玉米自交系的耐密性及其与株型和配合力关系的研究

本研究通过99份玉米自交系的密度试验、不同耐密型自交系组配的六份杂交种的密度试验，对玉米自交系的耐密性及其与株型和配合力的关系进行了研究。结果表明，自交系的耐密性是一个综合性状，涉及产量、结实性、株型、茎秤等几方面，株型是重要性状之一；自交系的耐密性和配合力，是有效地选育优良耐密型杂交种的基础．因此，严密准确的自交系耐密性鉴定以及耐密型优良杂交种选育，均应通过密度试验的实际测定比较来进行。     

玉米自交系耐荫性鉴定与评价

以41个玉米自交系为材料,采用大田试验方法,在植株形态建成期设置15%遮荫和不遮荫两种处理方式,研究不同处理下玉米自交系植株形态、物质生产、产量等11个指标以及各指标耐荫系数的变化,并对自交系的耐荫性进行评价。结果表明,遮荫不仅会增加玉米自交系的株高和穗位高,延缓生育进程,而且会降低植株叶面积指数及叶绿素含量,最终影响玉米物质积累及产量的提升。进一步对各指标的耐荫性进行数学统计分析,表明茎干物质、叶面积指数和产量的耐荫系数可作为评价玉米自交系耐荫性指标。筛选出M173、豫82、DH382、618B、P6874、昌7-2、8612A、M753、ZY608、豫1122、PH6WC和M109高度耐荫型玉米自交系;ZY602、ZY606、658、HT60、ZY601、C70、外引-2、四-144、KW7M14、NS501和PH4CV是弱光敏感型玉米自交系。     

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。     

不同玉米自交系耐荫性比较

采用人工模拟遮荫的方法,研究了27个玉米自交系耐荫性差异。结果表明,遮荫使所有自交系的叶绿素含量下降,茎粗变细,株高降低,干物质积累下降,生物产量降低。不同自交系对遮荫的反应不同。以综合耐荫系数为指标,对其耐荫性进行了评定,将其分为耐荫性强、耐荫性中等、耐荫性弱3个级别。     

干旱胁迫下玉米自交系叶片木质素含量变化及其与耐旱性的关系

选用耐旱性不同的6个玉米自交系,在不同干旱胁迫强度及正常灌水条件下,测定叶片的木质素含量,并转换为耐旱系数,研究其与雌雄花期间隔和单株子粒产量耐旱系数的相关性。结果表明,耐旱性不同的自交系叶片的木质素含量对干旱胁迫的反应不同。在干旱胁迫条件下,耐旱性较强的自交系木质素含量显著升高,平均耐旱系数较大,耐旱性中等的自交系木质素含量比正常灌水对照略有升高,耐旱性较弱的自交系木质素含量与对照相当或下降。在中等干旱和严重干旱条件下,叶片木质素含量平均耐旱系数与单株子粒产量和雌雄花期间隔耐旱系数的相关系数分别为r=0.848和r=0.889,均达显著水平。     

玉米自交系萌发期与苗期的耐旱性评价

以24份玉米自交系为试验材料,在玉米萌发期通过PEG-6000(聚乙二醇-6000)模拟干旱胁迫的方法,以胚芽长与胚根长伤害率来评价萌发期的耐旱性,并且通过温室内不漏水塑料杯控制浇水的方法,以不同土壤相对含水量下苗高、茎粗和叶绿素含量的伤害率及复水后幼苗存活率来评价苗期的耐旱性。结果表明,在萌发期自交系齐318、丹599和K22具有较强的耐旱性;在苗期自交系丹599、SH15、旱21、K22、丹3130等具有较强的耐旱性。     

荫湿环境对玉米穗位叶面积及其叶绿素含量的影响

采用人工模拟荫湿环境,比较不同基因型玉米在荫湿环境与自然环境条件下穗位叶面积及其叶绿素含量的差异。结果表明,荫湿环境对玉米穗位叶面积、叶绿素及其组分含量具有明显影响,穗位叶面积及其叶绿素a/b值均呈下降趋势,叶绿素相对含量和叶绿素b含量呈明显上升趋势,这些性状的变化基因型间存在显著或极显著差异。用穗位叶面积及其叶绿素含量计算出18个杂交种的综合耐荫湿系数平均值为0.751 1,标准差为0.178 5,变异系数为23.76%;30个自交系的综合耐荫湿系数平均值为0.678 1,标准差为0.155 4,变异系数为22.91%。根据综合耐荫湿系数,采用t检验选出耐荫湿性强的杂交种有8个,自交系有12个;耐荫湿性中的杂交种有5个,自交系有9个;耐荫湿性弱的杂交种有5个,自交系有9个。     

