配子选择法对玉米自交系QB506的遗传改良效果

为选育出抗逆性强及配合力高的玉米改良系,以4个优良玉米杂交种和优良玉米自交系PH6WC为供体分别改良优良玉米新品种金玉506的母本QB506,选育出一批优异的自交系。基于田间试验统计和SSR分子标记的遗传多样性分析5个供体对玉米自交系QR273改良效应。结果表明:产量高于对照金玉506(QB506×QR273)10%的测交组合为供体PH6WC、黔兴201和顺单6号所改良系组配的组合,改良效果明显。从146对引物中筛选出清晰稳定的引物42对,对32份供试材料同源性位点扩增,共检测到243个等位基因变异,每个点检测到等位基因数2~9个,平均5.8个,。每个位点的多态性信息量为0.2122~0.8836,平均为0.6883。供试自交系划为4个类群:第Ⅰ类群包括QB506及其改良系、PH6WC和掖478,为Reid种质群;第Ⅱ类群为YA8201、Mo17、黄早四和18599;第Ⅲ类群丹340为旅大红骨群;第Ⅳ类群为QR273、QB48、QB2164、QB572、QB576和T32为Suwan类群。在选准供体的基础上改良玉米自交系,可提高育种效率。     

优良玉米自交系QB506和QR273及其改良系的遗传多样性分析

探究玉米自交系QB506和QR273及其改良系的遗传多样性,为进一步组配优良杂交种提供理论依据,进而提高育种效率和优良玉米自交系的利用率。利用42对有多态性的SSR引物对51份自交系进行多态性检测。结果表明:42对引物共检测到248个等位基因变异,每对引物检测出2~9个等位基因,平均5.9个;每个位点的多态性信息量(PIC)变幅为0.2934~0.8790,平均为0.7136;标记索引系数(MI)变幅为0.5867~7.8142,平均为4.3914。遗传多样性指数变幅较大,说明51份自交系间具有丰富的遗传多样性。QB506及其改良系与QR273及其改良系之间的遗传距离变幅为0.4128~0.7891,平均0.5734,大于QB506与QR273间的遗传距离0.5482。51份自交系划分为五个类群,分类结果与系谱来源基本一致。     

玉米自交系京92遗传改良研究

【目的】对京科968父本自交系京92进行遗传改良,为选育早熟、高产、多抗的优良自交系奠定基础。【方法】利用自交系京92与同群优系京2416杂交后选育的280份改良自交系为材料,调查花期、植株、穗部、产量等性状,分析京92在花期、植株、穗部和产量性状的改良效果。【结果】280份改良系与京92在花期、植株、穗部和产量性状上均呈显著性差异,且各个性状都存在较大的变异系数。其中有69.23%的改良系吐丝期早于京92,31.81%的改良系穗位高低于京92,30.77%的改良系株高低于京92,34.34%的改良系穗长大于京92,79.53%的改良系穗粗大于京92,22.82%的改良系行粒数多于京92,70.00%的改良系穗行数多于京92,23.49%的改良系收获时籽粒含水量低于京92,44.63%的改良系单株产量高于京92。【结论】通过同群优良自交系京2416对自交系京92进行遗传改良,产生的后代变异类型丰富,选育出了12个比京92花期早、植株性状、穗部性状和产量性状都优良的自交系。     

