玉米甜糯双隐自交系穗部性状配合力分析及鲜食育种价值评价

穗部性状对于鲜食玉米育种具有重要意义,尤其是秃尖长度和籽粒大小。本研究采用不完全双列杂交NCⅡ设计,对5个甜糯双隐自交系17HN79、17HN84、17HN88、17HN97、17HN98的穗行数、穗行粒数、穗长、穗粗、秃尖长度及籽粒大小等6个穗部性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)及遗传率参数进行分析。结果表明:6个穗部性状的广义遗传率在65. 5%~97. 0%之间,狭义遗传率在29. 3%~64. 0%之间,穗长和籽粒大小主要由非加性基因作用为主,而穗粗、穗行数、穗行粒数和秃尖长度受加性基因作用为主。甜糯双隐自交系17HN98在穗长、穗行粒数、籽粒大小和减少秃尖长度方面表现较高的一般配合力相对效应,是具有较好鲜食玉米育种应用价值的甜糯双隐自交系。结合一般配合力、特殊配合力及穗部性状综合表现,筛选出17HN98/100、17HN98/107和17HN98/109三个表现突出的鲜食玉米杂交组合。     

二十一个玉米自交系的配合力及耐阴性评价

以二十一个玉米自交系为亲本,按照NCⅡ遗传交配设计,对其株高、穗位高等9个农艺性状的一般配合力(GCA)进行了分析;采用二因素随机区组设计,A因素为光照,设置遮光处理(玉米拔节后用50%遮阳网进行遮光处理)和自然光照2个处理,B因素为试验材料,以综合耐阴系数B值大小为评价标准,对玉米自交系的耐阴性进行鉴定。根据一般配合力和耐阴性的综合表现,筛选出高配合力耐阴玉米自交系渝561、渝213、14H106、渝954C。     

空间诱变对玉米自交系产量性状配合力的诱变效应

空间诱变育种具有诱变效率高、变异幅度大、育种周期短等特点,是创新种质、拓展种质基础、丰富种质资源的重要途径.为探明空间诱变对不同玉米自交系产量性状配合力的诱变效应,本研究以3份玉米(Zea mays L.)骨干自交系08-641、RP125和18-599为空间诱变基础材料,分别从诱变处理后代中选出优良诱变系为母本,以常用玉米自交系Mo17、478和黄早四等为父本配制杂交组合,在四川和云南两个环境条件下对各杂交组合进行田间试验鉴定,对单株产量性状进行配合力分析.结果表明,08-641和RP125诱变系单株产量一般配合力(GCA)有所降低,18-599诱变系Y2709和Y3235单株产量GCA极显著高于对照.空间诱变对三份玉米自交系单株产量性状配合力效应影响程度不同,总体表现为RP125诱变系变异幅度最大,18-599诱变系次之,08-641诱变系最小.对各杂交组合进行杂种优势分析结果显示,诱变系S1449、Y2803、Y3165和Y3235的杂种优势表现明显,可能具有较大的育种潜势.这些研究结果不仅丰富了玉米育种的物质基础,而且丰富了玉米诱变育种的理论内涵.     

