小麦收获指数和其它几个农艺性状的基因效应分析

本利用Ｈａｙｍａｎ的双列杂交法对９个产量性状进行了遗传分析。结果表明：籽粒产量、生物学产量、每穗小穗数和穗长存在上位性效应，收获指数、每穗粒数、株高、千粒重和每穗不孕小数符合加－显遗传模型。株高以加性效应为主，表面为部分显性；收获指数、每穗粒数、千粒重和每穗不孕小穗数以显性效应为主，表面为超显性。多数产量性状的显性基因为增效基因。株高的狭义遗传率最高，其次为收获指数和千粒重。株高在早代选择就有效     

小麦品种及突变体八个农艺性状的遗传模型分析

以小麦不同品种和突变体为材料，组配成５×３ＮＣⅡ交配设计，对８个农艺性状进行了遗传模型分析。结果表明，主穗小穗数、主穗粒重、抽穗期和千粒重的遗传符合加性。显性模型，且显性程度均为部分显性至完全显性。单株穗数和主穗粒数的Ｗｒ／Ｖｒ回归关系不显著，株高和穗长的遗传中，存在着上位性效应。本试验所选的４个矮秆早熟突变体作亲本，有利于提早后代的抽穗期，但不利于培育矮秆和大穗大粒品种。     

小麦优良亲本宁麦9号的研究与利用

宁麦9号是高产稳产、适应性广、中抗赤霉病、高抗梭条花叶病的优质弱筋小麦品种,由该品种衍生的10个品种已成为或即将成为长江中下游麦区的主推品种。为探讨宁麦9号作为亲本在小麦育种上的利用价值,本文分析了该品种的高产生理基础,产量、品质和抗病性状的遗传以及其衍生品种的主要特点。结果表明,宁麦9号光合优势明显,后期叶片不易早衰,水分利用率高、抗旱性强,其高产优势表现为成穗数和穗粒数多。遗传分析表明,该品种穗粒数、收获指数、蛋白质含量、碱水保持力以及抗病性等性状的配合力高,易于传递给后代。以宁麦9号为亲本,通过不同育种方法,育种工作者先后育成了宁麦13、宁麦14、宁麦16、生选4号、生选6号、扬麦18、扬辐麦4号、镇麦5号、镇麦8号、南农0686等10个小麦新品种,这些衍生品种都保持了宁麦9号高产稳产、中抗赤霉病、抗梭条花叶病等优良特性。因此,认为:宁麦9号是一个一般配合力较高的优良亲本,对选育高产、优质、抗病小麦新品种有重要利用价值。     

抗黄矮病小麦品系粒重遗传特性研究

采用Griffing方法I,对抗黄矮病 (BYDV)小麦品系单株粒重、单穗粒重和千粒重遗传特性研究结果表明 ,3种粒重遗传符合加性 显性遗传模型 ,细胞质作用对千粒重影响较小 ,株粒重和穗粒重则存在明显核质互作 ;3个抗黄矮病品系中“临抗 1号”单株产量特殊配合力方差最大 ,一般配合力效应值也较高 ,亲本组合间存在极显著差异 ,为优良抗病丰产亲本 ,在抗病育种中有较大利用价值。     

大麦早熟突变系高产基因型特征

运用通径分析和逐步回归相结合的统计方法 ,研究迟熟品种苏农 90 5 2的 3 6个早熟突变系的 8个农艺性状之间的遗传相关和各自的遗传参数 ,以及高产基因型特征。结果表明 :1 生育期较亲本提早的幅度为 2～ 1 3d,产量性状的突变范围较大 ;2 生育期与每穗粒数呈极显著遗传相关 ;3 影响单株产量的因子 ,按直接作用大小排列为 :单株有效穗 >千粒重 >每穗总粒数 >结实率 ,即早熟突变系高产基因型特征首先是多穗 ,其次是大粒 ,早熟高产品种的选育必须采取两高 (穗数、粒重 )一低 (粒数 )育种策略 ;4 早熟突变系的千粒重和生育期有较高的广义遗传力 ,单株有效穗和单株产量广义遗传力较小 ,遗传变异系数和遗传进度较大     

