兼容型maizeSNP384标记筛选与玉米杂交种DNA指纹图谱构建

为加强玉米品种管理和知识产权保护,评估确定了一套兼容多技术平台,适于玉米分子鉴定的SNP位点组合,该组合包含384个位点;构建了335个玉米杂交种SNP-DNA指纹,并针对位点和样品从各个角度进行分析。384个位点全部分布在基因内区域,显示了较好的多态性;MAF、PIC、DP平均值分别为0.39、0.36、0.60,384个位点中88%的位点MAF值高于0.30,98%的位点PIC值高于0.30,98%的位点DP值高于0.50。对335个玉米杂交种进行遗传相似系数两两比较,GD(1−Nei遗传距离)的变异范围为0.60~0.99,GD≥0.98、0.95、0.90者分别占比0.10%、0.38%、1.40%;GS(相同等位基因比)的变异范围为0.50~0.99,GS≥0.98、0.95、0.90者分别占比0.03%、0.11%、0.35%。从384个位点中抽取最优位点组合,12个位点组合时品种识别率为0.99,20个位点组合能够识别335个品种。综上所述,本研究报道的384个核心SNP位点具有兼容多平台、高稳定性、高重复性、高品种区分能力,利用核心位点构建了335个玉米杂交种SNP-DNA指纹,为玉米品种分子鉴定、指纹数据构建以及分子育种提供了关键数据支撑。

290个吉林省审定玉米品种SSR-DNA指纹构建及遗传多样性分析

吉林省审定玉米品种标准指纹构建及遗传多样性分析,可为其品种审定、保护、市场监测等提供核心数据支撑,同时对于品种选育、种质创新也具有重要意义。本研究利用40对SSR标记构建了吉林省2010—2017年审定的290个玉米品种标准SSR-DNA指纹并进行了遗传多样性分析。结果表明,40对SSR标记检测到等位基因数平均值为11.85个,PIC平均值为0.64;品种杂合基因型频率平均值为0.66;品种间差异位点数目均≥2个。6个熟期组的遗传多样性分析显示,中晚熟和中熟审定的品种较多占71.72%,极早熟、早熟、晚熟审定品种较少;早熟组具有基因多样性参数最高值0.69,品种数量最多的中晚熟组具有相对低的基因多样性值。聚类结果显示,吉林省审定推广种植品种被划分为3类,分别是甜糯爆裂、极早熟和早熟类、偏中或晚熟类;偏中或晚熟的品种显示了两大趋势,代表了选用杂优群的差异、品种选育单位的不同、品种类型的差异等。本研究为吉林省玉米品种管理、品种选育、种质创新提供了重要的理论和数据基础。

2014-2019年国家玉米区域试验参试组合DNA指纹检测及遗传多样性分析

随着我国玉米品种审定制度的改革和参试渠道的扩宽,近年来玉米参试组合年均近8 000份,为了解我国近几年育种水平、发展趋势和存在的问题,对2014-2019年共计2 949份国家玉米品种试验参试组合进行DNA指纹检测和遗传多样性分析。40个SSR位点,平均每个位点检测到14.55个等位变异,平均遗传多样性和PIC(多样性信息)分别为0.71和0.67。2014-2019年不同年份参试组合的遗传多样性基本一致,其中爆裂组遗传多样性最低,鲜食玉米组遗传多样性最高,生态种植区上从北向南多样性有上升趋势。遗传聚类结果表明,爆裂、鲜食、热带和亚热带、极早熟几个组别分别归属不同的亚类,遗传背景与其他组别差异较大,其他区组的遗传背景相互渗透,东华北和西北组之间遗传关系最近。DNA指纹真实性检测结果表明,参试组合与数据库比对筛查出DNA指纹差异位点在5个以内的样品数量逐年下降。近10 a来我国玉米区域试验参试组合遗传多样性日趋丰富,SSR技术在玉米品种区域试验中发挥了重要的作用,随着育种新技术的不断发展,建议加快SNP等新技术在区域试验中的研究和应用。

