不同杂种优势群玉米籽粒脱水速率分析

研究不同杂种优势群玉米自交系籽粒脱水速率的特性,筛选脱水速率快的自交系,为选育适应机械化作业的玉米杂交种提供借鉴。本试验采用烘干测定173份玉米自交系的籽粒的脱水速率及其相关性状,利用覆盖玉米全基因组的210对SSR标记对实验材料进行全基因组扫描,通过Structure V2.3.4 软件揭示其群体结构。对不同杂种优势群平均籽粒脱水速率进行方差分析,并筛选出各个群中籽粒灌浆速率快的自交系。研究结果如下：籽粒脱水速率在不同自交系间存在显著差异,与苞叶、穗轴及籽粒的含水率等性状间存在显著相关性。试验共筛选到脱水速率大于1%的自交系20个;授粉后40天时籽粒的含水率低于21%的自交系10个。参试自交系分成P、旅大红骨、瑞德、兰卡斯特和塘四平头5个杂种优势群;授粉后40天脱水速率依次是Reid群0.92%、Lancaster群0.85%、旅大红骨群0.82%、混合群0.80%、P群0.76%、塘四平头群0.56%。     

玉米种质资源子粒容重和品质性状差异性分析

以290份遗传多样性丰富的玉米自交系为研究材料,探究子粒容重和营养品质的关系,对不同杂种优势群的玉米子粒容重进行多重比较,筛选各杂种优势群中容重较高的自交系。研究结果表明:不同自交系的容重差异达到极显著水平,子粒容重与脂肪含量、淀粉含量分别呈极显著、显著正相关关系,与水分含量和赖氨酸含量呈极显著负相关关系,与蛋白质含量呈显著负相关关系。通径分析表明,脂肪含量、淀粉含量、蛋白质含量、赖氨酸含量和水分含量对容重的直接作用系数分别为0.2821、0.1289、-0.0558、-0.1825和-0.3376。P群、旅大红骨、唐四平头群与兰卡斯特的子粒容重在0.05显著性水平上有统计学意义。另外,瑞德群中高容重自交系包括W222、掖8112等,兰卡斯特中高容重自交系包括W64a、P167、吉63等,P群中高容重自交系包括黄昌b、R136、陕89等,旅大红骨中高容重自交系包括农系5678、Lo415、B100等,唐四平头中高容重自交系包括黄昌a、D33A、浚926等。     

中国重要玉米自交系种质资源子粒性状特征分析

玉米子粒性状是决定玉米产量的重要因素。为了解析中国重要玉米种质资源子粒性状的遗传变异基础,本研究以具有广泛遗传多样性的627份重要玉米自交系为材料,运用相关分析与逐步回归的方法,探讨了我国玉米自交系种质资源的子粒性状特征。结果表明,百粒体积与百粒重存在极显著正相关。逐步回归分析表明,百粒体积对百粒重表型变异的贡献高达78%。针对不同杂种优势群的子粒性状特征分析表明,粒宽对百粒体积的贡献率在瑞德、旅大红骨、兰卡斯特和P群中均为最大,贡献率在54%~71%之间。而在塘四平头类群中,粒厚和粒长的贡献率分别为45%和22%。该研究旨在为利用不同类型种质资源开展子粒性状遗传解析提供参考和依据。     

不同杂种优势群玉米茎秆纤维品质及配合力分析

研究建立快速测定玉米茎秆纤维品质的近红外模型,用于评价不同杂种优势群的玉米材料的茎秆纤维品质。分析纤维品质性状的一般配合力,筛选纤维品质和配合力好的材料,为培育抗倒耐密玉米品种提供借鉴。本试验以玉米茎秆基部第3节间和第4节间为材料,利用近红外光谱漫反射光谱(NIRS)技术建立测定秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的数学模型。基于建立的纤维品质模型对一年两点的94份自交系和376份杂交种的茎秆纤维品质进行预测和分析。对不同杂种优势群间整体差异进行方差分析,并评价其一般配合力效应。结果表明,各组分数学模型的校正决定系数、交叉验证和外部验证决定系数在0.801~0.998之间,各项误差在0.131~1.454之间,该模型准确性高,能较为准确预测玉米茎秆的纤维品质,为抗倒伏种质资源材料的鉴定提供参考。各杂种优势群中,旅大红骨群的纤维品质最低,P群和唐四平头群纤维品质及其一般配合力正向效应较好。共筛选出了9个纤维品质好且一般配合力正向效应高的自交系。其中P群有2个,唐四平头群有1个,兰卡斯特群有2个,瑞德群1个,混合群3个。     

