利用细胞工程建立的耐低磷玉米自交系与原自交系耐低磷性状的比较

以细胞工程技术获得的耐低磷玉米自交系99043、99038及玉米骨干自交系齐319为材料,利用砂培方法,探讨耐低磷自交系生理特性的差异,初步筛选磷高效育种材料.将自交系99043、99038和齐319播在装有黄砂的塑料盆中进行耐低磷特性的测定.自交系99043与齐319相比表现出明显的耐低磷特性,即叶片出现缺磷症状的时间延迟,发生50%植株死亡所需的时间增长.     

玉米耐低磷基因型的筛选

试验以生物量、磷积累量、根冠比以及磷的利用效率为指标,采用液体培养试验,研究了36个玉米自交系苗期对低磷胁迫的反应。结果表明,不同自交系对低磷胁迫的反应不同,对磷的吸收和利用能力存在差异,大部分自交系属磷低效不敏感材料;初步筛选出3个典型的玉米磷高效基因型材料478、太系113和丹340,2个玉米磷低效基因型材料P138和F349。     

低磷胁迫下玉米自交系磷高效基因型筛选

采用小区试验,在不施磷(P0)和施磷(P1)条件下,研究了26个玉米自交系的磷营养效率.结果表明:供试材料按对磷的吸收效率可划分为高效吸收型、中效吸收型和低效吸收型;按对磷的利用效率可划分为高效利用型、中效利用型和低效利用型.研究中发现供试材料中只有极少数属于磷高效型,耐低磷条件,绝大多数属于磷中、低效型.植株相对磷浓度可作为玉米吸磷效率的指标,相对产量可作为其磷利用效率指标.     

玉米自交系耐低磷特性鉴定

采用温室内盆栽法鉴定63 份玉米自交系的耐低磷特性。以相对值表示性状的耐低磷特性,以综合指数 表示自交系的整体耐低磷能力,用群体逐级分类法划分耐性级别。结果表明,低磷胁迫严重影响玉米苗期长势,低磷 胁迫下自交系的相对存活叶、相对株高、相对茎粗、相对根干重与相对茎叶干重极显著正相关,可以作为评价玉米苗 期耐低磷特性的相关指标;耐性分级发现,3(11629-2)、6(11583-1)、8(11527-3)、26(11542-2)、34(11511-1)、35(178)、41 (537)、51(18599 白)、52(CML94)和53(18599 红) 10 份自交系高耐(HT)低磷,15(11492-1)、21(11455-1)、22(11578-4)、23 (11571-1)、24(11546-1)、29(11523-2)、36(48-2)、43(CML206)、57(chang7-2)和61(ES40) 10 份自交系对低磷胁迫高度敏 感(HS),其余材料表现为耐(T)、敏感(S)或中度敏感(MS)。     

低磷胁迫下玉米自交系抗氰呼吸与磷吸收的研究

在低磷胁迫下,对玉米自交系06112、06060、06105和06128的抗氰呼吸和P吸收量以及二者相关指标进行了测定,并进行了统计分析.结果表明,抗氰呼吸速率与植物体内活性氧含量呈极显著负相关,与丙二醛含量呈显著负相关,与游离的丙酮酸呈极显著正相关;,抗氰呼吸速率与磷吸收量、根系分泌物酸性磷酸酶、有机酸和总氨基酸均呈极显著正相关.而磷吸收量与根系分泌物酸性磷酸酶、有机酸和总氨基酸呈不显著正相关.说明在低磷胁迫下.玉米自交系抗氰呼吸增强有利于促进磷的吸收.     

低磷胁迫对玉米自交系成熟期农艺性状的影响

在大田条件下,对77份玉米自交系进行了耐低磷鉴定试验,分析了成熟期主要农艺性状耐低磷系数的变异情况和相关性.结果表明稳位高、穗位叶长、稳位叶宽、株高、雄穗分支数、雄穗长可作为玉米耐低磷能力评价的指标.利用耐低磷综合指标鉴定出7份极强耐低磷自交系、15份强耐低磷自交系、28份中度耐低磷自交系、23份弱耐低磷自交系、4份极弱耐低磷自交系.     