快速钝化玉米热带亚热带种质光敏性方法及其育种利用研究

利用热带亚热带种质改良和拓宽现有种质基础已是世界各国玉米育种者的共识。针对热带亚热带种质在温带地区存在光敏性、需要时间长、过程缓慢等问题,以温带种质为受体、热带种质为供体,进行了快速钝化玉米热带亚热带种质光敏性方法研究。通过利用冬季南繁、南北区域种植,结合玉米DH(Doubled Haploid)育种技术,经2年4个世代得到可以在温带利用的新材料,既可以直接用于选育新品种,也可以作为新材料扩宽温带玉米种质基础。实践证明,研究的方法切实可行有效,将加快我国热带亚热带玉米种质的利用进程。

玉米品种京农科728北京密云地区制种技术

京农科728具有早熟优质、抗旱节水、耐密抗倒、高产稳产、适宜机收子粒和全程机械化等突出优势。2012年以来相继通过国家、北京市、内蒙古自治区和黑龙江省审(认)定,近年种植面积呈强劲上升势头。为加快京农科728在生产中的大面积推广应用,为生产提供高质量种子,并充分利用北京密云地区传统规模化玉米制种基地,解决农村剩余劳动力就业,带动农民增收致富,根据京农科728亲本特征特性并经多年试验研究和实践探索,提出了以"反交制种、地膜覆盖、父本分期播种、节水灌溉"为核心的适宜北京密云地区的京农科728高产高效制种技术。

基于SNP芯片揭示中国玉米育种种质的遗传多样性与群体遗传结构

【目的】选择具有重要育种价值的玉米自交系进行遗传多样性与群体遗传结构解析,为玉米育种实践提供指导和参考。【方法】选用344份具有广泛代表性和时效性的玉米自交系,其中包括美国主要杂种优势群、由国内地方种质发展来的杂种优势群、由美国商业化杂交种选系发展来的杂种优势群以及近年来在中国玉米育种中应用的新种质。利用北京市农林科学院玉米研究中心自主研发的包含3 072个SNP位点的Maize SNP3072芯片对供试自交系进行全基因组扫描,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。【结果】在344份自交系中,3 072个SNP标记所检测到的基因多样性为0.028—0.646,平均为0.442;多态信息含量(PIC)为0.028—0.570,平均PIC值为0.344。群体遗传结构分析表明,K=8时,△K值最大,即本研究所采用的自交系群体可以划分为8个类群,分别为旅大红骨群、黄改群(又称塘四平头群)、Iodent群、兰卡斯特群、P群、改良瑞德群、瑞德群和X群,其中前7个群已有报道且基本被育种家所公认,第8个群为近年来以X1132X等杂交种作为基础材料选育出的优新种质,命名为X群。比较8个类群,遗传分化系数(Fst)为0.319—0.512,遗传距离为0.229—0.514。AMOVA结果表明类群间存在显著的遗传变异,占总遗传变异的38.6%,类群内的遗传变异占58.1%。PCA(主成分分析)结果显示,X群与黄改群、兰卡斯特群遗传关系较远,与Iodent群遗传关系较近。各类群平均基因多样性分析结果表明,随着类群改良年代的增加,类群平均基因多样性降低,其中X群种质平均基因多样性最高;进一步分析表明,美国种质类群(兰卡斯特群、瑞德群和Iodent群)和国内地方种质改良系(旅大红骨群和黄改群)核心材料多样性下降幅度较大,P群和改良瑞德群核心材料下降幅度较小,X群核心材料则没有下降趋势,说明X群核心材料仍然保留了较高的遗传多样性,未来还有很大的育种潜力可挖掘。【结论】近年来,以X1132X等杂交种所构建的基础材料选育而成的京724等系列优良自交系,区别于其他已知的7大类群,可以单独成群,称之为X群。该群与黄改群之间存在较远的遗传距离,从分子水平验证了"X群×黄改群"这种强杂优模式具有良好的应用潜力。

