利用SNP芯片对部分黄淮海玉米自交系遗传多样性分析

利用4 434个SNP标记对47份玉米自交系进行种质遗传多样性和杂种优势类群研究。采用Admixture软件对自交系的遗传结构进行分析,采用Treebest软件对自交系进行聚类分析和类群划分。结果表明,47份自交系分为6个类群,分别为瑞德群、兰卡斯特群、塘四平头群、PB群、旅大红骨群和自330亚群。10个自选系组配的杂交种主要利用的杂种优势模式为PB×塘四平头和瑞德×塘四平头,均为近年来黄淮海地区主要利用的杂种优势模式。     

玉米自交系lx9801的选育、应用及改良

玉米自交系lx9801是我国重要的黄改系之一,来源为H21×502为基础选育的二环系。lx9801的选育立足于黄改系的改良,创造性地将旅大红骨种质的优良基因有效融入黄改系种质中。截至2019年,直接利用lx9801作为亲本审定的杂交种有32个,其中国审品种6个;利用lx9801的衍生系作为亲本审定的玉米杂交种60多个。lx9801的改良主要是利用塘四平头群自交系进行群内改良,其次是利用PA种质、旅大红骨种质或结合塘四平头种质进行性状改良。     

山东省玉米种质基础及杂种优势模式分析

对山东省的主要玉米自交系种质类群及主要玉米杂交种的杂种优势模式进行了分析,将主要亲本自交系划分为改良Reid、Lancaster、四平头、旅大红骨及其它种质5个杂种优势群,其中改良Reid和四平头杂种优势群在玉米育种中起着主导作用.杂种优势利用模式,80年代以四平头×其它种质、改良Reid×四平头和四平头×Lancaster为主,进入90年代以来,改良Reid×四平头成为主导模式.     

我国玉米育种种质基础与骨干亲本的形成

在回顾我国玉米育种种质来源(国内地方品种、国外自交系和国外杂交种及群体)的基础上,提出我国主要温带自交系可划分为6个群,即塘四平头群、兰卡斯特群、类兰卡斯特群、PA群、PB群和PC群,玉米的骨干亲本包括丹340、黄早四、自330、Mo17和掖478等。对我国玉米种质资源和骨干亲本研究提出了研究方向和重点工作。     

玉米P群自交系与国内传统骨干系的杂种优势表现及其配合力分析

采用NCⅡ遗传交配设计,通过在北京的春、夏两个环境研究了9个P群自交系及来自我国主要杂种优势群的8个骨干自交系的杂交种的表现。结果表明:P群自交系与我国塘四平头、旅大红骨、改良Reid、改良Lan-caster等主要杂种优势类群的8个骨干自交系均具有较强的杂种优势,是一个相对独立的新的杂种优势群。其中P群种质与国内塘四平头群骨干系和旅大红骨群骨干系产量表现突出。P群自交系1127、沈137、1145和齐319的一般配合力较高。传统骨干系丹340、昌7-2和掖8112的一般配合力为正值而且较高,仍具有较高的利用潜力。此外,还分析了P群自交系与我国传统骨干系的主要农艺性状的一般配合力效应。这些结果对于认识和有效利用P群自交系、提高育种效果提供了理论依据。     

黄淮海地区主要玉米自交系的SSR遗传多样性分析

利用70对SSR引物研究了我国黄淮海地区63份玉米自交系的遗传多样性。共检测出277个等位基因变异,每对引物检测等位基因2～7个,平均3.96个,每个位点的多态性信息量介于0.177～0.827,平均0.581。63份自交系之间的遗传相似系数变化范围在0.62～0.91。聚类分析表明,63份自交系被划分为4个群。在黄淮海地区利用的骨干种质为PA(Reid)、塘四平头(D)和PB(non-Reid),杂种优势模式主要为PA×塘四平头。群内平均遗传相似系数高于群间的平均遗传相似系数,生产上主要推广杂交种的亲本自交系大多来自不同杂种优势群。提供27对区分能力强的SSR引物,用于供试自交系的快速聚类,结果与系谱来源及70对引物的聚类结果基本一致。     

东北地区和黄淮海地区玉米种质利用模式的比较

利用SSR标记分别对东北春播和黄淮海夏播玉米产区主要自交系的遗传多样性进行分析,并在此基础上对东北和黄淮海地区的玉米种质利用模式进行比较。东北地区利用的种质类型比较丰富,包括PA、PB、旅大红骨、Lan.和塘四平头亚群,利用的杂种优势模式以PA×旅大红骨为主,在生育期较短的玉米产区Lan.×塘四平头是很重要的利用模式,在黑龙江省和吉林省北部地方种质发挥了重要作用。黄淮海夏播玉米产区利用的种质主要是PA、PB和塘四平头亚群,利用的杂种优势模式以PA×塘四平头为主。PA×PB杂种优势模式呈现上升趋势,有利于实现跨区域整合玉米种质的杂种优势群和模式。     

