我国玉米自交系茎秆性状多样性分析

研究我国玉米自交系茎秆性状特征及其多样性,是培育宜机收玉米品种的重要前提。本研究以兰卡斯特、PB、四平头、旅大红骨和瑞德五大主要类群70份主要玉米自交系为材料,调查12个茎秆相关性状(茎高、穗位高、穗位系数、茎节数、穗位节、穗节系数、穗茎长、穗茎粗、茎鲜重、茎干重、含糖量和含水量),分析性状相关性和类群多样性。结果表明,我国地方种质四平头和旅大红骨茎秆性状表型变异丰富;灌浆期玉米茎秆含水量比较稳定;玉米植株高度与茎节长度显著相关;玉米雌、雄穗节之间的节间数比较恒定;玉米茎秆含糖量与茎节长度、茎粗、果穗着生位置有关;有效降低穗位高度应从降低果穗着生节入手;类群茎秆特征鲜明:兰卡斯特茎节较少,瑞德茎秆较粗,PB茎秆较细,旅大红骨茎秆较粗、茎节较短,四平头植株较矮、茎秆含糖量较低、干物质含量较低;兰卡斯特×四平头和兰卡斯特×PB类群间存在较强的生物量及籽粒产量杂种优势;挖掘和利用茎节较长、穗位较低的玉米地方种质是我国宜机收玉米育种的技术途径。本研究结果对玉米育种具有重要指导意义。     

不同玉米自交系茎秆上部维管束数目的差异分析

茎秆维管束数目是玉米养分运输和抗倒伏的关键影响因素,本研究以遗传丰富的172份玉米自交系为研究材料,对茎秆上部小维管束和大维管束数目进行差异性分析,并通过不同杂种优势群的玉米茎秆上部维管束数目多重比较,分析各杂种优势群维管束数目变化趋势.研究结果表明:在不同玉米自交系中,茎秆上部小维管束和大维管束数目变异系数分别为16...     

生物辐射场对玉米自交系诱变效应研究

用小麦群体辐射场,经自制生物场辐射仪的收集、放大,会聚于共振控内,对萌发玉米种子进行辐照,研究小麦群体辐射场对玉米的诱变效应。试验结果表明,小麦群体辐射场可诱导玉米植株形态产生变异,获得多茎多穗玉米突变类型,按青贮饲料指标测产,产量比对照组显著提高。     

玉米自交系秸秆品质性状鉴定与评价

利用近红外漫反射光谱法,对50份常用普通玉米自交系和50份高油自交系秸秆的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、可溶性糖(WSC)和粗蛋白(CP)4个品质性状进行了鉴定评价和相关性分析。结果表明,各品质性状变异较大,各性状自交系间差异均达极显著水平。不同品质性状变异程度不同,其中WSC含量变异最大,变异系数达34.23%。WSC与NDF、ADF极显著负相关,NDF与ADF含量极显著正相关。高油系表现为高WSC、CP和低NDF、ADF含量,总体上高油系秸秆品质优于普通玉米。     

不同种植密度下玉米茎秆纤维性状和抗倒性相关分析

以290份遗传多样性丰富的自交系为材料,研究不同种植密度下茎秆抗推力和纤维品质性状与茎秆抗倒性之间的关系;对不同杂种优势群的抗推力和纤维素含量进行多重比较,并筛选茎秆抗推力和纤维品质性状优良的自交系。结果表明:不同种植密度和不同自交系间的抗推力的显著性差异均达到显著水平。抗推力与纤维素含量在高密度和低密度条件下均呈极显著正相关关系。多重比较结果显示,高密度条件下的纤维素含量在不同类群间没有显著性差异,高密度和低密度条件下的抗推力和低密度条件下的纤维素含量存在类群间的显著性差异。不同杂种优势群中,抗推力和纤维素含量在两个密度下均表现稳定优良的自交系,瑞德群分别包括4个和3个,兰卡斯特分别包括1个和5个,P群分别包括2个和2个,旅大红骨分别包括2个和1个,塘四平头分别包括2个和1个。     