中国玉米审定品种标准SSR指纹库的构建

【目的】对数量庞大的已知玉米品种构建可共享的作物品种标准DNA指纹库。【方法】基于荧光毛细管电泳检测平台和植物品种DNA指纹库管理系统,利用筛选的40对SSR核心引物对3 998份中国玉米审定品种标准样品进行建库,通过多实验室、多检测平台进行建库数据的质量评估。【结果】绘制了40个玉米建库引物的等位基因频率分布图作为每个引物的特征图谱,在建库试验中发挥了相当于参照样品的作用。形成了一套十重荧光毛细管电泳组合,并在SSR指纹分析器中建立了一套系统默认PANEL作为不同实验室建库时的标准PANEL。统计玉米审定品种指纹库构建的试验情况,每份样品具有2—5套原始试验数据及对应的指纹图谱,其中61%的样品做了2组独立试验,33%的样品做了3组独立试验,最终建成的标准指纹库累计缺失和差异位点仅占0.2%,数据完整性达到99.8%。在不同实验室、不同电泳检测平台的评估结果表明,同一荧光电泳检测平台上获得SSR指纹数据一致性高,而不同的电泳检测平台获得的数据存在一定偏差,为实现不同实验室的SSR指纹数据共享,需要统一荧光引物、分析软件及电泳检测平台。对所有审定品种指纹数据进行整体两两比较,表明中国玉米审定品种之间差异比较大,品种间差异位点百分比集中在80%—95%(占78.28%),品种间差异位点百分比在50%以上的已达到99.21%,而低于20%的只有0.09%;对玉米审定品种杂合率水平进行分析,平均品种杂合率达到64%,主要集中在50%—80%(占89%)。通过玉米品种标准指纹比对服务平台(网址:http://www.maizedna.org/)实现了指纹库的共享。【结论】形成了构建作物品种SSR指纹库的标准化程序,构建了3 998份玉米审定品种的SSR指纹库,通过多实验室联合比较试验,保证建库数据的准确性和数据库的可共享性;建立了玉米品种标准指纹比对服务平台网站,实现玉米审定品种指纹库在全国种子检验系统的共享。

玉米育种行业创新现状与发展趋势

玉米是全世界也是我国种植范围最广、用途最多、总产量最高的作物。发展玉米生产对保障我国粮食安全和满足市场需要发挥着至关重要的作用。本文分析和阐述了我国玉米生产的现状、现阶段的主要问题及未来的发展趋势,并提出了相应的对策和建议。此外,对2017年玉米主要研究进展进行了总结。

黄淮海区主推夏播玉米品种籽粒脱水特性研究

【目的】籽粒机收是现代玉米生产发展的趋势和方向。生理成熟期籽粒含水率及生理成熟后籽粒物理脱水速率是决定玉米能否机收籽粒的关键因素,明确不同玉米品种籽粒脱水特性差异及其影响因素,可为机收籽粒玉米品种选育和推广提供理论依据。【方法】2017—2018年,以京农科728等18个黄淮海区主推夏播玉米品种为研究材料,测定籽粒含水率的动态变化,分析不同玉米品种籽粒脱水特性的差异及其影响因素。【结果】生理成熟期和收获期籽粒含水率在品种间存在显著差异,平均为30.67%(CV=2.58%)和23.66%(CV=9.10%)。生理成熟前籽粒生理降水速率和生理成熟后籽粒物理脱水速率在品种间存在显著差异,平均为0.69%·d^(-1)和0.48%·d^(-1)。3种熟期类型品种,中早熟品种生理成熟后籽粒物理脱水速率平均为0.55%·d^(-1),分别较中熟品种和中晚熟品种高14.58%和44.74%。参试品种产量平均为10 205.90 kg·hm^(-2),变幅为8 809.13—11 053.73 kg·hm^(-2);3种熟期类型品种中,中熟品种产量(10 484.25 kg·hm^(-2))>中晚熟品种(10 096.08 kg·hm^(-2))>中早熟品种(9 522.81 kg·hm^(-2)),中早熟品种和中熟品种以京农科728和NK815产量最高,分别为10 569.00和11 053.50 kg·hm^(-2)。相关分析表明,籽粒脱水速率与叶片、苞叶、穗轴、穗柄、全株和茎秆脱水速率及风速呈极显著正相关;与大气温度呈显著正相关;与大气湿度呈显著负相关。以籽粒脱水速率和产量建立散点图,采用双向平均法将参试品种划分为4种类型,其中,以早熟脱水快的玉米骨干自交系京2416及其改良系京2418为父本组配的耐密抗倒国审品种京农科728、MC812、MC121和京农科729属于籽粒脱水快、产量高的品种(生育期平均为108.88 d;生理成熟后籽粒物理脱水速率平均为0.57%·d^(-1),收获时籽粒含水率为21.81%;产量平均为10811.33 kg·hm^(-2))。【结论】综合分析参试玉米品种的熟期、籽粒脱水特性及产量表现,在黄淮海夏播玉米区选择种植京农科728、MC812、MC121和京农科729等中早熟及中熟、脱水快、产量高的玉米品种,可实现收获期较低籽粒含水率和较高产量水平。

