玉米杂交种花丝活力及其结实性动态研究

为了明确玉米杂交种花丝活力及不同日龄花丝结实率的动态变化规律,更好的为玉米育种和玉米生产提供理论依据。本研究选用玉米杂交种‘永优1573’、‘永优1583’和‘郑单958’为试验材料,测定其花丝日吐丝数量和吐丝长度、不同日龄花丝结实率和授粉果穗穗部性状等相关指标。结果显示玉米杂交种日吐丝数量呈快增-慢增的变化趋势,日吐丝长度峰值在吐丝第2天。随着吐丝日数增加,授粉后果穗的穗长、穗粗、穗粒重和结实率基本呈先增后降的动态变化,其中穗粗峰值出现在吐丝第4~5天,穗长、穗粒重和结实率峰值均出现在吐丝的第6~7天,品种间有差异;吐丝第1~4天授粉百粒重均高于对照,有秃尖且逐日减小。研究结果所反映的花丝活力及其授粉结实率的变化规律无论在玉米高效育种还是在大田生产中都具有一定的参考性,从而实现高产的育种目标。

玉米籽粒脱水速率研究分析及种质改良策略

玉米生理成熟后籽粒脱水速率对中国北方玉米的品质、产量及储藏加工都具有显著影响,脱水速率也是宜机收品种选育上的重要目标性状。从不同品种间籽粒脱水速率的差异分析、农艺、品质等性状与籽粒脱水速率相关性分析以及玉米籽粒脱水速率遗传研究及QTL定位研究进展3个方面总结了玉米籽粒脱水速率的整体研究情况。结合玉米籽粒脱水速率研究规律,提出了玉米种质改良选育方向。研究结果为高产、优质、脱水速率快玉米杂交种选育提供综合的参考依据。

玉米杂交种产量性状杂种优势及其与亲本自交系的相关研究

为了更好地协调利用产量性状杂种优势,了解杂交种及其亲本产量性状对产量影响的相对重要性,为杂交种及亲本自交系产量性状的改良提供参考。选用4个优良玉米杂交种及其亲本自交系为试验材料,研究10个产量性状的杂种优势、杂交种与亲本自交系产量性状以及产量与其他性状的相互关系。结果表明,除母本自交系的秃尖长、杂交种的轴粗差异不显著外,杂交种和亲本自交系各产量性状均存在显著或极显著差异;不同杂交种及不同性状的中亲优势和超高亲优势均存在差异,小区产量、秃尖长和穗粒质量的杂种优势较大,穗行数、穗长、百粒质量的杂种优势较小。杂交种的穗行数、籽粒长、小区产量与母本自交系呈极显著正相关,杂交种的秃尖长、穗行数与父本自交系分别呈极显著和显著正相关。母本自交系的穗粒质量、穗行数与小区产量分别呈极显著和显著正相关,父本自交系的籽粒长和行粒数与小区产量呈显著正相关,杂交种的穗粗、秃尖长、行粒数、轴粗与小区产量呈显著正相关。

玉米不同基因型诱导系诱导效果研究及应用

研究旨在对玉米诱导系进行改良,对改良诱导系进行诱导率鉴定,以期在单倍体育种中更好利用。研究引进的2个常规诱导系及用其改良选育的5个诱导系对杂交种‘浚单509’的单倍体诱导能力的差异。结果表明:7个诱导系中单倍体诱导率最高的是QYG1,为3.36%;最低的是ZYG1,仅为0.4%;改良后诱导系QYG1、ZYG2诱导率稍有提高。7个诱导系在玉米穗部不同部位(上部、中部、下部)诱导的准单倍体诱导率不同,5个中部居多,下部次之,上部最少。QYG1田间植株表现植株高大、雄穗花粉量大且散粉期长、抗逆性强,可以考虑作为新的诱导系利用。研究结果为开展玉米诱导系选育及单倍体技术进行种质改良提供了综合的参考依据。

玉米气生根性状与抗倒伏相关研究进展

倒伏的发生严重影响了玉米的产量和品质,气生根对支撑玉米植株的稳定性起着至关重要的作用。本文作者主要从玉米气生根性状与抗倒伏关系、相关遗传分析和分子机制等方面综述了气生根与抗倒伏方面的研究进展,为选育优良抗倒玉米品种提供参考。

