不同杂种优势群玉米籽粒百粒质量差异性分析

鉴评和筛选不同杂种优势群玉米百粒质量性状优异的玉米自交系,为育成高产玉米品种提供借鉴。研究材料为313份玉米自交系,利用包含玉米全部基因组的40个SSR核心标记对杂种优势群体进行划分,通过测定籽粒百粒质量性状,对来自各个杂种优势群的玉米籽粒百粒质量进行多重比较分析,筛选不同杂种优势群中百粒质量高的自交系。结果表明,P群、旅大红骨、塘四平头、瑞德互相的百粒质量之间在0.05水平上差异均不显著;P群、旅大红骨群、塘四平头群、瑞德群等4个杂种优势群与兰卡斯特的玉米籽粒百粒质量在0.05水平上差异显著。P群的高百粒质量自交系包括遵90110、E200、R31、78599、8701等;旅大红骨群的高百粒质量自交系包括中741、关17-1、L473、天77、吉846等;兰卡斯特群的高百粒质量自交系包括CT52C、Ay3566、Va26、Mo24W和Mo17;塘四平头群的高百粒质量自交系包括昌D、武126、D619、中黄64、20837等;瑞德群的高百粒质量自交系包括邢230、Maxa、d140、SS99、苏75等。     

不同杂种优势群玉米茎秆维管束性状比较分析

玉米茎秆维管束是玉米营养运输和抗倒伏的关键影响因素,本研究以198份玉米自交系为试验材料,研究不同杂种优势群玉米茎秆维管束相关性状的差异,并对结果进行多重比较。结果表明:在不同玉米自交系中,单个小维管束面积及单个大维管束面积变异系数分别为25.59%～54.25%、31.82%～52.60%;小维管束数目、大维管束数目、单个小维管束面积及单个大维管束面积在不同自交系间的差异均达到极显著水平。在小维管束数目性状上,瑞德群、P群和兰卡斯特较其他杂种优势群的小维管束数目受环境影响较大;在大维管束数目性状上,瑞德群和兰卡斯特受环境影响小。旅大红骨单个大维管束面积受环境影响较小。多重比较结果表明,综合小维管束数目和大维管束数目结果,来源于兰卡斯特的均值均最小,分别为57.20和55.75,说明该类群大小维管束数目均较少;塘四平头的均值均最大,分别为69.90和79.18,表明该类群含有较多维管束数目。旅大红骨群单个维管束面积最大,其单个大小维管束面积的均值分别为0.032 1和0.021 4,说明该类群大小维管束的面积均较大。明确不同杂种优势群中茎秆维管束性状的差异,为进一步遗传学分析和组配高产...     

利用荧光SSR标记划分玉米杂种优势群研究

采用荧光SSR标记技术,对我国玉米育种中重要的32个代表性自交系进行遗传关系分析和杂种优势群划分．结果表明,兰卡斯特种质的自交系和唐四平头种质的自交系及这两种种质的自交系与其它种质的自交系遗传距离较大;而瑞德种质的自交系和旅大红骨种质的自交系遗传距离最近．所研究自交系划分为3大类群（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）,其中2个类群分别为兰卡斯特群（类群Ⅰ）和唐四平头群（类群Ⅲ）;而瑞德种质和旅大红骨种质的自交系及选自美国杂交种的自交系均划归同一个群（类群Ⅱ）中．     

玉米自交系籽粒灌浆和脱水速率的配合力分析评价

为选育籽粒灌浆和脱水速率高的品种,选用9份K10改良自交系,按格列芬双列杂交方法Ⅳ设计,对自交系籽粒灌浆速率、脱水速率、穗轴脱水速率及苞叶脱水速率配合力进行分析。结果表明:用9份自交系的配合力自交系间有较大差异。自交系4、自交系3籽粒灌浆速率、脱水速率的一般配合力均较高;自交系8籽粒灌浆速率一般配合力较高,脱水速率一般配合力居中;自交系9籽粒灌浆速率一般配合力较低,脱水速率一般配合力较高;自交系2、1、7籽粒灌浆、脱水速率一般配合力均较低。用来改良K10的9份材料中,国外杂交种和欧洲群体改良灌浆脱水性状的效果较好,丹598、丹340、瑞德群体、郑58不理想。     

