玉米温热杂交种穗部性状基因效应分析

采用6个世代平均值分析的方法,对温带与热带、亚热带自交系间3个杂交组合的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和穗粒重进行了遗传研究.结果表明:温带与热带自交系间杂交种5个穗部性状的遗传变异中,加性效应、显性效应起主导作用,两者合计占总遗传变异的74 4%～93 5%.上位效应普遍存在,平均上位效应占总遗传变异的6 5%～25 6%,5个穗部性状的遗传均不符合加性-显性模型,符合加性-显性-上位模型.所考察的性状按超亲优势大小依次为:穗粒重、行粒数、穗长、穗粗和穗行数.各性状基因效应分析表明,在温热杂交种的遗传中,加性效应、显性效应均是正向效应,加性×加性互作多为正值,加性×显性、显性×显性多呈负向效应,但显性×显性互作在穗粒重的遗传中呈正向效应.     

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。     

玉米温热杂交组合光周期敏感特性分析

本试验采用5份我国西南地区常用的热带亚热带Suwan类群的自交系作母本,4份我国温带优良玉米自交系作父本,按NCII(North Carolina II)遗传交配设计组配的20个温热杂交组合作为试验材料,分别在贵州贵阳、甘肃张掖两地进行田间试验,调查生育期、植株性状、果穗性状、产量性状等光周期敏感性相关性状,鉴定分析20个温热杂交组合的光周期敏感特性。结果表明:温热杂交组合在北方长日照的光周期环境下有较强的光敏感性,但均能较好地适应西南较短日照环境。其中光周期最为敏感的杂交组合:QB446×Mo17,光周期最为钝感的杂交组合:S273×昌7-2。     

14份玉米自交系的光周期敏感性分析

【目的】分析玉米自交系的光周期敏感性,为提高我国玉米种质利用效率及扩宽种质基础提供参考依据。【方法】开展14份纯合玉米自交系短日照和长日照环境栽培试验,分析其与光周期反应相关的6个表型性状差异,评价其光周期敏感性。【结果】14份玉米自交系在短日照和长日照条件下未加代处理和加代处理对其表型性状的影响均不明显;加代处理14份玉米自交系的光周期反应敏感程度排序为GRL7204D001GRL513GRL584GRL7349GRL315GRL62491X868GRL7341GRL737GRL54GRL31PH6WCPH4CV。【结论】不同纯合玉米自交系对光周期反应的敏感程度不同,同一血缘种质含有不同光周期的反应类型;在长日照条件下未加代处理和加代处理对其光周期反应的敏感性无明显影响。     

玉米生育后期光合特性的遗传分析

 【目的】了解玉米生育后期光合生理性状的遗传规律。【方法】选用8个光合速率差异较大的玉米自交系,按n(n+1)/2双列杂交法配制36个组合,采用GriffingⅡ和Hayman法对玉米4个光合生理性状进行配合力分析和遗传参数估算。【结果】所用材料中自交系鲁原92和A150是较好的高光效亲本,平均值较高的杂交组合的亲本中至少有一个是高光效的。光合速率的遗传符合“加性-显性”模型,而气孔宽不符合“加性-显性”模型,广义遗传力分别为95.73%、81.47%,狭义遗传力分别为28.33%、32.39%。光合速率和气孔宽这2个光合性状的遗传均以非加性效应为主,显性方向均指向增效,适合中高代选择和优势育种。叶绿素含量的遗传符合“加性-显性”模型,加性效应比非加性效应更重要,显性方向指向增效,广义遗传力为78.78%,狭义遗传力为57.03%,适合早代选择。【结论】不同光合性状的遗传规律不同,高光效育种工作中,应筛选一般配合力较大的自交系作亲本,同时进行广泛测交。     

玉米热带、亚热带种质创新利用体系的研究

以拓展辽宁省玉米种质资源遗传基础为目标,科学合理的利用热带、亚热带种质,选育出一批综合性状优良的自交系和杂交种,建立了一套热带、亚热带种质创新利用的技术体系,并确立在温带种质中导入热带种质比例应小于12．5％;为辽宁省玉米种质资源创新以及玉米产业可持续发展提供技术支撑。     

