不同种质玉米自交系穗粒性状特征分析

玉米穗粒性状是决定产量的重要因素。为了明确不同种质玉米自交系的穗粒性状特征及对种质创新和高产育种提供参考,本研究以211个不同种质玉米自交系为材料,对穗长、穗粗、穗行数、行粒数、粒长、粒宽、粒厚、百粒重和籽粒密度9个穗粒性状进行统计和系统聚类分析。结果表明,供试玉米自交系间各穗粒性状均存在显著差异,除籽粒密度外均存在较大变异系数;采用欧氏距离法进行聚类分析将供试玉米自交系分为7个类群,穗长、穗粗、行粒数和粒长均以类群G6最高,粒宽和百粒重均以类群G5最高;郑单958和先玉335两大杂交种的4个亲本自交系各自所属类群相比,4个类群分别有单个或多个自交系多个性状较优,可以为育种工作中穗粒性状的改良提供依据。     

普通玉米花粉对爆裂玉米籽粒及爆裂特性的影响

研究了５种花粉来源对７个爆裂玉米杂交种的籽粒和爆裂特性的影响。结果表明，普通玉米花粉使爆裂玉米杂交种的百粒重，粒宽，粒厚显著增加，膨化倍数显著降低。不同普通玉米花粉对籽粒性状的影响差异较小，而对膨化倍数的影响存在显著或极显著差异。百粒重，粒长，粒宽与膨化倍数呈极显著负相关，且百粒重对膨化体积的直接作用及粒长，粒宽通过百粒重的间接作用均为较大负值。粒厚与膨化倍数呈显著正相关，其直接和间接作用均为正确     

玉米籽粒相关性状的QTL定位与候选基因分析

玉米籽粒相关性状作为重要的产量构成因素，也是产量遗传改良的重要指标，对提高玉米产量以及研究产量相关性状遗传基础具有重要意义。本研究以玉米骨干自交系ZNC 442和SCML 0849为亲本构建的131份F_2∶3家系为材料，基于简化基因组测序方法对该群体进行基因型鉴定，同时在两个环境下对该群体的粒长、粒宽和百粒重进行评价，并利用ICIM软件的完备区间作图法对目标性状进行QTL定位。结果表明，共定位到72个籽粒相关性状QTL,其中粒长相关QTL 23个，粒宽相关QTL 29个和百粒重相关QTL 20个。在此基础上，利用基因功能注释共筛选出控制籽粒相关性状的候选基因3个，分别是Zm00001d018839、Zm00001d018863、Zm00001d050868,通过参与苯丙烷生物合成和生长素、油菜素内酯信息传导，影响籽粒生长发育。     

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。     

基于高密度遗传图谱的玉米籽粒性状QTL定位

籽粒大小及百粒重是决定玉米产量的重要因素。为解析籽粒性状遗传基础,本研究以玉米自交系黄早四(HZS)和Mo17为亲本,构建包含130个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的RIL群体。基于GBS(genotypingby-sequencing)技术获得的高密度多态性SNP(single nucleotide polymorphism)位点,构建了包含1262个Bin标记的高密度遗传图谱。采用完备区间作图法,对5个环境条件下的粒长、粒宽、百粒重、粒长/粒宽4个性状分别进行QTL(quantitative trait locus)定位,共检测到30个QTL。利用5个环境性状均值,共检测到11个QTL。其中粒长主效QTL qklen1、粒长/粒宽主效QTL qklw1在3个单环境条件下均被检测到,且定位在第1染色体相邻区域,物理位置分别为210~212 Mb、207~208 Mb,表型贡献率分别为22.60%和26.79%,被认为是控制玉米籽粒形状的主效位点。针对第1染色体207~212 Mb区间,采用成组法t检验,对黄早四(受体)和Mo17(供体)构建的BC3F1回交群体进行单标记分析。结果表明,在BC3F1群体中qklen1和qklw1同样具有显著的遗传效应。本研究结果不仅为分子标记辅助选择籽粒性状提供了实用标记,而且为主效基因的进一步精细定位和候选基因挖掘奠定了基础。     

墨西哥血缘王米自交系穗部性状遗传分析

利用5份骨干自交系与墨西哥血缘Pob45、Pob46、Pob69、Pob70自选的6份玉米自交系按不完全双列杂交配成30个组合,分析了穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗重、百粒重、粒长、秃尖长等主要数量性状的GCA、SCA、代A和遗传参数, 从而筛选出3个优良自交系Pob45QA1、Pob69QC2、Pob70QD2和3个强优势组合Pob45QC1×Mo17(粒长)、Pob70QD2×Mo17(穗重)、Pob70QD2×黄早四(百粒重、穗长); 配合力基因型方差与遗传力估算结果表明,大部分性状的加性方差明显大于显性方差,一般配合力表现出比特殊配合力较大的遗传份量,因此,表现较好的自交系有望成为新的育种材料.     

