南斯拉夫玉米自交系改良我国优良杂交种的遗传潜势研究

以9个引进南斯拉夫玉米自交系为母本、11个分属于不同优势类群的8个优良杂交种的亲本自交系为父本,组配107个杂交组合,采用Dudley方法分析了利用南斯拉夫自交系改良我国优良杂交种产量的遗传潜势、利用方法及改良的主要穗粒性状。结果表明,引进自交系具有较高的间接利用价值,9801、9802、9803、9805、9807、9808、9809可以分别通过改良不同亲本自交系的不同穗粒性状提高各杂交种的产量水平。具体改良效果还有待通过进一步的育种实践予以印证。     

玉米自交系籽粒脱水相关性状配合力分析

优异玉米自交系是玉米商业化育种的基础,配合力是评价自交系遗传力及其育种价值的重要指标。本研究以国内外14份玉米自交系按完全双列杂交设计配制的182个杂交组合及其亲本自交系为材料,对其籽粒脱水相关性状进行配合力分析,结果表明:(1)籽粒脱水速率、籽粒含水率、苞叶层数、苞叶面积在不同自交系之间差异显著,且均受环境影响;(2)配合力分析发现,Zheng12、Zheng645、PHR55、LH202作为亲本材料易配制出籽粒脱水快或成熟期籽粒含水率低的组合,尤其组合Zheng12×LH202;(3)182个杂交组合籽粒脱水相关性状的各表型值与其父母本一般配合力效应之和均呈极显著正相关。这为宜机收玉米品种遗传改良提供优异种质资源及理论依据。     

中国17个优良玉米自交系的分子标记杂合性及其与杂交种性状的关系研究

在玉米单交种育种中 ,鉴定高产杂交种和具有优良特性的自交系是一个重要的问题。研究以 1 7个优良玉米自交系为亲本 ,按照双列杂交配组合 ,利用 RAPD技术分析了 1 7个自交系的多态性以及 RAPD标记与 9个重要农艺性状 (包括产量 )的关系。基于 RAPD标记计算的相似系数聚类将 1 7个自交系分为 5个类群 ,经分析与系谱亲缘关系基本一致。杂交种性状及其特殊配合力与亲本间的遗传距离是高度相关的 ,与聚类前比较 ,聚类后平均遗传距离与平均产量、平均特殊配合力的相关系数显著提高 ,类间平均产量高于类内平均产量。RAPD技术可揭示优良玉米自交系的系谱亲缘关系 ,将自交系划分成不同的类群 ,从而为选择类间自交系杂交 ,进行亲本选配和分子标记辅助育种提供一种方法。     

玉米籽粒重金属铅(Pb2+)含量的QTL定位

铅(Pb²⁺)是现存环境最大量的有毒重金属污染元素,在我国特别是西南地区种植的玉米受重金属Pb²⁺污染日益严重,已严重影响到食物安全。文章利用玉米籽粒Pb²⁺低富集自交系178和籽粒Pb²⁺高富集自交系9782杂交衍生的重组自交系群体为作图群体,利用165对SSR多态性标记,构建了总长度为1499.85 cM、标记间平均距离为9.07 cM的分子遗传图谱,对玉米籽粒Pb²⁺含量性状进行了QTL定位分析,以期为选育籽粒低富集Pb²⁺的玉米新品种提供参考。结果表明,在Pb²⁺浓度为333.32 mg/kg胁迫下,共检测到2个与籽粒Pb²⁺含量相关的QTL,分别位于玉米第1、第4号染色体,其中qPC1位于标记区间umc1661~phi002h之间,表型贡献率为11.13%,加性效应为0.062;qPC4位于umc1117~nc005之间,表型贡献率为5.55%,加性效应为-0.044。性状相关分析结果表明,籽粒中Pb²⁺含量与穗长、穗粗、行粒数、穗重和百粒重等产量性状间均未达到显著水平,表明选育玉米籽粒Pb²⁺低富集的新自交系或杂交种不一定会影响到产量性状,而且籽粒Pb²⁺含量是一个相对独立的遗传性状。     