我国常用玉米自交系的耐旱性评价

2007年冬季和2008年春季分别在海南三亚和新疆乌鲁木齐对196份玉米自交系采用两种不同干旱胁迫处理,依据形态性状及产量相关性状评价其耐旱性。通过典型相关分析发现,株高、雌雄开花间隔天数(ASI)、单穗粒重和结实株数百分率4个性状可以作为玉米自交系耐旱性评价指标。采用因子分析方法,计算株高、雌雄开花间隔天数、单穗粒重和结实株数百分率4个性状的综合耐旱系数,对196份玉米自交系进行耐旱性评价,将试验材料分为耐旱、中度耐旱、中度干旱敏感和干旱敏感4种类型。两点试验耐旱级别完全一致的材料有58份,其中耐旱自交系有7份(H201、Mo113、英64、H21、早49、丹598、吉842);中度耐旱自交系有14份(丹黄02、8902、中106、郑22、中黄68、K22等),这些材料为耐旱育种提供了种质基础。     

Mo17衍生系组配杂交种对我国玉米生产的影响和贡献

Mo17玉米自交系具有高产、稳产、耐瘠性强、适应性广等特点,由其所组配的玉米杂交种在我国的玉米生产中产生了极其重要的作用.如中单2号、丹玉13、本育9号和烟单14等,这些玉米杂交种种植区域从南到北,从东到西都有种植的历史.随着时间流逝,Mo17玉米自交系明显表现出易感大小斑病、早衰等退化现象.针对上述现象,全国各育种单位先后选育出优良Mo17衍生系,如吉846、吉842、丹1324、龙抗11、4F1、419和495等,这些玉米自交系所组配的杂交种表现出稳产性好、抗病性强、适应性广的优点,深受吉林、黑龙江、内蒙古自治区和辽宁东部山区农民欢迎。     

酸胁迫对不同基因型玉米生长发育的影响

对3类不同耐铝性玉米自交系的盆栽试验表明,土壤酸胁迫对各类自交系形态发育和干物质积累均有不同程度的影响,尤以地上部干重、功能叶干重和穗位叶面积等性状受影响较大。玉米自交系的耐酸性具有显著的基因型差异,自交系间各性状差异显著。酸胁迫下耐酸自交系Z01和Z03能较好生长,酸敏感自交系总体受害严重。     

玉米自交系耐旱性鉴定与评价

以88份玉米自交系为试验材料，采用随机区组试验设计，在正常灌溉和干旱胁迫处理下，对自交系的耐旱性进行鉴定，以产量抗旱指数(DI)、耐旱系数隶属度(SV)为评价指标，并结合散粉吐丝间隔期(ASI)，对85份正常结实自交系的耐旱性进行综合评价。结果表明，在中度偏重干旱条件下，85份自交系在干旱处理区较正常供水区的平均株高降低，果穗变短、变细，空秆增多，秃尖增加，双穗率、百粒重降低，散粉吐丝间隔期(ASI)延长，产量平均下降42.9%。强耐旱自交系有6份，较耐旱自交系有16份，中等耐旱自交系有20份，弱耐旱自交系有29份，不耐旱自交系有14份。     

吉林省玉米骨干自交系苗期耐旱性鉴评

以78份吉林省玉米骨干自交系为试材,在温室条件下进行苗期干旱胁迫模拟,测定株高、茎粗、根鲜重、地上部分鲜重、根干重、地上部分干重等6项形态指标,估算各性状指标的耐旱系数,作为评价参数进行主成分分析和聚类分析,综合评价参试玉米自交系苗期耐旱性。结果表明,干旱胁迫组测定的形态指标数据与对照组相比均降低,变异幅度有明显差异。根鲜重耐旱系数、地上干重耐旱系数作为综合指标对玉米自交系苗期耐旱性评价的贡献率优于其他指标。聚类分析将参试玉米自交系划分出5个耐旱等级,郑58、S121、W9813、6F576为极强耐旱,丹598、8723、中128、骨马4404等18份玉米自交系为强耐旱,HCL645、四-4112、C8605-2、龙抗11等25份玉米自交系为中度耐旱。     

