On Significance of Heterotic Group Theory in Hybrid Rice Breeding

Heterotic group theory （HGT） has played a major role in supporting hybrid maize breeding for about 100 years. The basic content and studies of HGT, and its application in rice and maize were summarized in this paper. Additionally, difficulties and challenges for hybrid rice breeding in China were analyzed, and necessity and urgency in hybrid rice breeding by using HGT were proposed.

基于分子标记技术玉米抗粗缩病种质资源的筛选与应用

【目的】利用与3个玉米抗粗缩病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记筛选高抗玉米粗缩病自交系,并进行杂种优势类群分类和配合力分析,为玉米抗粗缩病品种的快速高效选育提供依据和方法。【方法】将抗病自交系K36与感病自交系S221杂交,从F2开始,采用单粒传的方法构建一个包括263个F9家系的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体;在不同种植环境下,对RILs进行抗病性鉴定,同时,采用与3个抗病位点qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8紧密连锁的分子标记5FR、6W53和IDP25K进行基因型分型,筛选出抗病且农艺性状优良家系;利用Maize56K SNP芯片对包括优良家系在内的24份玉米自交系进行基因型分型,根据Roger’s算法计算优良家系与其他骨干自交系之间的遗传距离,并在构建聚类图的基础上进行杂种优势类群划分;同时利用优良家系与不同类群的自交系测交配制杂交组合,在田间进行配合力测定和抗病性鉴定,筛选出抗病且杂种优势强的组合。【结果】自交系K36在qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个抗性位点处均为抗病性纯合基因型,自交系S221均为感病性纯合基因型。RILs群体的263个家系在粗缩病抗性遗传组成上分为21种基因型,3个位点均为抗性纯合基因型家系的病情指数(DSI)最小(0.281),均为感病性纯合基因型家系的DSI最大(0.776),这与抗、感性亲本的DSI表现一致(0.257和0.623);2个位点为感病性纯合基因型时,1个位点为抗病性纯合基因型的DSI由小到大的位点是Rmrdd6(0.396)、qMrdd8(0.478)和qMrdd2(0.654),结果表明,Rmrdd6抗病性最强,qMrdd8次之,qMrdd2最弱。筛选出的3个抗性位点纯合基因型家系JR2136与其他23份自交系的遗传距离变化范围为0.2234—0.2895,平均值为0.2612,与之遗传距离最小的自交系是C413,最大的是Chang7-2。根据聚类分析结果,将JR2136划分在瑞德群,与属于黄改群的自交系H92和H521配制出抗病强的优势组合,分别比郑单958增产7.01%和7.80%,表明JR2136与属于黄改群的自交系之间具有良好的配合力。【结论】玉米自交系K36对粗缩病的抗性由qMrdd2、Rmrdd6和qMrdd8等3个基因控制、呈数量遗传特征且具有基因累加效应,具有3个抗性纯合基因型的玉米品种抗病性最强。开发的与3个位点紧密连锁的分子标记在抗病品种选育和抗性种质资源筛选上具有实用价值,利用分子标记进行辅助选择和基因聚合的方法选育抗病性强的优势组合应用于生产切实可行。

根据产量特殊配合力分析玉米自交系杂种优势群

采用NCII设计 ,以Mo17、B73、黄早四、丹 340、K12、K2 2为测验种 ,12个自交系为被测系 ,通过两年、两点完全区组试验设计 ,分析了 18个玉米自交系的配合力和杂种优势群。结果表明 ,18个自交系可分为 5群 ,即兰卡斯特 (Mo17和P138)、瑞得 (B73、8112、铁 792 2和掖 10 7)、四平头 (黄早四、K12和 5 15 )、旅大红骨 (丹 340、E2 8、自 330、S37和 8 93)和PA群 (K2 2、CA15 6、掖 4 78和沈 5 0 0 3)。在 72个杂交组合中 ,K12× 8 93、B73×S37、B73× 8 93、K2 2×S37、Mo17× 8 93、Mo17×S37、丹 340×铁 792 2、丹 340×P138、丹 340×S37为 9个强优势组合。K12、S37、8 93和丹340的产量一般配合力高 ,参与组配的强优势组合较多。因此 ,这 4个自交系及其衍生系在我国玉米育种和生产中会有较大的应用潜力。