美国玉米种质对北方Reid群改良效果研究

采用NCII设计,在60 000株/hm2密度下,对5个美国Reid群的遗传改良系与塘四平头群的自交系配制的25个玉米杂交组合穗部性状配合力进行了研究,评价了5个美国Reid改良系的改良效果和利用潜力。结果表明:J1129和J1110的单株产量一般配合力高,组配出3个高产组合,增产潜力大;J1018和J1150单株产量的一般配合力较低,各组配出1个高产组合。表明改良系×塘四平头的组配模式与PA×塘四平头群的杂种优势模式相符,在高产密植型杂交种选育中具有较大应用潜力。     

利用SSR标记对浚单20进行杂优模式分析

利用SSR分子标记从分子水平上对优良杂交种浚单20的杂种优势模式进行分析。55对SSR引物在15份供试自交系中共检测出295个等位基因变异,平均每对引物检测出5.36个等位基因,平均多态性信息含量为0.628。遗传距离分析结果表明,母本浚9058与改良Reid自交系掖478、P群自交系X178之间的遗传距离最近;父本浚92-8与塘四平头群自交系昌7-2之间的遗传距离最近。UPGMA聚类分析结果表明,浚9058与改良Reid自交系掖478、郑58划为一群,浚92-8与塘四平头群自交系昌7-2划为一群。浚单20的杂优模式为改良Reid群×塘四平头群(黄改群)。     

2001～2012 年国审玉米品种数量及骨干自交系的应用分析

搜集和整理2001～2012年国审普通玉米杂交种及其双亲来源,研究每年国审玉米品种数量的变化趋势,对选育的杂交种在2个以上的亲本自交系进行统计,并分析这些自交系的来源。结果发现,普通玉米杂交种2006年审定的数量最多,2003年其次,2007年以后普通玉米杂交种的审定数量在10～20个。在对2001～2012年间国审玉米杂交种亲本来源的分析发现,共有39个亲本自交系组配2个及其以上杂交种,组配杂交种比较多的自交系依次为吉853>丹598>lx9801>昌7-2>京2416>丹340。     

中国不同时期玉米自交系聚类及杂优模式分析

以我国不同年代广泛推广玉米品种的32个自交系为材料,利用40对引物对每个自交系的单株样品进行SSR标记遗传多态性聚类分析,结果表明：32个自交系基本可以划分为6大类群,Ⅰ类为唐四平头群,包括黄早四、黄野四、昌7-2、吉444、西502、K12、掖81515和LX9801;Ⅱ类为改良Reid群,包括掖478、郑58、U8112、C8605-2和PH6WC;Ⅲ类为P类群,包括豫自87-1、沈137、齐319、X178和丹598;Ⅳ类为综合杂优群,包括矮金525、掖52106、综31和黄C,该类群与改良Reid群血缘相对较近;Ⅴ类为Lancaster群,包括本7884-7ht、C103、Mo17、Mo17ht、获唐黄、自330和PH4CV;Ⅵ类为旅大红骨群,包括E28、丹340和掖107。聚类结果与系谱来源基本一致但存在差异性,说明SSR标记技术基本可以应用于玉米自交系优势类群的划分。分析我国不同年代单交种杂种优势模式演化规律,认为Reid×唐四平头、Reid×Lancaster是今后我国玉米育种杂种优势利用的主流模式。     

高配合力玉米自交系丹598姊妹系的选育与利用

丹598姊妹系包含丹598-1、丹598-2、丹598-18,是以玉米自交系OH43Ht3、丹340、丹黄02、丹黄11、丹黄18经单交、复合杂交、回交及多代自交选育而成.具有一般配合力高、抗病、抗倒伏、耐旱、适应性强等特点,含旅大红骨血缘28.125%,热带血缘25%,唐四平头血缘9.375%,Lancaster血缘9.375%.与Reid血缘杂优模式最强,丹598姊妹系组配的丹玉26号、丹玉39号、东单60、丹科2151等玉米新品种,已在我国玉米生产中发挥重要的增产作用,得到广泛应用,是旅大红骨血缘改良的重大突破.     