黄淮海区域两个不同生育期夏玉米品种的籽粒灌浆和脱水特性比较

玉米籽粒灌浆速率、生理成熟期籽粒含水率及生理成熟后籽粒脱水速率和产量是决定能否实现籽粒机收的关键影响因素。试验选用生育期有明显差异的黄淮海区域夏玉米品种安玉308和郑单958为试验材料,运用曲线拟合软件对其籽粒灌浆和含水率变化进行动态拟合,研究并明确了不同生育期夏玉米品种的籽粒灌浆和脱水特性,旨在为黄淮海区域机收品种的筛选及选育提供依据。结果表明,授粉后28 d至授粉后49 d安玉308的平均灌浆速率为比郑单958快0.16 g/d,百粒干物重比郑单958高2.16 g;收获期籽粒含水率比郑单958低3.14%,品种间差异显著;生理成熟前籽粒脱水速率品种间差异不显著,生理成熟后籽粒脱水速率比郑单958每天高0.20%,品种间差异显著;收获期苞叶、穗轴含水率明显低于郑单958,穗柄含水率没有明显差异;较郑单958增产6.89%。     

不同优势群玉米自交系的组配模式

以分属四大杂种优势群的8个典型玉米自交系及其组配的28个双列杂交组合(不含反交)为试材,对不同优势群玉米自交系组配模式进行了研究,结果表明:不同类群间自交系所形成的杂优模式中各性状超中优势差异很大。对单株产量、穗长、穗粗、行粒数几个性状而言,唐四平头×旅大红骨是最有利模式;对于穗粒数的增加上,兰卡斯特×旅大红骨表现最优;在百粒重上,兰卡斯特×唐四平头模式最佳。     

基于SNP芯片揭示中国玉米育种种质的遗传多样性与群体遗传结构

【目的】选择具有重要育种价值的玉米自交系进行遗传多样性与群体遗传结构解析,为玉米育种实践提供指导和参考。【方法】选用344份具有广泛代表性和时效性的玉米自交系,其中包括美国主要杂种优势群、由国内地方种质发展来的杂种优势群、由美国商业化杂交种选系发展来的杂种优势群以及近年来在中国玉米育种中应用的新种质。利用北京市农林科学院玉米研究中心自主研发的包含3 072个SNP位点的MaizeSNP3072芯片对供试自交系进行全基因组扫描,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。【结果】在344份自交系中,3 072个SNP标记所检测到的基因多样性为0.028-0.646,平均为0.442;多态信息含量（PIC）为0.028-0.570,平均PIC值为0.344。群体遗传结构分析表明,K=8时,△K值最大,即本研究所采用的自交系群体可以划分为8个类群,分别为旅大红骨群、黄改群（又称塘四平头群）、Iodent群、兰卡斯特群、P群、改良瑞德群、瑞德群和X群,其中前7个群已有报道且基本被育种家所公认,第8个群为近年来以X1132X等杂交种作为基础材料选育出的优新种质,命名为X群。比较8个类群,遗传分化系数（Fst）为0.319-0.512,遗传距离为0.229-0.514。AMOVA结果表明类群间存在显著的遗传变异,占总遗传变异的38.6%,类群内的遗传变异占58.1%。PCA（主成分分析）结果显示,X群与黄改群、兰卡斯特群遗传关系较远,与Iodent群遗传关系较近。各类群平均基因多样性分析结果表明,随着类群改良年代的增加,类群平均基因多样性降低,其中X群种质平均基因多样性最高;进一步分析表明,美国种质类群（兰卡斯特群、瑞德群和Iodent群）和国内地方种质改良系（旅大红骨群和黄改群）核心材料多样性下降幅度较大,P群和改良瑞德群核心材料下降幅度较小,X群核心材料则没有下降趋势,说明X群核心材料仍然保留了较高的遗传多样性,未来还有很大的育种潜力可挖掘。【结论】近年来,以X1132X等杂交种所构建的基础材料选育而成的京724等系列优良自交系,区别于其他已知的7大类群,可以单独成群,称之为X群。该群与黄改群之间存在较远的遗传距离,从分子水平验证了“X群×黄改群”这种强杂优模式具有良好的应用潜力。     

