玉米改良群体MM中选系的产量配合力及杂种优势分析

【目的】筛选出玉米优良自交系和杂交组合,探明玉米MM群体的育种潜势、所属杂优群体及杂优模式,为其进一步改良和利用提供依据。【方法】以6个分别代表我国玉米主要优势群的自交系(丹598、WN11、武109、丹599、X104和昌7-2)为测验种,采用NCⅡ遗传交配设计,对选自玉米MM改良群体的9个自交系进行配合力及杂种优势分析。【结果】MM群体中自交系3、4、5、7和9具有较高的产量一般配合力(GCA)相对效应值;组合9×丹599、6×WN11、3×武109、8×WN11和1×丹598的产量特殊配合力(SCA)相对效应值较高;9×丹599、3×武109、5×丹598、4×丹599和7×丹598的产量配合力总效应(TCA)较高;9×丹599和3×武109的产量对照优势较强;MM群体与WN11和X104间杂交无优势,而与丹598和丹599杂交优势较大。【结论】玉米MM群体中自交系3、4和5产量GCA较高,可用于配制组合;组合9×丹599和3×武109较对照增产,可进一步进行试验;MM群体与兰卡斯特群和瑞德黄马牙群种质亲缘关系较近,为这两类血缘兼有的优势群,可与旅大红骨群及P群构建杂优模式。

中国主要玉米改良群体杂种优势组合模式的初步评价

以13个玉米改良群体和4个标准测验种为材料,采用NCⅡ遗传设计,测定并分析了群体产量配合力、杂种优势、杂优模式和农艺性状。结果表明,WBM C4、豫综5号、辽旅综群、中群14 黄综群5个群体产量一般配合力较高。在群体与测验种的52个杂交组合中,12个组合产量与单交种对照相当,特殊配合力较高,其中掖478×黄综群、黄早4×中群14、丹340×黄综群、黄早4×豫综5号4个组合比对照增产,对照优势为2 29%～4 82%。研究结果既说明了中国玉米群体改良取得的研究进展,又为这些改良群体进一步改良、利用和杂优组合模式构建提供了依据。

8个热带玉米改良群体与贵州玉米地方种质的配合力

为挖掘和拓宽贵州优良玉米种质资源,利用5个贵州玉米地方品种为父本,中国农业科学院提供的8个热带玉米改良群体为母本,按NCⅡ设计组配,对其配合力进行研究。结果表明:贵州玉米地方品种中册亨Suwan黄包谷和地33综合性状的一般配合力高,8个热带玉米改良群体中中群11、中群24和中群27综合性状的一般配合力高,40个杂交组合中中群27×册亨Suwan黄包谷、中群26×地33,中群23×地33,中群11×平塘黄包谷,中群22×马场小黄包谷,中群28×吊南早,中群25×平塘黄包谷,中群22×地33,中群23×平塘黄包谷,中群11×吊南早等组合具有较强的特殊配合力,可进一步组建新的群体和选择优良自交系。

国外玉米改良群体的引进与利用

玉米改良群体是经人工合成和选择创造的种质资源。优良的改良群体具有遗传多样化、抗逆性强、适应性广、丰产等优点。既可直接用于生产,又是选育新系的理想材料。我区是引进和利用国外玉米改良群体较早的省区之一。已鉴定筛选出一批材料提供育种和农业生产应用。

玉米综合种和三个改良群体的表现及近交衰退现象

近交可定义为比群体内平均亲缘关系更密切的个体之间的交配。这种现象对于轮回选择是很重要的,因为天然近交是发生在小群体中的。轮回选择重新组合被选个体,这将由于随机遗传漂移而最终导致近交衰退,因为通常只有10至20个个体参加这种重组(Hallauer 和Miranda,1988)。