基于两个相关群体的玉米6个穗部性状QTL定位

深入剖析玉米(Zea mays)穗部性状的遗传机理,可为利用穗部性状选育高产玉米品种提供参考。因此,本研究利用大穗型玉米自交系TS141为共同亲本组配了2个F_1杂交组合,分别自交产生了202个(POP1)和218个(POP2)个体的F_2群体,利用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)对2套F_2群体的雌穗个数、单穗重、穗轴重、百粒重、穗长和出籽率等6个穗部性状进行QTLs分析。结果表明,2个F_1杂交种的雌穗个数、单穗重、百粒重和穗长呈明显的正向超亲优势,穗轴重虽呈正向超亲优势但不明显,出籽率表现为明显的中亲优势。2个F_1杂交种的F_1杂种优势指数和相对杂种优势表现一致,均为单穗重雌穗个数穗长百粒重穗轴重出籽率,而2套F_2群体的F_2优势降低率表现为单穗重雌穗个数穗长百粒重穗轴重出籽率。2套F_2群体间总共检测到了49个QTLs,这些QTLs分布于玉米10条染色体上,单个QTL的表型贡献率介于4.10%~15.73%。单穗重和出籽率QTLs以加性遗传为主,雌穗个数、百粒重和穗长QTLs以非加性遗传为主,穗轴重QTLs的加性和非加性遗传同等重要。在POP1和POP2群体中同时检测到8个稳定表达QTL(stable QTL,sQTL),分别为位于Bin1.03-1.04处同时调控单穗重、穗轴重和出籽率的sQTL,Bin1.06-1.07处调控出籽率的sQTL,Bin4.04处调控百粒重的sQTL,Bin6.05处调控雌穗个数的sQTL,Bin7.02处调控出籽率的sQTL和Bin9.04处调控穗轴重的sQTL。这些研究结果可为进一步剖析玉米穗部性状分子遗传机理奠定基础,且这2个遗传背景下稳定表达的sQTLs可作为玉米穗部性状分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)、精细定位及基因克隆的候选位点。     

水稻长穗颈不育系主要农艺性状配合力分析

应用半双列杂交的设计分析了采用直接辐射诱变育成的水稻长穗颈不育系的 1 9个农艺性状的配合力。分析表明 ,含有eui1基因的长穗颈不育系Ⅱ 32eA1的株高、穗颈伸出度、剑叶、倒 2叶、穗长、倒 1节、着粒密度及生育期等 8个性状的一般配合力效应值表现不同于Ⅱ 32A ;而含eui2基因的协青早eA2只有株高、倒 1节、生育期的一般配合力效应值同协青早A差异显著。两个长穗颈不育系的株高、穗颈伸出度、剑叶长、倒 2叶、倒 3叶、穗长、倒 1节、倒 2节、倒 4节、倒 5节、千粒重和结实率等性状的一般配合力效应值都大于原不育系。其余性状一般配合力效应值的变化依两个长穗颈不育系有所不同。结果表明 ,采用核辐射诱变的育种技术路线选育水稻长穗颈不育系是可行有效的。     

微胚乳超高油玉米几个性状的配合力研究

按Griffing方法4,用6个微胚乳超高油玉米自交系配制了15个组合,并对亲本及其杂交组合的21个性状的配合力和遗传率进行了研究。结果表明:茎粗、穗长、秃尖、胚重比和乳熟期子粒可溶性糖含量等5个性状的一般配合力(Gca)方差达到极显著水平,而特殊配合力(Sca)方差不显著,其余16个性状的Gca方差和Sca方差均达到显著或极显著水平,这16个性状的总配合力(Tca)效应值与其观测值的趋势是完全一致的。胚重比、乳熟期子粒可溶性糖含量、成熟期子粒含油率、叶片数、胚油比和非胚部分(OSK)含油率等6个性状的狭义遗传率(hN2)和广义遗传率(hB2)均比较高,可在育种的早期世代进行选择。     

玉米强优势组合7个主要穗部性状在3种环境下的QTL分析

玉米产量是遗传基础复杂的数量性状。利用玉米(Zea mays L.)单交种烟单 14 号杂交组合的 F1(Mo17×黄早四)自交后形成的 191 个 F2单株作为构图群体,构建了由扩增片段长度多态性(AFLP)和简单重复序列(SSR)两种标记组成的遗传图谱。F2继续自交衍生的 184 个相应 F2∶3家系用于玉米 7 个穗部性状表型的田间鉴定。采用以混合线性模型为理论基础的复合区间作图法和配套软件 QTLmapper/V2.0,在 3个环境下共检测到 76 个穗部性状的数量性状基因座(QTL)。其中穗粒重、穗重、出籽率、穗长、秃尖长、穗粗和轴粗的 QTL 数目分别为 8、8、11、10、9、10 和 20 个。大多 QTL 仅在单一环境下被检测到,单个 QTL解释的表型变异率很低,仅有 5 个 QTL 的加性效应贡献率大于 10%,绝大多数 QTL 显性效应贡献率小于 1%。基因作用方式 29%的 QTL 为加性,47%为部分显性,11%为显性,13%为超显性。控制玉米穗部性状的 QTL 在染色体间分布不均匀,且呈现成簇分布、毗邻分布等特征。各个 QTL 位点上起增效和减效作用的等位基因在双亲间分布不均匀,两个亲本均可以提供增效或减效等位基因。本研究结果对于玉米高产分子育种中分子标记辅助选择(MAS)和亲本选配等问题具有启发和指导作用。     