基于高密度SNP标记对玉米籽粒相关性状的QTL定位

高产是玉米育种的主要目标之一,而玉米籽粒是产量构成最重要的因子。本研究以‘T32’与‘齐319’为亲本构建118份F2:3家系的双亲分离群体为材料,通过对不同家系的3个籽粒性状(粒长,粒宽和粒重)进行评价,结合高密度SNP标记的基因型鉴定结果,利用IciMapping 4.2软件中的复合区间作图法对粒长、粒宽和粒重进行了QTL定位。共检测到11个QTL,其中控制粒重、粒长和粒宽的QTL分别为2、2和7个,单个QTL可解释4.03%～11.34%的表型变异。研究结果将为玉米籽粒性状的遗传改良提供更多的遗传位点,也为后续的精细定位以及候选基因功能研究提供科学支持。     

11个玉米自交系穗部性状的配合力分析

选用国内11个玉米自交系,采用GriffingⅣ双列杂交设计组配出55个杂交组合,对穗粒重、穗长、穗粗等8个穗部性状一般配合力和特殊配合力进行分析,结果表明:穗行数、行粒数、轴粗、秃尖等性状主要由基因的加性效应起作用,穗粒重主要是受非加性基因效应的作用;郑58×5003/412、昌7-2×综31、B73×昌7-2等10个组合的单穗粒重和千粒重的特殊配合力较高;昌7-2、P138、B73、242/B84具有较高单穗粒重性状GCA效应优势;昌7-2和郑58自交系秃尖性状上一般配合力为负数;5003/412、P138、综31具有穗长和行粒数性状GCA效应优势。     

普通菜豆籽粒大小与形状的QTL定位

普通菜豆是世界上最重要的食用豆类作物之一,其籽粒大小和形状与产量及外观品质密切相关。本研究以来自安第斯基因库的大粒品种龙270709和来自中美基因库的小粒品种F5910配置杂交组合,获得的F2分离群体分别在哈尔滨大田与北京昌平温室种植,对百粒重、粒长、粒宽、粒厚、长宽比和长厚比6个籽粒性状进行了相关性分析和QTL定位。相关性分析表明,百粒重与粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比5个衡量籽粒大小和形状的性状均显著正相关。利用基于完备区间作图方法的Ici Mapping 4.1进行QTL定位,哈尔滨环境下定位到38个与百粒重、粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比相关的QTL,表型贡献率介于2.39%~17.37%之间,分布在除第1染色体外的其余10条染色体上;北京昌平环境下定位到21个上述性状的QTL,表型贡献率介于5.92%~22.53%之间,分布在第1、第3、第6、第7、第8、第9和第11染色体上。其中,百粒重QTLSW7与SW7’,SW6.1与SW6’,粒长QTLSL6.1与SL6.1’,粒厚QTLSH11与SH11’在2个环境下的标记区间重叠或者重合,SW7、SW6.1、SL6.1、SW6’和SL6.1’的表型贡献率在10%以上。     

水稻粒型和粒重的QTL定位分析

利用以两个籼稻品种H359和Acc8558为亲本杂交建立的重组自交系群体及相应的分子标记连锁图，对水稻粒长、粒宽和粒重进行了QTL定位分析。检测到15个与粒长有关的QTL、17个与粒宽有关的QTL及16个与粒重有关的QTL，它们可分别解释75．91％、76．20％和81．40％的表型变异。其中在5号染色体上检测到1个控制粒宽的主效QTL，可解释26．65％的表型变异。粒长和粒宽之间虽然相关显著，但相关系数很小(r=0．180)。而QTL分析结果也显示，两者的QTL位置很少相同。这说明粒长和粒宽有不同的遗传基础。粒长和粒宽与粒重的相关系数分别为0．781和0．461，直接通径系数分别为0．7220和0．3299。QTL定位结果也显示，粒长与粒重的QTL位置相近或重叠的较多。因此，粒长对粒重的贡献较大。     

