低温胁迫对微胚乳超甜超高油玉米耐寒性生理生化特性的影响

为了解新型种质微胚乳超甜超高油玉米(简称为微胚乳玉米)的耐寒性,选用5个微胚乳玉米杂交组合(ME),以高油115和正甜68为对照,在发芽期和苗期低温胁迫下,测定发芽率、发芽势、相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量以及SOD、POD活性等生理生化指标,鉴定其耐寒性,并利用模糊隶属函数法综合评定其耐寒性。结果表明,ME1、ME2、ME3和高油115在发芽期的相对电导率上升幅度较小,脯氨酸含量和SOD活性上升幅度较大;而ME5、ME4和正甜68在发芽期的相对电导率上升幅度较大,脯氨酸含量和SOD活性上升幅度较小。利用相对电导率、脯氨酸含量、SOD活性3个指标能较有效预测微胚乳玉米在发芽期的耐寒性。ME2、ME1和高油115在苗期的丙二醛含量上升幅度较小,脯氨酸含量、SOD和POD活性上升幅度较大;而ME5和正甜68在苗期的丙二醛含量上升幅度较大,脯氨酸含量、SOD和POD活性上升幅度较小。利用丙二醛含量、脯氨酸含量、SOD和POD活性4个指标能较好地预测微胚乳玉米在苗期的耐寒性。以隶属函数值综合评价表明,5个微胚乳玉米材料的耐寒性均强于正甜68。ME2在发芽期和苗期都表现较强的耐寒性,其次为ME1和ME3,而ME4和ME5耐寒性均较弱。

微胚乳超高油玉米主要性状的通径分析

按Griffing双列杂交方法Ⅳ,用6个微胚乳超高油玉米自交系配制了15个组合,对亲本及其杂交组合主要性状的特征特性和通径系数进行了分析。结果表明:大多数性状存在超亲优势;各性状对单穗粒重的直接贡献大小依次为穗粗>穗长>叶片数>百粒重>穗行数>株高,其中穗粗对单穗粒重起主要作用;各性状对成熟期子粒含油率的直接贡献大小依次为胚重比>成熟期蛋白质>乳熟期可溶性糖>单穗粒重>百粒重>胚油比,其中胚重比对成熟期子粒含油率起主要作用。

微胚乳超高油玉米子粒含油率的遗传效应分析

以3个微胚乳超高油玉米组合的各6个世代(P1、P2、F1、B1、B2、F2)为材料,利用Mather世代平均数分析法估计了子粒含油率的遗传效应。结果表明,子粒含油率的遗传在3个组合中几乎完全一样。显性效应、加性效应和两种上位性效应都达到显著或极显著水平,其中显性效应最大。以显性效应作用为主,但是加性效应和上位性效应的作用也比较重要,表明微胚乳超高油玉米的含油率性状符合显性-加性-上位性遗传模型。

利用SSR标记划分微胚乳超高油玉米的杂种优势群

利用SSR分子标记研究了50份微胚乳超高油玉米自交系的遗传变异。从64对SSR引物中，选出扩增带型稳定的58对引物进行遗传多样性分析，共检测出207个多态性条带，涉及58个SSR位点，平均每个位点检测到的等位基因变异数为3．569个，变化范围2～7个；平均PIC值为0．560，变化范围从0．232到0．784。经遗传多样性和聚类分析把供试微胚乳超高油玉米自交系划分为4个类群（8个亚群）。聚类后的群内遗传相似系数大于群间遗传相似系数，这表明所选取的SSR引物可以有效地区分微胚乳超高油玉米自交系的遗传多样性，划分结果是客观合理的。

GA和KH_2 PO_4浸种对微胚乳超高油玉米发芽及幼苗生长的影响

以两种微胚乳超高油玉米自交系的种子为材料,用KH_2PO_4和GA浸种后,在两种芽床上同时进行发芽试验,研究药剂处理对微胚乳超高油玉米发芽及幼苗生长的影响,试验结果表明:KH_2PO_4的5、10 mg/L两个处理对微胚乳自交组合2的发芽率有显著的促进作用,GA的50 mg/L处理在土床中有显著的壮苗作用。

R-ms“临高油1号”转育及超油化生产研究

近几年来,高油玉米种质利用已经进入实质应用阶段,高油玉米新品种层出不穷,已经通过审认定的高油玉米品种有高油115、春油1号、吉油1号等10多个品种,山西省在2003年有两个高油玉米新品种通过了审定。高油玉米种质利用技术也将随着高油玉米研究的深入,从单交种技术逐步发展为以不育行普通杂交种授以高油玉米花粉的遗传三利用技术。临高油1号的选育、不育型临高油1号转育及超油化生产技术研究,使山西省高油玉米种质利用研究达到一个更高的水平,高油玉米商品粮的含油量超过10%的育种目标成为可能。该技术在今后农业产业化调整过程中,将发挥巨大作用。

两个微胚乳超高油玉米群体粒重和含油率对混合选择的选择响应

利用合成的黄粒和白粒两个微胚乳超高油玉米原始群体(C0),经过两年四轮回的混合选择改良,通过测定各轮回群体的5粒重、含油率和5粒油重三个性状,研究其选择响应。结果表明:黄、白两个群体,5粒重、含油率及5粒油重三个性状的原始群体及各轮回群体间都存在极显著差异。在第四轮混合选择(C4)后的5粒重最高,黄色群体C4y的5粒重的选择响应为0.048g,较C0y提高12.18%;白色群体C4w的5粒重选择响应为0.044g,较C0w提高10.16%。黄、白两个群体第三轮回群体(C3)的含油率的达到最高。黄色群体C3y含油率的选择响应为3.16%,较C0y提高11.89%;白色群体C3w含油率的选择响应为1.12%,较C0w提高4.03%。黄、白两个群体C4的5粒油重的达到最高。黄色群体C4y的5粒油重的选择响应为0.022 1g,较C0y提高21.25%;白色群体C4w的5粒油重的选择响应为0.016 1g,较C0w提高13.39%。经过四轮的混合选择,黄、白两个群体的5粒重、含油率和5粒油重都得到了显著提高,利用混合选择对微胚乳玉米早代群体这些性状的改良是有效的。

微胚乳超高油玉米整个灌浆过程中籽粒和胚乳细胞的生长分析

试验以高油玉米115为对照,对微胚乳超高油玉米在整个灌浆过程中,籽粒灌浆的生长进行分析,结果表明,籽粒活跃灌浆期和指数增长期比较短;对胚乳细胞数目的增殖分析知,微胚乳超高油玉米的胚乳细胞数目较少。对两类玉米灌浆过程中灌浆速度、灌浆持续期和胚乳细胞数与整粒干重的关系进行通径分析知:两类玉米整粒干重差异主要受胚乳细胞数与灌浆持续期的影响;对微胚乳超高油玉米籽粒来说,整粒干重的差异,并不主要受胚乳细胞数与灌浆持续期的影响,可能还有相对重要性状的影响,这还有待于进一步研究。