利用SSR荧光标记分析90个糯玉米地方品种的遗传多样性

试验以2个CIMMYT热带群体Pob 25和Pool26为基础材料,以丹340、掖478及其杂交种F₁(掖单13)为测验种,采用三重测交(TTC)设计,对两群体各性状进行了基因效应分析,在两群体中均发现了部分性状存在显著的上位性效应,并提出了各类上位性分量的可能利用途径,为两群体的遗传改良打下了基础。     

野生大豆导入系对蛋白质含量相关位点的上位性分析

利用野生大豆ZYD00006和栽培大豆绥农14所构建的回交导入系群体BC3F3代为研究材料,选择亲本间存在差异的121个SSR标记对114个株行材料进行基因型分析;利用T测验对含野生大豆纯合双导入位点(即B-B位点组合)植株表型值与绥农14表型值进行检测,以P≤0.05作为阈值,共获得104对B-B位点对表型影响显著,再经T测验,28对互作位点存在上位性效应,其中正向上位性效应位点10对,负向上位性效应位点18对,本研究结果揭示了上位性效应对大豆蛋白质含量性状的重要影响,同时这些位点信息将为大豆高蛋白分子辅助育种研究提供重要的理论基础。     

大豆主要农艺性状遗传的基因效应分析

用Mather和Jinks的三参数和六参数模式分析了大豆两组合12种农艺性状的基因效应。估算并比较了各性状的狭义和广义遗传力。各性状普遍具有极显著加性效应,而且除粒茎比及组合(1)的一荚粒数和每节荚数外,其余性状都表现显著的上位性效应。显性效应的重要性因组合和性状而有很大变化。单株粒重、单株全重、单株荚数、单株粒数的加性、显性及上位性三类基因效应都很重要;上位性中又以显性×显性[1]和加性×加性[i]效应较为重要;而加性×显性[j]效应较为次要,并在多数情况下有减效作用。     

胡麻温敏雄性不育产量相关性状主基因+多基因混合遗传分析

为深入了解胡麻(油用亚麻)两系杂种优势形成的遗传基础,更好地指导杂交育种实践,分别以温敏型雄性不育系113S和1S为母本,油用品种陇亚10号和纤用品种黑亚15号为父本,构建了2个杂交组合(113S×陇亚10号和1S×黑亚15号)P1、P2、F1和F2四世代群体材料,应用主基因+多基因混合遗传分离分析方法,研究了单株产量、单株果数、每果粒数和千粒重4个性状的遗传效应。结果表明:单株产量、单株果数和千粒重受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制;每果粒数受2对加性-显性主基因+加性-显性多基因控制。单株产量、单株果数和每果粒数的F2群体主基因遗传率在43.50%~73.28%,千粒重的F2群体主基因遗传率在10.55%~34.40%。主基因和多基因的加性效应、显性效应及上位性效应在胡麻温敏雄性不育产量相关性状的遗传中起重要作用,胡麻两系杂种优势利用应更好地利用基因加性效应和显性效应,进一步提高杂种优势利用效率。     

不同供氮水平下玉米株型相关性状的QTLs定位和上位性效应分析

用自交系Mo17与黄早四构建的RIL群体239个株系及双亲为研究材料,在高氮(施N300kg/hm2)和低氮(不施N)条件下,测定株高、穗位高、单株总叶数、穗位叶长、穗位叶宽和穗位叶面积等株型相关性状。采用QTLMapper1-6统计软件检测控制这些性状的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,共检测到19个加性效应QTLs和14对上位性QTLs,定位在玉米所有染色体上,其中1个加性效应QTL控制株高;3个加性效应QTLs和3对上位性效应控制穗位高;4个加性效应QTLs和3对上位性效应与单株总叶数有关;有4个加性效应QTLs和3对上位性效应影响穗位叶长;2个加性效应QTLs和3对上位性效应控制穗位叶宽;5个加性效应QTLs和2对上位性效应控制穗位叶面积。对应用分子标记辅助育种选育玉米株型的可能性进行了讨论。     

