梁燕[1]2007年在《玉米温热杂交种光周期敏感性及杂种优势研究》文中认为以8份南方优良玉米自交系和9份北方优良玉米自交系，按NCII设计组配的72个温热杂交种为试验材料，分别在北京和雅安进行田间试验，研究温热杂交种的光周期敏感特性及相关性状的遗传特点，并分析供试自交系光周期敏感相关性状的配合力表现和它们杂交组合的产量杂种优势，获如下主要研究结果：1．温热杂交种光周期敏感特性有以下几个特点：①整体上有较强的光敏感性。即随着光照长度增长，其生育期延长、雌雄花期不协调，植株、穗位增高，叶片数增多，果穗略有变长、变细，秃尖增长，单株产量降低。总体上，该类杂交种能较好地适应我国南方日照较短的光周期环境，对北方长日照的光周期环境适应性则差。②不同性状的光周期敏感程度不一样。生育期性状：ASI＞抽雄-散粉间隔天数＞吐丝期＞抽雄期；植株性状：穗位高＞叶片数＞株高；果穗性状：秃尖＞穗长＞穗粗＞出籽率；产量性状：行粒数＞单株产量＞穗行数＞百粒重。总体上，生育期和植株性状的敏感性明显强于果穗、产量性状。③不同温热杂交种的光周期敏感程度以及不同类型性状的敏感程度变化形式不一样。生育期和植株性状的光周期敏感敏程度均呈“弱敏感”向“强烈敏感”的单向变化形式，而大多数果穗、产量性状由“不敏感”向“负向强烈敏感”和“正向强烈敏感”的双向变化形式。④光周期敏感相关性状主要有ASI、抽雄-散粉间隔天数、吐丝期、抽雄期，穗位高、叶片数、株高，秃尖、穗长、行粒数、单株产量等11个性状。⑤南方选系和北方选系均存在有光周期敏感和不敏感的类型，自交系的光周期敏感性不取决于选育地区，而取决于自交系所含的种质成分。⑥光周期敏感性自交系(种质)具有各自特异的敏感性状和光周期敏感性效应，并决定其杂交种后代的光周期敏感性类型和光周期敏感程度。2．温热杂交种光敏感相关性状有以下3个主要遗传特点：①各光敏感相关性状间的遗传模型不尽一致，多数性状符合加性—显性遗传模型，少数性状符合加性—显性—上位性遗传模型；在长光照环境下，符合加性—显性—上位性遗传模型的性状数量呈减少趋势。②虽同属加性—显性遗传模型，但不同性状的基因效应分量也有差异。尽管大多数性状以加性效应为主，显性效应较小，但个别性状的显性效应较大，并表现为超显性，如单株产量等。③同一性状在两种光周期条件下，其遗传方式也存在一定的差异。随着光照长度变长，多数性状的显性基因数量及效应减小；一些性状的上位性基因效应减小或消失，平均显性度降低，加性效应的主导地位更加突出。因此，改良及利用热带种质应十分注重对加性基因效应的利用。3．温热杂交种光周期敏感相关性状无论在长、短光周期条件下，GCA都较SCA更为重要；随着光照变长，GCA的重要性进一步增强，SCA的重要性有所降低，狭义遗传力增大。光照长度的变化导致GCA和SCA具有不稳定性。北方温带种质自交系黄早四和金黄44具有较强的早熟性，478和郑58具有较强的矮杆性，易于组配优良的温热杂交种，并能在温带改良晚熟、高大的热带、亚热带玉米种质材料；3个南方选系YA8201、18599、YA3729和3个北方选系178、7922、郑58均具有较高产量GCA相对效应值。4．在我国应采用复合杂种优势模式选育商用温热杂交种，热带种质在温热杂交种中的适宜比例因所利用热带种质的光周期敏感性强弱和选育目标不同而异。当热带种质对光周期不敏感或较弱时，比例可大可小，没有一定的限制；当热带种质的光周期敏感性强，在选育适应我国南方玉米区的温热杂交种时，应以含25～50％热带种质为宜；在选育适应我国北方玉米区的温热杂交种时，应以含25％左右的热带种质为宜。