玉米杂交种穗部性状的全基因组关联分析

【目的】玉米穗部性状是产量的重要构成因子,利用全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）方法解析玉米杂交种穗部性状的遗传基础、挖掘与穗部性状相关的位点,为功能基因克隆和高产玉米品种培育提供参考。【方法】选用115份来源于陕A群和陕B群的优良玉米自交系和4份国内骨干作为亲本,以基于NCⅡ遗传交配设计获得的442份玉米杂交种为材料构建关联群体,调查2个环境中群体材料的穗长、穗粗、穗行数等8个穗部性状;利用tGBS技术检测亲本基因型,推测出F₁杂交种的19 461个高质量SNP,结合杂交种表型和基因型开展基于加性、显性及上位性模型的穗部性状的全基因组关联分析,并利用公共数据库中玉米穗发育相关组织的转录组数据和基因的注释信息预测候选基因。【结果】表型数据分析结果显示,试验群体的8个穗部性状均符合正态分布,表型变异为3.78%—45.25%。方差分析表明,8个穗部性状的环境效应和基因型效应均呈现极显著水平（P<0.001）,广义遗传力为54.15%—68.89%。同时玉米杂交种穗部性状间呈现显著正相关或显著负相关。利用加性和显性模型分别检测到16个和3个显著SNP,上位性模型检测到79个上位性位点。3种模型检测的显著位点累积解释各性状38.21%—60.69%的表型变异,其中,加性模型检测到的显著SNP累积解释的表型变异为0.00—41.26%,上位性模型检测到的位点累积解释的表型变异为15.18%—45.36%。基于加性和显性模型检测的显著SNP的效应分析发现多数位点呈现加性和部分显性效应,仅2个为超显性。进一步分析发现,7个单SNP和5个上位性位点能够解释5%以上的表型变异。根据SNP的位置以及基因的表达信息预测了17个候选基因。【结论】玉米杂交种穗部性状主要受加性、上位性效应影响,显性效应影响较小;加性和显性模型检测的SNP主要表现为加性和部分显性效应,可通过聚合有利等位基因改良目标性状。     

西南地区10个玉米自交系光周期敏感性研究

光周期敏感性是热带、亚热带玉米种质引入温带的主要障碍,鉴定自交系光周期敏感性对于温热杂交种的组配及西南玉米制种基地的选择具有重要价值。试验以西南地区10个常用自交系为材料,在三亚、贵阳和张掖三地种植,调查抽雄吐丝期、株高与穗位高等性状,鉴定分析其光周期敏感性。结果表明:自交系T32、QB446、S909对光周期反应最为敏感,自交系PH6WC、QB1018自交系对光周期反应最为钝感。     

外引杂交种对HL5311自交系植株性状的改良潜势分析

为探讨外引杂交种对改良自育优良玉米自交系HL5311的潜在利用价值,测试分析了HL5311自交系与外引杂交种间11个杂交组合F2群体13个植株性状的表现和分离情况,并与亲本自交系HL5311以及3个大面积推广杂交种的母本自交系郑58、浚9058和PH6WC进行了比较。结果表明:各F2群体13个性状的平均值存在较大差异,且均存在较大分离,变异系数为6.14%~50.06%;除P368群体的株高外,各群体均可用于改良自选自交系HL5311的植株性状;除大部分群体的株高、穗位高和雄穗分枝数以及P483群体的雄穗长外,各群体均分离出优于最优自交系性状的植株。综合各植株性状来看,P399、P483、P573、P571、P400群体的总体表现更为突出,可以作为改良HL5311自交系植株性状的重点基础群体。     

玉米导入碱蓬DNA后代主要农艺性状和品质性状的变异分析

以外源碱蓬总DNA导入玉米自交系获得的75份稳定导入系和原受体自交系为试验材料,分析了株高、穗长、穗粗等8个主要农艺性状和品质性状遗传变异特点。结果表明:后代导入系各性状平均值和原受体自交系相比均有差异。各受体自交系的后代系变化幅度均较高,既有高于原品种的后代导入系,也有低于原品种的导入系。各性状的变异系数有较大差异,单株粒重、百粒重、轴重和行粒数的变异系数较大;穗粗、出籽率及品质性状变异系数较小。因此,利用花粉管通道法将外源总DNA导入玉米自交系能够产生各种性状变异,出籽率、单株粒重、百粒重、行粒数、籽粒淀粉含量、蛋白质含量和含油量均较受体有一定程度提高,可以通过选择改良玉米种质资源。     