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。     

三个玉米合成群体选系的配合力及杂种优势分析

采用NCⅡ遗传交配设计,通过在黑龙江省哈尔滨和泰来的两点试验,以玉米自交系Mo17、B73、444和丹340为测验种,对从群体品综1号、中综3号和陕综5号选育的18份自交系进行配合力及杂种优势分析,以探讨群体选系在我国东北早熟玉米区的利用途径。结果表明,供试自交系间一般配合力存在较大差异;陕综5号群体选系HR14、HR17和HR15、中综3号选系HR9和HR8、品综1号选系HR4的一般配合力较高。在供试的72个组合中HR15×丹340、HR17×丹340、HR9×Mo17、HR14×丹340、HR7×B73、HR8×B73、HR6×444、HR5×丹340产量的特殊配合力及对照优势较高,表现出较高的利用潜力。依据特殊配合力及对照优势分析,中综3号选系与旅大红骨群、陕综5号选系与兰卡斯特群、品综1号选系与瑞德群遗传关系较近。结合育种实践,在我国北方早熟春玉米区陕综5号×旅大红骨、中综3号×瑞德或兰卡斯特、品综1号×旅大红骨或唐四平头可能组成较大利用潜力的杂种优势模式。     

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。     

推测187份玉米自交系基因组血统与分子亲缘关系

为提高育种效率以及开展重要 QTL 和关键基因关联性分析研究, 以 187 份生产上重要玉米自交系为材料, 以 70 个均匀分布于全基因组简单重复序列(SSR)基因座鉴定出的290个等位基因多态性为分析数据, 采用联合连锁位点与混合模型分析, 推测这些自交系的基因组血缘构成以及分子亲缘关系, 并分析了全基因连锁不平衡。当亚群数目 K=5 时, 导致似然值 P 明显下降, 亚群数据 K > 6 时, 似然值 P 没有明显上升, 表明群体结构的亚群数 K 最佳推测为 6。六个亚群分别为 PA、BSSS (含 Reid)、PB、兰卡斯特 (Lancaster)、旅大红骨 (旅大红骨及其衍生系)、四平头 (唐四平头及其衍生系)。亚群间的Kullback-Leibler 距离自 0.13 至 1.06 不等, 平均为 0.599, 各亚群间区分度较好。全基因组连锁不平衡(LD)分析表明: 与四平头种质类群内相比, 遗传基础宽泛种质的基因组内存在 LD"区块"(LD block)少且小, 对重要 QTLs 与基因的关联性分析可以避免假阳性。本研究群体结构与基因组构成分析数据为这些材料育种应用与改良提供了重要信息, 也为基于这些材料的关联性分析奠定了分析基础。     

喀斯特高海拔山区玉米骨干自交系遗传多样性RAPD标记分析

以代表我国玉米6个主要杂种优势群旅大红骨、Lancaster、Reid、苏湾、墨白和塘四平头的标准测验种丹340、自330、7922、苏37、449、黄早四和适应我国喀斯特高海拔山区的玉米骨干自交系为材料,利用RAPD标记对其进行遗传多样性和杂种优势群划分.从90个随机引物中筛选出21个多态性好的引物扩增材料,共产生146条谱带,其中124条谱带有多态性,占86.3%,说明喀斯特高海拔山区的玉米骨干自交系具有较丰富的遗传多样性.通过UPGMA聚类分析,以遗传相似系数为0.632,可将我国喀斯特高海拔山区玉米种质资源的16个骨干自交系划分为5个类群.     