7个玉米自交系主要性状的配合力及遗传参数分析

本文按双列杂交法(D4)分析了7个自交系的生育期、株高、穗位、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长、百粒重、出籽率、单株子粒重11个性状的GCA、SCA及遗传参数。结果表明：8个性状主要受加性基因效应控制，非加性基因效应作用较少。8112、1302、掖107在我市表现较好，是有利用价值的亲本。8112×1302、8112×岩自38、掖107×86-11、1302×掖107等组合，可在我市示范种植。     

大豆主要农艺性状的遗传分析

大豆农艺性状和产量性状属数量性状遗传,本研究以不完全双列杂交组合为材料,以朱军(1997)提出的混合模型方法分析大豆形态和产量性状的加性、显性和上位遗传效应.结果表明,大豆的株高、节数、粒重、粒数及总荚数等性状受基因显性效应影响,且显性方差比率最大;节数、单株产量、百粒重等性状受加性效应的影响,但作用较小;株高和单株粒数也受到上位效应的影响,但作用较小.各形态性状的广义遗传率较高,但狭义遗传率却较低.单株产量与株高、粒数、总荚数呈极显著正相关,与百粒重呈负相关.在各遗传分量中,各相关系数以显性相关系数为主.     

小麦抽穗期QTL及其与环境的互作

为筛选稳定表达的小麦抽穗期QTL用于辅助选择,以旱选10号×鲁麦14的DH群体为试材,在四种环境下对抽穗期进行QTL。结果表明,该DH群体抽穗期呈连续性分布,表现为多基因控制的数量性状。四种环境下共检测到6个抽穗期加性QTLs,分别位于1B、1D、4D、6B、7B、7D染色体上,LOD值为3.13~10.88,贡献率在1.57%~6.72%之间,其中QHd-1D-1和QHd-7B与环境具有互作效应。共检测到10对上位性QTL位点,互作效应值为-0.39~0.423,表型贡献率在1.39%~4.86%之间,其中4对上位性位点与环境具有互作效应。     

粳稻8个异交相关性状及其中亲优势的QTL定位与遗传分析

 为探明控制粳稻异交相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交(BCF1)群体对穗抽出度、剑叶长、剑叶角度、穗剑高度差、倒2叶长、倒2叶角度、穗与倒2叶（穗二）高度差和倒1节间长8个异交相关性状及其中亲优势进行QTL定位。3个群体中共检测到45个显著的主效QTL（M QTL）,单个M QTL的贡献率变幅为1.5%～803%。73.3%的M QTL表现为加性效应,4.5%的M QTL表现为部分或完全显性效应,22.2%的M QTL表现为超显性效应。3个群体中共检测到82对显著的双基因上位性QTL（E QTL）。RIL群体中检测到43对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为1.0%～7.0%,平均2.7%。在以秀水79为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（XSBCF1群体）中检测到16对E QTL,其中利用BCF1表型值检测到11对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为11.2%～36.8%,平均21.0%;利用中亲优势值检测到6对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为33.1%～76.8%,平均55.0%。在以C堡为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（CBBCF1群体）中检测到23对E QTL,其中利用BCF1表型值检测到16对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为6.2%～60.0%,平均24.0%;利用中亲优势值检测到7对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为21.3%～44.4%,平均31.0%。上述结果表明,粳稻异交相关性状是由多位点控制的,基因对性状本身的作用类型以加性效应为主;粳稻异交相关性状中亲优势主要遗传基础为超显性效应和上位性效应。     

高×低再生能力基因型未成熟胚培养中离体性状遗传参数研究

对两个小麦品种的正反交杂种、Ｆ１、Ｆ２及其回交群体的未成熟胚进行离体培养，估算了５个离体性状的基因作用值。加性基因对离体性状的贡献不如显性基因效应大．上位性基因效应比加性和显性基因效应更重要．在二基因上位性效应的三种类型中，所有离体性状的显性×显性效应都较高。由正反交之间无显著差异可知，在所研究离体性状的遗传上，母体效应都很小。从对世代平均值分析看出，上位性在大多数性状的遗传上起着主要作用。将加性和显性遗传方差的负值看作零，所研究离体性状的广义遗传力估计值都相当高．有时候，由于显性遗传变异值为负值，致使广义遗传力和狭义遗传力估计值几乎相等。从基因效应结果看，显性和上位性对茎叶形成率很重要。根据个体表现对分离出的基因型进行选择将是有效的。     