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。     

玉米温-热种质杂交后代选系遗传结构的SSR标记分析

利用SSR标记技术,对温热种质5003×A19杂交F6、F7后代性状基本稳定的22个选系遗传结构进行了初步研究。从88对SSR引物中,筛选出48对表现多态性丰富、带型清晰明显且稳定的引物,分析了22个选系的遗传多样性及遗传结构,并对其应用前景进行了探讨。根据SSR标记结果,用UPG-MA法进行聚类分析表明,双亲及其杂交后代全部选系与标准测验种478、B73属于同一个杂种优势群-PA群,玉米温热种质杂交后代选系虽然出现了丰富的遗传变异,但在类群划分上仍然保持双亲的基本类群特征。从基于SSR分子标记的各选系遗传组成分析,温带种质(5003)遗传背景明显高于热带种质(A19),在各选系中温带种质5003遗传背景平均含量为64.03%、A19遗传背景平均含量为30.03%、非双亲遗传背景平均含量为5.94%;SSR标记分析显示,在温-热带种质杂交后代的多数选系中均出现新的等位基因,且通过多代选择仍是有效的,说明温热种质杂交群体有广泛的遗传变异基础,是玉米种质扩增、改良的有效途径。     

热带温带玉米群体产量性状遗传力及遗传方差分量的剖析

【目的】评估2个热带群体和7个温带群体的育种价值，并在这些群体之间寻找新的杂种优势模式，为利用这些种质提供有用的科学信息。【方法】采用9个群体的双列杂交设计，得到36个杂交组合；2002～2003年分别在河南省安阳和湖北省十堰进行田间鉴定，获取产量相关性状的试验数据，用混合线性（AD）模型和MINQUE（1）法（minimum norm quadratic unbiased estimation，最小范数二阶无偏估算法）对各性状遗传力、遗传方差分量及其占总表型变异的比率、群体的加性遗传效应和显性遗传效应进行剖析。【结果】联合分析结果显示：各性状的大多数遗传效应值都达到显著（P≤0.05）或极显著水平(P≤0.01)。各遗传方差分量的效应对小区产量贡献大小是显性>显性与环境互作>加性与环境互作>加性；各性状狭义遗传力大小为穗行数>行粒数>穗长>出籽率>百粒重>小区产量，加性效应最好的4个群体是Suwan1（31.69）、Stay green c4（25.44），WBM C4（14.15）和中综4号（10.29）；而显性效应比较好的4个组合为3×6（883.65）、1×3（572.20）、1×2（404.2376）和6×7（384.59）。【结论】在温带玉米育种中Suwan1和Stay green c4是最有利用价值的外来种质，它们都与BSSS C9构成杂种优势模式。在育种实践中，可以把Suwan1和Stay green c4杂交重组，并与BSSS C9构成一对温带和热带种质的杂种优势模式，可以进一步进行相互轮回选择。     

10个热带温带玉米群体产量性状遗传效应分析

以10个热带、温带玉米群体为材料,采用混合线性(AD)模型和MINQUE(1)法,对7个产量相关性状的遗传力、遗传方差分量比率、群体加性和显性遗传效应进行分析。结果表明:试验群体对籽粒产量的贡献为加性效应>显性效应,产量相关性状狭义遗传力为穗粗>百粒重>穗粒重>穗长>籽行数>行粒数>秃尖;加性效应最好的2个群体是豫综5号和墨黄1号;显性效应最强的4个组合为墨白962×豫综5号、新墨1号×WBM-C4、墨黄1号×SUWAN-1和墨白962×EP7;综合来看,豫综5号和墨黄1号是最具利用潜势的群体种质。     