CIMMYT和我国玉米种质群体的配合力及杂种优势分析

采用NCⅡ遗传交配设计,以丹340、Mo17、掖478和黄早四为测验种,通过2年1点田间试验,分析27个国内外玉米群体(14个CIMMYT热带、亚热带群体和13个国内群体)的主要性状配合力和产量杂种优势,并划分杂种优势群。结果表明,大多数CIMMYT群体的产量和产量性状配合力及杂种优势明显优于国内玉米群体,以Suwan l、Pob43、Pob21、Pob501、Pob32、Pob502、Pob49、Stay Green、Pob28等9个热带、亚热带群体和国内群体WBM-C4的产量GCA效应较高,且与产量相关性状的GCA效应也较高;但这些群体的植株、穗位较高。在改良和使用时需设法降低株高、穗位。产量对照优势以Suwan 1、Pob21、Pob32、Pob43、Pob49、Pob501、Pob502等7个群体表现较优,尤其Suwan 1与4个测验种所组配测交组合的对照优势值均较大,分别为33.4%、47.4%、23.6%和16.8%,是本研究中表现最优异的群体。在NCⅡ遗传交配设计中,依据产量SCA结合杂种优势划分群体比较合理可靠。除金皇后外,国内其他12个群体划群合理,与系谱记载吻合。14个热带、亚热带群体中有9个划群合理。Suwan 1和Pob32在本研究中游移于四平头和非Reid之间,但根据以往实验结果和系谱关系,将它们分别归入四平头和非Reid种质更有实践意义。Pob21游移于四平头和旅大红骨之间,但参考以往实验结果,将其划入旅大红骨群更合理。另外2个群体Pob49和Stay Green不能根据现有的试验资料确切地将其划分到4个杂种优势类群中去。

高油玉米自交系的杂种优势群划分和优势模式分析

以分属Lancaster、Reid、塘四平头、旅大红骨和外引种质群等5个不同杂种优势群的代表性自交系Mo17、792 2、K12、丹340和870 1为测验种,以来自于BHO、ALEXHO、RYDHO、SYNDO等4个不同高油群体的2 0个自交系为被测系,利用NCⅡ设计分析了被测系的配合力、杂种优势群、杂种优势模式及其在生产实际中的利用价值。结果表明,2 0个高油自交系可分为2个杂种优势群,第一群主要为RYDHO(Reid高油)和SYNDO (SyntheticDiseasedOil)群体选系;第二群主要为ALEXHO(Alexanderhighoil)和BHO(北农大高油)群体选系。根据高油玉米种质的杂种优势类群和杂种优势利用模式划分结果,综合分析得出高油玉米种质与普通玉米种质杂种优势利用的9种模式,即ALEXHO×外引种质,ALEXHO×Reid ,ALEXHO×旅大红骨,BHO×外引种质,BHO×Reid ,RYDHO×Lancaster,RYDHO×塘四平头,SYNDO×外引种质,SYNDO×旅大红骨。其中ALEXHO×外引种质、ALEXHO×Reid、ALEXHO×旅大红骨、BHO×外引种质、BHO×Reid为5种主要模式。ALEXHO和BHO为选育优良高油玉米自交系的主要群体。

黄淮麦区杂交小麦亲本的杂种优势和配合力分析

为了研究黄淮麦区普通小麦品种间的杂种优势和配合力的关系并划分杂种优势群,用GriffingⅡ遗传交配设计对10个黄淮麦区普通小麦品种配制45个杂交组合,对亲本及杂交组合进行8个农艺性状的杂种优势和配合力效应分析,再根据亲本的一般配合力和性状表现划分杂种优势群。结果表明:(1)杂交小麦具有普遍的中亲优势和较强的对照优势,多数性状的超亲优势不强。单株穗数、主穗粒数表现为负向优势,致使单株产量的对照优势下降,是目前制约杂交小麦产量优势发挥的主要限制因素。(2)周98165、小偃22、西农889、郑麦366和偃展4110的产量一般配合力较高。强优势组合有豫农202×郑麦366、周98165×小偃22、小偃22×豫农202、西农2611×小偃22、烟农19×郑麦366、豫农202×邯6172、小偃22×郑麦366、烟农19×周98165、周98165×邯6172。依据双亲之一GCA或双亲GCA之和较大的要求进行亲本选配,强优势组合出现的几率较高。(3)利用配合力分析法将供试亲本划分为5类,利用性状聚类法将供试亲本划分为4类。这两种方法划分杂种优势群都是可行的。