利用SNP标记划分46份玉米自交系的杂种优势群

利用288个SNP标记研究了46份玉米自交系的杂种优势群。用Neighbor Join方法将46份自交系划分为4组,A组倾向于旅大红骨与兰卡斯特混血群;B、C、D三组同属瑞德群,但三组自交系间存在较大的遗传距离。     

玉米自交系苞叶表型可塑性差异分析

为确定玉米5大杂优群苞叶表型可塑性在异地引种的稳定性和敏感性,收集了我国玉米5大杂优群50份自交系,2014年在海南省三亚市、2015年在北京市和2017年在辽宁省铁岭市3种环境下测定各杂优群的自交系在不同环境的苞叶性状,计算苞叶性状的变异系数,分析杂优群间苞叶长度可塑性(phenotypic plasticity of husk length, PHL)、宽度可塑性(phenotypic plasticity of husk width, PHW)和层数可塑性(phenotypic plasticity of husk layer number, PHN)的差异和杂优群内的相关性,比较不同环境和生长时期各气象因子的变化。结果显示:苞叶性状受环境影响显著;在全部测定群体、旅大红骨和唐四平头群中PHL与PHW呈显著正相关,在瑞德群中PHL与PHN呈极显著负相关;不同血缘玉米种质的苞叶表型可塑性存在明显差异,PHL与PHW表现出协同调控的特点;旅大红骨群的苞叶长度和PB群的苞叶长度、宽度对环境不敏感,这2个性状异地引种时会保持稳定;兰卡斯特群PHL较大,且符合苞叶性状南长北短的要求,这类育种材料适合南北方异地引种;气象因子中平均温度和湿度在玉米生长前期差异较大,日照时间在玉米生长的前、中和后期都有一个差异较大的时段。因此,高温区适时早播,低温区适时晚播,有利于减少环境间的苞叶差异。     

主要杂种优势群玉米矮花叶病抗性评价与比较分析

采用摩擦接种的方法对81份材料的玉米矮花叶病抗性进行了鉴定,从中筛选出了20份高抗材料,25份抗病材料。抗性鉴定结合杂种优势群的划分结果表明,大部分的抗病材料来自P群和唐四平头类群,而瑞德群、兰卡斯特类群和自330类群的大部分自交系均高感玉米矮花叶病,不同杂种优势类群间的抗性有极显著的差异,据此将中国主要的五大优势群自交系粗略地划分为三大抗性类型,一是高抗类型,仅包括P群的自交系;二是中抗类群,仅包括唐四平头群的自交系;三是感病类群,包括瑞德、兰卡斯特和自330三大类群的自交系,在此基础上对玉米矮花抗性杂优模式进行了探讨。     

