玉米Suwan种质改良过程中的关键基因组区段发掘

玉米Suwan种质抗性好、适应性强、籽粒品质优,在现代育种尤其是南方玉米育种中具有不可替代的作用。明确Suwan种质优良特性在改良过程中的遗传机制对我国南方玉米生态区的玉米生产具有重要意义。本研究以Suwan1(Suwan1C10)及其衍生群体(苏兰1号C0)不同改良世代为材料,利用包含5.6万个SNP标记的MaizeSNP50芯片对供试群体进行基因型鉴定。遗传分析发现:Suwan 1群体不同改良世代间的基因组差异片段较少,仅出现5个,其中4个出现在第11轮改良世代(Suwan 1 C11), 1个出现在第15轮改良世代(Suwan 1 C15);苏兰1号不同改良世代间的基因组差异片段相对较多,共有18个,其中8个在不同改良世代间稳定遗传; Suwan种质改良形成苏兰1号群体的过程中,共获得43个Lancaster特异性遗传片段,其中35个在苏兰1号不同改良世代间稳定遗传。全基因组关联分析共鉴定出16个与穗行数显著关联的QTN,分别位于第2、第3、第5、第6、第7、第8、第9染色体上,其中SYN25713和SYN36577位于苏兰1号群体的Lancaster特异性遗传片段内;共检测到13个控制穗长相关的QTN,分别位于第1、第2、第5、第7、第8、第9染色体上,其中PZE-105143697位于苏兰1号群体的Lancaster特异性遗传片段内。该结果为后续全基因组关联研究和分子标记辅助选择等提供了重要的理论依据。     

玉米梯度热带群体株高和穗高遗传变异研究

【研究目的】为创新玉米育种新材料。【方法】选用热带种质按照不同比例导入到温带种质中,构建梯度热带种质群体,以梯度热带种质群体为试验材料,探讨群体遗传潜力及性状遗传差异。【结果】研究表明,株高(PH)和穗位高(EH)群体间遗传差异极显著,梯度群体的株高和穗位高从100%热带种质群体到50%的热带种质群体呈现出逐渐增高的趋势,但变化幅度不大,当热带种质比例降到25%和12.5%时,株高和穗位高显著降低。【结论】导入12.5%或25%热带种质能产生较广泛变异,符合育种需要。     

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。     

热带群体Slay Green研究初报

热带、亚热带玉米种质具有抗病、抗逆、优质等玉米育种目标期望的优良基因,可以增加玉米遗传变异,拓宽种质基础,提高优良等位基因的频率以及选择优良自交系的几率,因而今后对热带、亚热带种质资源的利用是解决种质基础单一,提高品种抗灾、抗逆的有效途径。本研究于2009-2010年连续对热带群体SlayGreen进行了轮回遗传改良,在当地气候条件下调查、记载群体的植株性状、抗病性、抗倒性、果穗性状及光周期反应,为选系和利用提供科学依据,并取得了初步进展。     

玉米核心种质群体构建与改良效果

选择以并单1号、5号、390号、669号、晋单68、华美368的父母本为核心种质构建合成改良瑞德SZA群体和改良兰卡斯特SZB群体,采用相互轮回选择方法进行群体改良。通过对SZA、SZB、SZA×SZB的产量和其它性状增益分析,结果表明:SZA、SZB、SZA×SZB经二轮改良后,产量、穗长、穗粗、穗行数和百粒重等均有所增益,株高、穗位、生育期为负增益;株高、穗长、行粒数、千粒重等性状的变异程度较大,开花间隔天数、穗位、穗粗和穗行数、出籽率等性状的变异程度较小;SZA、SZB、SZA×SZB的抗病性得到提高。说明构建核心种质群体和适宜选择压力下,通过相互轮回选择能够较好地保持群体的有益遗传变异。     

8个CIMMYT玉米群体遗传变异的研究

利用热带、亚热带玉米种质是解决目前我国玉米育种遗传基础狭窄的重要途径，同时只有选用综合性状表现较好的种质进行改良，才会收到良好的效果。本研究综合评价了8个CIMMYT玉米群体在武汉生态环境下的遗传变异，结果表明，供试CIMMYT玉米群体诸性状均具有较大的遗传变异，可以用来拓宽现有玉米种质的遗传基础。     