玉米褪绿斑驳病毒研究进展及防治策略

玉米褪绿斑驳病毒(Maize chlorotic mottle virus,Mcmv)是番茄丛矮病毒科玉米褪绿斑驳病毒属的唯一成员,可通过机械、种子和昆虫介体传播。其单独侵染玉米仅能引起轻微症状,但其与玉米矮花叶病毒(Maize dwarf mosaic virus,Mdmv)、甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,Scmv)或小麦线条花叶病毒(Wheat streak mosaic virus,Wsmv)等马铃薯Y病毒科(Potyviridae)病毒复合侵染会引起严重的玉米病害——玉米致死性坏死病(Maize lethal necrosis disease,Mlnd),造成玉米产量损失惨重。Mcmv在全球广泛分布,对玉米产业构成很大威胁。深入了解Mcmv并掌握其防治措施对玉米产业的健康发展至关重要。就Mcmv的生物学特性、分布与危害、鉴定与检测及基因组结构与功能等方面的研究进展进行综述,并对其防治策略进行探讨,以期为Mcmv的深入研究和综合防治提供理论指导。

适宜籽粒机收玉米杂交组合的鉴定和筛选研究

利用57个玉米杂交组合为材料,分析不同组合的收获时籽粒含水量、单产、果穗秃尖长和异常果穗比例性状,以筛选高产、收获时籽粒含水量低且果穗性状表现优良的玉米杂交组合。结果表明,57个玉米杂交组合收获时籽粒含水量差异显著,最高为36.23%,最低为20.80%。单产性状分析表明,比对照郑单958增产5%以上的组合有3个,比对照郑单958增产5%以内的组合有4个。果穗秃尖长和异常果穗比例分析表明,果穗秃尖长最大为3.13cm,最小为0.00cm,差异显著;异常果穗比例最高为21%,最低为1.95%,差异显著。综合收获时籽粒含水量、单产、果穗秃尖长和异常穗比例4个性状分析,杂交组合JK 609、JK 610、JK 618、JK 638收获时籽粒含水量低且丰产性突出,同时果穗秃尖短、异常果穗比例低,是优良杂交组合,可重点研究利用。

“黄欧”系列玉米自交系宜机械粒收特征特性研究

黄旅群种质是我国重要的地方种质,具有较强的生态适应性。20世纪80、90年代以来我国育种家对黄改群和旅大红骨群种质进行了大量创新研究工作,通过相互改良,聚积了丰富的有利基因,通过导入外源种质,拓宽了遗传基础,为品种更新换代做出了突出贡献。机械粒收是未来我国玉米生产的重要方向,黄旅群种质急需提升籽粒脱水速度、成熟后抗倒伏(折)和抗茎腐病等农艺性状以适应机械化粒收,而在黄旅群种质内部缺少这些关键性状基因。本研究利用欧洲早熟种质硬粒种质UH004F和欧洲早熟Iodent种质UH004M改良黄旅群种质的机收特性,通过系谱法和回交转育法获得宜机械粒收黄旅群后代系,称之为“黄欧系”。通过对其农艺性状的观察研究,发现:(1)抽雄日数、吐丝日数和生育期缩短,表现出良好的早熟性;开花散粉至吐丝日数(ASI)增大;株高有增加趋势;穗位高有降低趋势;雄穗主支长有增加趋势;雄穗分支数在6~9个之间,与原有黄旅系相比互有增减;茎粗变细;穗位上节间长有增加趋势;田间倒伏(折)率大幅度降低,抗倒伏(折)能力进一步提高;穗长有增加趋势;穗行数略有减少的趋势;穗粗和轴粗均有下降趋势,其中轴粗下降趋势更加明显;籽粒长度有增加的趋势;在百粒重方面,除昌7-2后代系外,黄旅系后代系均有所降低;穗粒重有降低趋势;出籽率有增加趋势;籽粒含水量明显降低;(2)导入25%和50%比例的UH004F和UH004M的黄欧系在大多数性状上都有一定的变化趋势,主要表现在抽雄吐丝和生育期提早、ASI值增大、株高增高、穗位降低、雄穗主支长变长、雄穗分支数增加、茎粗变细、穗位上节间长拉长、抗倒伏(折)能力提高、穗长增加、穗行数减少、穗粗和轴粗降低、百粒重和穗粒重降低、收获时籽粒含水量降低等趋势。上述大多数性状都是在导入50%比例的欧洲早熟硬粒种质UH004F的变化趋势进一步增强。本研究表明,欧洲早熟种质含有适合创新改良黄旅群种质在机械粒收性状方面的优良等位基因,利用欧洲早熟种质改良黄旅群种质在宜机械粒收农艺性状的效果明显,可为后续大规模“黄欧系”的选育和应用提供理论指导。