428份玉米自交系籽粒脱水速率的比较分析北大核心CSCD

玉米籽粒的脱水速率是决定收获期籽粒含水量的关键因素。本研究同时在新乡原阳、商丘虞城和周口郸城调查428份玉米自交系在授粉后35～55 d不同时期的籽粒脱水速率及相关农艺性状。结果表明:428份自交系的籽粒脱水速率在三地均表现出丰富的遗传多样性,与穗轴含水量、苞叶含水量呈显著相关,与籽粒含水量呈极显著相关,与穗位高、株高、雄穗分枝数、抽雄期、吐丝期无显著相关,但与苞叶数及生理成熟期的相关性并不明确;在428份玉米自交系中,授粉后35～55 d籽粒脱水速率仅与授粉后35～40 d籽粒脱水速率(生理成熟期前)存在极显著相关,与50～55 d的籽粒脱水速率(生理成熟期后)无显著相关。这表明生理成熟期前的籽粒脱水速率对授粉后35～55 d籽粒脱水速率的影响更为显著。依据生育期、授粉后35～55 d籽粒脱水速率及授粉后55 d的籽粒含水量,共筛选出生育期不同、籽粒含水量低(低于25%)、籽粒脱水速率快(大于1%)的玉米自交系共计42份。     

贵州70份玉米自交系的SSR标记遗传多样性及其杂种优势群分析

从251个SSR标记中筛选出均匀分布在玉米基因组上的88个SSR标记,用以分析评价贵州省2000年以来47个审定品种的70份亲本材料的遗传多样性。SSR标记检测的结果:88个标记共检测出466个等位基因,每个标记可检测等位基因2～18个,平均为5.31个;每个标记位点的多态性信息量(PIC)变化为0.213～0.965,平均为0.586,这表明贵州玉米自交系具有较为丰富的遗传多样性。POPTREE聚类分析结果:70份自交系分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类群。Ⅰ类群含8个自交系,以瑞德和兰卡斯特等温带种质为主。Ⅱ类群有11个自交系,以PN78599、瑞德和兰卡斯特等温带种质为主。Ⅲ类群拥有51个自交系,可分为A和B 2个亚群,B亚群还可再分为B1和B2 2个次亚群,A亚群中的10个系以我国地方温带种质为主,B1次亚群中的19个系以贵州地方亚热带种质为主,B2次亚群中的22个系以泰国苏湾热带种质为主。杂种优势利用分析的结果表明,贵州近些年在玉米育种中,主要是利用贵州地方亚热带种质和泰国苏湾热带种质2个杂种优势群,这与其多态位点百分率较高有关,与其群内SSR位点的平均等位数较多有关。贵州玉米育种利用的种质类型较少,有必要加强玉米种...     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定北大核心CSCD

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

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。     

不同杂种优势类群玉米幼胚愈伤组织的诱导及植株再生特性的评价

以Reid、唐四平头和其他种质等3个杂种优势类群共30份玉米自交系为实验材料,以玉米幼胚作为外植体,研究基因型、培养基、激素、继代培养次数对玉米幼胚愈伤组织诱导及植株再生的影响.研究结果表明供试材料均能进行愈伤组织诱导,但是只有部分自交系能再生植株.通过对不同杂种优势类群自交系玉米幼胚培养特性的分析,从Reid、唐四平头和其他种质类群的供试自交系中,筛选出了胚性愈伤组织诱导频率和绿苗分化率均较高、适合于遗传转化的受体材料,如黄野四/京24//C108/黄野四选系、黄早四/先早17//吉853选系、R43//黄野四/711选系、京7、京7黄、3189/4380选系、4380/陕综5选系、8103、先早17、18-599红、501、178和冀53.     

240份玉米自交系纹枯病抗性鉴定与评价

在人工接种条件下,连续3年对240份玉米自交系纹枯病抗性进行鉴定和评价,分析了玉米纹枯病抗性与主要农艺性状的相关性。结果表明,玉米纹枯病抗性资源较为缺乏,240份自交系中无免疫或高抗的材料,有中抗自交系4份、感病自交系18份、高感自交系218份。旅大红骨、Reid、PA和塘四平头类群自交系中未发现玉米纹枯病抗源,PB类群和Lancaster类群自交系纹枯病抗性相对较好,今后应主要从这两类种质中寻找玉米纹枯病抗源。玉米纹枯病病情指数与株高、穗位高、穗位高/株高、穗下节间数和穗下平均节间长均呈极显著负相关,这些表型可以作为非接种条件下筛选抗玉米纹枯病种质的参考指标。     