水稻第6染色体短臂每穗实粒数和每穗颖花数QTL的精细定位

对水稻第6染色体短臂上一个控制每穗实粒数和每穗颖花数的QTL进行精细定位研究。针对前期定位的RM587-RM6119区域,应用在目标区间内杂合片段呈交叉排列的3个剩余杂合体,自交后获得3套F2∶3群体,对每穗实粒数、每穗颖花数和单株产量进行QTL分析。在3套群体中均检测到控制每穗实粒数、每穗颖花数和单株产量的QTL,其遗传作用均以加性作用为主,增效等位基因来自母本珍汕97B,且QTL的效应在各群体间相近。因此,该目标区间存在一个共同的QTL,通过控制每穗粒数来调控单株产量。通过比较3个剩余杂合体共有的杂合区间,最终将控制每穗实粒数和每穗颖花数的QTL定位于RM3414-RM19417之间约96.4kb的区域内。     

小麦突变体杂交的F_1性状遗传趋势的研究

本试验着重研究不同突变体配对后的F_1部分性状的遗传优势。试验表明,用突变体小麦产生的F_1的优势普遍存在,正向优势占一半以上。不同性状优势表现不一,其顺序是株高>千粒重>单株粒重>穗数。几个性状中亲子关系最密切的是千粒重,其广义遗传力达74.48％。通经分析表明,影响单株产量的主要因素是千粒重,其次为有效穗数和每穗粒数。综合性状分析认为,利用507、469和505等突变体来改良浙麦3号,有可能获得较好的后代。     

不同钾处理下小麦重组自交系群体主要农艺性状的表型变异及其相关分析

以"山农483×川35050"组合衍生的小麦重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体的131个株系及其亲本为试验材料,于2008年和2009年采用盆栽土培法,对低、中、高钾处理条件下[0、0.1 g(K2O).kg 1、0.3 g(K2O).kg 1]小麦RIL群体的株高、单株穗数、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽和单株籽粒产量共9个农艺性状进行了鉴定和统计分析。结果表明,在2008—2009年3个钾处理中,9个农艺性状在RIL群体中的表型变异均呈近似正态分布,其遗传力分别为80.6%(株高)、44.7%(单株穗数)、69.9%(穗长)、71.4%(小穗数)、76.0%(穗粒数)、74.8%(千粒重)、64.9%(粒长)、40.0%(粒宽)和33.2%(单株籽粒产量)。株高、小穗数、穗粒数和粒长4个性状的表型变异以基因型控制为主,千粒重和粒宽以基因型×年份互作效应为主,穗长以基因型和基因型×年份互作效应为主,单株穗数以基因型×钾水平互作效应为主,单株籽粒产量的表型变异则主要受基因型×年份×钾水平互作效应控制。在不同钾处理条件下,RIL群体的平均单株籽粒产量与单株穗数、穗长和穗粒数呈极显著或显著正相关,但与千粒重的关系不稳定。千粒重与穗粒数、单株穗数无关或显著负相关(r为0.07~0.28);穗粒数与单株穗数的关系不稳定(r为0.03~0.27)。千粒重、穗粒数和单株穗数在遗传过程中的相关系数较低,彼此具有较强的相对独立性,不存在绝对的顾此失彼现象。单株籽粒产量与小穗数、穗粒数、千粒重、粒长和粒宽间的相关系数受年份间环境差异的影响较大。     

协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F5群体产量性状QTL分析

两年同地种植协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F5群体的202个株系,利用含149个DNA标记的连锁图谱,检测到23个产量性状QTLs,包括每株穗数2个、每穗实粒数4个、每穗总粒数6个、结实率5个、千粒重4个和单株产量2个;有9个QTLs的增效等位基因来自东乡野生稻,包括每株穗数2个、每穗实粒数1个、每穗总粒数5个和千粒重1个,其中6个与前人应用野栽群体检测到的产量性状QTLs位于相似区间。这23个QTLs分布于除第11染色体外的所有水稻染色体中,其中18个形成8个QTL簇,含增效等位基因来自野生稻的2个、来自协青早B的4个,以及效应方向发生变化的2个。这些结果为东乡野生稻增产等位基因的发掘提供了基础。     

籼稻早熟辐射突变类型和相关性状的遗传分析

本试验对50个IR_24水稻辐射早熟突变系的早熟性状进行了田间观察和相关分析,其中的某些突变系相当于迟熟早稻和早熟中稻的生态遗传型,并有一定的应用价值。早熟突变系生育期缩短与主茎节数、主茎叶片数减少,叶长、穗长变短,每穗粒数、单株产量和二次枝梗数降低,蛋白质含量增加的关系,经相关分析表明,呈显著相关,而与其他性状,如有效穗数、实粒数等无明显的相关关系。分析早熟性状的遗传参数表明,生育期、株高、每穗粒数、千粒重等有较高的广义遗传力。不实率、二次枝梗数、每穗总粒数的遗传变异系数较大,遗传进度也较高,具有显著的遗传效应。     