爆裂玉米膨爆性状的混合遗传分析

【目的】明确爆裂玉米膨爆性状的遗传方式,为爆裂玉米育种和分子标记辅助选择(MAS)提供理论依据。【方法】以爆裂玉米杂交组合吉爆902(吉812×吉704)的P1、F1、P2、B1∶2、B2∶2和F2∶36个家系世代群体为材料,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,对其膨爆性状进行多世代联合分析。【结果】爆裂玉米吉812×吉704组合的爆花率受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制遗传,该杂交组合的B1∶2、B2∶2和F2∶3群体爆花率的主基因遗传率分别为74.988 2%,78.345 1%和62.332 9%,多基因遗传率分别为3.118 9%,3.515 8%和6.115 6%。2对主基因中,加性效应为负值,显性效应为正值。第1对主基因的加性效应绝对值和显性效应值略大于或大于第2对主基因的相应效应值,2对主基因显性效应互作显著高于加性效应互作;第1对主基因加性×第2对主基因显性的互作效应值小于第2对主基因加性×第1对主基因显性的互作效应值。膨化倍数受1对加性主基因+加性-显性多基因控制,主基因遗传率较低,主基因加性效应d=-0.286 8。膨化体积受多基因控制,B1∶2、B2∶2和F2∶3家系世代多基因遗传率分别为10.49%,65.52%和28.99%,同时受环境影响较大。【结论】爆花率性状主基因遗传率较高,宜在早代对爆花率性状进行选择;膨化倍数性状主基因的遗传率较低,育种时应注重多基因的积累;膨化体积性状B2∶2家系世代多基因遗传率较高,同时受环境影响也较大,在育种时可以采用轮回选择及早代选择来提高育种效果。     

爆裂玉米淀粉含量主基因+多基因遗传效应分析

【目的】研究爆裂玉米淀粉含量的遗传方式,为爆裂玉米育种和分子标记辅助选择(MAS)提供理论基础。【方法】以爆裂玉米杂交组合吉爆902(吉812×吉704)的P1、F1、P2、B1∶2、B2∶2和F2∶36个家系世代群体为材料,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,对其淀粉含量进行多世代联合分析。【结果】爆裂玉米淀粉含量由1对加性主基因+加性-显性多基因控制遗传。该杂交组合的B1∶2、B2∶2和F2∶3群体淀粉含量的主基因遗传率为13.86%～82.55%,多基因遗传率为2.91%～70.51%。主基因的加性效应为-10.0643,多基因的加性效应为8.6371,显性效应为-5.1797。【结论】爆裂玉米在早代可以加强淀粉含量的选择。     

串番茄主要株型性状的遗传研究

 【目的】通过对串番茄主要株型性状的遗传分析,探索叶片角度的遗传规律,为选育株型紧凑的串番茄品种提供理论依据。【方法】通过对筛选出的串番茄自交系进行多代杂交回交,应用主基因+多基因6个世代联合分离分析方法,分析叶片夹角、株幅、披垂值的遗传模型。【结果】串番茄的叶片夹角、株幅的遗传受1对加性主基因+加性-显性多基因（D-2）控制,叶片夹角的主基因加性效应为6.51,多基因加性效应为15.01,势能比值为0.914,显性度为0,主基因遗传率在B1、B2及F2群体中分别为45.61%、37.29%及47.71%;株幅的主基因加性效应为3.08,多基因的加性效应为3.58,显性效应为-1.59,势能比为-0.44,显性度为0,主基因遗传率在B1、B2及F2群体中分别为23.30%、20.73%及36.11%。披垂值的遗传受1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因（D-4）控制,主基因加性效应为8.18,显性效应为-8.18,多基因加性效应为3.12,显性效应为19.07,势能比为6.09,显性度为-1,多基因遗传率在B1、B2及F2群体中分别为69.15%、68.5%和49.57%。【结论】对173×101组合的夹角和株幅性状改良以主基因为主,可在早期世代选择;对披垂值性状的改良应在晚代选择。     

玉米育种取得重大突破

山东省农业科学院玉米研究所,在超高产、多抗性玉米育种方面取得了重要的进展。在种质资源的扩增改良方面,山东省农科院玉米研究所通过常规育种方法,将热带、亚热带玉米种质导入温带玉米种质,获得了一大批含有不同比例的热带、亚热带种质的玉米新种质,育成了以齐319为代表的一批优良玉米自交系。齐319自交系含有丰富的热带、亚热带玉米种质,配合力高,多抗性强,综合性状优良,已成为国内众多育种单位利用的重要玉米种质之一。利用丰富的玉米种质资源,山东省农科院玉米研究所选育出了一批高产优质多抗性玉米优良杂交种玉米杂交种。鲁单50号不但…     

温带与热带玉米自交系及其杂交种比较

种质资源遗传基础狭窄是目前我国玉米育种取得突破性进展的主要限制因素.温带玉米与热带亚热带玉米种质的杂交和渗进,可能是今后获得更多有利用价值遗传变异的一个重要途径.因此,热带亚热带玉米种质的研究和利用受到了国内外育种工作者的普遍重视.1996年我们从墨西哥国际玉米小麦改良中心引进了一些热带亚热带的自交系,为了解它们在河南生态条件下的生育特点,探索温热玉米自交系杂交后的遗传趋势,为合理利用热带亚热带玉米种质资源提供依据,特进行了该项研究.     