运用半同胞轮回选择法对‘运轮1号’相关性状的改良效果分析

为获取高配合力优良育种群体,对‘运轮1号’群体开展半同胞轮回选择改良。选择‘运轮1号’C4群体中优良单株自交,以‘昌7-2’为测验种配制对应的测交种,鉴定筛选20个优良单株,等量种子经混合授粉形成C5群体。结果显示：C5群体的株高、穗位、茎腐病率较C4分别下降4cm、2cm和3.5%。群体内单株间产量配合力差异达极显著水平,预计C5群体测交种产量增益为7.7%;与选择前相比,中选测交种穗位和茎腐病下降0.7 cm、6.3%,穗长、行粒数、出籽率、持绿度分别增加0.1 cm、0.6粒、0.4%、0.3级,但株高、籽粒含水量各增加0.3 cm、0.2%,穗粗、穗行数、百粒重保持不变;除含水量和百粒重外,其余性状的变异系数呈下降趋势,且多数性状的变异系数仍然在10%以下。进一步改良需扩大群体,增加测验种数量,并加入新的种质;单株选择应严格控制株高、穗位及生育期。     

黄淮麦区4省小麦种质农艺性状的比较分析

为明确小麦种质资源的遗传差异和特点,提高其利用效率,以株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重5个主要农艺性状为指标,对来自黄淮麦区4省（河北、山东、河南和山西）的263个小麦品种（系）进行统计分析。显著性分析结果表明,除穗粒数外,4个省的小麦种质在其余各农艺性状上差异极显著。变异性分析结果表明,供试材料的5个农艺性状中穗粒数变异系数最大,小穗数变异系数最小;4省中,河北小麦株高、千粒重的变异系数最小,穗粒数变异系数最大;河南小麦穗长、小穗数和穗粒数的变异系数最小,千粒重变异系数最大;山东小麦穗长的变异系数最大;山西小麦株高、小穗数的变异系数最大。相关分析结果表明,株高与穗长呈极显著正相关,与小穗数呈极显著负相关;穗长与小穗数、穗粒数呈极显著正相关;小穗数与穗粒数呈极显著正相关;千粒重与穗粒数呈极显著负相关。因此,在育种实践中,可根据4省小麦种质农艺性状的变异特点筛选符合目标性状的亲本材料,同时加强种质基因库的更新。     

欧洲玉米种质BRC选系与我国主要玉米种质杂种优势及主要性状遗传相关分析

本试验以5个欧洲玉米种质量BRC选系为母本,以代表我国主要种质类群的5个自交系为父本,采用NCⅡ遗传交配设计,组配了25个杂交组合,研究欧洲玉米种质BRC选系与我国主要种质的主要农艺性状的杂种优势表现,及杂交种主要农艺性状与单株产量的相关关系.结果表明,欧洲玉米种质BRC选系与国内主要种质的杂种优势主要体现在单株产量的增加、株高和穗位高的增加,亲本的选择对于产量的提高起决定性作用.各主要农艺性状与单株产量呈极显著正相关,各农艺性状之间呈显著或极显著相关,各性状对单株产量的直接作用从大到小依次为株高＞穗粗＞穗行数＞穗长＞行粒数＞百粒重＞穗位高.综合分析认为,欧洲玉米种质BRC选系与塘四平头、旅大红骨、PN78599类群有较强的杂种优势,容易组配出强优势组合,利用欧洲玉米种质BRC选系选育高产玉米杂交种,应着重单株产量、穗粗、行粒数、穗长的选择,放宽穗行数、百粒重的选择,并选择适当的株高、穗位高.     

两种轮回选择方法对玉米群体主要性状的改良效果

研究了控制双亲混合选择和半同胞-S2:3(HS-S2:3)轮回选择对2个玉米基础群体P_4C_0和P_5C_0主要性状的改良效果.结果表明,对于基础群体P_4C_0,其改良群体P_4HSC_1、P_4MSC_1和P_4MSC_2的单株产量分别比P_4C_0提高21.64%,10.29%和8.70%,达显著或极显著水平;对于基础群体P_5C_0,其改良群体P_5HSC_1的单株产量比P_5C_0降低7.53%,达显著水平;改良群体P_5MSC_1和P_5MSC_2平均单株产量变化与P_5C_0相比,分别降低和提高了2.67%和3.65%,均未达到显著水平.控制双亲混合选择改良群体,其产量的显著改进伴随着株高和穗位高的显著增加;HS-S2:3轮回选择改良群体,不同基础群体,其产量和株高、穗位高的改良效果不同.两种选择方法改良群体,多数性状的表型变异系数随着选择的进行有所下降,但也有部分性状变异系数变化较小或有所增大,群体内仍保持了较丰富的遗传变异,且以控制双亲混合选择保持群体遗传多样性的效果更好.     