玉米耐低磷自交系的筛选与鉴定

磷是玉米生长必不可少的大量元素,玉米的产量和品质直接关系到国家粮食安全和人民生活水平。[目的]选育耐低磷和磷敏感的玉米新品种。[方法]本试验选取35个玉米自交系材料,在不同磷水平下(低磷和正常对照)筛选玉米耐低磷自交系。[结果]虽然低磷胁迫下玉米的鲜重、株高、茎粗性状指标和其胁迫指数以及胁迫SPAD指数可作为玉米苗期耐低磷特性的鉴定指标,但胁迫SPAD指数与玉米苗期耐低磷特性评价相关性较好。[结论]采用隶属函数法,可将35份玉米自交系材料综合划分为5个等级,其中5级(高)耐低磷材料和1级(极敏感)耐低磷材料均为1份,4级耐低磷材料5份,3级(中)耐低磷材料和2级(敏感)耐低磷材料较多,分别为11份和17份。     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异.结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是:草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸.低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065.可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关.     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异。结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是：草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸。低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065。可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关。     

耐低磷玉米自交系的筛选与鉴定指标的建立

以375份东北三省常用玉米自交系为试材,研究低磷与高磷水平下苗期叶片症状率、株高、产量、秃尖长度、穗粒数和百粒重的差异,据此筛选出耐低磷玉米自交系,并根据测定指标的差异显著性确定耐低磷玉米自交系的鉴定指标。结果表明:Mo3和掖107为耐低磷玉米自交系;症状叶、产量和百粒重是筛选耐低磷玉米自交系的主要鉴定指标,其中,苗期只要是出现症状叶的自交系均为不耐低磷自交系,产量耐性系数0.85的玉米自交系为耐低磷自交系,百粒重耐性系数0.95的玉米自交系为耐低磷自交系。     

新疆玉米新自交系耐旱性鉴定与评价

采用玉米开花期干旱胁迫法,以籽粒产量为主要性状,结合株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、ASI值等性状,用种质耐旱性指数(DTIg)作为玉米自交系资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对49份玉米自交系耐旱性做了鉴定与评价。筛选出新自672、新自641、新自636、新自534、新自521、新自635、A14-2、运642等8份干旱胁迫条件下花期协调,耐旱性极强的新玉米自交系。     

玉米自交系幼苗与种子辐照效应的比较研究

采用不同剂量（0~200 Gy）的60Co-γ射线辐照玉米自交系的幼苗和种子,调查当代及后代的生长变化情况。结果发现：玉米幼苗最佳的辐照剂量是75~100 Gy,种子的最佳辐照剂量为100~150 Gy。分析两者在变异频率和变异性状上的差异,比较两种方式在操作上的优缺点,为辐射育种工作提供可靠的理论与技术参考。     

抗南方锈病玉米自交系的筛选及评价

对13份新育成自交系和4份骨干自交系进行了玉米南方锈病田间接种鉴定,结果鉴定出高抗材料8份,为培育抗南方锈病玉米杂交种和进行遗传研究奠定了材料基础。     

16个新选玉米自交系主要性状的配合力分析

采用不完全双列杂交设计,对新选育的16个玉米自交系进行配合力及遗传参数分析。配合力分析结果表明,自交系W_3、W_7、Q_4、Q_6、Q_7在降低株高、穗位高表现较好;W_1、W_4、Q_1在增加穗长、减少秃尖长表现较好;W_4、W_8、Q_4、Q_8在增加籽粒深度方面表现较好;W_1、Q_8在增加穗行数和行粒数方面表现较好;W_1、W_4、W_8、Q_1、Q_3在增加出籽率方面表现较好;W_1、W_4、W_5、Q_1、Q_4等在增加百粒重方面表现较好;W_1、W_4、W_5、Q_1、Q_4、Q_8在增加产量方面表现较好。遗传参数分析结果表明,穗长、秃尖长、穗行数宜在早代进行选择;株高、穗位高、出籽率、百粒重、单株产量适宜在晚代进行选择。     

根据产量特殊配合力分析玉米自交系杂种优势群

 采用NCII设计 ,以Mo17、B73、黄早四、丹 340、K12、K2 2为测验种 ,12个自交系为被测系 ,通过两年、两点完全区组试验设计 ,分析了 18个玉米自交系的配合力和杂种优势群。结果表明 ,18个自交系可分为 5群 ,即兰卡斯特 (Mo17和P138)、瑞得 (B73、8112、铁 792 2和掖 10 7)、四平头 (黄早四、K12和 5 15 )、旅大红骨 (丹 340、E2 8、自 330、S37和 8 93)和PA群 (K2 2、CA15 6、掖 4 78和沈 5 0 0 3)。在 72个杂交组合中 ,K12× 8 93、B73×S37、B73× 8 93、K2 2×S37、Mo17× 8 93、Mo17×S37、丹 340×铁 792 2、丹 340×P138、丹 340×S37为 9个强优势组合。K12、S37、8 93和丹340的产量一般配合力高 ,参与组配的强优势组合较多。因此 ,这 4个自交系及其衍生系在我国玉米育种和生产中会有较大的应用潜力。     