我国玉米地方种质的单倍体诱导和加倍特性研究

双单倍体(doubled haploid,DH)育种技术具有加速育种进程的突出优势,已成为玉米育种关键性核心技术并在国外广泛应用。本试验选用47份玉米地方种质,进行单倍体诱导和单倍体加倍特性研究。结果表明,47份玉米地方种质材料之间杂交诱导的拟单倍体率有显著差异,介于1.64%~14.50%之间,平均为5.95%。种植12份玉米地方种质的拟单倍体籽粒进行田间鉴定,标记鉴定准确率介于40.2%~82.3%之间,校正单倍体诱导率介于2.33%~6.45%之间,表明玉米遗传背景影响到籽粒标记的表达,单倍体诱导率有明显差异。将15份玉米地方种质拟单倍体于冬季在海南田间种植,加倍授粉株率介于2.7%~27.2%之间,加倍结实株率介于0.7%~8.9%。说明我国玉米地方种质的遗传多样性丰富,单倍体诱导率和加倍率具有明显差异,利用DH育种技术可以拓宽和加强我国玉米地方种质在玉米育种中的利用。

甜玉米不同采收期籽粒品质性状研究

为研究不同采收期甜玉米品质性状的变化,以7个国内生产主推甜玉米品种为研究材料,设置授粉后15、18、21、24、27、30天共计6个采收期,动态监测甜玉米籽粒含水率、果皮厚度和糖组分等指标。结果表明:(1)参试甜玉米品种的籽粒含水率在授粉后15~30天呈下降趋势,其籽粒含水率变幅为80.09%~68.76%。不同甜玉米品种间籽粒含水率的平均下降速率各异。‘京科甜608’、‘京科甜533’和‘中农大甜413’籽粒含水率下降速率相对缓慢。(2)参试甜玉米品种果皮厚度随授粉后天数增加呈先升高后降低的单峰变化趋势,峰值出现在授粉后21天左右。不同品种间籽粒平均果皮厚度以‘京科甜608’和‘米哥’最低,为78.40μm;‘中农大甜413’最高,为91.63μm。(3)参试甜玉米品种籽粒中葡萄糖和果糖含量在授粉后15~30天呈降低趋势,‘京科甜533’、‘京科甜183’、‘京科甜608’葡萄糖和果糖含量在授粉后15~24天相对较高。蔗糖和山梨醇含量随授粉后天数增加呈先升高后降低趋势,在授粉后21~30天,蔗糖含量以‘京科甜158’和‘米哥’含量相对较高。籽粒发育初期(授粉后21天之前),籽粒中以果糖和葡萄糖为主,之后蔗糖逐渐增加。不同品种间,‘京科甜533’、‘京科甜183’、‘中农大甜413’和‘京科甜608’籽粒中总糖含量均高于‘米哥’,其籽粒中糖组分主要以果糖和葡萄糖等还原性糖为主,而蔗糖含量相对较低。