灰色关联度对改良后CIMMYT群体自交系产量与相关性状的分析

采用灰色关联度分析方法,分析了改良后CIMMYT群体优良自交系产量（单株粒重）与主要农艺性状的关系。结果表明：总体关联顺序为穗重 > 行粒数 > 出籽率 > 穗位高 > 穗长 > 株高 > 百粒重 > 穗行数 > 秃尖长。因此,提高穗重、行粒数、出籽率的同时也具有适当的株高和穗位高,有利于得到产量较高的玉米自交系。本试验利用改良后CIMMYT群体优良玉米自交系,明确了主要农艺性状对产量的贡献,为选育高产玉米自交系提供了理论依据。     

2002—2021年内蒙古自治区普通玉米审定品种性状演变及综合分析

为更好地了解内蒙古自治区玉米品种演变规律及骨干自交系利用情况,进一步促进玉米育种发展,对2002—2021年间内蒙古自治区审定的821个普通玉米品种的9个农艺性状指标进行分析。结果表明,内蒙古自治区玉米新品种选育机构主要来源于4个方向,分别为科研院所、企业、个人选育和合作育成,其中由企业直接育成的品种数目最多,占全部品种的78.81%。亲本骨干自交系的来源较为广泛,属于唐四平头群的黄早四衍生自交系昌7-2、K 12和吉853,Ried群的K 10和Lancaster群体的Mo 17等。20年间内蒙古自治区审定的玉米品种各农艺性状变异系数在2.49%～16.74%之间,其中变异系数较高的是穗位、株高、产量和百粒重4个性状,表明这几个性状在性状演替中变化最大。玉米各农艺性状间均有较强的关联性。审定品种的平均产量和株高在不断上升,除早熟品种的穗位高度呈先下降后上升趋势外,中、晚熟玉米品种的农艺性状如百粒重、穗长、穗粗、穗行数、穗粒数、穗位和出籽率在不断下降。通过主成分分析和DTOPSIS两种分析方法筛选出13个综合性状优良的玉米品种,可进一步改良其亲本自交系参与玉米新品种的选育。内蒙古自治区...     

电子束辐照玉米自交系M_3的变异分析

为探讨电子束辐照对玉米自交系诱变效果,本研究分别利用剂量为200、300、400 Gy电子束对2份玉米自交系‘18-599’、‘K169’种子进行了辐照诱变,分别获得诱变株系(M_3)32份、21份,并对诱变株系和对照株系当代主要农艺性状进行了调查与分析。结果表明:2份玉米自交系诱变M_3株系株高与对照存在显著性差异;而穗位高与对照有差异显著的株系较少;主要雌穗性状诱变集中体现在穗长和穗行数,‘18-599’M_3株系的穗长和穗行数与对照存在显著性差异;主要雄穗性状诱变效果因材料不同有差异;电子束辐照对油份和淀粉含量的改变效果较好,而2份自交系诱变M_3株系与对照的蛋白质含量均值均未达到显著水平。此研究结果表明,电子束辐照应用于玉米诱变育种可以引起较丰富的遗传变异,为利用电子束开展玉米自交系诱变育种以及玉米种质改良提供了依据。     

对热带玉米种质群体控制双亲混合选择适应性的评价

为评价控制双亲混合选择对1份非洲玉米种质合成基础群体AC₀主要性状适应性改良效果,利用联合方差分析和变异系数分析群体间性状变异程度。结果表明,改良群体AC₁和AC₂的株高分别比AC₀提高了8.60%和11.60%,差异达到极显著水平;穗位分别比AC₀提高了11.34%和16.18%,差异达到极显著水平;改良群体AC₁和AC₂的穗长与AC₀相比分别降低2.60%和提高1.57%,AC₁与AC₂间达到极显著水平;与AC₀相比,AC₁和AC₂穗行数分别提高了2.44%和1.12%,均未达到显著水平;与AC₀相比,AC₁和AC₂的秃尖长分别提高了0.75%和13.12%,均未达到显著水平。由以上可知,虽然控制双亲混合选择对热带种质产量性状早期改良进展较小,但随着改良的进行,群体多数性状的表型变异系数有所下降,但也有部分性状变异系数的变化幅度较小或有所增大,但控制双亲混合选择较好地保持了群体的遗传多样性。     