18个玉米自交系的配合力研究

[目的]探明18个遗传背景不同的玉米自交系在农艺、产量性状方面的配合力,为该地骨干自交系的改良与玉米杂交种选育提供指导。[方法]选用骨干自交系绵714、绵723及18599为测验种,采用不完全双列杂交设计,对18个玉米自交系的配合力、杂种优势及主要性状遗传参数进行分析。[结果]配合力分析结果表明,自交系渝9573、1074在单株产量、穗行数、行粒数等产量性状上具有较高的一般配合力,自交系S273与测验种绵723的单株产量特殊配合力最高。[结论]自交系渝9573、1074在产量性状方面表现出较好的一般配合力,具有较好的育种利用潜力,自交系S273在产量方面与绵723有较强杂种优势,可作为未来高产杂交种的选配模式。     

玉米温热杂交种光周期敏感相关性状的遗传模型研究

【目的】分析玉米温热杂交种的光周期敏感特性及相关性状的遗传模型。【方法】以9份北方温带选系和8份含热带、亚热带种质的南方选系,按NCⅡ设计组配72个温热杂交种,分别在北京和雅安进行田间试验。【结果】供试温热杂交种总体均表现出较强的光周期敏感性,ASI等10个性状为温热杂交种光周期敏感性相关性状。其遗传模型大多数符合加性-显性遗传模型,少数属于加性-显性-上位性遗传模型;多数性状以加性效应为主,非加性效应为辅,随着日照变长,加性效应的主导地位更加突出。【结论】将热带、亚热带玉米种质利用于温带玉米遗传改良及育种时,应注重相关性状的加性基因效应。     

甜玉米雄穗一级分枝数QTL定位

【目的】为改良玉米雄穗性状.【方法】以雄穗一级分枝数有显著差异的超甜玉米自交系T4和T19为亲本,构建了包含232个单株的F2群体,考察雄穗一级分枝数,利用复合区间作图法进行QTL定位.【结果和结论】结果获得一张包含77个SSR标记的遗传连锁图谱,全长868.7 cM,标记平均间距为11.28 cM,共检测到4个与超甜玉米雄穗一级分枝数相关的QTL位点,分别位于玉米第4、7、8染色体上,可解释5.08%~17.71%的表型变异.主效QTL位点qTBN-4位于第8染色体,可解释17.71%的表型变异.这些QTLs将为雄穗一级分枝数的分子标记辅助选择提供依据.     

“两群”主要玉米自交系部分性状的比较研究

研究了国内 80年代和 70年代玉米生产上应用的主要自交系的性状表现 ,利用 6× 13不完全双列杂交模式分析了各性状的一般配合力 (GCA)。结果表明 ,近代玉米自交系自身的籽粒产量、生物学产量、单株叶面积和株型得到了显著改良 ;其余多数穗部性状和叶片功能期也有一定改良。与此同时 ,籽粒产量、生物学产量、单株叶面积等性状的 GCA显著提高 ;部分果穗性状的 GCA有所增加 ,但行粒数、百粒重和雄穗的 GCA降低。部分性状及其 GCA的遗传改良进展对提高近代玉米杂交种的产量潜力、降低种子生产成本都有重要作用。分析认为 ,当前玉米自交系遗传改良在拓宽群体遗传基础的前提下 ,应致力于多性状的协调发展或同步改良以及自交系自身结实性的改良。     

不同来源玉米自交系穗粒性状的多样性分析与改良

为了明确不同来源玉米自交系的穗粒性状特征及进一步改良的途径,研究了108个不同来源玉米自交系穗长、穗粗、行粒数和百粒质量4个穗粒性状的遗传多样性,在系统聚类分析的基础上进行了类群内各性状变异分析,并比较了郑单958和先玉335两大杂交种的4个核心骨干自交系与同类群其他自交系的性状差异。结果表明,供试玉米自交系间各穗粒性状均存在显著差异,变异系数表现为行粒数!百粒质量!穗长!穗粗;供试自交系可分为10个类群,其中类群G1—G6包含101个自交系,占93.52%,百粒质量和穗粗均以类群G10最高,穗长和行粒数均以类群G7最高;两大杂交种的4个核心骨干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单个性状较优,M33、M68、M69、M73、M88、M93 6个自交系的4个穗粒性状均较优,可以分别用于单个或多个穗粒性状的改良。     

