不同基因型玉米株型相关性状研究

通过对五个玉米杂交种及其亲本的株高、穗位高、第三节间茎粗、雄穗长度、雄穗分枝数、叶向值、叶夹角和叶面积等八个株型相关性状的分析,结果表明:在不同杂交种之间,八个性状均存在显著或极显著差异;在不同自交系之间,八个性状均存在极显著差异。杂交种株型相关性状存在的差异是由其亲本株型相关性状存在差异引起的。     

河南主要优良玉米自交系利用潜力分析

选择9个河南省当前玉米育种的主要优良自交系按Griffing方法4设计组配36个杂交组合,对单株产量等15个性状的配合力及不同性状配合力之间的相关性进行了分析,结果表明： 除了出籽率外,各自交系其余14个性状的配合力之间存在着显著或极显著差异;自交系单株产量GCA与籽粒长、穗位高GCA之间显著相关;昌7－2、洛06、济533、郑22利用潜力较高,豫8701、中72、868利用潜力中等,洛1544、郑58利用潜力较低;自交系总配合力效应（TCAˊ=gi+ssi.）能够直观地反映自交系利用价值的大小,是较好的的配合力综合评价指标。根据以上研究结果,作者对这些自交系的特点进行了分析,并对这些自交系的改良和利用提出了自己的看法。     

基于温热玉米F2∶3家系的株型相关性状遗传分析

株型在玉米种质改良过程中扮演着重要的角色,理想株型是提高玉米种植密度的关键因素,可提高产量。本研究以热带玉米自交系QR273(母本)和温带自交系HCL645(父本)为亲本,通过杂交和自交获得160份F2:3家系。分析该群体的株高、穗位高、叶夹角、雄花分枝数的变异情况和相关性,旨在剖析玉米种质改良过程中株型相关性状的选择方向。结果表明,该群体株型相关性状变异较大,各性状呈现近似正态分布。株高、穗位高、雄花分枝数之间呈显著正相关,其中株高与穗位高相关系数最高,为0.672,即株高越高穗位越高,一定程度反映了株型性状玉米人工选择过程中的指示作用。     

玉米几个株型性状的遗传模型及其与穗粒性状的典型相关分析

以10个玉米自交系及其按4×6组配的24个杂交组合为材料, 研究了玉米5个株型性状的杂种优势, 遗传模型, 遗传相关及其与穗粒性状的简单相关和典型相关. 结果表明, 雄穗分枝数的平均杂种优势最大, 叶面积次之, 叶形系数、叶夹角、叶向值则较小. 叶形系数、叶夹角的遗传符合加性遗传模型; 叶向值、雄穗分枝数符合加性显性遗传模     

玉米抗茎秆倒伏相关因素的影响

以6个玉米F1代杂交组合(DF-1×DF-2,DF-1×DF-3,DF-1×DF-4,DF-2×DF-3,DF-2×DF-4,DF-3×DF-4)为材料,研究了密度、组合方式和农艺性状对玉米F1代杂交组合成熟期茎秆倒伏率的影响。结果表明密度和茎秆倒伏率之间存在极显著的正相关关系,相关系数为0.25;随着种植密度的增大,6个F1代杂交组合中4个组合茎秆倒伏率显著的增加,而2个组合茎秆倒伏率增加不显著;组合方式对玉米茎秆倒伏具有显著的影响,自交系DF-1组配的3个F1代杂交组合茎秆倒伏率居于前3位,105 000株/公顷密度时DF-1×DF-3和DF-1×DF-4的茎秆倒伏率分别为94.64%和62.80%,这表明自交系DF-1可能含有致F1代杂交组合茎秆倒伏的基因;茎秆倒伏率与株高、穗位高和穗上节间数之间经相关分析达到极显著水平,与茎粗之间经相关分析达到显著水平,而与穗下节间数、穗叶宽、穗上叶宽和穗下叶宽之间的相关性未达到显著水平。研究认为,自交系DF-1可能含有致F1代杂交组合茎秆倒伏的基因,可用于抗茎倒基因定位及基因挖掘研究;随着种植密度的增大,2个杂交组合茎秆倒伏率增加不显著,这表明通过高密度筛选获得抗倒耐密的F1代杂交组合是完全可行的。     