利用配合力和SSR标记对热带和温带玉米自交系进行杂种优势群划分

本研究用代表我国温带玉米主要杂种优势群的 4个标准测验种 (B73、丹 340、Mo17和黄早四 )和来自 5个热带的玉米群体Suwan 1、Pop2 1、Pop32、Pop2 8及Antigua种族的 2 5个典型自交系 ,采用NC Ⅱ设计得到 10 0个杂交组合 ,将这些组合种植在云南省景洪、德宏、保山三种不同生态条件下进行观察鉴定 ,再根据产量进行配合力分析 ,并结合SSR分子标记进行杂种优势群划分。结果将供试自交系划分为 4个类群 ,第一群包括丹 340和黄早四 ,属国内玉米种质类群 ;第二类群包括Mo17和来自Antigua种质的M9,属Lancaster种质类群 ;第三类群包括B73,属Reid种质类群 ;第四大类群包括除M 9以外的 2 4个热带自交系 ,属于热带玉米种质。第四类群又可分为A和B两个杂种优势群 ,其中A群属于马齿型的Tuxpeno种质 ,可再分为亚群 1和亚群 2 ,其中亚群 1包括除M 15以外的Pop 2 1的 4个自交系 ;亚群 2包括M 15和M17两个自交系 ;B群是硬粒型种质 ,可再分为 4个亚群 ,其中亚群1属于Suwan 1种质 ,包括自交系M1、M 2、M 3和M5 ;亚群 2属于黄色硬粒型的Antigua种质 ,包括自交系M 6、M 7、M8、M10和来自Suwan1的M 4;亚群 3基本属于硬粒型的ETO种质 ,包括来自Pop32的M 16、M 18、M 19和来自Pop2 8的M 2 2、M 2 4;亚群 4基本属于Antigua种质 ,?

15个化杀杂交小麦亲本配合力和杂种优势群的初步研究

为给小麦杂种优势利用提供依据,以15份普通小麦为材料,采用NCⅡ设计组配44个组合,研究了8个农艺性状的杂种优势和配合力。结果表明,杂种F1的杂种优势是普遍存在的,各性状大都表现出正向优势;周麦22、西农889、西农375和罗大穗316的产量性状一般配合力相对效应较高,参与组配的强优势组合较多。在44个杂交组合中,(D177×罗大穗316)、(周麦22×花培87-8)、(周98165×西农375)、(周麦22×西农889)、(周麦22×200(1)穗2)、(周麦22×郑育麦9987)、(周麦22×07常-261)、(周98165×西农889)、(周麦22×罗大穗316)、(周麦22×西农375)为强优势组合。利用普通小麦亲本8个性状的一般配合力将15份亲本划分为5类,直接以普通小麦亲本8个性状的表现值亦可将15份普通小麦划分为5类。

三峡地区10个玉米地方品种的遗传潜势

采用ＣＮⅡ遗传交配设计，评估了１４份玉米材料（１０个三峡地区地方品种和４个外源种质）的遗传潜势，结果表明：三峡地区１０个地方品种间遗传变异丰富，１０个数量性状的一般配合力在各个地方品种间存在差异。兰花早、小麦黄、竹溪玉米、巫溪玉米１４等品种其产量及产量构成因子的一般配合力效应较好；ＢＳＳＳＣ９、墨黄九２个外源种质综合性状好，配合力高，是优良的外源种质。基于地方品种与４个外源种质在杂交产量及产量的特殊配合力上的表现，提出了如何利用这些材料组建基础群体用于群体改良的初步设想。

新疆中熟玉米自交系配合力分析和杂种优势群研究

为了研究新疆中熟玉米自交系的配合力和杂种优势模式,以13份新选育中熟玉米自交系为试材,采用NCⅡ的遗传设计,以B73、MO17、黄早四、齐319、丹340为标准测验种,13个新选育的玉米自交系为被测系,测定并分析18份玉米自交系材料的配合力和杂种优势群。结果表明,18个自交系可分为5群,即兰卡斯特(MO17、TS31)、瑞德(B73、L4-6、X1)、四平头(黄早四、8504、108F和B2)、PB群(齐319、W313、L4-10)、旅大红骨(丹340、Q3012、L4-89、L4-20、X3、B1)。其中,TS31、108F、L4-89、L4-10的一般配合力较高,可以作为优良的亲本直接用于杂交种的选育。65个杂交组合中L4-10×丹340、L4-89×B73、108F×B73、W313×丹340等13个的杂种优势比较强。可见,新疆地区SS群与NSS群配置的组合杂种优势一般较强,所有的强优势组合的两亲本一般都具有较高的一般配合力,而且产量构成因子具有互补性。