美国商业玉米种质来源及系谱分析

搜集和整理美国开放授粉品种、自交系选育及杂种优势群的形成系谱图,根据1980~2008年解密的美国商业玉米自交系种质来源,绘制美国商业玉米种质系谱图。系谱分析表明,美国商业玉米的种质基础几乎全部来自于开放授粉品种。开放授粉品种瑞德黄马牙中选育形成Iodent类群种质与衣阿华坚秆综合种(BSSS);leaming corn选育形成商业种质OH07类群;Lancaster sure crop选育形成Lancaster种质类群;Minnisota13、Lancaster sure crop、瑞德黄马牙共同选育形成OH43种质类群自交系。美国商业玉米的种质自交系分为母本群和父本群,母本群包括BSSS种质自交系以及融入阿根廷Amargo血缘的新种质;父本群包括Iodent、Lancaster、OH07、OH43、商业杂交种选系5大类。     

丹玉旅系改良的创新思路

丹玉旅系是我国玉米育种界公认的五大优良自交系之一,为扩增玉米种质资源,培育高产优质杂交种做了巨大贡献。许多育种者对丹玉旅系进行了大量的改良、扩增与创新,选育出旅9、旅9宽、E28、丹340等31个优良自交系,在生产上大面积应用。丹玉旅系改良的成功思路是从变异中选择,旅系间相互改良,旅系与黄改系改良,旅系与综合种的改良。为进一步改良旅系的抗病性、抗倒性、配合力等,探讨新的创新思路:用外杂选亚群自交系改良旅系,用Reid群自交系改良旅系,以提高玉米育种效率和杂种优势利用水平。     

先锋公司在我国审定玉米杂交种亲本自交系的系谱分析

研究和整理2001～2019年先锋公司在我国审定的玉米杂交种的亲本自交系及其系谱,绘制SS和NSS不同类群种质系谱图。结果表明,美国先锋公司共审定53个玉米杂交种,主要集中在以山东、河南为主的黄淮海夏玉米区和以吉林为主的东北春玉米区。SS群种质主要是B73与PHG39背景,其中,骨干自交系PH09B及其衍生系PH890基础形成了8个衍生系,包括PH6WC、PH6JM、PHJEV、PHTEF、PH11V8、PH18Y6、PH1JP8和PH12P3,这8个衍生系组配了14个玉米杂交种;NSS群的种质主要是OH07、Iodent与Lancaster为背景,以OH07种质为主,其中,骨干自交系PHA9B、PHN46和PH4CN形成了9个衍生系,包括PH4CV、PH2N1、PH5AD,PHPM0、PH1N2D、PH11YB、PH11VR、PH12RP和PH12TB,共组配了18个审定玉米杂交种。     

‘四字号''玉米杂交种遗传基础评析

'四字号'玉米杂交种的选育、推广为吉林省、黑龙江省及内蒙古部分地区的玉米品种更换、产量的提高起了重要作用。通过对育成推广的'四字号'玉米杂交种的分析得出：其遗传基础来源于Lancaster、系14、唐四平头、Reid Yellow Dent、旅大红骨、吉63种质及一些农家品种的改良系。其中20世纪80年代以Lancaster(Mo17和自330两个亚群)、唐四平头、系14和吉63为主；90年代，Reid和旅大红骨系统的应用呈上升趋势，Lancaster和唐四平头类群的应用下降，而系14和吉63已不再应用。还明显看出：92％以上的杂交种都是内外相结合的产物。'四字号'玉米杂交种和自交系的育成对东北两一区的玉米生产发挥了重要作用，获得了极显著的经济效益。     

黑龙江省常用玉米自交系的杂种优势类群研究

对黑龙江省20个常用自交系与国内主要代表系Mo17、B73、丹340和444组配的80个杂交组合的群体杂种优势效应进行聚类分析。结果表明,K10、7884-7聚为Reid群,吉846、合344、垦44、冬17和杂C546聚为Lancaster群,东6002、81162、黄早四和L105聚为塘四平头群,旅9、丹337和丹705聚为旅大红骨群,东46、7010、海014、甸11、冬96和东237聚为东北群,分析结果与育种经验吻合。     

外来玉米群体选系的配合力及杂种优势研究

为了认知外来玉米群体PF6J155选系的配合力差异以及配合力与杂种优势的关系,以12个外来玉米群体选系为母本、5个分属于不同杂优类群的代表系为父本,按照NCⅡ设计配成60个杂交组合,在辽宁省4个不同生态区裂区试验,分析自交系的一般配合力以及60个杂交种主要性状的特殊配合力和杂种优势。结果表明,外来玉米群体PF6J155选系之间的一般配合力(GCA)效应差别明显,单株产量GCA效应值高的自交系为ZL2116、ZL2436、ZL8344,其部分产量构成因子(穗长、行粒数、百粒重和出籽率)的GCA效应也较高,是表现比较理想的自交系;不同组合单株产量的特殊配合力(SCA)效应也不同,ZL8344×昌7-2在单株产量SCA和对照杂种优势方面都表现出较好的水平,可对其生产应用价值进一步试验鉴定。聚类分析结果表明,外来玉米群体PF6J155偏属于Reid种质,与塘四平头、旅大红骨和Lancaster具有较好的杂种优势,可形成一定的杂优模式。