玉米杂种优势与相关酶活性的关系

玉米淀粉的杂种优势表现最优,本试验对普通玉米8个自交系和配组的杂交组合的淀粉合成酶活性进行了研究,通过比较玉米淀粉合成过程中的酶活性,研究玉米杂种优势与几种酶活性的关系。结果表明,AGP、SSS、GBSS、SBE和DBE酶的活性在8个亲本(自交系)之间没有差异。除DBE酶活性在F1杂交组合中差异显著,其它4种酶差异均不显著;另外,GBSS酶活性在亲本(自交系)自交系与F1杂交系之间存在差异。组合中GBSS的中亲优势最高,中亲优势平均值为8.14%,范围在-60.50%～130.85%之间,有15个组合表现出正向超中亲现象。本研究中,AGP、SSS、GBSS、DBE和SBE这5个酶对玉米的产量、株高、穗粒重和千粒重等性状影响不大,而AGP、SSS、GBSS、SBE和DBE这5个酶对穗长有影响。     

不同来源玉米自交系及杂交组合杂交当代子粒性状的差异分析

玉米杂种优势的研究对于提高玉米产量和品质有重要意义。对2013年海南三亚种植收获的89份温带自交系、59份热带/亚热带自交系和由这148份自交系随机组配的179份杂交组合进行当代子粒性状的测定。分析了温带玉米与热带/亚热带玉米自交系子粒性状的多样性与差异性,同时依据亲本来源的不同,探索了不同组合的杂交当代子粒性状的差异性。结果表明：温带来源的玉米自交系粒长和百粒重比热带/亚热带材料的粒长和百粒重显著偏长偏重;不同来源的自交系组配的杂交当代F₁,母本来源于温带的杂交当代F₁粒长显著长于母本来源于热带/亚热带材料;杂种优势分析结果说明,杂交当代F₁在粒厚和百粒重性状上表现的相对高亲和相对中亲优势强于粒长和粒宽。     

不同试验设计对玉米杂交组合的选择效果

为了解不同试验设计对玉米杂交组合的选择效果,对玉米杂交组合在鉴定、品比和单株试验环境下产量和株型表现进行了比较研究。结果表明:在单株种植(60 cm×60 cm)的条件下,杂交组合的产量表现与其在品比试验环境中产量的表现相关极显著,株型性状的表现也较一致,同时,很多不利的株型性状能充分地表现出来,更有利于组合的选择与淘汰。而目前采用的单行区鉴定试验环境中,杂交组合的产量表现与其在品比试验环境中的表现相关不显著。采用单株种植设计进行杂交组合的产量测验,不仅可以克服单行区鉴定试验中存在的相邻组合相互干扰的问题,而且能节省试验用地,减少人力、物力开支。     

花期玉米(Zea mays)穗三叶叶形结构的遗传效应及配合力分析

为了剖析玉米叶形结构的遗传规律,进而拓宽优良株型自交系的遗传基础。本研究以12份不同叶形结构玉米自交系组配的32份F1杂交种为试材,在2个生态环境下,花期采用加性-显性-母体遗传模型(ADM)对其穗三叶叶长、叶宽、叶夹角、叶向值及叶面积进行遗传效应和配合力分析。结果表明:(1)玉米穗三叶叶长、叶宽及叶向值主要受基因的加性效应调控,其次是显性效应,同时还兼受加性×环境互作效应或母体×环境互作效应等遗传体系的调控,育种改良中宜在早代对其进行选择;叶夹角主要受基因的母体效应调控,其次是加性效应,另外还受加性×环境互作效应及母体×环境互作效应影响,育种中宜选择叶夹角较小的材料作为母本进行改良;叶面积只受基因的显性效应及显性×环境互作效应的调控,其应从较晚世代中进行遗传选择。(2)除父本叶长的一般配合力差异不显著外,父本其余性状的一般配合力和母本全部性状的一般配合力间差异均显著或极显著,且这5个叶形相关性状的全部特殊配合力间差异极显著。(3)从相应自交系各性状的一般配合力相对效应值分析发现,‘锋1999马’和‘锋1913硬’的综合性状表现优良,有利于组配出叶片大小适中及株型紧凑的优良耐密高产F1杂交组合。研究结果表明,玉米穗三叶5个叶形结构的遗传效应不尽相同,相应亲本5个叶形结构的一般配合和特殊配合力间存在明显差异,因此在玉米叶形结构遗传改良上应按照相应性状的遗传特征选择对应改良策略进行改良,并根据综合性状表现优良的亲本有目的地组配杂交组合,提高玉米理想株型育种效率。本研究为进一步剖析玉米叶形结构的遗传机理及玉米理想株型育种提供参考。     