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。     

Mass selection for kernel depth in early maize

Summary Effectiveness of mass selection for kernel depth in an early maize (Zea mays L.) synthetic, i.e. NDSAB, was evaluated in eight North Dakato environments. Four cycles of selection for deeper kernels were evaluated for grain yield and associated traits by using corresponding randomly selected subpopulations of NDSAB to adjust out inbreeding effects on selected subpopulations. General combining ability (GCA) effects of selected subpopulations also were evaluated for these traits.Subpopulations selected from one to four cycles for deep kernels were reciprocally crossed to corresponding randomly selected subpopulations in a factorial mating design. Subpopulations, selfed subpopulations, and subpopulation crosses were evaluated for yield and associated traits. Subpopulations selected for deep kernels generally had deeper kernels, higher yields, heavier kernels, more kernel rows per ear, and lower test weights than corresponding randomly selected subpopulations. Differences in GCA effects among selected and unselected subpopulations generally corresponded to differences between selected and unselected parental subpopulations. Inbreeding effects from selfing were observed for all traits, but no average heterosis was detected when subpopulation crosses were compared to parental subpopulations. Reciprocal differences were observed for all traits except kernel depth, but these differences were inconsistent relative to whether deep kerneled females made superior hybrids to unselected females.Results supported the use of mass selection for kernel depth as a means of grain yield improvement in the short term for NDSAB. However, negative associations of kernel depth with test weight may restrict long term use of this procedure.Journal Article No. 1505 of the North Dakota Agric. Exp. Stn., Fargo     

Combining ability for rancidity and associated traits in pearl millet (Pennisetum glaucum)

Pearl millet occupies an important place in attaining nutritional security in marginal areas; however, as it develops off-flavours, it is less preferred by food industry. The objective of the current study was to determine the variations in rancidity-related traits and estimate the combining ability of inbreds and hybrids for these traits under varied environmental conditions. In this study, 32 hybrids were developed from eight lines and four testers using line × tester mating design and evaluated along with parents and checks 86M86 and HHB 67 for yield and rancidity-associated traits in three environments. The hybrids L7T2 and L6T1 are identified as promising hybrids for grain yield and rancidity. Higher variance due to specific combining ability and predictability ratio for grain yield and rancidity-associated characters indicate the predominance of non-additive gene action. The tester T1 recorded a significant negative GCA effect with low alcoholic acidity. A significant and positive SCA for grain yield was observed in L3T1 and L7T2, whereas for rancidity in L5T4. Alcoholic acidity showed a significant positive association with 1000 seed weight, lipase and lipoxygenase in parents and negative association with 1000 seed weight in hybrids.     

普通玉米子粒性状四类效应的遗传分析

采用二倍体胚和三倍体胚乳种子遗传模型及其分析方法,以５个玉米自交系及其间配制的Ｆ１,Ｆ２,ＢＣ１,ＢＣ２为材料,研究了５个玉米种子性状的胚直接效应、胚乳直接效应、母体效应和细胞质效应。结果表明,除粒宽外,各性状的遗传同时由质效应和胚、胚乳、母体基因效应所控制,丰粒重主要受胚乳和母体效应的影响,粒长的遗传以母体效应为主,粒宽和粒厚以胚乳效应为主。各部位子粒百粒重的胚乳直接加性效应与母体加性效应的协方差达显著或极显著水平,其余性状的胚、胚乳直接效应与母体效应间的协方差均不显著,通过母体植株的遗传表现可对这些性状进行有效的选择。在提高丰粒重的玉米育种中,以任一部位子粒百粒重作为选择标准可起到相同的选择效果,直接选择粒宽的分离类型有利于获得大粒的遗传材料。Ｓ２２是改良百粒重的优良亲本。     

玉米果穗相关性状的配合力及其遗传效应分析

为了明确玉米果穗相关性状的配合力及其遗传效应,按NCⅡ遗传交配设计,对参试的20个玉米自交系(9个母本,11个父本)的9个性状的一般配合力、特殊配合力、广义遗传力、狭义遗传力进行分析。结果表明,5个自交系JZF5、JZF2、JZM10、JZM5、JZM3在穗粒重等多个性状上兼具一般配合力(GCA)有益的显著或极显著值。穗粒重特殊配合力(SCA)排名前5的杂交组合JZF5×JZM4、JZF2×JZM1、JZF8×JZM5、JZF6×JZM5、JZF7×JZM5,它们的亲本之一穗粒重GCA为极显著正值,提示在杂交种组配时应兼顾GCA和SCA效应。穗长、秃尖长、行粒数、穗行数、水份含量加性遗传方差占比大于70%,穗粒重的加性遗传方差占比为35.7%,主要由非加性遗传方差构成。广义遗传力上,水份含量>秃尖长>穗行数>穗长>穗粒重>行粒数>穗轴重>穗宽>百粒重,其中秃尖长、穗行数的广义遗传力大于60%,水分含量的广义遗传力大于70%。狭义遗传力上,秃尖长>水份含量>穗行数>穗长>行粒数>穗轴重>穗宽>百粒重>穗粒重,其中秃尖长、水份含量和穗行数的狭义遗传力大于50%,适宜在早代进行选择；百粒重和穗粒重的狭义遗传力最低,分别是22.8%和19.7%,不宜在早代进行选择。本研究的果穗部分性状供试特性偏向父本,建议关注父本对玉米杂交种果穗相关性状的重要影响。     