基于40个核心SSR标记揭示的820份中国玉米重要自交系的遗传多样性与群体结构

【目的】选择有代表性的材料进行遗传多样性与群体结构的解析是进行等位基因发掘、复杂性状关联 分析、研究,及作物育种实践的重要基础。【方法】利用覆盖玉米全基因组的40 个核心SSR 标记,采用基于测序 的基因型鉴定技术对820 份代表中国玉米育种资源种质基础的自交系进行全基因组扫描,通过PowerMarker V3.25 与Structure V2.3.3 等软件揭示其基因多样性与群体结构。【结果】在820 份自交系中,40 个SSR 标记所检测到 的等位变异为10-72 个,平均36.87 个/位点;基因多样性为0.46-0.9458,平均0.8430;PIC 为0.43-0.94, 平均0.83。聚类分析表明,K=5 时,△K 值最大,即这些自交系可以划分成5 个类群,依次为兰卡斯特、旅大红 骨、塘四平头、瑞德与P 群,各类群内平均等位变异与遗传多样性分别为24.23 个/位点与0.8145、22 个/位点与 0.8398、11.8 个/位点与0.7054、17.45 个/位点与0.7686 以及14.65 个/位点与0.7495。【结论】中国玉米自交 系在育种实践中形成了相对独立的优势类群,蕴含了比较丰富的遗传变异,显示出了较高水平的基因多样性。不 同类群之间的遗传多样性水平存在一定的差异,在划分的5 个类群中,兰卡斯特与旅大红骨类群的遗传变异相对 较丰富,基因多样性相对较高,其次为瑞德与P 群,塘四平头相对较低。     

玉米杂种优势类群划分高多态SSR引物筛选

【目的】 研究玉米杂种优势类群划分高多态SSR引物筛选。【方法】 遴选均匀分布在玉米10个连锁群上160对SSR引物,在104份玉米自交系DNA中扩增,根据引物的染色体分布和PIC值,分别取40、30、20和10对高多态引物建立4套新引物体系,检测104份自交系的分类效果。【结果】 (1)160对引物中的63对引物带型稳定,多态性高,最高PIC值0.762 3,高于过去常用核心SSR引物,63对引物中过去常用核心SSR引物仅保留40%左右;(2)4套引物体系中,40和30对引物体系的分类结果与已知自交系类群高度吻合,20对体系与40对体系比较具90.5%一致性,10对体系与40对体系比较的一致性81.0%;(3)40对体系分类104份材料为5大类群,分别是瑞德、改良瑞德、兰卡斯特、黄改和和旅大红骨,与目前国内利用的优势群划分结果一致,也能鉴别出每个群中亲缘关系最远的亚群是相近群间二环系来源的混合基因型;(4) 各群的代表自交系是单一遗传结构成分,亚群是多遗传结构成分。【结论】 部分SSR引物的多态性在新自交系中会出现下降,建立的新的40对引物体系有精确的分类功能,可应用于类群划分,20对体系的分类精确性稍低,但检测工作量减半,在批量材料分类中有利用价值。     

利用SSR划分56份玉米自交系的杂种优势群

利用SSR标记对50份玉米自交系和6个国内标准测验种的遗传多样性进行分析并划分杂种优势群.结果表明:从60对引物中筛选出43对扩增带清晰且多态性高的SSR引物进行统计,在供试材料中检测出139个等位基因变异,每对引物检测等位基因2～6个,平均3.23个,多态性信息量在0.216～0.821之间,平均为0.607.用UPGMA方法进行聚类分析,将56份玉米自交系划分为5个杂种优势群,合并后为SS(旅大红骨、PA、Reid)和NSS(PB、四平头、Lancaster)两大种质类群.     

近二十年吉林省玉米种质基础及杂优模式浅析

对吉林省近20年审定的普通玉米品种种质基础及杂优模式进行了分析。结果表明:吉林省玉米育种应用的主要种质集中在黄早4改良、瑞德改良、兰卡斯特、旅大红骨、P78599等类群上;选育的自交系主要以二环系为主;杂优模式以黄早4×瑞德、黄早4×兰卡斯特、瑞德×旅大红骨、兰卡斯特×瑞德、P78599×其它为主要杂优模式。指出吉林省目前仍存在遗传基础狭窄问题,应当加强种质交流合作,施行循环育种策略,不断进行育种技术创新。     