优质蛋白玉米产量与和品质性状间的配合力杂种优势及相关分析

为了解优质蛋白玉米(QPM)的遗传特点,以3个优质蛋白玉米自交系(♀)和5个优质蛋白玉米自交系(♂)为试验材料,按照NCⅡ遗传交配设计组配成15个杂交组合,对其主要性状的配合力、杂种优势及其间相关进行分析.结果表明:①同一性状不同材料间,同一材料不同性状问其配合力效应表现复杂,存在不同效应大小和正负作用方向的差异,父本A粒深、容重的一般配合力均较高;母本2赖氨酸含量的一般配合力较高;组合3×C容重的特殊配合力较高.②小区产量与粒深、穗粗呈极显著正相关;赖氨酸含量与粗脂肪含量呈极显著正相关,与粗蛋白含量呈显著正相关.③赖氨酸含量、粗蛋白含量以超低亲杂种优势为主;粗淀粉含量以超中亲优势为主;粗脂肪含量以超高亲优势为主.     

Phenotypic correlations between maize inbreds and their single cross hybrids in short season areas

Summary This study was conducted to determine the relationships among various agronomic traits in inbreds, hybrids and between inbreds and their progeny of maize in short season areas. Phenotypic correlations of each measured trait between as well as among hybrids and inbreds were not the same. The highest correlation coefficient (r=0.78) was obtained between days to anthesis and yield. The high yielding inbreds did not necessarily give rise to high yielding progeny. Given that days to anthesis plays an important role in two major traits (yield and moisture) for hybrids, an emphasis on optimum anthesis dates during inbred development could be a useful criterion for the prediction of hybrid performance in short season areas.     

玉米抽穗期亲本及其杂交种间基因差异表达与杂种优势的关系

为探讨玉米杂种优势形成的分子机理,选用了8个玉米自交系和它们的5个杂交种,采用mRNA差异显示技术分析了杂种和亲本之间抽穗期叶片的基因表达差异模式。结果表明:所选用的杂交种与自交系之间的基因表达模式可以分为5种类型:杂种特异表达型(W1)、单亲显性表达型(W2)、双亲表达沉默型(W3)、单亲沉默表达型(W4)、亲本和杂交种表达一致型(W5),所占比例分别为2.81%,16.92%,11.79%,4.25%和64.23%。还对每种差异表达模式与12个杂种性状表现和中亲优势进行了相关分析。     

不同来源玉米自交系籽粒品质性状研究

为提供玉米育种品质改良的依据,研究了不同来源的211份玉米自交系籽粒品质性状间的差异及相关性。采用近红外光谱分析仪测定籽粒粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、赖氨酸含量4个籽粒品质性状,并在系统聚类分析的基础上进行了类群间各性状变异分析。结果表明,各性状不同自交系间、年份间、地点间、年份×自交系、自交系×年份×地点均存在显著或极显著差异;不同自交系间粗蛋白、粗脂肪和赖氨酸的含量存在明显差异,赖氨酸含量变异系数最大（22.77%）,粗淀粉含量变异系数相对较小（1.89%）;各品质间的相关性分析显示粗脂肪和粗蛋白、赖氨酸和粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量间呈显著正相关,粗淀粉和粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸含量间呈负相关;供试自交系可分为9类,其中类群G1~G5包含205个自交系,占97.16%,品质性状优良的自交系以类群G1、G2、G4和G5最多,与‘郑单958’和‘先玉335’两大杂交种的4个亲本自交系比较,本研究共选出32份籽粒品质优良自交系,为玉米自交系籽粒品质性状的改良提供参考。     