普通高粱与甜高粱杂交组合株高、糖度的主基因多基因模型遗传效应分析

对普通高粱与甜高粱杂交组合(石红137×L-甜)的株高与糖度进行主基因多基因遗传模型分析,以期研究株高、糖度的遗传效应。获得了2个性状的最适遗传模型,株高的最适遗传模型为2对完全显性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型,主基因遗传率为74.4%,多基因遗传率为22.1%;糖锤度的最适遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型,主基因遗传率为65.72%,多基因遗传率为20.43%。主基因个数和基因效应的预测与分子检测的主效QTL个数和基因效应基本相符。     

陆地型长绒棉主要经济性状遗传模式分析

选取两个遗传稳定的陆地型长绒种质系与 3个陆地棉品种按Griffing方法Ⅰ、模式Ⅰ全互交设计配成 5× 5共 2 5个杂交组合。对 9个经济性状进行调查 ,并建立Wr对于Vr的回归方程 ,测验“加性 +显性”模式的符合 ,制Wr对于Vr回归图 ,并估算各遗传参数。结果表明 ,纤维长度、纤维强度、马克隆值、籽棉产量、皮棉产量、单株铃数和单铃重遗传符合Hayman的“加性 +显性”模式 ,非等位基因间相互作用影响不显著。无论图解分析或平均显性度均表明纤维长度、纤维强度、马克隆值F1代为部分显性 ,加性效应方差在这 3个性状总遗传方差中占据相当重要的作用。分析性状中 ,与纤维长度、马克隆值和皮棉产量有关的增效基因 ,既有隐性也有显性 ,位点不同而有差异。纤维长度、纤维强度和马克隆值广义和狭义遗传力均较高。     

基因型×环境互作下小麦氮代谢相关性状的遗传和相关性分析

【目的】选育氮高效的小麦品种,可有效提高氮素利用效率和生产效率,对环境安全至关重要。本文分析了小麦氮代谢相关性状的遗传效应,为小麦氮高效品种选育提供理论依据。【方法】选用7个小麦品种及其组配的12个杂交组合,进行田间盆栽试验。设置3个氮水平,利用基因型与环境互作的加性-显性遗传模型,对氮代谢相关的10个性状进行遗传与相关性分析。【结果】株高、开花期和成熟期单茎干物重、开花期氮素积累量、籽粒氮素积累量和氮素吸收总量主要受加性效应控制,花后氮素同化量受显性×环境互作效应影响较大,氮素利用效率、氮素生理效率以加性×环境互作效应为主。10个性状狭义遗传力总体不高(平均值为0.56),广义遗传力总体较高(平均值为0.881)。互作广义遗传力均达到1%显著水平,表明不同的氮水平对遗传表达有较大影响。氮素利用效率、氮素生理效率和开花期氮素积累量的互作狭义遗传力较大,表明不同氮水平对这些性状的选择效果不同。通过加性效应预测值得出,亲本DK138和JN10的氮素利用效率和氮素生理效率的加性效应为显著正效应。大多数组合的显性主效应与不同氮水平下的显性×环境互作效应在方向上不尽一致,表明小麦氮高效杂交后代的选择宜考虑特定的氮水平条件。显性效应预测值表明,组合JN10×W9903的氮素生理效率显性效应值最大且达到显著水平,是氮素生理效率较高的组合。相关分析表明,两两性状间以加性遗传相关为主。氮素生理效率与株高呈加性正相关关系,达到10%显著水平。除株高和谷氨酰胺合成酶活性外,氮素利用效率与其他性状间以显性环境互作相关为主。氮素利用效率与氮素生理效率之间的显性×环境互作相关系数达到10%显著水平。氮素利用率与氮素生理效率的表现型和基因型相关系数为正值且达1%显著水平。【结论】通过性状分析表明,株高在一定程度上可以作为氮素生理效率的间接选择性状,氮素利用效率与氮素生理效率这两个性状进行协同改良。品种DK138和JN10可作为亲本以提高后代的氮素利用效率和氮素生理效率。杂交组合LM14×W9903表现出良好的后代选育利用潜力。     

