玉米抗南方型锈病基因共分离分子标记的研究

本文以玉米(Zea mays L.)抗南方型锈病自交系P₂₅和感病自交系F₃₄₉的F₁与F₃₄₉回交,并连续回交所得BC₅代的F₃₄₉抗病近等基因系（nearly isogenic lines,NILs）为材料,以RGA（resistance gene analogs）的方法,在抗病自交系中克隆出一条321 bp的特异性DNA条带。根据序列比对的结果,设计出新的引物作为分子标记,在96株BC₇、BC₄F₅NILs及其亲本和杂种F₁群体上进行鉴定,其中94株的田间抗感结果与分子检测结果一致,选择的有效率达97.9%。此标记扩增效果清晰,可重复性强,在抗玉米南方型锈病的分子标记辅助育种研究中有应用价值。     

普通小麦×中间偃麦草杂种配子及后代类型形成途径的细胞遗传学研究

配制了(普通小麦×中间偃麦草)杂交组合15个。在回交结实的 F₁植株 PMC中均观察到染色体完全呈单价体构型。单株染色体分析表明,获得的32个 BC₁单株基本上包括了2n=42至2n=63的各种过渡类型,其中2n=63植株占37.5%。而且81.25%的植株在2n=59～63的范围内。显然,F₁产生的可育雌配子主要是染色     

玉米种子休眠性的数量遗传分析

运用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析的方法,对普通玉米自交系R08与A318杂交组合的P₁、P₂、F₁、F_2:3、B_1:2和B_2:26个世代群体的种子休眠性进行了分析。结果表明,它们的遗传符合1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型。在F_2:3、B_1:2和B_2:2三个家系世代,主基因方差分别为0.9260、1.4176和0.5863;多基因方差分别为0.1184、0.1022和0.4623。主基因加性效应值为1.2172,显性效应值为-1.2172;多基因加性效应值为1.5028,显性效应值为1.4334。主基因遗传率在F_2:3、B_1:2和B_2:2三个分离家系群体中为44.8%~79.65%,多基因遗传率为5.74%~35.33%。其中,主基因遗传率在B_1:2世代中最大,为79.65%。     

利用高代回交方法定位爆裂玉米膨化倍数QTL

高代回交QTL分析方法可以使QTL检测和育种相结合,有效利用非适应性种质。在河南郑州春、夏播两种环境条件下,种植以普通玉米自交系丹232和爆裂玉米自交系N04为亲本构建的220个BC₂S₁家系群体,利用覆盖玉米10条染色体的188对多态性SSR分子标记,采用单标记分析法对控制膨化倍数QTL进行分析。目的在于印证利用F_2:3家系的QTL分析结果,检测具有世代稳定性的QTL,同时将QTL分析与爆裂玉米育种相结合,直接从中选育爆裂玉米自交系。研究结果表明,膨化倍数在家系间、环境间均存在极显著差异,家系与环境互作不显著。BC₂S₁家系呈连续正态分布,且存在超高亲分离,超高亲家系分别占12.27%和19.09%。共检测出16个QTL,其中2个在两种环境条件下均被检测到,单个QTL的贡献率为3%~9%,累计贡献率为42%和33%,增效基因均来自爆裂N04。BC₂S₁家系的穗粒和植株性状均得到明显改良,各性状优于爆裂亲本N04的家系占10%~100%。两种环境条件下分别有186个和204个家系的穗粒重比爆裂亲本N04高10%以上,其中23个和46个家系的膨化倍数达到或优于N04,可以直接从中选育出优良爆裂玉米自交系。     

一个新的抗玉米矮花叶病基因的发现及初步定位

由SCMV引起的矮花叶病是我国的主要玉米病害之一, 鉴定和发掘新的抗病基因对于玉米抗病遗传育种具有重要意义。以抗病自交系海9-21和感病自交系掖478杂交的一个BC₂F₃群体为试验材料, 通过人工接种矮花叶病毒进行抗病性鉴定, 发现该分离群体中抗病植株与感病植株数符合1∶3的分离比例, 推测其抗病基因是由1对隐性基因控制。抗感池和SSR标记连锁分析表明, 存在一个新的玉米矮花叶病隐性抗病基因(或等位基因), 将该基因命名为scm3。scm3基因来源于抗病玉米自交系海9-21, 位于第3染色体短臂3.04~3.05区域, 在SSR标记umc1965和bnlg420之间, 遗传距离分别为45.7 cM和6.5 cM。连锁的标记还有umc1307、umc2265、bnlg2241和umc2166, 它们与scm3之间的遗传距离分别是8.3、13.3、15.5和19.7 cM, 这些SSR标记与scm3基因在染色体上的排列顺序为umc1965—scm3—bnlg420—umc1307—umc2265—bnlg2241—umc2166。     