基于玉米导入系群体的3个农艺性状QTL分析

通过回交育种程序结合SSR标记构建以玉米自交系农系531为受体亲本、10个具有不同农艺性状的自交系为供体的染色体片段导入系群体,在该群体BC3F3世代,利用GGT32图示基因型软件和Windows QTL IciMapping v1.0对导入片段进行检测、并结合田间调查对控制玉米穗位高、穗上叶夹角和株高的QTL进行分析.研究表明,导入系群体的创建在遗传结构上改良了农系531穗位偏高、穗上叶夹角偏大的不足,并得到基本符合育种目标的改良株系.通过QTL分析,在具有相同性状改良的单株上,分别检测到4个包含穗位高、4个包含穗上叶夹角和6个包含株高QTL的共同的导入染色体片段.     

玉米骨干自交系黄早四的来源探究

玉米骨干自交系黄早四育成于20世纪70年代,具有适应性强、配合力高、株型紧凑、生育期短、灌浆速度快等优点。以其为基础材料选育衍生出数以百计的黄改系,形成我国特有的黄改群(或称塘四平头群)核心种质群。利用黄早四及其衍生系组配的杂交种已累计推广应用数十亿亩,包括目前的主导大品种郑单958、京科968等。该系在我国玉米育种史中发挥了极其重要作用,但黄早四的系谱尚未明确、来源尚不清晰。本文根据历史上所描述的黄早四选育过程,推断黄早四是由白粒的塘四平头自交系与另一个熟期更早、籽粒颜色为黄色的玉米材料"串粉"杂交,又在塘四平头自交系繁殖田中得到回交,再经人工自交选育而成。利用40对SSR核心引物对黄早四、塘四平头及1970年代初种植的9份黄粒农家种或自交系进行DNA分子指纹比对,发现黄早四与塘四平头自交系有28个位点指纹完全相同,而在剩余的12个位点中仅黄四平头与黄早四具有完全的共同带型。全基因组IBD遗传结构分析结果进一步表明,塘四平头是黄早四的主要供体,黄四平头是其另一个亲本来源。经表型形态性状契合比对,证明黄早四的表型特征和农艺性状表现符合塘四平头与黄四平头两者杂交选系的结果。破解了黄早四自交系的来源之谜。     

弱光胁迫对不同耐荫型玉米果穗发育及内源激素含量的影响

2010—2011年以耐荫性较弱的玉米杂交种豫玉22和耐荫性较强的玉米杂交种郑单958为材料,在抽雄前3 d开始进行弱光胁迫处理,吐丝后10 d恢复自然光照,研究弱光胁迫及光恢复对不同耐荫型玉米果穗生长发育及其内源激素含量的影响。结果表明:弱光胁迫下,玉米果穗生长发育明显减缓,穗长、穗粗和果穗干物质积累显著减小,秃尖度变大;穗行数、穗粒数和籽粒库容显著降低;吐丝期果穗顶部小穗子房发育停滞,已有败育迹象的籽粒在恢复自然光照后无明显改善;豫玉22果穗和籽粒性状在处理间的差异程度均大于郑单958。弱光胁迫下,两玉米杂交种果穗的ABA和ZR含量均升高,而GA含量和GA/ABA比值均降低;IAA含量和IAA/ABA比值在郑单958果穗中表现为升高,而豫玉22则表现为下降。     

不同积温对春玉米灌浆期叶片光合性能的影响

以不同抗冷型玉米品种丰单3(抗冷型)和郑单958(非抗冷型)为试验材料,在黑龙江省Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带进行大田试验,研究了不同积温对不同抗冷型春玉米灌浆期叶片光合性能的影响.结果表明: 在3个积温带,丰单3和郑单958抽雄开花期和成熟期按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ积温带顺序依次延长,籽粒容重依次降低;丰单3和郑单958叶片的RuBP羧化酶、PEP羧化酶活性对温度的敏感性不同,其中,丰单3灌浆前期(开花后0~20 d)两种酶活性高,在温度限制区可正常成熟;郑单958灌浆前期和后期(开花后0~10 d、40~60 d)两种酶活性高,中期(开花后10~40 d)对活动积温不敏感,在温度限制区不能正常成熟.两类玉米叶片的光合速率均与开花后0~10 d和30~40 d的活动积温呈显著正相关.3个积温带积温在灌浆初期和后期对春玉米光合性能影响显著,同一品种灌浆期活动积温越高,籽粒产量越高;郑单958产量均高于丰单3.     