青贮玉米适收期淀粉、干物质含量和果穗鲜质量占比关系研究

青贮玉米的产量和品质与收获期密切相关,探究并明确优质青贮玉米品种在适收期(籽粒乳线位置1/2时)的淀粉、干物质含量和果穗鲜质量占比等指标,为青贮玉米生产适期收获和优质高产品种选择提供重要参考和依据。试验于2018-2019年在北京市农林科学院通州试验基地进行,累计选用40个优质专用型和粮饲兼用型青贮玉米品种,在籽粒乳线位置1/2时取样,各小区分别取5株,称取全株各器官茎、叶、鞘、果穗(不带苞叶)、苞叶、穗轴和籽粒的鲜质量;将玉米全株和籽粒105℃下杀青30 min后,60℃烘干至恒质量,称取干质量后磨样测全株淀粉含量。结果表明:籽粒乳线位置1/2时,参试青贮玉米品种的果穗鲜质量(不带苞叶)与全株鲜质量的比例(全文简称果穗鲜质量占比)、籽粒鲜质量与全株鲜质量的比例(全文简称籽粒鲜质量占比)、籽粒干质量与全株干质量的比例(全文简称籽粒干质量占比)在不同青贮类型和品种间均存在显著差异。参试品种果穗鲜质量占比平均为30.2%(变幅25.5%~35.7%),籽粒鲜质量占比平均为20.9%(变幅16.2%~26.4%),籽粒干质量占比平均为41.1%(变幅33.6%~48.0%)。粮饲兼用型玉米品种的果穗鲜质量、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比分别较青贮专用型品种高1.5,3.8,5.6百分点。参试品种的全株含水率平均为68.8%,变幅63.1%~73.6%,其中专用型青贮玉米品种平均为70.1%,粮饲兼用型玉米品种平均为67.3%;参试品种的籽粒含水率平均为39.0%,变幅35.4%~43.6%,其中专用型青贮玉米品种平均为39.6%,粮饲兼用型玉米品种平均为38.3%。两类青贮玉米品种的全株含水率和籽粒含水率相当。参试品种的全株淀粉含量平均为30.9%(变幅25.3%~35.6%),其中专用型青贮品种中京科青贮368淀粉含量(32.9%)最高、大京九23(25.3%)最低;粮饲兼用型品种中以京科968(35.6%)和京农科728(35.6%)最高,MC859(28.3%)最低。不同类型青贮品种间,专用型青贮品种全株淀粉含量平均为29.6%,较粮饲兼用型品种(32.5%)低2.9百分点。籽粒乳线位置1/2时,参试青贮玉米品种平均全株含水率和籽粒含水率分别为68.8%,39.0%,平均全株淀粉含量为30.9%;平均果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比分别为30.2%,20.9%,41.1%。为此,提出在适收期内专用型/粮饲兼用型青贮玉米品种的果穗鲜质量占比≥30%(籽粒鲜质量占比≥20%、籽粒干质量占比≥40%),此时青贮玉米干物质含量≥30%、淀粉含量≥30%,果穗鲜质量占比可以作为青贮玉米品质的简捷评价指标。

黄欧系玉米育种应用探索与分析

优良种质资源的创制是优良品种选育的重要基础,目前我国宜机械化粒收的玉米育种材料较为缺乏,将国外优良早熟种质导入中国骨干种质有助于创制宜机械化粒收新种质。本研究以欧洲早熟种质与中国黄旅种质杂交后代选育的258份黄欧系与测验种京MC01和郑58组配的测交组合为材料,在春夏播玉米鉴定试验中,通过对测交组合产量和收获时籽粒含水量表现分析,探讨遗传改良效果。结果表明:(1)黄欧系与京MC01测交组合在收获时籽粒含水量和产量方面表现优于郑58;(2)不同遗传背景黄欧系与京MC01的测交组合表现差异较大:在春播和夏播玉米区,黄早四和京2416类黄欧系收获时籽粒含水量较低,产量较高,昌7-2类黄欧系籽粒含水量较高,但产量突出;(3)导入不同比例欧洲早熟种质黄欧系的测配效果存在明显差异,导入25%比例的黄欧系目标性状表现较好,测交组合在保持较高产量水平情况下,呈现出早熟、籽粒脱水速度快等宜机械化粒收性状。研究结果将为玉米主产区特别是夏播区新型宜机械化粒收育种材料的创制及应用提供可鉴思路及实践路径。

不同生态区多环境下优良玉米自交系的筛选研究

【目的】利用不同生态区的多种气候和土壤环境以及自然病害压力筛选综合性状优良的玉米自交系,为选育广适型优良自交系探明一种可行的方法。【方法】以黄改群和改良Reid群的50份玉米自交系为材料,进行不同生态区多环境的种植鉴定,以开花期、株型、抗病和产量性状分析为基础,筛选优良自交系。【结果】结果表明,同一个自交系在不同生态区多环境下开花期、株型、抗病及产量性状存在显著差异,是筛选综合性状优良自交系的基础。通过开花期、株型、抗病及产量性状的综合分析,筛选出综合表现突出的自交系京457和京917;自交系京931株型、抗病、产量及其稳定性表现突出;自交系京332和京337开花期、株型和抗病性表现突出。【结论】不同生态区多环境下鉴定是筛选优良玉米自交系的有效手段。

