒厚外,其余穗部性状和籽粒性状均表现为超显性效应,说明在选育穗部性状及籽粒性状等优良的杂交种时,更应该对双亲的轴粗、穗行数、穗粗等遗传力高的性状进行选择。除考虑父母本的穗部性状和籽粒性状外,还要考虑双亲间的杂种优势。对各性状间的杂种优势进行比较,穗重和穗粒重的中亲优势和超亲优势均高于其他性状,穗部性状杂种优势的平均值大于籽粒性状,因此,在玉米杂交种的选育过程中,穗重和穗粒重也是重要的选择依据。对遗传效应和杂种优势的分析表明,与籽粒性状相比,对玉米穗部性状的选择相对来说更为重要。     

基于籽粒机收玉米品种新单 68 的选育及其种质资源创新模式探索

随着机械化的发展，适宜全程机械化操作成为玉米育种的重要目标。河南省新乡市农业科学院以自选系新美 026为母本、新 69 为父本选育出新单 68，是河南省机收组审定的首批品种（豫审玉 2017023），次年通过国家黄淮海夏玉米区机收组审定（国审玉 20180297）。对新单 68 在各级试验中的表现进行分析，该品种具有高产、稳产、抗逆性强、适应性广等优点。通过对新单 68 及亲本选育过程进行梳理，明确了改良本土优势材料的有效途径，探索了 X 系 × 黄热系的杂优模式，为高产、抗逆、宜机收品种的选育提供技术支撑。     

新单 58 与高油 899 间作互补增抗增效效应分析

为探究在遭遇极端暴风雨天气后，普通玉米与高油玉米间作下玉米的茎秆抗倒伏能力、抗虫能力以及籽粒产量和油分，以新单 58 和高油 899 为试验材料，设置单作和间作处理，研究了新单 58 和高油 899 间作对玉米茎秆抗倒伏能力、抗虫能力、产量和品质的影响，并对二者间作土地当量比进行了分析。研究结果表明，新单 58 和高油 899 间作相较于二者单作能够提高抗倒伏能力；能够减少主要害虫数量，减轻害虫对玉米的危害；能够增加玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重；单位面积下二者间作产量之和比新单 58 和高油 899 单作产量分别增加了 14.59% 和 5.19%，新单 58 间作油分比单作提高了 17.96% ；新单 58/ 高油 899 间作体系内土地当量比为 1.10，说明新单 58 和高油 899 间作优势明显。综上，新单 58 和高油 899 间作在极端不利天气影响下能够提高玉米抗倒伏能力和抗虫性，增加玉米产量和油分。