大豆种间杂交产量性状的遗传变异

1980年,我们用野生、半野生大豆与不同类型的栽培大豆杂交,共计10个组合.研究了杂种后代农艺性状的变异、遗传及其相互关系.结果表明:F_1;除百粒重外其它性状均有明显的杂种优势.F_2、F_3、F_4分离相当复杂,并出现许多超高亲单株和品系,其中最主要的产量性状为株高、主茎节数、每株荚数和粒数.这些性状变异幅度大,遗传力高,并与产量存在显著的正相关.有些组合百粒重与产量相关也比较明显.据我们研究,可以通过双亲百粒重预测其后代百粒重的大小,其公式为:(P_1P_2)~1/2(几何平均数)≤F_1(百粒重)<(1/2)(P_1+P_2)算术平均数.F_1与F_2,F_2与F_3百粒重之间关系密切,相关系数分别为O.9450、0.763l.这样,在F_l就可以选择百粒重.在高产×高产的组合中,后代分离高产单株和品系的机率大,实际产量也高,因此,可以早代淘汰组合.随着世代的增加,一些主要的农艺性状有明显的进化趋势,茎变粗,半直立、直立类型增多,F_2种皮分离出所有栽培大豆颜色(黄、黑、青、褐、双)及一系列的过渡色,还发现新的狸色,反映出大豆种皮色的进化历程.     

基于温热玉米F_(2:3)家系产量相关性状的遗传解析

以Suwan代表性自交系T 32(母本)和PB群核心自交系齐319(父本)为亲本,获得128份F_(2:3)家系,并对该群体的8个产量相关性状进行了正态性检验与相关性分析。结果表明,群体产量相关性状变异较大,各性状呈现近似正态分布。百粒重与粒长、粒宽呈极显著正相关,穗行数与粒宽呈极显著负相关;穗长与穗行数、行粒数相关性显著;穗粗与百粒重呈显著正相关,与秃尖长呈显著负相关。该群体拥有较丰富的遗传差异。     

玉米籽粒产量与产量构成因子的关系及条件QTL分析

以我国玉米育种的骨干亲本齐319和黄早四构建的230个F2:3家系群体为材料,通过条件分析结合QTL定位方法探讨了单株产量(GYPP)与单株粒数(KNPP)和百粒重(KWEI)的遗传关系。结果表明,百粒重比单株粒数和单株产量遗传力高,受环境影响小。相关分析表明,单株粒数和百粒重与单株产量均呈现显著正相关,单株粒数与单株产量的相关系数更高。单株产量非条件QTL分析共定位到5个遗传主效应QTL和5对上位性位点,其中4个是控制3个性状(单株产量、单株粒数和百粒重)的一因多效性位点,1个是控制2个性状(单株产量和单株粒数)的一因多效性位点,全部5对上位性位点都与单株粒数和百粒重有关。条件QTL分析还检测到14个QTL位点及10对上位性位点,这些位点在非条件QTL分析中未被检测到,其效应较小。因此,单株粒数和百粒重与单株产量密切相关,通过改良单株粒数和百粒重可有效提高产量;条件QTL分析方法在单个QTL水平上证实了单株产量与单株粒数、百粒重较强的遗传相关性,并且能够检测到更多效应较小的QTL;发掘的两个效应较大的一因多效位点可为玉米高产分子育种和进一步精细定位提供理论参考。     