利用RFLP、SSR、AFLP和RAPD标记分析玉米自交系遗传多样性的比较研究

利用 ＲＦＬＰ、ＳＳＲ．ＡＦＬＰ和ＲＡＰＤ ４种分子标记方法研究了 １５个玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）自交系的遗传多样性,同时对４种标记系统进行比较。在供试材料中筛选到具多态性的ＲＦＬＰ探针酶组合５６个,６６对ＳＳＲ引物,２０个ＲＡＰＤ引物和９个ＡＦＬＰ引物组合,分别检测到多态性带１６７、２０１、８７和１０８条。ＳＳＲ标记位点的平均多态性信息量（ＰＩＣ）最大（０．５４）,ＡＦＬＰ标记位点最小（０．３６）,但ＡＦＬＰ标记具有最高的多态性检测效率（Ａｉ,３２．２）。４种分子标记所得遗传相似系数相关性显著,比较相关系数表明 ＲＡＰＤ可靠性较低。依据 ４种分子标记结果将 １５个供试自交系划分为塘四平头、旅大红骨、兰卡斯特、瑞德和ＰＮ共５个类群,与系谱分析基本一致。认为ＳＳＲ和ＲＦＬＰ两种分子标记方法适合进行玉米种质遗传多样性的研究。     

玉米种质资源抗矮花叶病鉴定

采用摩擦接种方法,鉴定了3995份玉米种质对玉米矮花叶病毒(SCMV-MDB)的抗病性。经重复鉴定,筛选出抗病优良自交系73份,抗病丰产杂交种80份。玉米不同类群种质,对SCMV-MDB的抗病性有明显差异,改良Reid、Lancaster、旅大红骨类群种质大部分表现感病;塘四平头、外杂先锋选系类群种质大多数表现抗病。在不同类型种质中,硬粒型、马齿型和半马齿型表现抗病的较多,糯质型较少,甜质型和爆裂型中尚未发现抗源。     

不同杂种优势类群玉米幼胚愈伤组织的诱导及植株再生特性的研究

以Reid、唐四平头和其它种质等3个杂种优势类群共19份玉米自交系为试验材料,以玉米幼胚作为外植体,研究了基因型、培养基和激素对玉米幼胚愈伤组织的诱导及植株再生的影响,结果表明供试材料均能进行愈伤组织的诱导,但是仅有12个自交系能再生植株。N6和改良N6培养基有助于提高愈伤组织的质量及其生长速度,2,4-D在愈伤组织的诱导中起着关键性作用。在诱导培养基中添加0.2mg／L的6-BA或KT会使胚性愈伤组织的诱导频率下降以及降低愈伤组织的质量。在胚状体诱导培养基中添加1mg／L的KT能促进绿苗的分化,但是浓度过高会使丛生苗分化过多。此外,通过对不同杂种优势类群自交系玉米幼胚培养特性的分析,发现在唐四平头类群的4个自交系中,黄早四的绿苗分化率仅为0.5％,其它3个自交系不能再生植株。但是,从Reid和其它种质类群的供试自交系中筛选出了胚性愈伤组织的诱导频率和绿苗分化率均较高的、适合于遗传转化的受体材料,如3189／4380、4380／陕综5、8103、先早17、18-599红、18-599白、501、178和冀53。     

玉米耐盐种质筛选及群体遗传结构分析

本研究采用盆栽法评价了157份玉米自交系的苗期耐盐性,并利用115对SSR标记解析了耐盐自交系的群体遗传结构。结果表明,T5V、N1026、农大1145及4S等10份玉米自交系为高耐盐玉米种质;处理后10d株高、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重及存活率可作为玉米苗期耐盐鉴定的重要指标;利用SSR分子标记,结合系谱资料,将157份自交系划为6个类群,其中具有通系5血缘（Ⅰ类群）、泰国糯玉米种质血缘（Ⅲ类群）及旅大红骨、黄早四等血缘（Ⅵ类群）的自交系耐盐性较强,是开展玉米耐盐育种的重要种质类群。本研究筛选到的耐盐种质将为玉米耐盐遗传机制研究、玉米种质遗传改良及耐盐分子育种提供优异的基因资源。