玉米农艺性状配合力全基因组关联分析和预测

一般配合力（GCA）是评价亲本自交系利用价值的一个重要指标。为解析玉米配合力遗传机理,以NCII遗传交配设计获得的537份杂交组合为材料,结合玉米5.5K液相育种芯片的11 734个高质量单核苷酸多态性（SNP）标记,采用7种多位点全基因组关联分析（MGWAS）方法挖掘新乡、周口和综合环境穗行数、粒长和粒宽GCA显著关联位点,并在MGWAS研究基础上利用5种基因组选择方法对GCA效应开展预测研究。结果表明,共检测到46个SNPs与穗行数以及2个籽粒性状GCA显著关联（P<8.52×10-7）,其中10个位点被2～5种MGWAS方法同时检测到,8个SNPs被至少2个环境共定位。6个SNPs(1＿43440622、2＿69742504、2＿71037706、2＿197716855、5＿219239213和8＿134634317)为环境稳定和MGWAS方法稳定重叠的位点,是控制穗行数和籽粒性状GCA效应的重要位点。穗行数和粒宽GCA利用5种随机效应模型取得较高的预测准确性,为0.62～0.74,粒长GCA基因组预测精度较低,为0.28～0.45。3个环境中,多数情况下将不同MGWAS挖...     

甜玉米自交系可溶性糖含量配合力及遗传参数分析

以6份可溶性糖含量不同的甜玉米自交系为材料,按GriffingⅣ杂交试验设计方法组配15个杂交组合,对甜玉米自交系可溶性糖含量进行配合力分析,并估算群体遗传参数。研究结果表明,6个自交系一般配合力(GCA)效应差异显著,自交系Su138 GCA效应为最大正效应,其次是Su119、Su579和Su528;Su325和Su311表现负的GCA效应。结合杂交组合实际可溶性糖含量与特殊配合力(SCA)效应进行分析,Su138所组配的各组合可溶性糖含量表现和SCA效应均较好。群体遗传参数分析结果表明,该性状广义遗传力为78.0%,性状遗传主要为加性效应,存在一定的非加性效应,环境条件对性状表现影响较大。     

化控对全膜双垄沟播玉米穗部性状及产量的影响

为探讨化学调控技术提高玉米产量的内在机理,研究了叶面配合喷施磷酸二氢钾和DA-6对玉米穗部性状和产量的影响,结果表明,叶面配合喷施DA-6和磷酸二氢钾使玉米秃顶长缩短,穗粗、行粒数、穗粒数增加,从而提高了产量。苗期喷施的效果好于抽雄期喷施,且以苗期喷施DA-6 75g/hm2、抽雄期追施磷酸二氢钾 3 750 g/hm2的处理穗部性状表现最好,折合产量最高,为12 762.44 kg/hm2,较对照不施生长素增产13.39%。     

燕山丘陵区锌肥不同施用方式对春玉米穗部性状及产量的影响

通过两年田间试验,以京单128玉米品种为材料,通过3种锌肥施用方式[底施锌肥(DS)、冲施锌肥(CS)、喷施锌肥(PS)]研究了不同锌肥施用方式对燕山丘陵区春玉米穗部性状、产量及籽粒含锌量的影响。试验结果表明,增施锌肥能够显著提高春玉米产量,不同锌肥施用方式增产效果表现为PSCSDSCK,平均增产率分别为15.2%、12.0%和5.4%。增施锌肥后穗长、穗粗、行粒数、百粒重呈增加趋势,禿尖长呈明显降低趋势,其中禿尖长和行粒数变异明显,变异系数分别为55.2%和6.8%,说明增施锌肥主要是通过降低果穗禿尖、增加行粒数来增加穗粒数,从而增加产量。同时增施锌肥能够显著增加玉米籽粒锌含量,施用效果也表现为PSCSDSCK,平均增幅分别为50.4%、36.9%和30.8%。由此认为,在典型缺锌地区的燕山丘陵区种植玉米时增施锌肥是增加玉米产量,改善产品品质的重要途径,在施用方式上以喷施最佳,冲施次之。     