播期对糯玉米籽粒产量及品质的影响

为满足农户对糯玉米种植的不同需求,探讨山西中晚熟地区播期对糯玉米产量与品质的影响。以晋糯18和晋糯20为试验材料,4月26日-7月5日,设置6个播期处理,研究其对产量、穗长、百粒重、穗粒重及籽粒蛋白质、淀粉、粗纤维素及赖氨酸相对含量的影响。结果表明,播期与品种对糯玉米产量及品质都有显著影响。其中B3播期（5月24日）处理下2个糯玉米品种产量、穗长、百粒重及穗粒重都高于其他播期处理,说明糯玉米适宜在小满前后播种。提前播期有利于籽粒蛋白质、赖氨酸相对含量的提高,而推迟播期降低籽粒粗纤维素、赖氨酸相对含量。B1与B6播期下籽粒淀粉相对含量低于其他播期,且B4、B5播期下籽粒淀粉相对含量高于其他播期。说明适当推迟播期有利于籽粒淀粉相对含量的提高,但过早或过迟播种均显著降低籽粒淀粉含量。糯玉米籽粒中粗纤维素含量与品种遗传背景密切相关,且推迟播种后品种差异对籽粒淀粉含量的影响降低。通过相关性分析发现积温、降水量与产量、穗粒重以及赖氨酸相对含量均达到极显著正相关关系,与穗长、百粒重均达到显著正相关关系,说明播期对产量性状及籽粒赖氨酸相对含量有显著影响。在山西中晚熟地区糯玉米在小满前后播种时产量最高,适当提前有利于籽粒蛋白质、赖氨酸含量的提高,适当推迟有利于籽粒粗纤维素、淀粉含量的提高。     

大豆生物量与产量组分间的相关及关联分析

生物量与后期的籽粒产量存在紧密联系,是决定作物经济产量的主要因素之一。本研究利用自然群体中的1142 SNP在2年环境下通过全基因组关联分析检测大豆基因组中与生物量及产量组分显著关联的SNP。结果表明:(1)生物量、百粒重和单株籽粒产量在自然群体中存在广泛的表型及遗传变异,并存在极显著的正相关,其中生物量与单株籽粒产量之间的相关略高于与百粒重;(2)两年环境下共检测到41、56和29个SNP分别与生物量、百粒重和单株籽粒产量显著关联,其中仅有6、19和1个SNP在2个环境中都被检测到;(3)共检测到15个SNP同时控制2个或2个以上性状,其中位于第19染色体上的BARC-029051-06057位点被检测到同时与生物量、百粒重和单株籽粒产量3个性状显著关联,表明有共同的遗传基础,同时也解释了性状间相关的遗传原因;(4)鉴定到的多个SNP与先前我们对叶绿素荧光参数及多个环境下产量相关性状的定位结果共位。这些显著关联SNP位点的鉴定,有助于理解生物量及产量相关性状的遗传机制,从而促进利用分子标记辅助选择聚合有利基因,实现未来大豆高产育种计划。     

大豆亲本杂交方式对后代的遗传变异及品系产量表现的影响 Ⅰ.单交与双交的比较研究

1985—1990年用两套亲本的单、双交组合为材料,比较后代表现及选择效果,以明确双交是否较单交更优越。结果表明:单、双交组合F_2代的株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重的平均表现、标准差及变异系数无大差异。双交组合多数性状的变异幅度处在两个单交组合之间。除第二套组合双交的主茎节数同时显著少于两个单交外,其余性状均未能同时达到显著水平。按相同育种目标入选的高世代品系在生育期、抗倒伏、抗病性方面,双交均可获得与单交相似的选择效果。两个单交组合与相应的双交组合的F_4、F_5品系平均产量、20％高产品系平均产量、前二名高产品系平均产量的差异未能达到显著水平。看来,对产量进行选择,双交并不比单交更优越。     

旱地不同玉米品种穗部性状与产量关系的综合分析

对45个玉米杂交种的8个穗部性状指标与产量之间的关系进行综合分析,结果表明:单株粒重和千粒重与产量之间呈显著正相关。各穗部性状对产量的直接贡献依次为:单株粒重、行粒数、穗长、千粒重、秃尖长、出子率、穗行数、穗粗。单株粒重对产量的直接效应最大。行粒数在直接对产量负向效应中表现最高,行粒数、千粒重、穗行数和穗粗都是通过单株粒重间接对产量产生影响。聚类分析结果表明,第3类单株粒重较高,其他穗部性状之间较协调,产量表现最高。综上所述,旱地条件下,选择高产玉米品种应该首先关注品种的单株生产能力,在此基础上兼顾行粒数、千粒重、穗行数和穗粗等性状。     