利用InDel标记划分玉米自交系的杂种优势群

利用北京市农林科学院玉米研究中心构建的多重扩增靶向捕获测序基因分型InDel标记组合,对102份玉米自交系进行InDel标记的基因分型。利用UPGMA方法将102份玉米自交系划分为6个杂种优势群包括瑞德群、塘四平头、兰卡斯特群、旅大红骨群、P群及热带和亚热带混血群。类群分析结果与现有的杂种群和已知谱系高度一致。

玉米茎秆抗倒伏遗传的研究进展

茎秆倒伏严重影响玉米产量、品质和机械化收获,是当前玉米生产和育种亟待解决的主要问题之一。加强对玉米茎秆抗倒伏性的研究,对提高品种抗倒伏能力具有重要意义。本文综述了玉米茎秆倒伏的主要影响因素及其遗传特征。茎秆倒伏与茎秆自身的强度密切相关。茎秆强度越高,抗倒伏性越强。茎秆强度受茎秆所处的发育阶段、茎秆内部结构和外部形态,及其细胞壁成分等影响。处于分生组织的茎秆细胞分裂旺盛,较易折断,而进入生殖生长后,茎秆表皮、厚壁组织增厚,维管束发育成熟,对茎秆的支撑作用增强。茎秆细胞壁的主要成分——纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖、无机物等均可提升茎秆强度。目前,研究者借助高通量表型平台,利用玉米连锁群体和自交系群体,采用各种定位方法,鉴定到一系列影响茎秆形态、强度、细胞壁成分的相关QTL和候选基因。研究表明,基于单倍型的QTL定位方法比基于单个SNP的定位效果好。一致性QTL分析将不同遗传群体的研究整合到一起,能够提高QTL结果的通用性。茎秆强度的遗传基础复杂,受微效多基因控制,位点间具有加性效应。茎秆成分QTL中的候选基因涉及细胞壁代谢、转录因子、蛋白激酶等。MAIZEWALL是玉米细胞壁相关基因的重要数据库。目前该数据库包含1156个玉米细胞壁生物学相关的候选基因,为该领域的深入研究提供强大的资源。已鉴定到一系列影响玉米茎秆细胞壁成分、茎秆形态和强度的基因,其功能涉及纤维素合成路径,如纤维素合成酶类、Cobra类、糖基转移酶和核糖转运蛋白类;苯丙烷路径基因,如控制bm1—bm5的相关基因;植物激素类,如赤霉素、生长素、油菜素甾醇相关基因;转录因子如NAC、MYB;miRNA(ZmmiR528)以及F-box基因(stiff1)等。今后应积极探索不同发育时期玉米茎秆倒伏的力学机制;广泛发展自然群体或育种群体进行遗传分析;采取多种定位策略,提高抗倒伏相关基因鉴定的功效;针对优良等位基因,开发各类分子标记,加强抗倒伏分子标记辅助选择。本文将为玉米茎秆抗倒伏遗传机制解析及抗倒伏玉米品种的分子育种提供参考。

玉米自交系京92遗传改良研究

【目的】对京科968父本自交系京92进行遗传改良,为选育早熟、高产、多抗的优良自交系奠定基础。【方法】利用自交系京92与同群优系京2416杂交后选育的280份改良自交系为材料,调查花期、植株、穗部、产量等性状,分析京92在花期、植株、穗部和产量性状的改良效果。【结果】280份改良系与京92在花期、植株、穗部和产量性状上均呈显著性差异,且各个性状都存在较大的变异系数。其中有69.23%的改良系吐丝期早于京92,31.81%的改良系穗位高低于京92,30.77%的改良系株高低于京92,34.34%的改良系穗长大于京92,79.53%的改良系穗粗大于京92,22.82%的改良系行粒数多于京92,70.00%的改良系穗行数多于京92,23.49%的改良系收获时籽粒含水量低于京92,44.63%的改良系单株产量高于京92。【结论】通过同群优良自交系京2416对自交系京92进行遗传改良,产生的后代变异类型丰富,选育出了12个比京92花期早、植株性状、穗部性状和产量性状都优良的自交系。