我国47份主要玉米自交系耐旱性分析

利用耐旱系数法对我国47份主要玉米自交系农艺性状、产量与耐旱性进行相关性分析,对自交系耐旱性进行综合评价。结果表明,穗粗、行粒数、轴径与单株子粒产量耐旱系数呈极显著正相关;株高、雄穗长、穗行数、百粒重与单株子粒产量耐旱系数呈显著正相关;ASI与单株产量耐旱系数呈极显著负相关。各性状耐旱性对单株产量的相对重要性依次为穗粗行粒数轴径株高雄穗长穗行数百粒重穗位高穗长ASI。按照综合耐旱系数将自交系耐旱性分为3个级别,耐旱性较强自交系有混517、郑58、掖52106、英64、38-11等19份,占40.4%;耐旱性中等自交系有525、C103、Mo17Ht、黄早四、昌7-2等18份,占38.3%;耐旱性较弱自交系有吉853、综31、L317、Os420、WF9等10份,占21.3%。     

新疆干旱条件下常用玉米自交系耐旱性鉴定研究

采用随机区组试验设计,在正常灌溉和干旱胁迫处理下,对47份我国常用亲本自交系耐旱性及各项指标进行筛选和鉴定。结果表明,在重度干旱胁迫条件下,耐旱性极强的自交系有3个,分别为英64、478、掖52106;耐旱性强的自交系有15个,分别为38-11、Mo17、吉853、自330、III.Hy、黄C、沈5003、444、Lx9801、丹340、郑58、C103、郑22、吉63、X178。在中度干旱胁迫条件下,耐旱性极强的自交系有3个,分别为英64、38-11、齐319;耐旱性强的自交系有8个,分别为Mo17Ht、郑58、K12、L289、塘四平头、444、478、沈5003。     

玉米黄改系材料萌芽期耐旱性鉴定与评价

在正常水分和PEG6000胁迫处理条件下,对玉米自交系黄早四和16份黄改系材料进行萌芽期耐旱性鉴定并筛选耐旱材料。结果表明,PEG溶液在浓度为-0.2 Mpa(11.96%)即可进行干旱胁迫处理。萌发耐旱指数(GDRI)和贮藏物质干旱伤害率能够区分材料的耐旱性,GDRI与贮藏物质干旱伤害率呈显著负相关。GDRI与胚根长伤害率、胚芽干重伤害率和胚根干重伤害率呈显著负相关。中胚轴长度、子粒鲜重和子粒干重不受干旱胁迫的影响,不能作为耐旱性鉴定的性状,可用于育种材料的筛选性状。根据PEG胁迫筛选,获得6份黄改系的萌芽期耐旱性材料。     

干旱耐性差异玉米自交系叶面泡状细胞特性分析

以6种不同干旱耐性玉米自交系为研究对象,开展不同自交系苗期干旱耐性、泡状细胞特性及干旱胁迫后泡状细胞形变等研究,揭示泡状细胞与干旱胁迫耐性差异玉米自交系干旱胁迫前后的特性及反应的关联性,在细胞水平上探索重要农作物干旱胁迫反应机制。结果表明,玉米自交系B73、PH4CV、HiC对干旱胁迫较为敏感,Mo17干旱耐性较强,Zong31、Z58次之。泡状细胞切片显示,叶片表皮泡状细胞簇数随自交系干旱耐性增强而增多,每簇泡状细胞数量随自交系干旱耐性增强而减少。干旱处理后,泡状细胞发生明显形变,自交系泡状细胞形变程度与其干旱耐性、叶片萎蔫程度、红外热成像、组织含水量和膜脂氧化产物MDA(Malondialdehyde)积累等胁迫反应特征呈对应关系,表明玉米叶片泡状细胞在调节植物干旱胁迫反应中发挥重要作用。