新疆自然高温环境下玉米自交系开花期耐热性鉴定与评价

在新疆夏季自然高温环境下,以田间玉米空秆率、果穗结实率、相对结实率为主要评价指标,综合籽粒产量与穗部性状,对26份国内外玉米骨干自交系连续2年进行耐热性鉴定与评价,结合新疆当地高温干燥的气候特点,建立一套适宜玉米种质资源大田耐热性的鉴定、评价体系,为中国玉米耐热种质资源的遗传改良和新品种选育提供参考。结果表明:(1)不同基因型玉米自交系空秆率、果穗结穗率、相对结实率和耐热性差异较大,其中GW5F、GW4F、GW7F和PH6WC耐热性最强,在高温胁迫下空秆率最低,果穗结实率与相对结实率最高;其次为PHBA6、新自351等8份自交系,在高温胁迫下籽粒产量及综合表现较好;其余自交系对高温均表现敏感。(2)高温胁迫导致玉米穗部性状严重衰退,其中的穗重、穗行数和行粒数所受影响最大。(3)在年份或材料之间,玉米自交系籽粒产量与其主要农艺性状相关性差异较大,并以果穗重与籽粒产量相关性最高。(4)以相对结实率为主要指标通过层次聚类可将参试材料分为两大群,耐热性最强的GW5F、PH6WC、GW4M聚为第Ⅰ群,其余自交系聚为第Ⅱ群;第Ⅱ群中‘吉63’、Mo17等6份自交系可聚为第1亚群,PHBA6、LH82等6份自交系聚为第2亚群,郑58、新农育6390M等11份自交系聚为第3亚群。综合分析来看,该研究中表现极耐高温的4份自交系均为国外优异种质,可用于玉米耐高温基础研究和遗传改良;表现较强耐热性的8份品系多来自于新疆本地选育的材料,其遗传基础较为广泛,适应当地的高温环境,也是优异的耐热育种资源。     

聚糠萘水剂对黑龙江省不同积温带玉米籽粒灌浆的影响

2010和2011年在黑龙江省3个积温带(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)上,以不同基因型玉米品种郑单958和丰单3号为试材,研究不同环境温度下外源植物激素复配剂聚糠萘水剂（PASP-KT-NAA,PKN）对玉米籽粒灌浆过程和产量的影响.结果表明： 从第Ⅰ积温带到第Ⅲ积温带,玉米灌浆期的温度呈降低趋势;平均最低气温分别为12.16、11.40和9.56 ℃,玉米籽粒灌浆中后期有效积温不足,平均最低气温低于16 ℃,严重影响玉米的灌浆过程.施用PKN处理提高了3个积温带玉米籽粒干物质积累和籽粒灌浆速率;延迟了丰单3号籽粒灌浆速率达峰值的时间（T_max）,提早了郑单958的T_max;提高了两品种籽粒灌浆速率最大时的生长量和籽粒最大灌浆速率;缩短了籽粒的灌浆活跃期.PKN处理明显提高了3个积温带下两玉米品种的产量,第Ⅲ积温带的郑单958和丰单3号产量分别比第Ⅰ、Ⅱ积温带高82%、5.1%和3.4%、0.8%.施用外源PKN有助于玉米利用有限的积温,提高籽粒灌浆速率,降低籽粒含水量,最终增加产量.     