授粉方式对玉米自交系农艺性状和遗传性影响的研究

种植不同授粉方式的玉米种子,对其株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数等农艺性状进行比较,并测定其特殊配合力,分析不同授粉方式获得的杂交种的产量差异。试验表明:各种授粉方式对玉米自交系的农艺性状和特殊配合力无显著影响,基本保持了原有自交系的典型农艺性状和遗传力。因此,在同一自交系内,不论采用何种授粉方式,由于个体间的遗传背景相同,其自交系的农艺性状及遗传性保持相对稳定。     

Reciprocal differences for forage traits in single and three-way crosses of maize

Eleven flint inbreds of maize were crossed with 11 dent inbreds according to a balanced incomplete factorial mating design to produce 66 single crosses (2W) in both reciprocal forms. Additionally, six three-way crosses (3W) were also produced in both reciprocal forms. These hybrids were evaluated for 11 forage yield and quality traits in 1983 and 1984 at three sites in Germany. Highly significant reciprocal differences were observed for nine traits in the 2W. The respective variance component estimates amounted to 2–33% of the variance component due to crosses. On average, flint × dent 2W had lower dry-matter content (DMC) than dent × flint 2W and a 1 % greater dry-matter yield (DMY) of forage. Three-way crosses produced on singles exhibited greater DMC (3%) and DMY (5%) of the ear, metabolizable energy content (MEC) of stover (1%), and DMC and DMY of forage (2%) than their reciprocal forms produced on lines. Based on this study, because of their minor importance, routine testing for reciprocal differences among 2W hybrids is not recommended.     

外引杂交种对R2228、R5518自交系植株性状改良潜势分析

为了明确外引杂交种对改良自育自交系的潜在利用价值,利用自育优良玉米自交系R2228、R5518分别与6个外引杂交种杂交,得到12个F2群体。通过分析各群体株型性状的表现和分离情况,并分别与亲本自交系R2228、R5518以及2个大面积推广杂交种的母本自交系‘郑58’、PH6WC进行了比较。结果表明：各F2群体13个性状的平均值存在较大差异,且均存在较大分离,变异系数为7.97%~ 64%。综合各群体植株性状的表现,各群体均适合R2228/R5518的改良,其中预测P523和P520分别对R2228和R5518的整体株型改良为更加理想,是进一步从中选育均有优良植株性状自交系的重点基础群体。     

Genetic Analysis of Grain Yield and Other Traits of Early‐Maturing Maize Inbreds under Drought and Well‐Watered Conditions

Maize (Zea mays L.) is an important staple food crop in West and Central Africa (WCA). However, its production is constrained by drought. Knowledge and understanding of the genetics of hybrid performance under drought is invaluable in designing breeding strategies for improving maize yield. One hundred and fifty hybrids obtained by crossing 30 inbreds in sets using the North Carolina Design II plus six checks were evaluated under drought and well‐watered conditions for 2 years at three locations in Nigeria. The objectives of the studies were to (i) determine the mode of gene action controlling grain yield and other important agronomic traits of selected early inbred lines, (ii) examine the relationship between per se performance of inbreds and their hybrids and (iii) identify appropriate testers for maize breeding programmes in WCA. General combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) mean squares were significant (P < 0.01) for grain yield and other traits under the research environments. The GCA accounted for 64.5 % and 62.3 % of the total variation for grain yield under drought and well‐watered conditions, indicating that additive gene action largely controlled the inheritance of grain yield of the hybrids. Narrow‐sense heritability was 67 % for grain yield under drought and 49 % under well‐watered conditions. The correlations between traits of early‐maturing parental lines and their hybrids were significant (P < 0.01) under drought, well‐watered and across environments. Mid‐parent and better‐parent heterosis for grain yield were 45.3 % and 18.4 % under drought stress and 111.9 % and 102.6 % under well‐watered conditions. Inbreds TZEI 31, TZEI 17, TZEI 129 and TZEI 157 were identified as the best testers. Drought‐tolerant hybrids with superior performance under stress and non‐stress conditions could be obtained through the accumulation of favourable alleles for drought tolerance in both parental lines.