不同播深环境下玉米耐深播性状杂种优势及遗传效应解析

为确定玉米耐深播性状的杂种优势表现及遗传规律,本研究以耐深播性不同的22份亲本及组配的22份F₁杂交种为试材,在3、15和20 cm播深下,采用加性-显性-母体遗传模型(ADM)分析了13个耐深播性状的杂种优势、遗传效应及配合力大小。结果表明,随播深增加玉米亲本和F₁的出苗率、苗长、根长、中胚轴粗及根重降低,而中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘和、中胚轴与胚芽鞘比、胚芽鞘粗、苗重、中胚轴重及胚芽鞘重升高;Pearson和主成分分析(PCA)表明,这13个性状间的协同或拮抗作用形成了玉米耐深播响应机制。13个耐深播性状的杂交优势表现明显,F₁杂种优势指数介于90.97%~175.64%;除中胚轴与胚芽鞘比、胚芽鞘重外,其余性状均表现为正向中亲和超亲优势。因此培育耐深播玉米品种时不仅需要注重对高亲、中亲及母本等主要基础材料的选择,还需兼顾杂种优势的影响,以提高育种选择效率。中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘和、中胚轴与胚芽鞘比及根长的加性遗传效应占主导地位,育种上可用简单回交法或单交重组法在早代对这些性状进行遗传改良;其余性状同时受加性与显性遗传主效应及其与环境互作效应的调控,这些性状最好在特定播深环境下进行遗传改良,以充分发挥其在特定环境下的杂种优势。13个耐深播性状的双亲一般配合力(GCA)及F₁特殊配合力(SCA)间均差异显著,筛选出1份综合加性效应值良好的父本8802A,推测利用优良H21×8802A后代能改良创制一些优良耐深播玉米材料。本研究为玉米耐深播新品种培育奠定了理论基础。     

基于三重测交群体解析玉米株高与穗位高杂种优势QTL

为检测玉米株高、穗位高杂种优势QTL,以121株intermated B73×Mo17(IBM)个体为基础群体,按照三重测交交配设计构建了三重测交群体,通过完备区间作图法对株高、穗位高杂种优势的主效QTL及互作位点进行了分析。在第9染色体上的2个紧密连锁的区段分别定位到了一个株高、穗位高杂种优势加性QTL位点,单个QTL的表型贡献率为14.3%和18.6%。该QTL可能同时对株高、穗位高杂种优势起作用。在第1、第3染色体上检测到2个株高杂种优势超显性QTL,可解释表型变异的9.0%~11.4%;在第1、第6、第8染色体上检测到5个穗位高杂种优势超显性QTL,可解释表型变异的6.6%~16.8%。进一步分析发现,2对加加上位性互作区段及2对显显上位性互作区段对穗位高杂种优势存在上位性贡献,加加互作效应及显显互作效应可共同解释表型变异的40.7%和26.8%。由此可知,加性、显性及两位点互作上位性共同对株高、穗位高杂种优势存在贡献。本研究检测到的主效QTL位点有助于株高、穗位高在杂种优势育种中的进一步应用。     

不结球白菜抽薹开花性状的主基因+多基因遗传分析

为了研究不结球白菜抽薹开花性状的遗传规律,并对其耐抽薹品种进行鉴定筛选,以不结球白菜易抽薹纯系M10-1和耐抽薹纯系M10-2杂交获得的6世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)群体为材料,利用植物数量性状主基因+多基因多世代联合分析的方法对不结球白菜抽薹性状(现蕾期)和开花性状(开花期)进行遗传分析。结果表明,控制抽薹性状的为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因,并存在明显的加性、显性和上位性效应。其中,2对主基因的加性效应值均为正,显性效应值hb大于ha,且以第2对主基因的正向显性效应为主;抽薹性状存在较大的主基因加性×加性和显性×显性互作效应,以呈负向的多基因的加性效应为主。B1、B2和F2的主基因遗传率分别为83.83%、87.82%和88.31%,多基因遗传率均为0,主基因+多基因遗传率平均为86.65%,环境变异占表型变异平均为13.35%,说明抽薹性状主要受主基因控制,在育种上可以应用抽薹性状(现蕾期)作为不结球白菜耐抽薹性的鉴定标准,并可在早期世代对其耐抽薹性进行选择,且要注意一定的环境因素。开花性状与抽薹性状遗传相似,均受到2对主基因控制,但主基因+多基因遗传率平均为9.57%,而环境变异平均为90.43%,对开花的影响显著,说明开花性状与环境的互作效应非常明显,不适宜作为耐抽薹性的鉴定指标。利用本研究获得的抽薹性状作为不结球白菜耐抽薹性的鉴定指标,并应用于育种实践,对选育不结球白菜耐抽薹新品种,提高产量具有重要意义。     