玉米数量性状的遗传分析 Ⅰ.我国玉米自交系的遗传潜势及其利用

以NcI交配设计和p(p-1)/2双列杂交设计抽样估计了我国玉米自交系总体和优良自交系亚总体各数量性状的基本遗传参数。结果表明,大多数数量性状遗传方差的主要分量是加性方差,显性方差较小。优良自交系亚总体各性状的遗传方差则普遍减小,说明其遗传基础更为狭窄。所以,为了不断地育出更好的自交系间杂种,迫切需要补充新的基因源。而现有的一些自交系和杂交种,则可用以合成综合种或复合种,再进行群体改良。这类群体由于加性变异丰富,在选择下将能产生较快的育种进展。     

中国17个优良玉米自交系的分子标记杂合性及其与杂交种性状的 …

在玉米单交种育种中,鉴定高产杂交种和具有优良特性的自交系是一个重要的问题。研究以１７个优良玉米自交系为亲本,按照双列杂交配组合,利用ＲＡＰＤ技术分析１７个自交系的多态性以及ＲＡＰＤ标记与９个重要农艺性状（包括产量）的关系。基于ＲＡＰＤ标记计算的相似系数聚类将１７个自交系分为５个类群,经分析与系谱关系基本一致。杂交种性状及其特殊配合力与亲本间的遗传距离是高度相关的,与聚类前比较,聚类后平均遗传距离与     

密度、种植方式和品种对夏玉米群体发育特征的影响

在豫北高产灌区的生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,研究了不同密度和种植方式对夏玉米群体发育特征的影响。结果表明:密度和种植方式对两个品种的株高、茎粗、穗位、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、干物质积累量、穗部性状、籽粒产量和经济系数的影响达到极显著水平。郑单958在宽窄行种植方式和90000株/hm2的密度下产量最高,达到14236.97kg/hm2,浚单20在宽窄行种植方式和82500株/hm2的密度下产量最高,达到13333.51kg/hm2。     

转基因玉米HGK60在不同遗传背景下抗虫性鉴定及农艺性状分析

为研究转基因玉米HGK60在不同遗传背景下遗传稳定性和抗虫效果,利用转Bt cry1Ah基因的转基因玉米HGK60为供体,通过回交转育的方式将cry1Ah基因分别导入玉米自交系郑58、昌7-2、lx05-4、lx03-2,获得转基因玉米自交系HGK60-郑58、HGK60-昌7-2、HGK60-lx03-2、HGK60-lx05-4,并杂交获得HGK60-郑单958（HGK60-郑58 × HGK60-昌7-2）和HGK60-鲁单9066（HGK60-lx05-4 × HGK60-lx03-2）,转化体特异性PCR证明cry1Ah基因已转入不同遗传背景玉米中,ELISA检测不同遗传背景转基因玉米叶片中Cry1Ah蛋白表达情况,结果表明在不同遗传背景玉米自交系和杂交种中Cry1Ah蛋白表达没有显著差异;田间人工接虫和室内玉米螟抗虫性鉴定结果表明,不同遗传背景的转基因玉米高抗玉米螟,室内接虫后4 d幼虫死亡率达到100%;对不同遗传背景转基因玉米HGK60进行农艺性状分析,结果显示与受体对照玉米相比,两者之间农艺性状没有显著差异,转基因玉米HGK60可用于抗虫玉米品种的选育。     

种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响

以高产玉米品种郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,在4个不同区域(山东农业大学、汶口、兖州和莱州)设置22500、45000、67500、90000和112500株.hm-25个种植密度,研究了种植密度对夏玉米产量及源库特性的影响.结果表明:两品种在112500株.hm-2密度条件下玉米籽粒产量和生物产量最高,分别为19132和36965kg.hm-2,与22500和67500株.hm-2密度相比,籽粒产量分别增加了72%和48%,生物产量分别增加了152%和112%.两品种单株叶面积、最大花丝数、穗粒数和千粒重随密度增大而减小,但叶面积指数随密度增大而显著提高.收获指数与粒叶比随密度增大而显著减小,当密度超过67500株.hm-2时差异不显著,表明高密度条件下玉米通过增加群体库来提高产量.     