基于掖478导入系的玉米产量性状QTL鉴定

 目的】鉴定玉米产量相关性状基因位点及包含有利等位基因的导入系,为了解产量性状形成的遗传基础及针对玉米自交系产量性状的分子设计提供参考和依据。【方法】以QB80和Qi319为供体亲本,掖478为轮回亲本,采用回交结合定向选择,分别构建含有61和72个家系的基础导入系群体。通过2年4点田间试验,利用完备复合区间作图进行产量及其相关性状的QTL（quantitative trait locus,QTL）分析。【结果】4个环境下,在QB80为供体的导入系群体中,共检测到9个性状的49个QTL;在Qi319为供体的导入系群体中,检测到9个性状的42个QTL。在2个及以上环境中均检测到的QTL有16个。同一性状在不同环境下所检测的QTL定位在相同的染色体区域,不同性状的QTL也定位在相同或临近的染色体区域,形成多个QTL富集区。2个群体所检测的QTL位点具有较少的一致性,说明2个供体材料中含有不同的有利基因位点。同时,导入片段中含有利基因的导入系,其相关性状明显得以改良,这些导入系可用于QTL聚合以改良掖478的产量相关性状。【结论】QB80较Qi319与掖478间的遗传差异更大,能检测更多的产量性状QTL;2个导入系群体中含有优良等位基因的导入系可用于QTL聚合改良掖478;QTL富集区是为产量性状基因的克隆提供可供参考的重要染色体区域。     

转基因耐盐玉米自交系的农艺性状及杂种优势表现的分析

 【目的】利用转基因技术创造玉米新种质已成为玉米新技术育种的重要组成部分。为了有效地从玉米转基因植株及其后代中选育出优良自交系及杂交种，深入研究转基因玉米的农艺性状及杂种优势表现是十分重要的。【方法】以转betA（来自大肠杆菌的胆碱脱氢酶基因）的玉米优良自交系DH4866纯合系为材料，进行农艺性状和杂种优势表现分析。【结果】发现转基因纯合系植株及其杂交种具有明显提高的耐盐性，在含盐量较高的土地中转基因植株杂交组合的产量大幅度高于受体自交系配制的杂交组合。在不同含盐量的土地中，来自不同独立转化体的转基因植株多数保持受体自交系的基本特征，但部分农艺性状和特殊配合力出现差异，甚至达到差异极显著程度。来自同一转化体的不同转基因株系的植株，农艺性状和特殊配合力的差异一般较小，但单株产量等性状可表现显著差异。在反映经济性状的各参数中，变异幅度大的是单株产量及小区产量，这种差异在T2代和T4代转基因植株配制的杂交种中都存在，由独立转化体的遗传基础差异产生。【结论】在以玉米自交系为受体的转基因育种中，加强早期时代的定向检测和配合力测定，能够较快地获得转基因玉米优良杂交种。     

玉米自交系若干性状遗传改良趋势的初步研究

选择不同年代育成的11个玉米自交系为代表,对株型和产量组成两类共9个性状进行了遗传改良趋势的研究。结果表明:各性状的遗传方差均达极显著水平(α=0.01)。影响玉米自交系耐肥、抗倒伏性的穗位/株高性状以及决定玉米耐密植性的叶向值等性状的改良效果最显著,改良趋势最明显。而穗部性状的改良趋势只有穗粗比较明显。本文还对两类性状不同改良效果的原因进行了讨论。     