基于热带玉米种质改良群体的8个主要农艺性状评价

热带玉米种质被广泛应用于我国南方玉米育种实践中,评价其改良过程中主要农艺性状的遗传变异对于现代玉米育种具有重要意义。本研究以温热改良群体墨瑞1号、苏兰1号和苏湾1号为材料,分别在贵阳、海南对8个株型和产量相关性状进行鉴定,结合系谱信息对不同性状的变异进行评价。结果表明,对于墨瑞1号和苏兰1号,随着改良世代的增加,株高、穗位高的变异系数降低;而苏湾1号群体则随着改良世代的增加,株高、穗位高和穗上叶片数的变异系数均呈增大的趋势。几个主要农艺性状之间均呈现出极显著的相关性;其中各性状间的显著性p值的排序为:苏湾1号<苏兰1号<墨瑞1号。这些研究结果表明,受相同选择目标的影响,随着改良世代的增加,目标性状之间的遗传变异在变小,该研究结果将为热带种质利用提供一定的数据支撑。

豫综5号玉米群体产量性状轮回选择改良效果分析

以半姊妹和相互半姊妹轮回选择改良的豫综5号5个轮次群体为材料,通过2点产量比较试验,对豫综5号群体产量及穗部性状的改良效果进行了比较研究.结果表明,随着改良轮次的增加,豫综5号群体的单株产量逐轮提高,平均每轮提高6.36%,其中,半姊妹轮回选择改良的3轮群体平均每轮提高6.30%,相互半姊妹轮回选择的改良群体提高5.51%,群体产量的变异系数从15.4%下降到12.8%,基本符合选择预期效果,群体内仍有较丰富的变异,说明2种选择方法对群体单株产量的改良是有效的.对改良群体穗部性状的比较发现,穗长和行粒数分别提高5.27%和9.96%.说明穗长和行粒数的改良效果明显,它们的提高是群体单株产量提高的主要因素.本研究还对相互轮回选择的方法和豫综5号群体改良利用等问题进行了探讨.

玉米新改良群体多酚氧化酶活性变化

选用36份新种质合成相互轮回选择的2个基础群体(NRRSPⅠC0和NRRSPⅡC0)及常规的6个玉米优势群,测定多酚氧化酶(PPO)活性,探讨其利用前景。结果表明,Tan-HzC5酶活性最高,抗病性最好,且Tan-HzC5、NRRSPⅡC0与ReidC2的PPO活性处于同一较高水平;Luda、PFC5的活性最低,与前三者差异极显著;Pn6C4、NRRSPⅠC0和Lan.C2居中。NRRSPⅡC0与NRRSPⅠC0田间表现高抗玉米大斑病和小斑病,Luda高度感病。PPO活性高低与田间抗感病害的试验结果相吻合。

控制双亲混合选择对不同玉米合成群体的改良效应

基于田间试验的统计分析和SSR分子标记的遗传参数评估,分析了3个玉米人工合成群体GP3、GP4和GP5经4轮控制双亲混合选择的改良效应。结果表明,多数性状在不同群体及不同轮回间存在真实的遗传差异,粒深遗传增益以GP4>GP5>GP3,穗行遗传增益以GP3>GP5>GP4,各个群体C4的粒深、穗行均值都显著或极显著大于C0,直接选择效应显著;株高和穗位高随选择周期增加呈明显增加趋势,且GP4的增幅显著大于GP3和GP5,单株产量及穗粗的遗传增益以GP4大于GP3和GP5,各群体多数产量性状的均值以C4显著大于C0,相关选择效应显著;除株高、穗位高外,其他性状GCA变异群体间差异达显著或极显著水平,GP5多数产量性状的GCA优于GP3和GP4,各群体多数产量性状的GCA效应值随改良进展呈增加趋势,对照优势大于8%的大部分测交组合均为各群体C4所配组合,间接选择效应显著;随改良世代进行,群体部分性状的表型变异系数虽有所减小,但变化幅度不大;基于SSR分子标记估算的群体内遗传相似系数,GP3和GP4改良后代呈略增趋势,GP5变化不大,对于群体基因型数,GP3和GP4随改良代数增加呈略减趋势,GP5呈略增趋势。上述结果说明,适度控制双亲混合选择在有效改良群体的同时,还能较好地保持群体的遗传多样性,但不同基础群体及不同性状间,其改良效应存在一定的差异。