粳稻直链淀粉含量选择对杂种后代品质和产量性状及遗传多样性的影响

本研究选用4个稻米直链淀粉含量有显著差异的粳稻品种配制2个杂交组合,研究其粳稻籽粒直链淀粉含量选择对杂种后代品质和产量性状及遗传多样性的影响。结果表明,连续定向选择籽粒直链淀粉含量对杂种后代蒸煮食味品质和产量性状产生不同程度的影响,在蒸煮食味品质性状中下降粘度值、粘滞峰消减值、食味值,在产量性状中单株粒重、单株穗数、每穗粒数所受的影响较大,直链淀粉含量降低到13%以下时,稻米蛋白质含量和食味值及淀粉谱特性均发生明显的变化,而且直链淀粉含量过低将导致每穗粒数和单株粒重的显著下降;直链淀粉含量高的后代株系遗传背景基本来自于高直链淀粉含量亲本,反之直链淀粉含量低的后代株系遗传背景基本来自于低直链淀粉含量亲本,直链淀粉含量的连续定向选择使后代的遗传背景趋于双亲之一。     

冬小麦籽粒品质性状与农艺性状间的相关分析

为了给南疆地区小麦育种和品质遗传改良提供参考,对疆内外引进的13个冬小麦地方品种的5个农艺性状和4个籽粒品质性状进行了相关性分析。结果表明:(1)单株粒重与单株穗数、单株粒数呈极显著正相关或偏相关;单株粒数与单株穗数呈极显著正相关或偏相关。因此,在保证单株穗数的前提下,可通过增加单株粒重和单株粒数来提高小麦的产量。(2)干湿面筋含量和沉淀值间存在极显著的正相关关系,而与蛋白含量之间无显著正相关;沉淀值与蛋白含量也无显著相关性。(3)除穗长和蛋白含量在0.1水平上显著偏相关,偏相关系数达0.537外,其余各农艺性状和品质性状间均无显著相关或偏相关关系。因此,在育种中可以适当将高产和优质结合起来,达到高产和优质的统一。     

小麦单株产量性状的相关性及其通径分析

利用SAS对小麦品种(系)单株的8个数量性状的数据进行了分析,结果表明,在早代单株选择上,单株重、结实小穗数、穗粒数、穗粒重与单株产量呈极显著正相关,遗传力相对较小,应高世代选择;单株重对单株产量的直接通径系数最大(0.854 7),其次是穗粒重(0.137 1)、穗粒数(0.020 3)、结实小穗数(0.010 9),其余农艺性状作用较小;结实小穗数、穗粒数、穗粒重通过单株重对单株产量间接通径效应大于直接通径效应,且与单株产量的相关性紧密,因此,在必须考虑生物产量的条件下,可以把这3个性状作为单株高产组合的性状选择指标。     

不同类型玉米品种产量与穗部性状的相关性分析

为了明确不同耐密型玉米品种农艺性状与产量的关系,对玉米产量与穗部性状进行相关性分析。结果表明:(1)产量与百粒重、单穗粒重、秃尖长及出籽率均呈极显著正相关;穗行数与产量呈极显著负相关。偏相关分析中单穗粒重、出籽率和百粒重对产量影响较大,但相关性不显著。(2)单穗粒重与行粒数相关系数最大。(3)天农9号相关性分析中,穗粗、单穗粒重和百粒重对产量影响较大,品种改良时优先选择大粒组合;太玉339产量受秃尖长影响最大,其次是出籽率和穗行数,品种改良时优先选择穗行数多的组合;太玉803产量受穗长、穗行数和出籽率影响较大,品种改良时可以优先选择果穗长和穗行数多的组合。(4)不同种植密度下,单穗粒重是决定产量的最主要因素,百粒重和穗长都对产量有显著影响;中密度时还可通过提高脱水速率和增加行粒数提高产量;高密度时还可通过增大出籽率提高产量。     