玉米抗大斑病遗传及其育种的研究

用多基因抗大斑病自交系进行抗性遗传研究指出,双亲病级平均值,和 F₁病级呈高度显著正相关(r=0.925),与 F₂出现高抗株率(%)为极显著负相关(r=-0.914);F₁病级和 F₂高抗株率亦呈极显著负相关(r=-0.766)。单显性基因(Ht₁)自交系,在不同的遗传背景中,对 F₁传     

小麦突变体D51抗秆锈性遗传分析及其抗性基因SSR标记

D51是优良品系龙6239经辐射诱变和组织培养相结合获得的高产优质抗秆锈突变体材料,对我国优势秆锈病21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR小种均表现免疫。利用来自D51/龙6239、D51/中国春的2个F₂群体和来自D51/龙6239的1个F₂群体分别在苗期和成株期进行21C3CPH小种接种,抗病反应型鉴定表明,3个F₂群体中抗感分离比例均为3∶1,说明D51抗秆锈性受一对显性基因控制,全生育期表达,部分D51/龙6239 F₂植株的F₃株系的抗病鉴定进一步验证F₂鉴定的可靠性。利用675对小麦SSR引物和185株D51/龙6239 F₂分离群体对SrD51基因进行标记定位,将SrD51定位在5D染色体的短臂上。其中SSR标记Xgwm190和Xwmc150与SrD51基因的遗传距离分别为18.58和21.33 cM,并分别位于目的基因的两侧。由于已知的秆锈抗性基因仅有Sr30被定位在小麦5DL上,且Sr30不抗34C2MKK和34C2MFK,而突变体D51的原亲本龙6239不抗21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR,却对34C2MKK和34C2MFK表现免疫抗性。因而推断此突变体的秆锈抗性基因可能是一个新基因,暂命名为SrD51。     

小麦抗白粉病新基因的AFLP和SSR标记及其染色体定位

M53 (YAV2/TEZ//Ae.squarrosa 249) 是硬粒小麦与粗山羊草的双二倍体合成种,携带一个抗白粉病新基因,暂命名为Pm-M53,该基因对北京地区白粉病优势生理小种15号表现免疫抗性。本研究利用来源于杂交组合M53/宛7107的一个F₂群体,在苗期采用白粉病15号小种（Blumeria graminis f. sp. tritici）接种,抗病反应型鉴定表明,抗感比例符合3∶1,说明其抗性受显性单基因控制;对部分F₂植株的F₃株系的抗病鉴定进一步证明了F₂鉴定的可靠性;利用AFLP和SSR标记技术结合F₂分离群体对目的基因进行了遗传作图,将目的基因定位在5D染色体的长臂上。其中AFLP标记P16M16_-109(Apm109)和P5M16_-161(Apm161)与目的基因的遗传距离分别为1.0和3.0 cM。SSR标记Xwmc289b、Xgwm583和Xgwm292与目的基因的遗传距离分别为20.0、33.0和24.0 cM。这些标记位于目的基因的两侧。利用中国春遗传背景的缺-四体和双端体结合AFLP标记Apm109确证了SSR标记定位的可靠性,进一步证明该基因是一个新的抗白粉病基因。     