1Dx5亚基特异PCR标记在小麦品质性状群体改良中的应用

利用1Dx5亚基特异PCR标记对改良品质性状的Ta1小麦轮回选择群体C4进行了分子检测,并通过SDS-PAGE电泳对其结果的验证,以探讨群体5亚基基因型的组成及其特异PCR标记用于轮回选择的可行性。结果表明(1)1Dx5亚基特异PCR标记在具有1Dx5亚基的单株中均扩增出450bp的基因片段,生化标记检测也证明所有能扩增出450bp片段的单株均含有5亚基的条带,分子标记与生化标记结果一致,而且PCR扩增结果的重复性好。说明1Dx5亚基特异PCR标记的选择准确率高,完全可用于Ta1小麦群体改良中1Dx5亚基基因型的检测;(2)构建的轮回选择群体C4中携带1Dx5亚基的优质基因型比例高,达56.81%,且大都伴随与之连锁的10亚基出现。生化检测表明群体中同时产生5+12稀有亚基和14+15与5+10的聚合体。

改良HS相互轮回选择法对两个玉米群体的改良

对MZZ3(改良中综 3号 )、MZZS4 (经 4轮MS1改良的中综 4号群体 )完成了 2轮改良半同胞 (HS)相互轮回选择。结果表明 ,两群体以籽粒产量为主要选择目标 ,经两轮改良HS相互轮回选择 ,与各测验种间的测交组合产量、杂种优势都获得了逐轮提高。测交组合产量每轮增益 (ΔG)在 2 85kg hm2 (5 .5 % )到 6 88kg hm2 (13.0 % )之间。同时 ,两群体ΔG都以MZZS4C2×MZZ3Cn和MZZ3C2×MZZS4Cn最大 ,其次为掖 4 78×MZZ3Cn、P178×MZZ3Cn及黄早四×MZZS4Cn、丹 340×MZZS4Cn ;杂种优势每轮增益 (ΔG)在 193kg hm2 到 4 2 1kg hm2 之间。两群体一般配合力均得到了显著改良 ,MZZ3从C0的 - 5 17提高到C2的 5 10 ,MZZS4从C0的 - 5 0 9提高到C2的 4 94。同时 ,两群体间的特殊配合力也逐轮提高。不仅如此 ,还改良了群体与测交种 (含同类种质 )的特殊配合力。从特殊配合力的获得量看 ,MZZS4C2×MZZ3Cn、MZZ3C2×MZZS4Cn最大 ,其次为掖 4 78×MZZ3Cn、P178×MZZ3Cn及黄早四×MZZS4Cn、丹 340×MZZS4Cn。杂种优势、测交组合产量的变化与配合力完全一致。改良HS相互轮回选择可同时改良群体S1、S2后代的产量 ,MZZ3每轮群体S1后代获得 10 2 %的增益 ,S2后代获得 12 .7%的增益 ;MZZS4每轮群体S1后代获得 11.8%的增益 ,S2后代获得

部分CIMMYT玉米群体改良与利用的初步研究

采用NCⅡ设计,以6个代表我国主要玉米种质的自交系为测验种与来自CIMMYT并经过初步改良的4个群体杂交,通过配合力和杂种优势分析以明确其进一步改良与利用的方向。结果表明:①可以将Pob45群体导入Reid种质,Pob45改良系×Lancaster种质可能为一个潜在的杂种优势组合模式;②可以将Pob46群体导入Lancaster种质,Pob46改良系×旅大红骨种质可能构成一个潜在的杂种优势组合模式;③可以将Pob69群体导入PA种质,Pob69×Lancaster种质可能构成一个潜在的杂种优势组合模式;④在青贮玉米育种可将Pob70群体导入PB种质,在普通玉米育种中,可将Pob70群体导入旅大红骨种质,Pob70×PA种质可能构成一个潜在的杂种优势组合模式。

群体改良法新育成高粱雄性不育系的配合力分析

选用6个高粱不育系、6个高梁恢复系,按不完全双列杂交法组配36个杂交组合,对小区产量、株高、穗长、穗粒重、穗粒数、千粒重、穗柄长和生育期等8个性状采用DPS数据处理系统进行统计分析。结果表明,不育系373A综合性状表现好,一般配合力高,是一个较理想的不育系;394A和363A表现也较突出,是有应用潜力的不育系。恢复系0-01表现较好。从产量性状分析,373A/0-01、394A/0-01是较理想的组合模式。