两个玉米人工合成群体选系的配合力分析

以4个自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对2个玉米人工合成群体新选的20个自交系的配合力及杂种优势进行了研究。结果表明,新选自交系P2-6、P1-1、P1-5和P2-7产量及相关性状一般配合力表现优良,K169×P2-5是产量性状SCA表现较好的组合。与对照比较,杂种优势大于8%的组合多为新选系与测验种K169和南789-2的组配方式。     

玉米杂交种及其亲本自交系抗倒伏特性的研究

提高玉米品种自身的耐密、抗倒伏能力是解决玉米生产突出矛盾的根本途径。选用不同抗倒伏性品种‘KX3564’和‘新玉41(XY41)’杂交种(F₁)及其亲本自交系为材料,研究玉米植株形态特征和茎秆抗倒伏性能等杂种优势的变化特点。结果表明:玉米杂种F₁代的株高、穗位高、穗高系数均表现超亲优势,且穗位高的杂种优势明显高于株高、穗位高系数。杂交种茎秆基部节间直径和单位节长干质量(DWUL)表现为超父优势,显著低于其母本,杂种优势指数较低。进一步分析得出,而高于其父本。茎秆的穿刺强度(RPS)受其双亲互作的影响,且母本自交系的贡献更大。因此,在品种选育过程中,应注重亲本自交系尤其母本自交系形态耐密性和茎秆抗倒强度的选择,有利于提高玉米耐密、抗倒伏品种的选育效率。     

116份玉米自交系的抗旱性评价

为科学评价玉米自交系的抗旱能力,以116份自交系为试验材料,设立干旱胁迫和正常灌水两个处理,在成熟期分别调查两处理自交系的株高、穗位、雄穗主轴长度、穗行数、行粒数、百粒重、存活株数、收获穗数及籽粒产量。结果表明,干旱胁迫下所有性状均极显著减小;干旱对籽粒产量造成的影响最大,对存活株数、百粒重的影响较小;9个性状的抗旱指数之间存在显著相关性;从9个抗旱指数中可提取出4个主成分,累计反映了自交系抗旱性86.5%的信息;使用4个主成分构建了综合抗旱性评价指数并以之聚类,可将116个玉米自交系划分为4类：其中,类1包含郑58等35个中等抗旱型自交系,占比30.2%;类2包含昌7-2等42个弱抗旱型自交系,占比36.2%;类3含JC066等28个干旱敏感型自交系,占比24.1%;类4含JC119等11个强抗旱型自交系,占比9.5%。     

18个玉米自交系配合力及杂种优势群分析

[目的]研究玉米自交系及其组合性状的配合力,确定其应用和改良方向。[方法]采用NCⅡ设计,以3个强优势组合的亲本自交系为测验种,与12个新选系配制72个杂交组合,分析18个玉米自交系的配合力和杂种优势群。[结果]N045、N1150、内自268和N303的单株产量一般配合力较高,易配制出高产组合;N98、779-1、N1150、Z544、内自N36、内自268和济533在降低株高和穗位高方面应用潜力较大;N303、1F1-1、779-1、779-3和N33可归为内自N36、4011和F15所在的A群,N98、C38012、G-3、N1150、N045、SU17和Z544可归为内自268、济533和F06所在的B群。[结论]该研究可为自交系的改良与应用提供参考。     

69份玉米自交系的苗期耐旱性分析

以69份玉米自交系为试材,于温室模拟干旱胁迫环境,对各自交系的超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、相对电导率(REC)和相对含水量(RWC)等5项生理生化指标和茎粗、根冠比2项形态指标进行测定。通过对5项生理生化指标的耐旱系数的聚类分级,综合评价自交系的耐旱性。同时分析实验室条件下综合评价结果与形态指标鉴定结果的吻合度。结果表明:(1)受到胁迫时,材料的耐旱分级各不相同,材料间的响应机制各不相同;(2)筛选出耐旱性极强自交系4份、耐旱性强系14份、耐旱性中度系35份、耐旱性弱系12份、耐旱性极弱系4份;(3)根冠比、茎粗与综合评价结果吻合度低,不适宜作为实验室条件下玉米耐旱性的鉴定指标。