玉米抗丝黑穗病的基因效应

利用2个抗玉米丝黑穗病自交系（齐319和Mo17）与2个感病系（E28和黄早四）,组配4个抗感杂交组合。2004年,对4个组合的亲本、F₁、F₂、BCR（F₁与抗病亲本回交1代）和BCS（F₁与感病亲本回交1代）6个世代群体分别在北京和黑龙江进行丝黑穗病的人工接种鉴定,采用世代平均值分析玉米抗丝黑穗病的遗传特点。研究表明,各杂交组合的抗病性均含有显著的加性效应,其中3个组合有显著的显性效应。不同杂交组合的抗病遗传模式表现不同,用感病亲本E28组配的2个组合（齐319×E28）和（Mo17×E28）的抗病性基本符合加性-显性遗传模型;而用另一个感病亲本黄早四组配的组合（齐319×黄早四）和（Mo17×黄早四）的抗病性存在明显的上位性效应。这说明玉米对丝黑穗病的抗性呈现较复杂的遗传模式。因此,在抗玉米丝黑穗病育种中既要重视对自交系抗病水平的鉴定,也要加强杂种F₁的合理组配及抗病性评估。     

两个抗小麦白粉病新基因的遗传分析与染色体定位

YU25是从八倍体小偃麦TAI7047与小麦栽培品种川麦107杂交后代中选育出的对白粉病免疫的小麦育种新材料。以感白粉病小麦品种MY11与YU25杂交和回交的后代F₁、F₂、BC₁F₁和BC₂F₁为材料,采用四川省当前流行的小麦白粉病优势生理小种人工接种,对YU25的白粉病抗性进行了遗传分析。结果表明,YU25含有2对表现免疫反应和高抗反应的显性抗病基因,暂命名为PmE(免疫)和PmYU25(高抗)。用294对小麦微卫星引物和221个F₂植株,对这2个基因进行连锁分析,发现小麦微卫星标记Xgwm-297-7B与PmE基因的遗传距离为13.0 cM,而Xgwm-210-2D与PmYU25基因的遗传距离为16.6 cM,因此将PmE和PmYU25分别定位在7BS和2DL上。根据系谱和基因位点分析,推断PmE和PmYU25均为起源于中间偃麦草、不同于已知的抗小麦白粉病基因的2个新基因。小麦育种新材料YU25含有可能来源于小麦-中间偃麦草的染色体多重易位,其细胞学基础和在实际育种中的应用值得进一步研究。     

玉米茎秆耐穿刺强度的倒伏遗传研究

以沈单16和郑单958玉米单交种构成的六世代群体为材料,利用自行设计的玉米茎秆穿刺仪,对玉米地上第三茎节中部椭圆形短轴垂直于茎秆进行穿刺,测定玉米茎秆穿刺阻力。通过P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁和BC₂ 6个世代联合分析法,以玉米茎秆穿刺阻力为性状,研究控制玉米茎秆倒伏性的基因遗传分离规律。结果表明,该性状在两个单交种的F₂分离世代群体均呈双峰分布,BC₁和BC₂群体分离世代呈多峰分布,说明玉米茎秆耐穿刺性遗传为多基因数量性状控制,且符合一对加-显主基因＋加-显-上位性多基因遗传模型(即D模型);主基因遗传力为34.5%~45.7%,多基因遗传力41.6%~56.3%,两者在控制玉米茎秆耐穿刺遗传特性上都具有重要作用。这一研究结果为玉米抗倒伏性状的有效选择提供方法和理论依据。     

不同供体及不同回交次数对玉米自交系R08的改良效应

以R08为轮回亲本,18个优良自交系为供体亲本,不同回交和自交次数,选育出遗传背景与R08相近、但相互之间又存在一定差异的BC₁F₃和BC₂F₂各18个R08改良系。通过抗病性鉴定、配合力及SSR分子标记分析,探讨不同供体及不同回交次数对R08的改良效果。结果表明,36个改良系中,29个抗或高抗大斑病,大部分改良系的多数产量性状一般配合力(GCA)与R08相比并无下降或有所提高;相同供体不同回交次数选系的比较显示,对大斑病抗性的改良,回交1次自交2次(BC₁F₃)优于回交2次自交1次(BC₂F₂),且改良后代选系多数产量性状GCA大体相当;相同回交次数不同供体选系的比较表明,供体对回交后代的影响较大,供体不同回交后代选系大斑病抗性及多数产量性状GCA存在较大的差异;SSR分子标记研究结果在一定程度上揭示相同供体不同回交次数所创造的遗传变异无明显差异,相同回交次数不同供体选系在分子水平上存在较大差异;供体昌7-2和川321对改良R08的大斑病抗性和产量性状GCA作用较大,属优良供体亲本;w4-1和w10-1属回交改良优良选系。因此,利用回交法改良玉米自交系,在选准供体亲本的基础上,回交1次后,在自交过程中加强目标性状的鉴定选择及配合力测定,可提高回交改良的育种效率。     

