培育高油玉米 提高经济效益

一、培育高油玉米的意义普通玉米的油分含量只占子粒重量的4.5%左右,而淀粉含量却占70%以上。因此,人们一直把玉米看做是淀粉作物或粮食作物。能否通过一定的遗传操作程序,把玉米的这一属性进行改造,提高它的油分含量,适当降低其淀粉含量,使之变成准油料作物或油粮兼用作物呢?可以肯定地回答,不仅从理论上来讲是完全行得通的,在育种实践上也已初见成效。     

玉米含油量基因对高油与低油玉米互交当代子粒的遗传效应

通过低油与高油玉米的一系列正反杂交试验,发现父本花粉对授粉当代子粒的含油量、胚含油量、胚重、蛋白质含量、赖氨酸含量等性状都有明显的直接遗传效应——花粉直感。母本遗传组成对这些性状也有深刻影响,而且对如子粒含油量、赖氨酸含量和胚重等性状的影响远远超过父本。子粒油分、胚油分、蛋白质和赖氨酸含量等品质性状在授粉当代子粒上,不表现杂种优势,但胚重和种子重等数量性状则有明显的杂种优势存在。无论花粉直感或母本影响引起玉米子粒成分的改变都对单穗产量和单穗产热量影响不大。种子含油量的提高有利於提高赖氯酸含量、改良蛋白质品质、但会引起千粒重下降。     

高油玉米与普通玉米混种应用效益的评价

利用高油玉米与普通玉米混种,可使玉米子粒含油率提高50%左右,改变子粒品质结构;高油115与掖单19混种产量与普通玉米清种持平,混种将提高高油玉米产量,混种栽培使玉米生产的稳产性增强;高油玉米生物产量较普通玉米高20%以上,雌穗收获期高油玉米全株茎秆鲜重较普通玉米增产30%以上.因此,混种提升了玉米生产综合利用价值。     

高油玉米种质资源的快速创新

高油玉米具有常规玉米难以相比的优越性,有可能成为未来玉米栽培的主要类型.发展高油玉米的主要障碍是种质资源狭窄.快速创造出多个遗传背景的高油玉米种质资源,是保证高油玉米继续发展的先决条件。 我国高油玉米种质资源创新始于1987年.利用日益精确的核磁共振测油技术,不断完善的选择方法,加上我们的科学态度和拼命精神,在短短十多年间,不仅创造了独具知识产权的BHO,AIHO,并把合法引进的SYN.D.O.和RYD高油群体含油量也成倍提高,使我国所掌握高油玉米种质资源之多和平均含油量之高,均达到了世界领先水平。     

br2基因对玉米的遗传矮化作用与过氧化物酶的活性

通过对三个半矮生(brachytic—2,即 br_2)玉米(Zea mays)及其高秆等基因同型系和相应的杂种 F_1主要生育期过氧化物酶活性的测定,探讨了 br_2基因的遗传矮化作用的化学机制。休眠种子过氧化物酶活性最低,种子萌发后,过氧化物酶活性迅速提高,但主要集中在种胚内;在不同器官中;根内酶活性最高,依次是叶、雌雄穗柄和叶鞘,节间的酶活性最低;根、叶、叶鞘表现为较老的组织酶活性高于新生组织,但节间的过氧化物酶活性,矮秆系以拔节期最高,高秆材料从拔节到蜡熟大致维持在稳定的水平;只有拔节期节间的酶活性高矮秆材料才表现显著差异,这种差异与成熟期株高呈显著负相关。我们设想:br_2基因很可能仅仅在拔节期对伸长中的节间发挥作用,这种作用主要通过抑制吲哚乙酸(IAA)的代谢而阻碍细胞伸长,从而最终降低植株高度。     

玉米单倍体雌雄育性的自然恢复以及染色体的化学加倍

本试验利用孤雌生殖诱导系所创造的单倍体为材料, 对单倍体雌雄育性的自动恢复 现 象以及染色体的化学加倍方法进行了初步研究。 结果表明, 平均有93.2%的单倍体雌穗 是自 然可育的, 每穗结实粒数平均为25粒。 相比之下, 雄穗的自然育性大大偏低, 但从不同 基因 型中诱导出来的单倍体的雄穗自然育性存在巨大差异, 其中     

近等基因背景下有色与无色糯玉米的营养成分分析

为了研究乳熟期有色与无色两类玉米子粒营养成分的差异 ,分析了 3组近等基因材料黄早 4× 81 1 2 ,黄早 4× 51 5,81 1 2× 51 5及其对应近等基因组合有色黄早 4× 81 1 2 ,有色黄早 4× 51 5,有色 81 1 2× 51 5的多项营养指标。结果表明 ,在授粉后 2 0天收获 ,有色糯玉米与无色糯玉米相比 ,各种糖类 ,淀粉及微量元素锌、铁、铜含量有所降低 ;而蛋白质、大部分氨基酸、脂肪含量有所增加 ;色氨酸及微量元素硒的含量增加幅度较大。综合分析认为有色糯玉米在主要营养品质方面优于无色糯玉米     

EMS花粉诱变获得高油玉米突变体

高油玉米的种质匮乏是影响其育种和生产发展的主要限制因素之一。造成这一状况的根本原因是高油玉米种质的创新速度慢。目前创造高油玉米群体的最好方法是单粒油分表型轮回选择 ,借助于核磁共振技术 (NMR) ,每轮的选择进展虽可达到 0 .6 %以上。但如将含油量为4 %普通玉米群体改造为含油量超过 12 %的高油群体仍需要 8年以上 ,这就难以适应育种的需要。为突破这一技术限制 ,加快种质创新速度 ,本课题组从 1998年开始对利用 EMS(甲基磺酸乙酯 )花粉诱变创造高油种质的可行性进行了研究 ,并在 2 0 0 1年获得了高油突变体。试验以农大 10 8…