有色地膜栽培玉米的主要性状及相关性分析

采用大田试验对绿洲灌区玉米覆盖黑色、红色、蓝色与透明4种颜色地膜,对主要农艺性状进行相关性分析。结果表明:不同颜色地膜栽培的玉米相比透明地膜的经济产量增产率表现为:黑色膜减产9.22%,蓝色膜增产9.23%,红色膜增产2.29%。由于黑色地膜出苗率低导致玉米的生长密度降低,单株玉米的生境空间增大,出现双穗的比率增高,因而黑色地膜处理的单株产量较高。不同颜色地膜的各农艺性状表现为蓝色膜的株高、穗位、穗长、穗粒数均最高,黑色膜的千粒重最高,并且穗位低、茎粗高;在地膜影响下各玉米果穗性状对单株产量的相关系数均不显著,各性状对单株籽粒产量的相关系数依次为千粒重 > 穗行数 > 出籽率 > 行粒数 > 穗粗 > 穗粒数 > 穗长。     

波兰小麦×普通小麦品系中13重组自交系(RIL)群体穗部性状的QTL分析

小麦穗部性状是与籽粒产量关系密切的重要农艺性状。本研究以一个由99个株系组成的来源于波兰小麦(Triticum polonicum L.)和普通小麦(Triticum aestivum L.)品系中13杂交后代的F8重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体为实验材料,利用微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记对穗长、穗粒数和有效小穗数进行数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)定位分析。所构建的A染色体组和B染色体组共14个连锁群的遗传连锁图谱由115个SSR标记位点组成,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM。采用复合区间作图法在两年的环境中检测到分布在2A、3A、3B、5B和7B染色体上的6个穗长QTL,5个穗粒数QTL和2个有效小穗数QTL,表型变异贡献率分别为9.21%～22.94%,9.18%～19.71%和11.48%～13.01%。两年中都在3A染色体上的Xbarc12～Xbarc310区间内检测到控制穗粒数的主效QTL,说明该QTL较少受环境条件的影响,是一个稳定可靠的穗粒数QTL。该QTL与最近标记的遗传距离为0.01cM,可用于小麦产量性状的分子标记辅助育种。     

玉米雌穗扁平性状的遗传研究

基于SAS分析软件,同时采用P1、P2、F1、F2、B1、B26个世代和混合模型,系统研究了玉米雌穗扁平性状的遗传特性及与其他穗粒性状的相互关系,估算了包括1对基因加性-显性模型等在内的23个模型的爱氏信息准则(AIC)值和极大似然函数值,并对AIC值最小的模型进行了混合模型参数估计。结果表明:(1)玉米扁平性状与穗粗、穗行数表现为极显著正相关;(2)玉米扁平性状符合E-1模型,即该性状受2对主效基因(a、b)与多对微效基因共同控制,表现为质量-数量性状。其中主效基因a与主效基因b的效应方向相反,并且主效基因b对扁平性状的贡献率大于a,2对主效基因间存在明显的上位性,而微效基因的加、显效应也有利于促进扁平性状的表现。     