Genetic nature of phosphorus accumulation in maize

The inheritance of phosphorus accumulation in the ear leaves of maize (Zea mays L.) was investigated. Five inbreds were chosen, two high phosphorus accumulators (Rg‐8 and G‐307), two low phosphorus accumulators (Rd‐2 and Rg‐5), and a moderate one (K‐64). Their parents were used to obtain all possible ten Fl hybrids (in one direction), 10 F2, 10 Bl, and 10 B2 segregational generations. Phosphorus was estimated at 50% tasseling date. Phosphorus accumulation in these genotypes was found to be genetically controlled and is affected by non ‐ allelic gene interaction in addition to the additive and dominance gene effects. The high phosphorus accumulating inbred parents proved to be the best general combiners and the (high x low) hybrids showed the best specific combining abilities. The estimates of the minimum number of segregating genes in the (high x low) crosses revealed the presence of at least 10 segregating factors; however, the possibility of genetic linkage was not rolled out.     

Genetic Effects on Grain Characteristics of <Emphasis Type="Italic">indica</Emphasis> Black Rice and their Useson Indirect Selections for some Mineral Element Contents in Grains

Complete diallel crosses with Oryza sativa L., six varieties of black rice and one variety of aromatic white rice were conducted to study the seed, maternal and cytoplasmic genetic effects on grain characteristics such as 100-grain weight, length, width and shape and their genetic correlations with Fe, Zn, Mn and P mineral contents in kernels by using the genetic model on quantitative traits of seed in parents and their F₁s and F₂s. The seed genetic effects were found more important than the maternal genetic effects for grain characteristics, and seed additive effects constituted a major part of their genetic effects. The heritabilities of seed effects were high for 100-grain weight, width and shape and moderate for grain length. Single seed selection based on the 100-grain weight, width and shape was advocated in early generations, whereas single plant and seed selection based on grain length were advocated in late generations. Significant genetic correlations including seed additive, dominance, cytoplasmic, maternal additive and dominance between 100-grain weight, length, width and shape and Fe, Zn, Mn and P mineral contents were observed. Indirect selection of grain characteristics may be one of the breeding methods to select for higher contents of Fe, Zn, Mn and P in black pericarp indica rice.     

高粱千粒重全基因组关联分析和候选基因预测

千粒重是作物产量构成的三要素之一。增加粒重是提高作物产量的重要途径。为阐明高梁千粒重的遗传机理,本试验以主要来自于我国16个高粱种植省份的242份高粱品种(系)组成的关联群体为研究材料,借助覆盖全基因组的2 015 850个高质量SNPs标记,采用多位点分析软件mrMLM 4.0 R软件包中的mrMLM、FASTmrMLM、FASTmrEMMA、ISIS EM-BLASSO、pLARmEB、pKWmEB 6种模型,对2018—2020年贵州贵阳、浙江杭州、海南乐东、海南陵水3年4点7个环境的高梁千粒重进行全基因组关联分析。结果表明,7个环境的高梁千粒重均表现连续正态分布,呈现明显的数量性状遗传特性,变异范围于10~50 g之间。利用6个模型共检测到323个与千粒重显著关联的数量性状核苷酸位点(QTNs),这些位点不均匀地分布在10条染色体上。单个QTN可解释0.4%~26.6%的表型变异。不同模型检测到的位点数目不同,FASTmrMLM模型最多,然后依次是pKWmEB模型、pLARmEB模型、mrMLM模型、ISIS EM-BLASSO模型和FASTmrEMMA模型。合并共同QTNs后得到96个显著影响千粒重的QTNs,其中4个QTNs与前人报道的高粱基因位点重叠,另有4个QTNs包含与水稻中克隆的粒重相关基因qGW7/GL7、BG2、OsARF4、RSR1、TGW6等同源的基因。本研究结果为探究高粱千粒重性状分子遗传机理和高粱分子设计育种提供了科学依据。