玉米雌穗发育期基因差异表达与杂种优势的研究

杂种优势在提高粮食作物特别是玉米的产量方面具有重要的作用。然而,杂种优势的原理却仍然是一个世界性的难题。用12个玉米自交系及其按不完全双列杂交组配的33个杂交种为材料,分4个不同发育时期取杂交种及其亲本的雌穗组织,利用差异显示技术,分析杂种与亲本的基因差异表达类型及其与7个主要农艺性状的杂种表现和杂种优势的相关关系。发现1):在5种表达类型中单态表达(基因在杂交种和双亲中同时表达的类型)的数量最大,这说明杂种优势的形成不仅与基因的表达与否相关,还与大量基因的上调或下调表达相关;2):在玉米雌幼穗的发育初期杂交种与双亲的基因表达差异最大,这可能与雌穗发育初期器官的形成和发育相关,因此这一时期差异表达(在质的方面)的基因对产量性状和杂种优势的形成具有密切关系;3):综合各种基因表达类型与产量性状和杂种优势的关系,发现某些基因在杂种中的沉默表达可以促进籽粒的发育和抑制幼穗中小花的发育。     

481份国内外绿豆种质农艺性状及豆象抗性鉴定评价及遗传多样性分析

以来自21个国家和地区的481份绿豆种质资源为试验材料,通过3个年度4个试点的主要农艺性状评价,分析了9个质量性状和12个数量性状的遗传变异水平。结果表明:481份绿豆种质资源的主要表型性状变异丰富。不同环境条件下12个数量性状变异系数为5.32%～76.18%,其中小区产量、单株荚数等性状变异系数较高;遗传多样性指数为1.573～2.078,其中株高、百粒重等性状遗传多样性指数较高;相关性分析发现生育期与株高、主茎节数和主茎分枝均呈显著或极显著的正相关,说明生育期对绿豆形态建成具有重要的作用;聚类分析将481份种质材料聚为4大类群,其中第Ⅰ类群多为矮秆、直立、大籽粒以及早熟种质,可作为育种的优异亲本材料。如大粒种质C06287、洮绿3号、VC4059A和苏绿1号的百粒重均在6.50g以上,可作为改良绿豆籽粒大小的材料加以利用;早熟种质C01075、C01234、C01249在4个试点都表现出生育期较短,可作为发掘早熟基因的亲本材料;矮秆种质辽绿28号、VC1562A和潍9002-341,可作为抗倒伏育种研究的亲本材料;高抗豆象种质如C05199、C05202和C05528,可作为绿豆抗豆象育种的亲本材料。通过对数量性状进行主成分分析,6个主成分因子对表型变异的累计贡献率达到了83.41%。本研究通过综合评价481份绿豆种质资源的遗传多样性,旨在为绿豆的遗传育种和种质创新提供理论基础。     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明： 拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10 d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0 kg·hm^-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg·hm^-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5%和17.5%.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0~42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6%、47.1%、50.4%和145%、61.8%、25.6%,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0%、36.6%和13.4%、62.0%,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明:拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0kg· hm-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg· hm-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5％和17.5％.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0～42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6％、47.1％、50.4％和14.5％、61.8％、25.6％,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0％、36.6％和13.4％、62.0％,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

玉米品种耐阴性指标的筛选与评价

采用大田试验,研究了24个玉米品种在50%遮光处理下的形态、生理与产量性状的变化.结果表明：与自然光照相比,遮光处理后,玉米的株高降低,茎粗减小,雌雄间隔期延长,净光合速率减小,比叶重减小,地上部干物质量减少,果穗缩短变细,穗轴直径减小,行粒数减少,籽粒产量显著降低,其中雌雄间隔期、净光合速率、比叶重和行粒数变化的百分率与地上部干物质量和籽粒产量减少的百分率之间呈显著或极显著相关,可作为田间鉴定玉米耐阴性的有效指标.采用综合耐阴性状作为评价参数,经聚类分析表明,郑单958、浚单20、登海602等14个品种属耐阴型品种,安玉12、豫玉22等10个品种属非耐阴型品种.表明以形态、生理指标结合产量性状来评价玉米耐阴性较为客观,且简单易行.