水、旱条件下水稻茎秆主要抗倒伏性状的QTL分析

以粳型旱稻IRAT109和粳型水稻越富杂交的116个DH株系的群体为材料,利用已构建的分子标记连锁图(包括94个RFLP标记和71个SSR标记),定位了水稻茎秆主要抗倒伏性状的QTL。在水田、旱田栽培条件下,考查了乳熟期DH系及其亲本的茎基粗、茎秆长及茎秆强度等性状。相关分析表明,茎基粗与茎秆长、茎基粗与茎秆强度及茎秆长与茎秆强度间均呈极显著正相关。利用QTLMAPPER进行水、旱田单环境定位分析及水、旱田联合定位分析定位了控制这些性状的QTL。水、旱田单环境定位分析结果表明：3个性状共检测到9个加性QTL和5对上位性QTL;联合定位分析表明：茎基粗、茎秆长共检测到6个加性QTL和6对上位性QTL,其中6个加性QTL和1对上位性QTL在两种方法下都检测到。旱田条件下检测到2个加性及2对上位性QTL(bctla、ct9、c16a-c16c和cs5-cs12)对表型变异的贡献率(简称贡献率)大于30％。这些高贡献率QTL可能对旱田条件下旱稻抗倒伏分子育种有重要意义。     

基于DUS测试性状的玉米自交系形态多样性分析

利用DUS测试中的47个性状对15份普通玉米自交系和13份糯玉米骨干自交系进行了形态多样性研究。结果表明:本研究所选用的普通玉米自交系较糯玉米自交系的形态变异更为丰富;47个性状的Shannon-Weaver多样性指数存在较大差异。聚类分析表明,糯玉米自交系紧密地聚在一起,与普通玉米自交系存在较大形态差别。DUS测试性状涵盖的信息量大且受环境影响相对较小,可应用于玉米自交系的形态多样性分析。     

不同基因型玉米自交系锌营养敏感性差异研究

采用营养液培养,对5个不同玉米自交系5种供锌处理的营养特性进行研究。结果表明,不同玉米自交系对不同浓度辞反应的敏感性不同,最适宜的锌浓度为10^-7mol／L,最不适的辞浓度是10^-9moL／L;不同浓度的锌对玉米自交系生长的效应不同,对茎叶的生长影响较大,对根生长的影响相对较小;SN-11为锌敏感玉米自交系。178、邢K36、昌7—2为锌中度敏感基因型,鲁原92接近锌高效基因型。     

玉米重要自交系的肿囊腐霉茎腐病抗性鉴定与评价

由肿囊腐霉菌(Pythium inflatum Matthews)引起的玉米茎腐病是影响玉米产量的一种重要病害。为进一步拓展可利用的抗源,于2010-2011年在田间采用人工接种方法对287份重要的玉米自交系种质进行了玉米茎腐病的抗性鉴定评价。结果表明,287份鉴定材料中有171份自交系对茎腐病的抗性达到中抗以上水平,占鉴定材料的59.58%,其中高抗自交系共43份,占鉴定材料总数的14.98%;感病类型自交系共116份,占鉴定材料的40.42%,其中高感自交系共95份,占鉴定材料总数的33.10%。Lancaster、Reid及P群种质中具有丰富的茎腐病抗源,而塘四平头种质群中茎腐病抗源相对缺乏,多为感病类型。该研究结果可为今后我国玉米茎腐病抗性种质的引进和改良提供重要参考。     

二十八份玉米自交系的RAPD亲缘关系分析

采用RAPD技术,对28份玉米自交系的亲缘关系进行分析。旨在DNA水平上揭示玉米自交系之间的亲缘关系,为进一步提高玉米杂种优势利用水平提供有益的信息从100个10bp随机引物中筛选出24个多态性较好的引物,对28份玉米自交系DNA进行扩增,扩增出24张DNA指纹图谱,其中多态性DNA谱带106条,占总扩增带数的64％。利用DNA扩增结果进行聚类分析,建立了28个玉米自交系的亲缘天系树状图,将供试材料划分为五个类群,RAPD分析结果与已知系谱的亲缘关系基本一致。     