玉米茎秆营养品质性状全基因组关联分析及候选基因筛选

【目的】从分子水平对玉米茎秆主要营养品质性状进行遗传解析,为玉米茎秆主要营养品质性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以381份不同类型玉米自交系作为关联群体,2016年、2017年在河南省鹤壁市农业科学院试验园区进行随机区组种植,于玉米抽雄期、灌浆期和成熟期调查茎秆营养品质性状酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)和消化率(IVDMD)。利用Maize SNP50基因芯片获得高质量的461053个SNP用于全基因组关联分析。【结果】利用广义线性模型(GLM)分析,在玉米10条染色体上两年共检测出不同生育时期茎秆营养品质性状392个显著相关的SNP(P<1.08×10^(-7)),表型变异解释率为9.69%~17.34%,发现2次以上独立关联到的SNP有97个,共获得77个与茎秆营养品质性状关联的候选基因;利用混合线性模型(MLM)分析,两年共检测出257个显著相关的SNP(P<2.17×10^(-6)),表型变异解释率为9.82%~20.20%,发现2次以上独立关联到的SNP有17个,共获得82个候选基因,与GLM模型候选基因重合的有10个。GLM和MLM两种模型共鉴定出159个候选关联基因,有43个候选基因被2次以上重复检测到;其中,Zm00001d021261在多个位点发现31次与不同年份ADF、NDF和IVDMD相关联,该基因编码产物为ATP结合蛋白和叶绿体传感器激酶,在成熟期叶片中表达量最高;Zm00001d021255在两个位点发现10次与茎秆营养品质性状相关联,该基因编码产物为富半胱氨酸受体样蛋白激酶25,只在发育节间和雌穗中表达,可进一步深入研究验证。【结论】采用GLM和MLM两种模型可以快速、有效地关联到玉米茎秆营养品质相关性状显著性位点,通过重复性显著位点筛选出HC-SNP,进而挖掘出关联基因富集区域。

粮饲通用型青贮玉米品种筛选与评价

综合评价3个普通玉米品种的营养品质及田间性状表现,筛选适宜黄淮海地区种植的粮饲通用型玉米品种。田间种植3个普通玉米品种和青贮玉米‘雅玉8号’,调查生长期农艺性状及抗倒性;成熟期采收全株玉米,测定生物量及品质性状。各品种鲜物质产量差异明显,‘浚单509’鲜物质产量最高,平均为78139.05kg/hm^2,比对照增产5.22%;干物质含量最高的是‘永优1573’,为26.70%;‘浚单509’株高最高,为288.89cm,并且棒三叶均长最长(94.63cm)、棒三叶均宽最大(9.89cm);3个品种的主要品质性状相差不大,‘浚单509’的酸性洗涤纤维(ADF)含量和中性洗涤纤维(NDF)含量相对较低,分别为22.33%、48.85%;‘郑单958’粗蛋白含量最高,达10.2%;3个品种的粗脂肪含量都较对照低;‘永优1573’的茎秆抗穿刺强度水平最高,为62.80N/mm^2。‘浚单509’适宜作为粮饲通用型青贮玉米推广种植,‘永优1573’和‘郑单958’可作为粮饲通用型玉米改良的品种。

不同玉米品种籽粒脱水速率相关分析及快速测定

为了探究玉米籽粒含水量和脱水速率在各个生长时期变化趋势及其相关性,本研究以‘浚单1538’‘、高玉1668’‘、浚单18’共3个不同玉米单交种为材料,利用相关分析和回归分析模型对主要农艺性状进行了分析。结果表明不同类型品种籽粒含水量和脱水速率差异较明显,变化趋势不尽相同。籽粒含水量、整穗含水量和穗部叶片含水量呈显著正相关,与穗上节和苞叶含水量有较强的正相关,与地上第三节和穗上节穿刺力有较强的负相关性,但均未达到显著水平。籽粒脱水速率与整穗脱水速率呈显著正相关,与地上第三节和穗部叶片脱水速率负相关性较强,但未达到显著水平。利用探针式水分测定仪测量玉米整穗含水量与烘干法水分数据呈显著正相关,建立了计算玉米籽粒真实水分读数的数学模型:y=1.565x-91.455 (R2=0.63),优化了利用探针式水分测定仪进行籽粒含水量测定的方法,利用籽粒水分校正值分析籽粒脱水速率相关性状与烘干法结果基本一致。利用探针式水分测定仪测定茎秆含水量和叶片含水量与烘干法相关性较小。