CIMMYT亚热带优质蛋白玉米自交系的配合力和杂种优势群分析

采用NCII 设计,以齐205、CA375 和CA339 为测验种,与22 个来自于CIMMYT 的亚热带QPM 自交系配制66 个测交组合,经过两年完全区组田间试验,分析22 个CIMMYT 自交系的配合力和杂种优势群。结果表明,CML181、CML182、CML194、CML179、CML193 产量一般配合力较高,在我国的QPM 种质改良中有较大的应用价值。来源于群体Pool32、UWO417、WOMTA、CYO 和Pool33 的自交系与CA375、CA339 之间的亲缘关系较近,可划在同一个杂种优势群,定为QA 群。来源于群体Pool34 和UYO 的自交系与齐205 的亲缘关系较近,可划在同一杂种优势群,定为QB 群。

四川部分玉米骨干自交系杂种优势群研究

以四川15个玉米骨干自交系及其按Giffing方法4组配的105个杂交组合为供试材料,通过配合力分析和单株产量特殊配合力、RAPD标记、SSR标记的聚类分析,研究供试自交系的配合力表现,杂优类群和杂优模式,并对不同研究方法划分杂优类群的可靠性进行比较。结果表明,单株平均产量及其构成性状GCA综合表现较好的自交系有18-599、7327、698-3、S37、48-2,单株产量SCA较高的组合中,自交系18-599和7327组配的杂交组合较多,其余自交系各自有其突出的优良特点,可根据育种要求加以利用;SSR分析可将供试的15个玉米骨干自交系较为合理地划分为4个类群和4个亚群,并发现杂优类群及其组配方式与单株产量的高低存在紧密的联系;三种聚类方法的分析结果,均能在一定程度上反映供试自交系的遗传特性,并且所划杂优类群具有程度不同的合理性,但无论从系谱关系还是从强优势组合方式来看,SSR分析结果更为准确和可靠。

10个热带、亚热带玉米群体配合力效应研究

以 5个中国主要玉米自交系为测验种 ,采用NCⅡ遗传交配设计 ,对 10个热带、亚热带玉米群体的配合力效应及利用潜力进行评价。两年研究结果表明 ,群体 2 1、群体 43和群体StayGreen的产量一般配合力依次最高 ,利用潜力较大 ;参试的 5 0个顶交组合中 ,Mo17×群体 43、自 330×群体 43、丹 34 0×群体 2 1和Mo17×群体StayGreen4个组合特殊配合力较大 ,产量最高 ,对照优势最大。根据单株产量特殊配合力结合一般配合力效应 ,将 10个热带、亚热带玉米群体初步划分 5群 ,其中Tuxpeno群、StayGreen群和P5 0 0群一般配合力较高 ,为我国温带玉米育种具有潜在利用价值的 3个杂种优势群。

利用配合力和分子标记划分玉米自交系杂种优势群

本研究以23个优良自交系为待测种,4个代表我国玉米核心种质的自交系为测验种,采用NC-Ⅱ设计组配92个杂交组合,在云南3种不同生态环境下,根据产量配合力效应进行杂种优势群分析;利用117对SSR引物检测上述27个优良自交系间的遗传多样性,并根据遗传相似系数进行聚类分析;探讨配合力与分子标记划分类群的优缺点,为今后玉米杂种优势群的研究和利用提供理论依据。

温热带玉米种质改良系配合力分析及杂种优势群划分

【目的】研究温热带玉米种质改良系杂种优势关系并划分杂种优势群。【方法】采用NCⅡ遗传交配设计对23个温热带玉米种质改良系和3个测验种配制69杂交组合,在云南省3种不同生态环境下对这些杂交组合进行农艺性状和产量配合力分析,评价群体的应用价值和利用潜力,再根据产量特殊配合力效应划分杂种优势群。【结果】自交系L1、L5、L6、L7、L8、L11、L16、L20产量一般配合力较高。10个强优势杂交组合T3×L20、T1×L8、T3×L21、T2×L20、T3×L1、T3×L11、T3×L5、T2×L6、T3×L12、T1×L4的SCA分别是13.69、28.14、24.08、9.02、9.97、6.09、9.02、17.75、14.40、16.94,除了T3×L11(6.09)均达到显著和极显著水平。【结论】温热玉米种质改良系L8、L11、L16、L20在育种中利用潜力较大,尤其是L11和L20是不可多得的温热玉米改良系。本研究将供试改良系划分为3大类群:L3、L5、L6、L11、L17、L19、L20、L21、L23与掖107划分为Reid群;L1、L2、L12、L13、L16、L18、L22和YML1671划分为非Reid群;L4、L7、L8、L9、L10、L14、L15和YML146划分为Suwan1群。