改良S_1后代轮回选择在玉米群体改良中应用的研究 Ⅰ.直接响应与相关响应

以玉米群体中综3号为材料,研究改良S_1后代轮回选择在玉米群体改良中的应用。通过对中综3号三轮改良S_1后代选择群体的二年三点比较试验,研究改良S_1后代轮回选择的直接响应与相关响应。结果表明:以籽粒产量为主要目标的改良S_1选择,每轮群体自身产量可获得8％-10％的遗传增益,群体S_1后代籽粒产量可获得近14％的增益。单穗籽粒产量的提高,从穗部性状看,主要是穗长的增加和千粒重提高的结果。每行粒数有所增加,但不显著,穗行数趋于减少,穗粗变化不大。应用改良S_1选择对产量性状进行选择时,若兼顾抗性,则效果更佳。本研究中综3号群体经三轮改良S_1选择后,抗倒性、抗青枯性得到了极显著改良,每轮倒伏率下降16.5％-18.2％,青枯病株下降10.1％-10.3％。但在选择籽粒产量时,若同时想降低株高、穗位,将难以奏效。

改良S_1后代轮回选择在玉米群体改良中应用的研究 Ⅱ.群体方差、配合力及杂交优势

用改良S_1轮回选择完成了对中综3号三轮改良,并选择5个测验种,通过NCⅡ交配设计,对改良群体的遗传方差,配合力,杂种优势的变化进行了分析。结果表明:该法克服了S_1选择法遗传方差下降过快的缺点,对一般配合力具有显著的改良效果。经三轮选择后,遗传方差仅下降20.8％,且从第三轮开始遗传方差下降已趋缓慢,仅减少4.0％,一般配合力从C_0的-45.15增加到C_3的44.95。但该法对改良群体的特殊配合力及其与测验种的杂种优势无效。表明改良S_1选择法对显性、超显性、上位性效应无能为力。

利用小麦Tal基因进行株粒重、株穗数和株高群体改良的研究

利用太谷显性核不育基因,开展小麦株粒重、株穗数和株高三个性状的轮回选择,研究群体改良的效果.经四轮选择看出:(1)株粒重增加8.25g,平均每轮增加2.06g;株穗数增加5.25个,平均每轮增加1.31个;株高降低8.82cm,平均每轮降低2.21cm.三个性状的论间差异显著.(2)随轮选次数的递增,群体平均值朝着附合育种目标方向发展.(3)从C_0到C_4株粒重高于25g、株穗数20个以上,株高在95Cm以下的优株逐轮增多.作者认为:组群亲本类型相似但在目标性状上有所差异时,采用混合选择法进行群体改良的效果仍很明显;从育种角度出发.按目标性状进行综合选择比单个性状选择更切合实用.

太谷核不育小麦应用研究——两种轮回选择方案对小麦群体改良的效应

以显性雄性不育小麦为材料,采用改良半姊妹和混合轮回选择两种方案,对同一基础群体C_0进行了四轮选择.结果表明,对主穗粒数、单株粒重和百粒重等主要产量性状,两种方案均有较显著的改良效果.遗传进展比较,改良半姊妹方案所取得的进展较大,但两方案间差异未达到显著水准.对降低群体植株高度,用改良半姊妹方案的效果极显著,而混合轮选较差.同一方案逐轮间各性状的增进值较小,呈波浪式进展趋势.群体变异程度比较表明,两种方案逐轮群体的变异系数皆呈下降趋势,改良半姊妹方案的下降幅度略大于混合轮选.

矮败小麦群体改良的方法与技术

矮败小麦是具有矮秆基因标记的太谷核不育小麦。根据轮回选择的基本原理和方法 ,结合矮败小麦的特点 ,我们逐步建立起一套简单易行的群体改良方法。其主体技术包括组建一个好的基础群体 ,利用控制授粉向群体引进优良基因 ,通过开花前不良可育株的淘汰提高优良基因的频率 ,借助于可育株与不育株的异交使基因重组 ,以及正确地选收矮秆不育株。利用上述方法和技术 。