供氮和不供氮条件下玉米穗部性状的QTL定位

【目的】分析供氮（+N）和不供氮（-N）2种条件下玉米穗部性状QTL定位结果的差异,挖掘在-N条件下特异表达的主效QTL,为玉米的氮高效分子育种提供理论依据。 【方法】以优良玉米自交系许178（氮高效）×K12（氮低效）衍生的150个F₇代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）为试验材料,在+N和-N 2种处理条件下进行2年的田间试验,对玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和单株产量共5个穗部性状进行表性鉴定。使用基于混合线性模型（mixed liner model,MLM）的最佳线性无偏预测法（best linear unbiased prediction,BLUP）,结合2年的表型数据,估计各家系各性状在不同氮水平下的育种值。然后利用QTL IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）对这5个性状的育种值进行+N和-N条件下的QTL分析。 【结果】玉米的穗长、穗粗和穗行数在不同氮水平下差异不大,而行粒数和单株产量在-N条件下呈现出显著降低的结果。两种氮水平下共定位到20个穗部性状QTL,其中+N条件下定位到11个QTL,包括穗长2个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量5个。-N条件下定位到9个QTL,包括穗长1个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量4个。这些QTL分布在除第2染色体以外的其余染色体上。两种氮水平下定位到5个“一致性QTL”,分别为qEL7a,qED7a,qRNE9b,qGYP1a和qGYP6a,这5个“一致性QTL”具有较高的表型贡献率,在不同氮水平下的贡献率均超过了10.00%。在-N条件下共发现4个特异表达的QTL,分别为qRNE9a,qKNR6a,qGYP3a和qGYP8a,其中qRNE9a和qGYP3a是贡献率超过10.00%的主效QTL。无论是在+N还是-N条件下,都发现了控制不同性状的基因之间紧密连锁或是同一个基因的一因多效现象,这与穗部各性状间的高度相关性表现一致。 【结论】控制玉米穗部性状的基因在不同氮水平下的特异性表达直接导致了玉米穗部性状表型上的差异。5个“一致性”主效QTL和2个在不供氮条件下特异表达的主效QTL,均有利于提高玉米抵抗低氮胁迫的能力。研究中发现的几个控制玉米穗部性状的QTL富集区可能存在一些关键基因,值得进一步研究。     

五个小麦优异突变体八个农艺性状的杂种优势和配合力分析

本试验选用５个性状各有特色的小麦优异突变体进行双列杂交（无反交）。利用１０个组合Ｆ１和５个亲本材料研究了８个农艺性状的杂种优势和配合力。Ｆ１显性程度表明：除抽穗期以负向优势为主外，其余７个性状均以正向优势占主导。亲本本身表现与一般配合力效应大小呈显相关，但一般配合力效应大小与杂种优势的表现并不完全一致。作为种质资源，矮秆突变体８９０３７６对降低后代株高最有利，大粒突变体核生二号最有利于提高后代的     

钛对小麦旗叶光合功能及穗部性状的影响

研究了钛对小麦旗叶某些光合功能和穗部性状的影响。结果表明,钛能提高小麦旗叶的叶绿素和类胡萝卜素含量、PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率以及潜在光合作用量子转化效率;加速小麦的灌浆进程,促进穗粒数和千粒重的增加,有利于提高小麦产量。由于钛能改善植物的光合功能和作物产量的构成因素,因此,钛制剂在农业生产上将有良好的应用前景。     

玉米核不育突变体K305ms主要性状配合力及产量杂种优势研究

为明确K305ms的应用潜力,选用雄性不育突变体K305ms群体中不育株(msms)、可育株(Msms)和野生型K305(Ms Ms)3种基因型的植株,以及与10个测验种采用不完全双列杂交组配的30个组合为材料,分析比较3种基因型对玉米主要性状配合力和杂种优势的影响。结果表明,K305ms群体中不育株和可育株在所考察性状上均无显著差异。与野生型K305相比,不育株单株叶面积极显著增加,雄穗变小,穗长极显著增加,出籽率和百粒重极显著减小,单株产量等其余性状差异均不显著;不育株穗行数一般配合力表现极显著正效应,而秃尖长等4个性状一般配合力则呈极显著负效应,其可育株与不育株性状一般配合力的表现趋势基本一致,K305ms在增加杂交组合穗行数和缩短秃尖长方面具有较好的潜力。3种不同基因型组配的同型杂交组合中,多数组合单株产量特殊配合力在不同地点表现正负效应不同,说明母本育性基因型差异与产量特殊配合力高低并无必然联系;其多数组合单株产量的对照优势差异不显著,表现与地点间存在极显著的互作关系,表明实践上需要严格的多生态比较鉴定。综合分析表明,K305ms具有进一步研究和开发利用前景。本研究为突变体K305ms在玉米不育化育种和生产中的应用奠定了基础。