中国骨干玉米自交系抗旱性分析与评价

在新疆典型干旱、半干旱地区,通过玉米自交系的14个主要产量性状对干旱胁迫的响应特征进行分析,用主成分分析法筛选其抗旱性的主要鉴定指标,并采用抗旱系数和抗旱指数对自交系的抗旱性进行聚类分析,综合评价47份自交系的抗旱性。结果显示:(1)干旱导致玉米自交系株高、穗位高、叶绿素含量降低,果穗短小,秃尖增大,穗行数和行粒数减小,千粒重和穗粒重降低,最终造成产量下降。(2)各自交系抗旱性强弱与干旱条件下的穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等性状具有较密切的关系,其中抗旱性表现较好的自交系是掖52106、英64、478等,其次是Mo17Ht、Mo17、丹340、郑58、X178、C103等。研究表明,在育种实践中,田间自交系抗旱性筛选应以穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等为主要指标,并结合产量抗旱系数、抗旱指数对自交系抗旱性进行综合评价。     

高油玉米优良自交系再生体系的建立

以供试的5个高油玉米优良自交系为材料,建立了一个高效的高油玉米幼胚再生体系.研究表明,高油玉米幼胚组织培养的最适幼胚长轴长度在0.5 mm～2.0 mm左右;MB培养基是最适的胚性愈伤组织诱导培养基;各材料胚性愈伤组织诱导率差异较大,以4K261和4K296的胚性愈伤诱导率较高;不同材料最适的继代培养条件存在差异,但基因型仍然是决定各自交系胚性愈伤组织的继代能力的主导因素,其中以4K261最佳.5个自交系均能分化出幼苗,但分化率差异较大,以4K059分化率最高,达82.0 %;其次是4K261和4K296,分别为63.2 %和59.0 %;4K060和4K061表现最差.所以4K059、4K261和4K296均可作为遗传转化的受体材料.该体系的建立为高油玉米的遗传转化奠定了基础.     

淀粉含量不同的玉米自交系籽粒淀粉积累及其关键酶活性

以2个高淀粉和2个低淀粉玉米自交系为材料,分析了玉米籽粒淀粉的动态积累规律,同时对高低淀粉玉米籽粒灌浆过程中淀粉生物合成关键酶活性的动态变化及其与淀粉积累动态的相关性进行讨论分析。研究结果表明:灌浆过程中4个自交系淀粉含量变化趋势均呈sigmoid型曲线。灌浆过程中ADPG-PPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(颗粒结合淀粉合成酶)活性均呈单峰曲线变化,峰值都出现在20～30DAP(授粉后天数)。2个高淀粉自交系的Q酶(淀粉分支酶)活性也呈单峰曲线变化,峰值也出现在20DAP,而2个低淀粉自交系的Q酶活性则呈双峰曲线变化,2个峰值分别出现在15～20DAP和30～35DAP。4个自交系籽粒淀粉的积累速率与各自交系ADPG-PPase、SSS和GBSS的活性变化呈极显著正相关。各自交系关键酶活性之间,ADPG-PPase、SSS和GBSS三者间活性变化呈极显著正相关,这3种酶活性变化与Q酶活性变化也呈不同程度的正相关。     

玉米优良自交系成熟胚再生体系的建立

选用生产上广泛应用的10个玉米优良自交系,用幼胚通过组织培养研究其再生特性,结果表明:玉米自交系基因型间的培养能力有较大的差异,自交系178的再生率高达78%。在此基础上以其中的178玉米优良自交系为材料,研究了影响玉米成熟胚再生的各种因素,结果表明:高浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)(4.0 mg/L)是诱导愈伤组织必须的;在继代培养基中添加适量的2,4-D(2.0 mg/L)、6-苄基嘌呤(6-BA)(0.2 mg/L)和硝酸银(10 mg/L)显著增加胚性愈伤组织的形成;在分化培养基中添加0.5 mg/L 6-BA有利于提高愈伤组织的分化频率。该再生体系的建立,为以成熟胚为受体系统的遗传转化体系的建立奠定了基础。     