热带亚热带玉米种质的利用研究进展

玉米种质的遗传多样性贫乏、遗传基础狭窄早已引起玉米育种界的关注。热带亚热带玉米种质遗传多样性丰富、抗逆性强、叶片持绿性好 ,是拓宽温带玉米种质基础 ,提高抗逆性和生产潜力等不可多得的异源种质。采用现代玉米育种手段和途径 ,把热带亚热带玉米种质导入温带育种材料中 ,经过改良、创新 ,构建新的杂种优势群和杂种优势模式 ,具有广阔的前景。     

热带亚热带玉米种质在温带的研究与利用

简要概述了热带亚热带玉米种质的特点及其在温带利用情况、光周期反应、适应性改良方法及杂种优势模式研究。提出了热带种质在温带利用上存在的问题。     

热带玉米光周期敏感相关性状的遗传分析

 采用 6个世代平均值分析方法 ,对抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高等光周期敏感的相关性状进行了遗传比较研究。结果表明 ,钝感×钝感组合 5个性状加性基因效应的贡献占总遗传变异的 11.3%～ 5 3.6 % ,显性效应贡献占 36 .0 %～ 78.6 % ,上位性效应占 5 .5 %～ 2 7.0 % ,说明显性效应大于加性效应 ,上位性效应普遍存在 ;而钝感×敏感组合 5个性状的加性基因效应的贡献为 6 6 .9%～ 84 .5 % ,显性贡献为 11.6 %～ 30 .7% ,上位性贡献为 1.4 %～ 5 .2 % ,说明加性效应占主导地位 ,显性和上位性效应作用显著降低 ,但不同钝感×敏感的敏感组合之间存在一定差异。温带遗传成分在钝感×敏感杂种后代中所占的比重 ,对减弱光周期敏感反应具有一定的剂量效应。含有 2 5 %热带成分的BC1敏感性状最弱 ,利用价值较大。     

玉米自交系抗丝黑穗病的遗传研究

采用人工接种鉴定法评价了24份玉米自交系对丝黑穗病的抗性。在24份玉米自交系中抗病自交系有16份,所占比例为66.7%,感病自交系有8份,所占比例为33.3%。采用完全双列杂交和不完全双列杂交试验设计对玉米抗丝黑穗病进行了遗传模型测验。结果表明:玉米抗丝黑穗病的遗传符合加性-显性模型,玉米抗丝黑穗病基因加性效应和显性效应真实存在。其中,加性效应起主要作用,显性效应作用较小。在玉米对丝黑穗病的抗性上,抗病对感病呈不完全显性。在抗丝黑穗病选育上不仅要重视玉米自交系抗病性的鉴定,也要合理组配杂交种。     

甜玉米茎秆强度性状的主基因+多基因遗传分析

【目的】研究甜玉米茎秆强度性状的遗传模型,为甜玉米抗倒伏育种提供理论依据。【方法】以2个茎秆强度差异较大的自交系T49(抗倒伏)和T56(易倒伏)为亲本配制杂交组合,用"主基因+多基因混合遗传模型"分析方法对甜玉米茎秆强度性状进行分析。【结果】茎秆穿刺强度最佳遗传模型为D-0(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),BC_1、BC_2、F_2主基因遗传率分别为74.07%,45.30%,57.78%;茎秆抗压强度最佳遗传模型为E-0(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型),BC_1、BC_2、F_2主基因遗传率分别为44.15%,40.83%,62.97%;茎秆弯折性能最佳遗传模型为E-0(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型),BC_1、BC_2、F_2主基因遗传率分别为69.79%,40.89%,89.46%,3个性状均以主基因遗传为主。【结论】在育种实践中,对早期世代可进行玉米抗倒伏性遗传改良和选择,同时注意一定的环境因素,采用聚合回交或轮回选择来累积微效基因以提高育种效率。