山西省中晚熟玉米种植区不同品种穗部性状差异分析

【研究目的】为山西中晚熟玉米种植区农户选择合适的种植玉米品种及辨别不同玉米品种提供科学数据支撑。【研究方法】采用7种当地主推品种进行随机区组设计,采用宽行密植栽培技术,收获后考种测量穗部性状及产量。【结果】研究发现：(1)先玉335产量相比其他品种仍为最高,军玉288次之。太玉811在产量相关指标方面均低于其他品种;(2)除协玉4号之外,各品种中影响穗粗的基因表达相近,且品种差异对穗行数及穗长影响显著,但有些品种之间差异并不显著,反映出当前市场上有些品种的遗传背景较为相近;(3)军玉288应通过一定的栽培措施降低秃顶长度,且反应出除协玉3号与协玉4号之外其他品种在控制轴粗方面的基因相近,而现在的育种目标追求细轴,因此协玉3号与协玉4号应在轴粗方面进行相关改进。在山西中晚熟玉米种植区选取玉米品种时不同品种的产量差异并不显著,产量相关性状差异也不显著,但在一些外部形状、抗逆性、适应机械化收获等方面差异显著。【结论】先玉335的综合性状在这些品种中为最优。且有些性状的表现反映出这些品种的遗传背景相近,说明我国玉米遗传资源狭窄,因此今后在玉米育种过程中应在遗传资源的拓展、抗逆性的提高及适应机械化收获等方面进一步进行深入研究探索。     

籼稻背景的单片段代换系群体的构建

以国内、外12个水稻品种（包括8个籼稻品种和4个粳稻品种）为供体亲本，利用回交和微卫星标记辅助选择相结合的方法构建了一个以籼稻品种“华粳籼74”为遗传背景的单片段代换系（SSSL）群体。该群体由260个不同的SSSL组成，其代换片段分布在水稻的12条染色体上，长度分布于0.2～109.9 cM，平均长度为19.9 cM；代换片段的总长度为5 166.0 cM，相当于水稻基因组总长度的3.4倍，代换片段在水稻基因组上的覆盖率为83.8%。这些SSSL的代换片段包含了水稻基因组丰富的等位基因变异，将在基因（QTL）的定位、克隆、功能分析及水稻分子育种中具有重要的利用价值。     

基于熵值赋权的DTOPSIS法对不同玉米品种在鲁南地区的综合评价研究

为筛选适宜鲁南地区种植的玉米品种及探索一种新的玉米品种综合评价方法,利用基于熵值赋权的DTOPSIS法对在鲁南地区常见的23玉米个品种的穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重等穗部产量性状及出籽率和产量进行分析。结果表明,‘浚单20’(C_i=0.99745)、‘良玉99’(C_i=0.47061)、‘郑单958’(C_i=0.47059)、‘金博士509’(C_i=0.47059)。‘先玉047’(C_i=0.29413)综合性状表现优秀,推荐作为鲁南地区优先种植的玉米品种。     

Leafy reduced-stature maize for short-season environments: Yield and yield components of inbred lines

Development of maize (Zea mays L.) types that produce leaf area and mature quickly would increase production of maize in mid- to short-season areas. The leafy (Lfy1) and reduced-stature (rd1) traits both make contributions to this end. However, these two traits have not previously been combined. Our objective was to evaluate the yield and yield components of non-leafy normal-stature (NLNS), leafy reduced-stature (LRS), non-leafy reduced-stature (NLRS), and leafy normal-stature (LNS) maize inbred lines. The two genes, ‘Lfy1’ and ‘rd1’, were incorporated into a series of inbred lines resulting in a range of canopy architectures. Ten variables were recorded for each of 30 inbred lines over three years. The 10 variables were: corn heat unit requirement from planting to tasselling, corn heat unit requirement from planting to silking, days between tasselling and silking, grain moisture content, husk dry weight, cob dry weight, ear length, maximum ear circumference, grain yield and ratio of grain yield to moisture content. Reduced-stature inbred lines reached anthesis more quickly than normal-stature inbred lines. Grain moisture content was less in reduced-stature inbred lines than normal stature trait groups. Leafy-reduced stature plants had the highest ratio of grain to moisture content and the lowest grain moisture content at harvest. Inbred lines containing the rd1 trait matured more rapidly than other trait groups. The LRS trait group yielded more than the other groups, and showed great potential for use in mid- to short-season environments. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Quantitative trait loci mapping of maize (Zea mays) ear traits under low-phosphorus stress