玉米新品种南校968的选育及其高产栽培配套技术

南校968是广西农业职业技术学院玉米育种中心以自选系南99为母本，辐289为父本组配而成的高产优质大穗型玉米新品种。2004年3月通过广西农作物品种审定委员会审定（审定编号：桂审玉2004004号）。2005年广西南宁燎原种业开发公司与广西农业职业技术学院合作开发该品种，目前，南校968已成为广西主栽品种。自交系南99是由墨黄9号、9698、CML301、9824、台南20号、苏湾等种质组成的亚热带种质群体TEPOB，TEPOB的C0代经过用改良S1法群体内轮回改良一轮，形成C1群体，从C1群体中的第99穗行中选株连续自交7代而成。辐289是利用经过辐射处理选育成自交系辐218作基础材料，导入外国杂交种选系7922，用7922回交两代后，连续自交6代选育而成的高配合力自交系。     

运轮1号玉米群体轮回选择改良效果

种质资源遗传基础狭窄是制约玉米育种的重要因素,而群体轮回选择是拓宽玉米资源遗传多样性的重要方法。以具有中国reid 血缘的8 个自交系组成的群体和美国坚秆种质群体BSSS 杂交后经过一轮混合授粉形成运轮1 号玉米群体。3 轮混合选择后,以昌7-2 为测验种分析了运轮1号群体的产量性状的配合力。结果表明,群体内单株间产量配合力差异显著,遗传变异较丰富。从138 个测交种中筛选出20 个较优良的对应自交单株作为新一轮轮回选择的亲本。预计新一轮合成群体产量配合力将提高11.6%,灌浆脱水速率较对照优越,其他农艺性状也得到相应改良。     

热带甜玉米(Zea mays L.saccharata Stult)种质资源遗传多样性分析及抗旱性鉴定

为了筛选抗旱性强且具有优良性状的甜玉米材料,本试验对44份热带甜玉米种质材料的主要农艺性状进行遗传多样性和聚类分析,并进行抗旱性鉴定评价。结果表明,44份甜玉米种质的株高、叶长、叶宽、茎粗、穗位高及百粒重等农艺性状的变异系数差异较大,其中穗位高的变异性最大,变异系数达到30.17%,而叶长的变异性最小,仅为11.93%;且各农艺性状的多样性指数较大,均在1.89～2.06之间,这些种质材料具有丰富的多样性。这44份甜玉米材料之间的过氧化物酶(peroxidase, POD)及过氧化氢酶(catalase, CAT)活性均存在极显著差异,其中POD活性在143.49～2382.80 U·g-1·min-1之间,2 000 U·g-1·min-1以上的材料只有3个;而CAT活性在134.60～653.93 U·g-1·min-1之间,600 U·g-1·min-1以上的材料只有2个。通过对甜玉米主要农艺性状和抗氧化酶活性类群特征进行综合分析,发现ZM110、ZM112、ZM114、ZM121这4个材料不仅抗旱性强,而且主要农艺性状表现良好,可选作甜玉米种质创新利用和抗旱遗传育种研究候选材料。     

改良S1选择法对12个玉米群体改良效果的比较分析

为了对玉米群体进行合理有效的改良利用,通过改良S1选择法对12个玉米群体改良一轮后进行效果比较分析。结果表明,穗行数、行粒数和百粒重是构成产量的三因素,遗传增益最大的群体为蒙群2,其他依次为蒙群4、蒙群1等7个群体,蒙群3及3个国外引进群体遗传增益为负值;玉米群体在穗部、植株性状以及遗传变异中均存在一定的变化。试验研究得出,蒙群2、蒙群4、中综7号、蒙C群、蒙A群产量遗传增益均较大,并在其他农艺性状中改良效果显著,可直接选择优株自交进行选系,而其余7个群体遗传增益小,改良利用潜力不大。     

玉米杂交种主要农艺性状对产量稳定性影响的研究

根据华北夏玉米区域试验材料,应用回归系数和性状相关的方法,研究了玉米杂交种7个农艺性状对其籽粒产量稳定性的影响。结果表明,大部分农艺性状与杂交种稳产性呈负相关,以穗行数和千粒重的影响最大,穗位高、穗长、株高和穗粒数的影响较小。在育种实践中,可加强对杂交种稳产性影响小而对籽粒产量影响大的性状进行选择,适当降低穗位高,增加穗粒数,有利于提高玉米杂交种产量的稳定性。     

玉米杂交组合主要农艺性状与产量的灰色关联度分析

为了探讨玉米杂交组合产量与其他主要农艺性状间关联的主次关系,应用灰色关联度分析法研究13个玉米杂交新组合8个农艺性状对产量的影响及各性状间的相互关系,结果表明与产量的关联度大小依次为单穗粒重>株高>穗位高>穗行数>百粒重>秃尖>生育期>穗长,在育种实践中,应注重对单穗粒重、株高和穗位高的选择,同时结合其余农艺性状的综合表现进行育种,将对产量有一个比较大的提升。