春玉米主要穗部性状配合力及遗传参数分析

选育具有高配合力的优良自交系是育种工作的基础,为更好的了解北方早熟春玉米区玉米(Zea mays L.)自交系的配合力表现和性状遗传规律,为杂交种组配和种质改良提供亲本和育种策略,选用在生产及种质改良中常用的12个玉米自交系,按双列杂交模式设计组配杂交组合, 以完全随机区组设计进行试验,对主要穗部性状进行鉴定,按照改良griffingⅣ 双列杂交分析方法对数据进行处理。试验表明一般配合力和特殊配合力效应在亲本间存在显著差异。穗粗、容重、籽粒行数等性状遗传力较高,主要受加性效应控制。而产量、穗重主要受非加性基因控制,易受环境因素影响。K12、丹340和黑选169对提高产量的效应明显,P138在提高后代容重方面优势显著,含有地方种质的早熟材料龙抗118、大粒黄可以显著提高后代穗部长度。     

玉米杂交种农艺性状与籽粒产量的相关和通径分析

玉米杂交种主要农艺性状遗传相关与通径分析结果表明，行粒数、穗行数、百粒重、果穗长在影响籽粒产量诸因素中占主导地位。认为单株籽粒产量改良应在稳定穗数的基础上，着重提高行粒数；适当增加穗行数以利提高百粒重；协调好穗行数、行粒数、百粒重三者关系，实现单株产量的较大幅度增长。     

Heterosis and combining ability for grain yield and other agronomic traits in winter triticale

Hybrid breeding is a widely discussed alternative for triticale. Heterosis as well as general (GCA) and specific combining ability (SCA) effects were estimated for eight agronomic traits. The experiment comprised 24 F₁ hybrids, produced by a chemical hybridizing agent, together with their six female and four male parents, grown in drilled plots in two locations. In comparison with the mid‐parent values, hybrids averaged a 6.4 dt/ha (10.1%) higher grain yield, 8.4% more kernels per spike, a 6.8% higher 1000‐kernel weight, 9.7% lower falling number (FN) and 4.4% greater plant height. SCA effects for grain yield were significant and ranged from 4.5 to 6.9 dt/ha for grain yield. Together with GCA x location interactions, they explained most of the variation. For 1000‐kernel weight, GCA effects were predominant. SCA and interactions with location accounted for most of the variation in FN, whereas interactions were negligible for plant height. Correlations between mid‐parent and hybrid performance and between GCA and per se performance of parents were tight for all traits except grain yield, which allows for pre‐selection of parental lines. Although the amount of heterosis in triticale at present is closer to wheat than to rye, by selecting parents for combining ability and identifying heterotic patterns, grain yield heterosis of up to 20% appears sufficiently encouraging to embark on hybrid breeding.     

优质蛋白玉米籽粒性状的遗传效应

选用8个胚乳性状差异显著的优质蛋白玉米(QPM)自交系, 采用Griffing I交配设计组配, 通过对亲本、F₁和F₂的鉴定, 探讨主要籽粒性状的遗传效应和杂种优势, 为有效利用热带硬质QPM种质改良、扩增我国温带QPM种质以及QPM籽粒性状改良和硬质QPM品种选育提供依据。结果表明, 籽粒百粒重、百粒体积、胚乳修饰度和籽粒密度在F₁和F₂代都表现一定的正向杂种优势; 胚乳修饰度在F₁代存在正反交差异, 母体效应明显; 4个性状的F₂代表型值与中亲值的相关性最大; 百粒重和百粒体积主要受母体效应控制, 基因效应以显性效应为主; 胚乳修饰度主要受种子直接效应控制, 基因效应以加性效应为主; 籽粒密度主要受母体效应控制, 基因效应以加性效应和显性效应同等重要。这4个籽粒性状的细胞质效应均较小, 主要受核基因控制。