论杂种优势群理论对杂交稻育种的指导意义

杂种优势群理论是杂交玉米育种历经百年而不衰的重要理论支柱。概述了杂种优势群理论的基本内容,以及在玉米和水稻两大作物中的研究和应用。分析了我国杂交稻育种面临的挑战,指出了用杂种优势群理论指导杂交稻育种的必要性和紧迫性。

17个玉米新选系的杂优类群及主要性状相关与通径分析

以宜宾市农科院玉米所新育成的17个自交系和西南地区目前常用的11个骨干系为材料,采用不完全双列杂交设计,对供试自交系行了杂优类群分析及主要农艺经济性状的相关与通径分析。结果表明,按GCA聚类,供试自交系间遗传差异较大,可分为5个杂种优势群;按单株产量SCA聚类,17个新选系可分为4个杂种优势群;行粒数和穗行数对单株产量的直接作用达极显著性水平,百粒重对单株产量的直接作用达显著水平。

优良玉米自交系"87-1"穗部性状的配合力分析及其杂优类群的划分

以自选系87-1,87-3及14个国内常用的优良玉米自交系为亲本按griffing4双列杂交模式设计,组配成120个单交组合,采用格子方排列进行试验,对产量、穗长、穗粗等6个穗部性状的一般配合力和特殊配合力进行了分析.结果表明,在这16个自交系中,87-1和87-3两自交系产量的一般配合力值处于中等水平,但穗粗性状的一般配合力值最为突出,居于各自交系之首.就产量性状而言,在87-1所组配的杂交组合中,该系与HZ32和综3的特殊配合力效应值最高,对照优势分别达13.31%和9.85%.聚类分析结果表明,自交系87-1与外杂选亚群的许178和P138的关系最近,可聚为一类.

热带、亚热带玉米自交系与温带自交系遗传关系研究

以 9个热带、亚热带玉米自交系和 5个代表中国温带主要杂优群的自交系为材料 ,利用SSR分子标记技术和NC -Ⅱ遗传设计的田间试验方法 ,研究了它们之间的遗传关系。结果表明 ,温热杂交组合掖 478×CML31 0、Mo1 7×CML1 0、黄早 4×CML1 0 7、旅 9×CML31 0、自330×CML31 2产量特殊配合力较高 ;根据SSR标记遗传多态性结果将供试自交系分为 6个杂优类群 :第 1类群包括CML1 0、CML2 65 ,第 2类群包括CML2 7、CML96、CML2 95、Mo1 7,第3类群包括CML32 3、黄早 4 ,第 4类群包括CML31 0、CML31 2、自 330、丹 340 ,第 5类群包括CML1 0 7,第 6类群包括掖 478;

优质蛋白玉米自交系产量的特殊配合力及其杂种优势模式的初步分析

对从国际玉米小麦改良中心 (CIMMYT)引入的及省内自育的 10个优质蛋白玉米 (QPM)优良系进行了配合力分析及杂模式的初步研究。通过部分双列杂交获得 4 5个杂交组合 ,并种植在云南省的3种不同生态条件下进行观察鉴定。产量的方差分析结果表明 ,品种之间、环境之间的差异达到极显著水平 ,而重复之间不显著 ;产量的一般配合力差异达极显著水平 ,而特殊配合力的差异不显著。杂交组合 CML147× YML2 3具有最高产量 (85 12 .95 kg/hm2 ) ,杂交组合 YML10 2× YML12具有最低产量 (1486.0 5 kg/hm2 )。自交系 YML2 3产量的一般配合力效应值最高 (90 .90 ) ,自交系 CML149(35 .19)和 CML147(30 .5 7)产量的一般配合力效应值也较高 ;而自交系 CML174产量的一般配合力效应值最低 (- 66.2 3)。自交系 CML 140与 YML 10 2具有最高的产量特殊配合力效应值 (95 .95 ) ,自交系CML 140与 YML 2 9产量的特殊配合力效应值也较高 (86.31) ;而自交系 YML 12与 YML 10 2产量的特殊配合力效应值最低 (- 178.19)。根据杂交组合产量性状的配合力分析 ,可初步将这 10个优质蛋白玉米自交系划分为 4个杂种优势群和