Analysis of Maize Heterotic Groups and Patterns During Past Decade in China

In this investigation,maize heterotic groups and patterns were analyzed based on the planting areas from 1992 to 2001 using 84 parent lines of 71 widely extended hybrids and classification results by SSR markers,in which these lines were assigned into seven heterotic groups based on Ni-LI's genetic distances.The results indicated that a certain extent change for major heterotic groups of maize took place during past decade in China.The majorheterotic groups were Lancaster,Reid,Tang SPT,Zi330 and E28 in the early 1990s,while they became Reid,Tem-tropic Ⅰ,Zi330,Tang SPT and Lancaster in the early 21st century.Tem-tropic Ⅰ was a new heterotic group,which contained tropic maize germplasm.The changes for heterotic patterns also occurred.Some new heterotic patterns combining with Tem-tropic Ⅰ appeared,such as Reid × Tam-tropic Ⅰ,Zi330 × Tem-tropic Ⅰ,Tang SPT × Tem-tropic Ⅰ,etc..Another change was the order of heterotic patterns.In the early and middle 1990s,the top five heterotic patterns were Reid×Tang SPT,Zi330 ×Lancaster,Lancaster× Tang SPT,Lancaster × E28 and Reid × Zi330,while they became Reid × Temtropic Ⅰ,Reid×Zi330,Reid×Tang SPT,Zi330 ×Tem-tropic Ⅰ and Lancaster×Tang SPT in the early 21 century.Reid×Tem-tropic Ⅰ and Zi330 × Tem-tropic Ⅰ were laid on the first and forth Chinese heterotic patterns respectively in 2001.These results provided significant information to understand the maize heterotic groups and patterns in China at molecular level.     

中国玉米杂交优势群主要种质抗玉米粗缩病性鉴定

为明确中国玉米杂交优势群的抗玉米粗缩病性,加快玉米抗粗缩病育种进程,对中国玉米种质改良Reid、Lancaster、四平头、旅大红骨四大杂交优势群及其他杂优群的代表性骨干自交系抗粗缩病性进行了研究。结果表明:改良Reid群的抗性表现接近高感,平均病指为39.77;旅大红骨杂优群抗性表现感病,平均病指为29.82;Lancaster、四平头杂优群的抗粗缩病性较差,平均病指分别为22.62、23.11。其他杂优群中美P群选系抗性表现突出,六个参加鉴定系平均病指为6.89。今后玉米抗粗缩病育种应重视美P群材料的利用,利用模式应为四平头杂优群×美P群材料选系和Lancaster杂优群×美P群材料选系。     

黑龙江省部分常用玉米自交系遗传多样性分析

利用SSR标记技术研究了6份标准测验种和43份黑龙江省常用玉米自交系的遗传多样性。63对扩增带型稳定的SSR引物在供试材料中检测出237个等位基因变异,每对SSR引物检测等位基因2￣10个,平均3.76个,平均多态性信息量(PIC)和有效等位基因数(NE)分别为0.52和2.35。用UPGMA方法将49份自交系划分为四平头、Lancaster、旅大红骨、自330、PA、PB、Reid、其他等8个类群。划群结果与其系谱分析基本相符。可将黑龙江省玉米种质归纳为Reid和非Reid两大类,其中Reid种质具有较大的利用潜力。     

河南省主要玉米品种杂种优势利用模式分析

【目的】分析河南省主要玉米品种杂种优势的利用模式。【方法】利用玉米基因组的143对SSR引物，从中筛选出均匀覆盖玉米染色体组的95对多态性引物，对河南省主要审（认）定品种的亲本及少数其它自交系进行PCR扩增，用UPGMA法对自交系进行聚类分析，同时对河南省审定品种及部分外引品种在1981～2003年的利用情况进行统计分析。【结果】（1）河南省审（认）定品种的主要自交系可分为Reid、温热、四平头、旅大红骨、Lancaster和综合种选系6个类群,与系谱分析基本吻合；(2)河南省玉米生产上利用的杂优模式主要有12种，其中Reid×唐四平头、Lan.×旅大红骨两种主要模式的应用面积分别为26.47%和20.62%，约占河南省玉米累计推广面积的47%；Reid×旅大红骨占9.41%；而温热×其它（综合种选系或Reid等）占9.07%，是一种新的杂种优势模式。【结论】20多年来，河南玉米生产上利用的12种杂优模式中，Reid×唐四平头和Lan.×旅大红骨是两种最主要的模式，应用面积约占1/2。