We constructed an F_2:3 population of 180 individuals from a cross between the maize genotypes 082 (high phosphorus use efficiency) and Ye107 (low phosphorus use efficiency). We used the population to perform quantitative trait loci (QTL) mapping for eight ear traits (ear diameter [ED], ear length [EL], ear weight [EW], ear kernel weight [EKW], row number per ear [ERN], bald tip length [BTL], kernel number per row [RKN] and number of seeds per plant [NSP]) in three low-phosphorus environments. A total of 36 QTL for ear traits were detected in at least one of three single environments and were located on all maize chromosomes except for chromosome 10; the explained phenotypic variation ranged from 5.91% to 12.80%. The QTL JAqEKW5-1, JAqEL3-1, JAqEW1-1, JAqBTL1-1 and JAqNSP5-2 were identified and stably expressed in single-environment and joint-environment analyses. Some novel QTL that have not been reported previously were also detected. Most of the identified QTL had stable effects in all low-phosphorus environments, suggesting that they may be useful for molecular breeding to develop low-phosphorus tolerant maize varieties.     

高密度对甘肃黄灌区玉米品种农艺性状和产量的影响

选择4个玉米品种,设置3种密度,于2015-2016年在甘肃中部沿黄灌区种植试验得出：同一品种在不同密度下的农艺性状和产量存在差异。对宁玉524、辽单588、高玉818、先玉335的各农艺性状和产量构成因素在密度9.75万、11.25万、12.75万株/hm ²处理下两年测得的数据均值进行了分析比较,发现随着种植密度的增大,玉米的农艺性状和产量出现趋向性变化。表现为玉米的空秆率、倒伏率、株高、穗位高和产量随着密度的增加而增加;茎粗、穗粗、穗长、穗粒数和百粒重随密度增加有所减小。其中空秆率、茎粗、穗粗、穗长、穗粒数和产量差异显著,高种植密度对他们有显著的影响。     

山西省玉米不同生态区玉米产量性状差异化分析

为了较好地发展山西省的玉米生产,根据省内复杂的地形和多变的气候,分为不同的种植区域。对参加区试的各区域中增产的品种或增产前5名品种的生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重和出籽率等与产量密切相关的性状进行了相关关系的研究。结果表明：各区域中玉米的特征特性与产量的相关关系不同。只有针对不同区域玉米对株高、穗位高、穗长、行粒数和百粒重等特征特性要求的不同,进行差异化品种选育,才能有效提高本区域农业资源的利用效率,从而提高玉米单位面积的产量。     

两个玉米回交一代群体中opaque2基因单侧连锁累赘的SSR分析

为了在回交一代既能较好地消除靶基因的遗传连锁累赘,又能在进行背景选择的基础上选择到轮回亲本遗传背景回复率较高的单株,本研究构建了单株数分别为1 416和1 627的SCBC₁F₁和HCBC₁F₁两个不同遗传背景的回交群体。结合玉米叶片DNA大量、快速提取法,使用5个与opaque2（o2）基因连锁并已定位的SSR标记,在SCBC₁F₁与HCBC₁F₁群体中,对o2基因单侧的连锁累赘进行SSR分析,并与Ribaut（2002）的计算机模拟结果进行比较,结果表明,本研究获得的结果优于相应的计算机模拟结果。并对分子标记辅助选择体系在玉米回交育种中应用的若干理论问题进行了讨论,认为在实际应用MAS程序中,不仅要重点考虑最终决选的单株数（N_i）,而且还应该考虑到实际有足够后代的中选单株数（N_j）。另外,结合预期要消除连锁累赘的图距,制备足够大的BC₁F₁群体是十分必要的。