玉米穗部性状的基因效应分析

由８个亲本组成的双列杂交试验,分析了穗长、穗粗、穗行数、百粒重、单株籽粒产量的基因效应。Ｗｒ／Ｖｒ和Ｄ、Ｈ、（Ｈ／Ｄ）分析表明,除单株产量存在显著的上位性,不符合加性—显性模型外,其余４个性状均符合加性—显性模型。穗粗、穗行数以加性效应为主,穗长、百粒重、单株产量显性效应和上位性起主要作用;穗粗隐性基因为增效,显性基因为减效,其余性状均为显性基因增效,隐性基因减效;穗长、穗粗、穗行数的狭义遗传力较高为５０．８％～８７．９％,百粒重、单株产量较低为２１％左右;平均杂种优势效应按强弱顺序是单株产量＞百粒重＞穗长＞穗粗＞穗行数。     

豌豆主要农艺和品质性状的相关性及灰色关联度分析

采用灰色关联分析和相关分析相结合的方法,对8份豌豆品种（系）的主要农艺和品质性状进行了综合描述和客观评价。结果表明,单株产量与单荚粒数、百粒重呈正相关;产量与主要农艺性状的关联度表现为单荚粒数>单株荚数>生育日数>百粒重>株高>单株分蘖数>主茎节数>单株产量;豌豆品质性状与品质优劣的关联度表现为粗蛋白含量>粗淀粉含量>赖氨酸含量>水分含量>粗脂肪含量,这与相关分析结果一致,可以将两种方法结合起来进行品种的客观评价。     

谷子F_(1:2)代植株真实性的SSR分子标记鉴定

为了合理利用谷子杂种F_(1:2)代单株,以低直链淀粉含量×糯质杂交组合亲本及其F_(1:2)代植株为材料,利用形态学和SSR分子标记鉴定F_(1:2)代植株的真实性。结果表明,2015(07)组合的母本为圆锥形紧穗,父本为猫爪形松穗;2015(07)-1至2015(07)-4等4个F_(1:2)代单株仅2015(07)-4为猫爪形、紧穗,SSR标记呈现父母本的互补型条带,为真杂种,其余3个单株株形、穗型上与母本相同,SSR带型与母本相同为假杂种。2015(13)组合双亲均为圆锥形穗,茎、叶深绿,F_(1:2)代植株形态上不易识别;2015(13)组合从40对SSR引物中筛选到双亲间多态性较好的引物17对,采用这17对引物对2015(13)-1至2015(13)-13等13个F_(1:2)代单株基因组DNA扩增检测表明,仅2015(13)-6和2015(13)-9的SSR带型与母本相同为假杂种,其余11个单株均为互补型条带,为真杂种。组合2015(07)和2015(13)杂种F_(1:2)代当选单株的真实性频率分别为25.0%和84.6%。本研究通过田间观测结合SSR分子标记,对谷子F_1代当选单株的真实性进行鉴定,为F2:3代群体种植及其单株选择提供实验依据。     

不同生态环境下玉米产量性状QTL分析

以玉米（Zea mays L.）自交系黄早四和Mo17为亲本得到的191个F₂单株为作图群体,衍生的184个F_2∶3 家系作为性状评价群体,分析了单株穗数、穗行数、行粒数、百粒重和单株籽粒产量在北京和新疆2个生态环境下的表现和数量性状基因位点的定位结果。QTL检测结果表明,2个环境共检测出47个QTL,分布于除第10染色体以外的9条染色体,其中与单株穗数相关的QTL共10个,可解释的表型变异为5.3%~25.6%;与穗行数相关的QTL共13个,可解释的表型变异为4.5%~23.2%;与行粒数相关的QTL有9个,解释的表型变异为5.4%~13.7%;与百粒重相关的QTL达10个,可解释的表型变异为4.9%~13.3%;与单株籽粒产量相关的QTL有5个,可解释的表型变异为6.1%~35.8 %。大部分产量QTL只在单一环境下被检测到,说明产量相关QTL与环境之间存在明显的互作。表型相关显著的产量性状,它们的QTL容易在相同或相邻标记区间检测到。研究还发现了若干个QTL富集区域,可能是发掘通用QTL的候选位点。     