具有高再生性且对农杆菌敏感玉米自交系的筛选

以70个高代玉米自交系的幼胚为材料在NB培养基上进行离体培养,通过多次继代选择,从中筛选出了胚性愈伤组织诱导率高、克隆能力强的10个自交系,将这10个自交系的一部分胚性愈伤组织用作绿苗再分化,研究其再生能力;另一部分用农杆菌C58和GV3301转化,利用植物载体中携带的gus和g彦报告基因的瞬时表达为指标研究玉米基因型对农杆菌的敏感性。绿苗再分化结果表明,10个自交系都具有绿苗再分化能力,其中自交系6010、6038、6015、6051和6060的绿苗再分化力相对较高,分别为61．11％、31．94％、45％、33．33％和156．94％。gus瞬时表达率方差分析结果表明：玉米基因型对农杆菌C58的敏感性存在极显著差异,在自交系6034、6038的胚性愈伤组织上没有检测到gus瞬时表达,即这两个基因型对农杆菌C58不敏感,不能被其转化;其他7个基因型的平均gus瞬时表达率均大于70％,说明这7个基因型对农杆菌C58敏感。GFP荧光检测结果表明,在自交系6034、6038、6069和6010的胚性愈伤组织上没有检测到gyp瞬时表达,在其他6个自交系上检测到绿色荧光蛋白的表达。因此,认为自交系6015、6051和6060是对农杆菌GV3301敏感且具有高再生能力的玉米转基因受体材料;自交系6051、6010、6015、6060和6050是再生能力强且对农杆菌C58敏感的玉米转基因受体材料。     

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(AS-9)耐盐突变体的遗传变异分析

以玉米基础自交系(AS-9)及其化学诱变自交系M4为实验材料进行耐盐性鉴定,同时利用44对可能与根系性状有关联的SSR引物进行遗传变异分析。结果表明,诱变M4幼苗经200和250 mmol·L-1 NaCl盐胁迫处理7 d后,IV400、IV1600根数比AS-9对照分别增加23.1%、19.1%,诱变IV1600初生根1、2、3根长分别为对照的1.33、1.70、2.15倍;同时在M4玉米试材中扩增出多态性条带的引物25对,占引物总数的56.82%;诱变自交系M4与AS-9的遗传相似系数平均值为0.6563,遗传相似系数中心化后,数据在-0.04处可把材料分为三个类群,基础材料AS-9为Ⅰ类,M4代IV1400、IV1600、IV2000聚为Ⅲ类,其余诱变系为Ⅱ类。此外,6对引物的SSR-PCR产物进行序列差异检测,结果产生新的基元和基元重复次数变化,说明系列化学诱变已使玉米自交系AS-9产生了显著的遗传变异。     

Comparison of Linkage Disequilibrium in Elite European Maize Inbred Lines using AFLP and SSR Markers

Application of association mapping to plant breeding populations has the potential to revolutionize plant genetics. The main objectives of this study were to (i) investigate the extent and genomic distribution of linkage disequilibrium (LD) between pairs of amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers, (ii) compare these results with those obtained with simple sequence repeat (SSR) markers, and (iii) compare the usefulness of AFLP and SSR markers for genomewide association mapping in plant breeding populations. We examined LD in a cross-section of 72 European elite inbred lines genotyped with 452 AFLP and 93 SSR markers. LD was significant (p < 0.05) for about 15% of the AFLP marker pairs and for about 49% of the SSR marker pairs in each of the two germplasm groups, flint and dent. In both germplasm groups the ratio of linked to unlinked loci pairs in LD was higher for AFLPs than for SSRs. The observation of LD due to linkage for both marker types suggested that genome-wide association mapping should be possible using either AFLPs or SSRs. The results of our study indicated that SSRs should be favored over AFLPs but the opposite applies to populations with a long history of recombination.     

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。