种植密度对玉米品种植株及籽粒相关性状的影响

为了研究种植密度对玉米产量、植株及籽粒性状的影响,试验选用‘永优1573’‘、永优1593’‘、郑单958’‘、先玉335’等4个玉米品种,设置6万株/hm^(2)、6.75万株/hm^(2)、7.5万株/hm^(2)、8.25万株/hm^(2)、9万株/hm^(2)5个密度梯度,测定8个产量性状和不同生育期4个植株性状及3个籽粒品质性状的变化规律。结果表明,随着密度的增加,产量先增后降,在7.5万株/hm^(2)时产量最高。株高、穗位、叶面积指数(LAI)逐渐增加,百粒重、单株叶面积(LA)逐渐减小。从拔节期开始,LA、LAI均显著增加,散粉期达到最大值;籽粒灌浆前期百粒重快速增加,植株干物质积累量逐渐减少,LA、LAI降低。籽粒粗淀粉含量(CT)、粗蛋白含量(CP)、粗脂肪含量(CF)受籽粒发育和种植密度的双重影响,品种间差异显著。‘永优1573’的CP较高,‘先玉335’的CT较高,‘郑单958’的CF较高。因此,在一定范围内提高种植密度,配合田间水肥管理措施,可以获得较高的籽粒产量,同时提高籽粒营养品质含量。

利用SSR标记快速检测玉米品种纯度

为了快速检测玉米品种纯度,降低检测成本,提高检测效率及准确性,利用建立的高效、快速、经济的玉米种子纯度SSR标记检测体系,检测组配的5个强优势组合。5个玉米组合材料SSR标记检测纯度最高100%,最低97%,平均98.8%。盐溶蛋白电泳检测纯度最高98.5%,最低96.7%,平均97.7%。二者检测结果进行相关分析,差异不显著。利用SSR标记对品种纯度进行检测,能够迅速、准确地得出结果。

不同种植密度对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率和脱水速率的影响

采用随机区组设计,研究了不同种植密度(6.00万、6.75万、7.50万、8.25万株/hm^2)对玉米新品种永优1573籽粒灌浆速率和脱水速率相关性状的影响,并设置6.75万株/hm^2种植密度下郑单958、先玉335作为对照。结果表明,随着种植密度的提高,各性状总体有逐渐减小的变化趋势,但未受到显著影响。通过籽粒百粒干重和灌浆速率定位到永优1573合适种植密度,在此密度水平下,与对照品种相比,永优1573在籽粒干物质积累上处于优势水平,可以获得较高的产量。研究结果可为进一步快速评价选育新品种产量形成机理和定位种植群体水平奠定基础。

分子标记技术在宜机收玉米品种选育中应用策略

推广玉米全程机械化操作,关键在于由机械收穗向机械收粒转型,是节约成本、增加效益的有效手段。选育宜机收品种主要应从抗倒性强、成熟期一致、穗位整齐、籽粒成熟后脱水速率快、苞叶宜脱离等性状进行入手。本研究从宜机收品种特征特性分析,收集整理分子标记技术在相关性状方面研究成果,提出分子标记检测在宜机收品种选育中起到的作用。针对宜机收品种特征相关性状研究规律,提出了分子标记检测在玉米宜机收品种改良选育方向。研究结果为快速进行玉米宜机收品种选育提供综合的参考依据。

一种基于回归模型的玉米子粒含水量快速测定方法的建立及应用

以浚单20、郑单958、桥玉8号、德美亚3号、农华101共5个不同熟期的玉米单交种为材料,利用探针式水分测定仪测量子粒＋苞叶、子粒的水分含量,采用传统的烘干法对子粒、穗轴、苞叶的含水量进行测定,将二者的结果进行比较、回归分析,建立计算玉米子粒真实水分读数的数学模型：y=95.709-2.29x＋0.02x2（R2=0.774）,优化利用探针式水分测定仪进行子粒含水量测定的方法。早熟品种德美亚3号虽然脱水速率无明显优势,但后期站秆、脱水时间长,收获时含水量明显较低。