母贵琴[2]2007年在《玉米光周期反应相关性状QTL定位研究》文中认为随着玉米育种向高级阶段发展，我国目前生产所用的种质基础越来越狭窄，这已成为育种取得突破性进展的主要限制因素。热带、亚热带种质来自玉米多样性中心，具有与我国乃至美国玉米带种质不同的遗传变异，因此引进、利用和改良热带、亚热带玉米种质是拓宽我国玉米种质基础的重要途径，也成为目前玉米育种的关键环节。而热带、亚热带种质对光周期的敏感反应却大大限制了其在温带的利用。另外，培育具有光周期钝感型的玉米自交系对于西南地区扩大杂交种的推广，以及更好地利用新疆、甘肃等西北省区的优越的生态、气候、生产等条件提高制种产量、降低生产成本和获得高质量的杂交一代种，迅速扩大推广面积等也都具有十分重要的现实意义。因此，只有不断加深对玉米光周期敏感性遗传规律的认识，才能进一步提高热带亚热带玉米种质在温带的利用效率，同时有利于提高我国西南区玉米生产水平。本研究以自交系郑58(光周期不敏感型)和自交系Ya8701(光周期敏感型)为亲本配制F_2和F_(2∶3)，采用SSR分子标记技术，同时在四川雅安(代表短日照环境)和北京(代表长日照环境)两种环境下试验，开展了玉米光周期敏感相关性状的QTL定位研究，以期为热带亚热带玉米种质在温带育种中的应用提供理论和技术参考。主要研究结果如下：1．在长日和短日两种光周期环境下，对296个F_(2∶3)家系的抽雄期、吐丝期、散粉期、散粉吐丝间隔期、株高和穗位高6个性状进行了鉴定与统计分析。结果表明：各性状在两种环境间以及家系间均存在显著差异；抽雄期、吐丝期、散粉期、株高和穗位高的光周期敏感系数与长日条件下的产量性状之间呈显著或极显著负相关关系，这些性状可作为衡量玉米光周期敏感反应的可靠指标。2．以郑58和Ya8701为亲本配置F_2分离群体为作图群体，利用分布于10条染色体的93个共显性的SSR标记构建遗传连锁图谱，覆盖玉米基因组的1547.4cM，标记间平均间距为16.64cM。经分子标记排列顺序与位点比较，该连锁图谱与玉米基因组数据库所公布的玉米整合图谱有较高的一致性，可以用于进一步的主效QTL定位研究。3．以复合区间作图法(LOD≥2.5)，分别对两种环境下的6个光周期相关性状以及各性状的光周期敏感系数进行QTL分析，共检测到69个QTL位点，其中短日条件下检测到25个，长日条件下检测到31个，光周期敏感系数QTL检测到13个。单一性状单一条件下的QTL为1～7个，单个QTL对表型的贡献率为2.2％～57.6％，基因的作用方式以加性和部分显性为主。检测到的QTL在染色体上分布不均匀，有成簇分布的特点，尤其是10染色体(bin10.04)上分布密集，部分位点同时作用于多个性状。4．生育期性状定位的QTL之间有较大的一致性，而株高和穗位高QTL与生育期性状QTL之间表现相对较独立，这与前人研究有差异，原因可能是有些共同QTL位点位于本研究建立的图谱未覆盖的玉米基因组位点而未被检测到，也可能是由于上位性效应降低了某些共同QTL位点的作用，使这些QTL因作用微小而很难被检测到。5．本研究中通过比较发现长目条件下检测到的QTL与光周期敏感系数(PRC)QTL有更大的一致性，与Moutiq等的研究一致，推断在长日条件下检测到的QTL可能更能够代表光周期敏感特性。6．与环境互作较小的QTL包括性状ASI中检测到的与分子标记umc1087、nc005和umc1088连锁的多个主效QTL，以及抽雄期相关的与标记umc1453相连的QTL在MAS策略中可以加以利用。另外一些主效QTL的重叠区域，可以作为光周期反应的关键区域，其相应的分子标记bnlg1655、umc1586、umc2180也可以在光周期反应的分子标记辅助改良中发挥重要作用。7．光周期的敏感性研究与光周期诱导开花转换的研究关系密切。通过与Chardon等构建的一个具有62个QTL一致区域和6个热点区域的开花相关性状综合遗传模型比较发现，本研究检测到的QTL与其中的14个区域有一致性，并且在第9和10染色体的2个区域与发现的热点区域一致。推测本研究检测到的QTL可能与osSOC1、osCCA1／LHY、osPHYC、osZTL等生物钟组成基因相关。