玉米杂交组合性状及产量的多重分析

【目的】 研究32份玉米组合农艺性状与产量多重比较,分析影响性状的遗传因子,选择最有效的育种方法。【方法】 选用4个玉米自交系为测验种,8个自交系为被测系,按照不完全双列杂交设计,组配32份组合。测定玉米杂交种穗长、穗粗、产量、轴粗、粒长、百粒重、穗行数、秃尖长、生育期等11个农艺性状,并采用变异性、相关性、通径、主成分和聚类分析进行比较和评价。【结果】 参试材料的11个农艺性状的变异系数7.31％~69.85％;穗粗、百粒重、行粒数和穗长对产量呈极显著正相关（r=0.744 2、0.733 0、0.621 6和0.634 8）,秃尖长与产量间呈负相关（r=-0.012 6）;穗行数、穗长、百粒重、穗高、茎粗、轴粗、株高本身的直接效应对产量有正向作用,秃尖长、轴粗、行粒数本身的直接效应对产量有负向作用;对产量贡献大小排序为穗行数因子>穗长因子>百粒重因子>籽粒长因子。32份材料可划分为4 个类群,依据各类群的特点进行品种选育。【结论】 在玉米育种材料筛选时,果穗行粒多、果穗轴粗和秃尖小的育种材料,要关注百粒重,并与其他性状间的关联,充分挖掘种质资源潜力,选育出优异的玉米品种。     

不同轮回选择改良轮次玉米群体选系的育种潜势

【目的】研究18个从不同轮回选择改良轮次玉米群体中选育自交系的育种潜势,为玉米群体的有效改良及育种利用提供理论依据。【方法】以2个群体3个不同轮次改良后代中选育的高代自交系为材料,通过农艺性状表型鉴定、配合力测定和SSR分子标记遗传多态性分析的方法,对这些群体高代选系的育种潜势进行研究。【结果】改良群体高代选系产量和主要构成性状及其GCA表现优于基础群体高代选系,但多数改良群体高代选系株高、穗位高及其GCA都较各自的基础群体高代选系有所增加。不同群体高代选系之间,表型及配合力差异较大,来自同一群体不同基本株的选系之间差异也较大。SSR分析结果表明,改良群体高代选系在自交代数少1代的情况下,其纯合的位点比例与基础群体高代选系相当,与基础群体高代选系相比,改良群体高代选系间遗传差异虽有减小的趋势,但仍有较大的遗传差异。改良群体高代选系P4MSC2-1、P4MSC2-2、P5MSC2-2和P5MSC2-3以及基础群体高代选系P5C0-3,自身产量和主要性状及其GCA表现较好,与测验种所配组合产量较高,有较大的育种利用价值。【结论】群体高代选系的表型和配合力差异来源于不同群体及基本株的差异,从经过改良的群体中选育出的自交系表现更好,用改良群体选系纯合速度较快。     

外引杂交种对玉米自交系HL5175、HL5416形态性状的改良效果

为了研究外引杂交种对本地自交系HL5715和HL5416形态性状的改良效果,以自选Reid类群玉米自交系HL5175和HL5416与4个外引杂交种杂交,经过选择淘汰后,选择其中6个优良杂交组合(P522、P524、P539、P581、P582、P583)为材料,测试分析6个组合F2群体11个形态性状的分离情况,并与2个亲本自交系及自交系郑58和PH6WC进行了比较。结果表明:6个组合的F2群体在叶夹角、叶向值、雄穗分枝数等形态性状方面与亲本自交系相比均表现出较大分离,变异系数为7.18%~32.47%,出现较多优于亲本自交系的单株。综合各形态性状表现以及与亲本自交系的比对结果,认为P524、P539、P583组合综合表现更为突出,可以在多个性状上对亲本自交系进行改良,是从中选育具有优良形态性状自交系的重点基础群体。     

矮秆玉米自交系08H67-2穗部性状一般配合力分析

以矮秆玉米自交系08H67-2为母本,以穗部性状差异比较大的30个自交系为父本进行杂交,通过对杂交后代F1的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和出籽率等产量性状进行系统研究,从而分析08H67-2穗部性状的一般配合力。结果表明,以矮秆玉米自交系08H67-2为亲本组配杂交种时,其对杂交种穗部性状的一般配合力从大到小为:穗粗产量穗行数穗长行粒数出籽率。了解其遗传特性,可为有目的地利用该自交系组配杂交组合和以其为基础材料选育新的自交系提供依据,以提高选育效率。     

化学诱变玉米自交系性状分析

对11个化学诱变玉米自交系材料进行种植,并观察记录各个材料的生育周期,对玉米植株的性状和穗部性状进行记录分析,最后综合玉米各个农艺性状,结果发现,27QB52,27QB51,27QB31,27QB41为优良材料。