大豆种植密度对玉米/大豆间作系统产量形成的竞争效应分析

旱区作物间作系统是优化作物群体质量、提高产量的一种重要种植方式,从产量构成因子角度探讨作物间作竞争优势机制还鲜见报道。本研究设置3个大豆密度梯度和4个种植比例(玉米与大豆以2∶0、0∶2、2∶2和2∶4间作),分析间作系统的作物竞争指数、产量构成和最终产量的差异性变化,探讨间作群体产量增加的作物竞争机制。结果表明,不同大豆密度和种植比例组合下的间作系统产量提高14%～23%。玉米的实际产量损失大于0,大豆的实际产量损失小于0。间作系统中玉米的穗重、穗长、穗粗、穗粒重、轴重和千粒重均显著高于单作;除结荚长度和主茎节间长度外,间作系统中大豆的单株粒重、单株荚数、单株总粒数、单株有效粒数、主茎节数和百粒重低于单作或与单作间无显著差异。间作系统中玉米的竞争比率大于1,大豆的竞争比率小于1,在3种大豆密度下玉米和大豆的竞争比率分别为2.08、1.84、1.68和0.49、0.56、0.63,表明随着大豆密度的增加,间作中玉米的竞争比率增加的同时大豆的竞争比率降低。玉米的侵占力大于0,大豆的侵占力小于0。玉米产量与轴重、千粒重、穗重、穗粒重、穗长、行粒数呈正相关关系,与秃尖长呈负相关关系。通径分析表明,直接作用中,穗粒重对玉米产量的贡献最大(2.18);间接作用中,轴重、千粒重通过每穗粒重对玉米产量的贡献较大(1.64和1.58)。综上所述,大豆间作玉米有间作优势,间作优势来源于每穗粒重。     

不同水氮配比对黑河中游玉米叶片荧光参数及水氮利用的影响

为探求覆膜滴灌种植下黑河中游玉米最适宜水氮用量,分别设置3个灌水量与3个施氮量水平,研究不同水氮配比对玉米不同生育阶段叶片叶绿素荧光参数及穗行数、行粒数、百粒重与经济产量等的影响。结果表明,采用W2N2(灌水量2400m3/hm2、施氮量180kg/hm2)的水氮配比处理,玉米在苗期、抽丝期、灌浆期的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和叶片PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)最高;玉米在穗行数、行粒数、百粒重与经济产量等农艺性状上表现最优,分别为17.32行、36.54粒、34.62g与12.53t/hm2;水氮的交互作用对玉米百粒重与经济产量的影响极显著。     

3种不同类型杂交蓖麻F2代雌性单株选育

研究不同类型杂交蓖麻F2代雌性单株的主穗性别可逆转性、有效分枝数、主穗长度、百粒重对选育效果的影响。试验结果表明：在主穗性别可逆转性和有效分枝数、主穗长度这两个性状上，3个参试材料比CK都极显著性。但在百粒重性状上，CSR8-5×OUC-5的F2代雌性单株比CK不显著，CSR8-5×DH-7的F2代雌性单株还极显著差于CK。通过对不同类型杂交蓖麻F2代雌性单株选育，筛选适应华南地区的综合性状的蓖麻F2代优良雌性单株。     

贵阳地区冬小麦籽粒产量性状的遗性探讨

对普通小麦4个组合7个籽粒产量性状进行研究表明:小麦的籽粒产量性状都属数量性状,F_2代分离表现为连续变异,除穗粒重和株穗数外,凡双亲差异大的,F_2代一般都是中间类型的植株数占多数,反之则少,而超大、小亲个体百分比高.在本年试验条件下,一般广义遗传力都较低,其大小依次为粒重、株高、穗粒数、穗长、穗粒重、小穗数、株穗数。粒重、穗粒重、穗粒数遗传变异系数高,与产量有选择潜力,其它性状遗传变异系数小,选择潜力较小     

玉米杂交种穗部性状对单株产量影响的研究

对58个玉米杂交种的7个穗部性状与单株产量间进行相关和通径分析,相关分析各性状与单株产量的相关性由大到小依次为出籽率行粒数百粒重穗行数穗长穗粗秃尖;进一步进行通径分析,各性状与单株产量的直接效应,由大到小依次为出籽率穗粗行粒数百粒重穗长秃尖穗行数。因此,出籽率对于提高产量是重要的,其次是行粒数和百粒重,协调好三者的关系,还要兼顾其他性状的协调,才能实现单株产量的提高。