程芳芳[3]2007年在《玉米光周期敏感相关性状的QTL定位》文中指出本研究以光周期敏感自交系CML288和钝感自交系黄早4为亲本构建了F_6代重组家系,对其在长、短日照条件下的光周期敏感相关性状从表型进行了遗传特点的分析研究,并利用较好覆盖玉米基因组的239对多态性SSR引物,采用复合区间作图法对该重组家系在长、短日照条件下14个性状进行QTL定位及其效应分析,主要结论如下:1.郑州、三亚两个环境下抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高、叶片数在家系之间的F值均达极显著水平,表明207个家系间存在真实的遗传差异,可做进一步遗传分析;各性状在F_6重组家系分布的偏斜度、峰度绝对值均小于1,符合正态分布,且均具有较大的变异幅度,各性状均表现出数量性状遗传的特点。因此,用此F_6重组家系群体可以对这些性状进行QTL分析。2.郑州、三亚两个环境下F_6重组家系各性状的平均值接近双亲平均值,有一定数量的双向超亲家系;长、短日照两种条件下F_6重组家系光周期敏感相关性状与F_(2∶3)家系的相关系数极显著,但在长日照条件的相关系数明显高于短日条件;F_(2∶3)家系通过随机选择连续自交到F_6代后,生育期稍有提前,株高和穗位高降低,变异范围扩大。3.利用Mapmaker3.0作图软件和239个共显性SSR分子标记构建了一张F_6重组家系的分子标记连锁图,覆盖玉米10条染色体,图谱总长度3111.1 cM,全基因组平均图距13.02cM,最小图距0.8 cM。4.对郑州、三亚两环境下F_6重组家系14个性状进行QTL定位,共检测到65个QTL,郑州环境下光周期敏感相关性状QTL有31个,分布在1、2、3、4、9、10染色体上,其中分布在第10染色体上的较多,有17个QTL;三亚环境下生育期及植株性状QTL有20个,分布在3、4、5、6、7、8、9、10染色体上;控制开花期光周期敏感指数的QTL有14个,分布在3、7、9、10染色体上,其中有10个QTL在第10染色体上。5.F_6重组家系与F_(2∶3)家系两个群体均在第10染色体检测到较多的QTL,且均在第10染色体标记umc2163附近检测到控制郑州抽雄期、抽雄期RD的QTL,标记umc1336附近检测到控制郑州散粉期、抽雄期RD、吐丝期RD的QTL。6.从检测到的QTL在10条染色体上的分布情况来看,第10染色体上检测到的QTL数目远远多于其他染色体,而且这些QTL几乎全部集中在umc1785-umc1873、bnlg1712-umc1077、umc1077-umc2163、umc2163-umc1053、ucm1053-umc1402这几个标记之间,另外这些QTL标记之间集中了大部分郑州环境6个性状的QTL和几乎所有光周期敏感指数的QTL,且这些QTL均具有比较大的LOD值和较大的贡献率,效应值的来源也表现出非常好的一致性,推测这几个标记附近极有可能存在控制光周期敏感的基因。
常胜合[4]2000年在《玉米温带与热带自交系间杂交种光周期敏感相关性状的遗传研究》文中研究表明以2个温带自交系和2个热带亚热带自交系为亲本材料，采用6个世代平均值分析的方法，在春夏播2个环境下研究了温带与热带自交系间3个杂交组合的生育时期、株高、穗位高等光周期敏感相关性状的基因效应、基因效应与环境互作等遗传特点。研究的主要结果如下：(1)2个热带亚热带自交系在温带条件下生育时期严重延迟，表现出明显的光周期敏感特性。但用温带自交系与之杂交后，F1表现出明显的偏向早亲的杂种优势，倾向于早熟。在杂合基因型世代中，温带种质含量越高，杂种光周期敏感相关的生育时期性状表现就越倾向于适应温带长日照的环境条件，熟带种质含量越高，就越倾向于不适应温带长日照的环境条件，温热杂种内温带种质的含量对光周期敏感性相关的生育时期性状敏感性的弱化呈剂量效应。(2)杂种F1生育时期已基本接近于温带育种目标的要求，但是F1穗位高、株高仍是在温带利用中的突出问题。