甘肃省近年来玉米品种主要性状的演化及育种方向分析

2000-2018年共搜集整理了309份甘肃省审定玉米品种信息,并选取其中245份普通玉米品种综合分析了其19个相关性状的变化情况及彼此间的关联性,以期为进一步了解品种更替对玉米品种相应性状的影响及为未来玉米育种方向提供参考。结果表明:(1)随年份更替,审定品种的株高、种植密度、千粒重、产量、粗淀粉积累量呈显著升高,其年均分别升高1.7 cm、772.5株/hm^2、1.92 g、232.2 kg/hm^2、1.35 g;穗位高、粗淀粉含量、粗脂肪积累量呈缓慢升高趋势;穗行数和行粒数基本维持不变,其年均分别为16.6行和39.78粒;穗长、穗粗、出籽率、粗蛋白含量呈显著降低,其年均分别降低0.21 cm、0.02 cm、0.13%、0.11%;生育期、粗脂肪、赖氨酸含量、粗蛋白及赖氨酸积累量呈缓慢降低趋势。(2)相关及热图聚类分析表明,玉米品种的这19个相关性状间彼此紧密关联,彼此间协同或抑制作用共同形成了品种的DUS特性。(3) PCA分析筛选出了对总体方差累计贡献率达72.565%的6个主成分,其中株高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重、赖氨酸含量及粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和赖氨酸积累量等是造成这些品种间差异的主要因素。(4)从审定品种的亲本间筛选出了20份适用于今后进行遗传改良的优良自交系。(5)今后在玉米理想株型育种方面,应适当降低其株高、以便进一步增加其种植密度、抗倒伏性及耐旱性;穗行数和千粒重是影响玉米高产最为重要的因素,在高产育种上应进一步改良增加其穗行数和千粒重;籽粒中粗淀粉含量和积累量较为快速的提高可能对其粗蛋白、粗脂肪及赖氨酸等品质性状的含量和积累量造成"碳稀释效应",更好地协调玉米籽粒中各品质组分间关系是培育优质粮饲兼用或青贮玉米新品种的重要策略。

不同环境下玉米雄穗分枝数和主轴长的QTL分析

合理的雄穗结构是协调玉米雌雄穗发育和增加产量过程中重要的农艺性状。本研究以掖488×Va35-2构建的230个F_(2:3)家系,结合2个环境下的表型鉴定,运用复合区间作图法(CIM)对不同生态环境下的玉米雄穗分枝数和雄穗主轴长进行QTLs定位和效应分析。结果表明,F2:3家系在单个环境下总共检测到7个雄穗分枝数QTLs和8个雄穗主轴长QTLs,分别位于第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第9和第10号染色体上,且单个QTL的表型贡献率介于3.38%~17.01%之间。其中在2个环境下同时检测到8个稳定表达的s QTLs(包括4个雄穗分枝数s QTLs:3.04 bin的qTBN-Ch.3-1,5.04 bin的qTBN-Ch.5-1,7.02 bin的qTBN-Ch.7-1,9.01-9.02 bin的qTBN-Ch.9-1和4个雄穗主轴长s QTLs:2.05 bin的qTTL-Ch.2-1,3.04 bin的qTTL-Ch.3-2,9.01-9.02 bin的qTTL-Ch.9-1,10.01 bin的qTTL-Ch.10-1)。这些在不同环境下能够稳定存在的s QTLs可为玉米雄穗相关性状的生产应用、精细定位及基因克隆提供有价值的参考。