玉米纹枯病抗性的主基因+多基因混合遗传分析

利用自交系CML429(高抗)、CI23(中抗)、DM9(高感)和478(高感)组配得到6对正反交组合以及抗感组合CML429×DM9的P₁(CML429)、P₂(DM9)、B₁、B₂、F₁和 F₂ 6个世代材料进行玉米纹枯病抗性鉴定,研究分析这些抗感组合的抗性遗传特性。结果表明：玉米纹枯病抗性基本不存在胞质效应,抗性遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型;主基因间表现为加性-显性-上位性作用,两对主基因的加性效应分别为-1.228 4和-1.228 4,显性效应分别为-0.206 5和-0.206 3,其遗传效应值大小基本相同,且两对主基因间的加性效应与显性效应互作的上位性效应也相差不多,分别为0.293 1和0.293 5,两对主基因的遗传效应基本相同。抗感组合不同世代中F₂的主基因遗传率最高(70.22%);多基因遗传率在B₂最高(10.17%)。因此,在F₂的选择效率最高。     

玉米茎秆质量性状的配合力及遗传分析

以15个玉米自交系的56个(8×7)不完全双列杂交组合为试材,对6个茎秆质量性状的配合力和群体遗传参数进行了估算。结果表明:亲本间茎秆质量性状的一般配合力存在明显的差异,亲本自交系的茎秆质量性状表现不同,可同时具备2个或2个以上优异性状。茎秆鲜重、茎秆长、茎抗折断力、茎抗压力和茎粗在遗传上都主要表现为加性效应,狭义遗传力相对较高,茎皮厚度主要表现为非加性效应,狭义遗传力相对较低。     

12个玉米群体产量相关性状的密度效应分析

以蒙群1、蒙群2、蒙群3、蒙群4、蒙A群、蒙B群、蒙C群共7个自有群体和中综5号、中综7号2个国内合成的群体以及3个加拿大引进群体C群1、C群2、C群3为供试材料研究产量相关性状的密度效应。试验设计采用二因素裂区试验设计,密度为主区,2个处理,分别为75 000、150 000株/hm²;玉米群体为副区,共12个处理。通过增密效应分析得出,在秃尖长、穗行数、行粒数、穗长、穗粗、百粒重产量性状中,行粒数和穗长适宜作为耐密的选择指标,蒙群2、蒙群4、蒙A群、蒙B群4个群体的耐密性优于其他8个群体;在抗性性状中,倒伏率和空秆率是衡量耐密性的重要指标,蒙A群、蒙群1、蒙群4、C群1、中综7号群体的耐密性优于其余7个群体。综合产量与抗性指标,蒙A群、蒙群4适宜增密种植,蒙群1、蒙B群、蒙C群、中综7号群体可适当增密,C群2、C群3、蒙群3、蒙群2、C群1、中综5号群体不适于增密。     

小麦与玉米远缘杂交诱导小麦单倍体的研究

为了研究在小麦×玉米中亲本及2,4-D对诱导小麦单倍体的影响,将36个小麦杂交组合的F1植株与4个玉米品种分别进行远缘杂交,杂交后用50、100、150mg·L-1三种不同浓度的2,4-D溶液处理杂交穗,结果表明,不同小麦杂交组合远缘杂交的得胚率差异显著;不同玉米品种远缘杂交的得胚率总趋势表现为:爆烈玉米(9.9%)>糯玉米(8.9%)>普通玉米(8.2%)>甜玉米(4.6%);2,4-D对小麦单倍体的形成是必须的,且不同浓度之间存在差异,以100mg·L-1浓度处理效果最为理想;同时,2,4-D重复处理的得胚率高于一次处理。     

玉米人工合成群体基本材料的配合力及遗传力效应研究

根据玉米育种和生产实践,筛选13个塘四平头改良系(P1),15个非塘四平头自交系(P2)。采用NCⅡ遗传交配设计,组配不完全双列杂交组合,田间调查性状并室内考种。研究结果表明,各性状配合力在P1、P2组内不同自交系间存在差异,P1和P2内遗传变异丰富,类群间杂种优势明显。P1、P2的主要产量性状和稳产性相关性状GCA表现良好,GCA方差与SCA比值均大于1,11个性状的加性方差均大于非加性方差,说明11个性状在P1、P2的组合间以加性效应为主。试验证明,P1、P2具有较好的轮回选择及组配优势组合的遗传潜势,通过群体轮回选择聚合微效基因以改良主要性状表现型切实可行。     

玉米茎秆纤维素含量遗传分析

以B73×By804和郑58×HD568构建的两个重组自交系群体为材料,采用近红外光谱技术分析不同时期玉米茎秆纤维素含量,通过表型分析、联合方差分析以及多世代联合分离分析方法研究玉米茎秆纤维素含量的遗传规律。结果表明,纤维素含量变异丰富,遗传力高,两个群体纤维素含量随着生育时期的推进均呈现出先减后增的变化趋势,两个群体在生育后期纤维素含量差异明显。符合加性-上位性多基因遗传模型(C),遗传率分别是71.04%和86.68%。     

Performance of Cry1A.105-selected fall armyworm (Lepidoptera: Noctuidae) on transgenic maize plants containing single or pyramided Bt genes

Cry1A.105 is a Cry protein expressed in some transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) maize products. In this study, performance of five populations of fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), were evaluated on four non-Bt and eight commercial and experimental Bt maize hybrids/lines (hereafter referred as maize products). The five insect populations included one Cry1A.105-susceptible strain, two Cry1A.105-resistant strains, and two F₁ heterozygous genotypes. The eight Bt maize hybrids/lines consisted of five single-gene Bt maize products containing Cry1A.105, Cry2Ab2, Cry1F, or Cry1Ab protein, and three pyramided Bt maize products expressing Cry1A.105/Cry2Ab2, Cry1A.105/Cry2Ab2/Cry1F, or Cry1Ab/Vip3A for targeting aboveground lepidopteran maize pests. In the study, neonates of each population were tested on leaf tissues in the laboratory and whole plants in the greenhouse. Cry1A.105 and Cry1F maize killed 92.2–100% susceptible larvae in both test methods, while resistant larvae survived well on these two maize products. Performance of the two F₁ populations on Cry1A.105 and Cry1F maize varied between the two test methods. In leaf tissue bioassay, Cry1Ab maize was marginally effective against the susceptible population. In contrast, few live larvae and little leaf injury from any of the five populations were observed on Cry2Ab2 and the three pyramided Bt maize products. The results of this study showed evidence of cross resistance of the Cry1A.105-resistant S. frugiperda to Cry1F and Cry1Ab maize, but not to the Bt maize products containing Cry2Ab2 or Vip3A. Data generated from this study will be useful in developing resistance management strategies for the sustainable use of Bt maize technology.     

玉米人工合成群体的改良与利用

回顾国内外玉米群体改良利用研究的概况,分析四川农业大学在玉米群体合成、改良与利用方面开展的研究及取得的主要成果,结合玉米育种发展趋势,对进一步提高玉米群体改良利用效率提出思路。就研究方法和内容而言,应将传统方法和现代分子生物学技术结合,重点研究群体农艺性状及配合力表现、遗传多样性、杂种优势和遗传组成等,探明群体育种潜势;合成群体时,应按杂优类群选择自身性状优良、配合力高且彼此又有一定差异的材料,以适当协调群体的遗传异质性与群体内优良个体出现频率两者的矛盾,在对群体遗传育种潜势评价的基础上,应针对群体存在的问题,确定好选择目标性状和选择强度,并利用适当的轮回选择方法进行改良,以提高玉米群体改良利用效率;在群体改良过程中,应定期进行群体改良效果评价,以便根据评价结果及时调整改良方案;在利用人工合成改良群体选系前,应对群体的育种潜势进行评价,并根据群体遗传特性和自交后代配合力表现,采取相应的策略和方法。