含有25％热带种质的杂交种世代BC1不仅含有热带种质，而且生育时期、株高、穗位高等性状的表现基本上能够符合温带育种目标的要求。因此通过温热自交系杂交的方法，可以明显减弱热带、亚热带种质生育时期严重延迟的光周期敏感特性；通过回交的方法从中选择出各性状光周期敏感性弱化的自交系。(3)春播条件下478×CML312、黄早4×CML312雄穗长的遗传符合加性一显性模型，其余所有性状均符合加性—显性—上位性模型，夏播时所有性状的遗传都符合加性—显性—上位性模型。在玉米温带与热带杂交种光敏感相关性状的遗传变异中，加性效应和显性效应起主导作用，但在不问的性状中；二者的作用大小不问；在三个生育时期性状中，加性效应的贡献大于显性效应的贡献，在株高、穗位高、雄穗长中，显性效应的贡献大于加性效应的贡献。＊）所有性状所有组合的环境效应＊）都表现显著；3个组合中均存在着加性X环境互作效应、显性X环境互作效应和上位性X环境互作效应。对于温带与热带杂交种来说，环境效应对光周期敏感相关性状的表现所起的作用不可忽视。门）春、夏播条件下，温带与热带自交系问杂交种光敏感相关性状的加性效应都为负值，具有提早生育时期，降低株高、穗位高的作用。但春播条件下加性效应的绝对值大于夏播，加性效应对性状光敏感性的弱化作用春播强于夏播，所以在对温带与热带杂交种后代进行选择时，选到能够稳定遗传的光敏感性弱化的个体的可能性春播大于夏播，回此最好在春播时对温带与热带杂交种后代进行选择。
张向前[5]2003年在《玉米温热杂交种穗部性状基因效应分析》文中研究说明以温带自交系和热带、亚热带自交系为亲本材料，采用6个世代平均值分析的方法，对温带与热带、亚热带自交系间3个杂交组合的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和穗粒重进行了遗传比较研究。结果表明：(1)依据六参数联合尺度测验，温带与热带自交系间杂交种的穗部几个性状的遗传中，除加性效应、显性效应外，还普遍存在着上位性基因效应。通过逐步拟合回归的方法，逐个剔除不显著的基因效应，表明3个组合5个性状的遗传变异均不符合加性-显性模型，可用加性-显性-上位模型进行解释。穗粗、行粒数符合6参数的最佳拟合模型，除加性、显性效应外，另有加性×加性、加性×显性和显性×显性三种上位作用并存。穗长、穗行数和穗粒重三个性状各组合可用4参数、5参数或6参数模型解释。(2)从六个世代平均值来看，温带自交系与热带自交系间差异明显，热带种质具有果穗较长、行粒数较多，果穗较细、穗行数较少的特点。温热杂种的杂种优势明显，5个性状按超亲优势大小顺序依次为；穗粒重(182％)、行粒数(85.1％)、穗长(22.4％)、穗粗(14.7％)和穗行数(-2％)。一般来说，回交世代的高值亲本遗传含量高时，相应性状的平均表现也较高，可通过回交的方法增加高值亲本含量利用热带种质的优良特性。(3)各性状基因效应分析表明温热杂种的遗传中，加性效应、显性效应均是正向效应，加性×加性互作多为正值，加性×显性、显性×显性多呈负向效应，但需要指出的是显性×显性互作在穗粒重的遗传中是正向效应。(4)在遗传平方和分剖的基础上，分析各基因效应对总遗传变异的贡献，结果表明：加性效应、显性效应在温热杂种的遗传中起主导作用，两者合计占总遗传变异的74.4％—93.5％。 上位效应普遍存在，作用不可忽视，在个别组合中起主要作用，平均的 上位效应占总遗传变异的6．5％一25．6凯各种基因效应对总遗传的贡献 率在不同的性状和不同的组合间有较大差异，显性效应对行粒数的遗传。贡献最大，其平均值为 81．2儿 其次为对穗粒重、穗长、穗粗、穗行数 的遗传贡献。加性效应对穗行数的遗传贡献较大，其平均值为46．3见 其次为对穗粗、穗粒重、穗长、行粒数的遗传贡献。上位效应普遍存在， 但对总遗传的贡献率在不同性状间有较大差异，其贡献大小依次为：穗 行数＞穗粗＞穗长＞行粒数＞穗粒重，但就单个组合某一基因效应对总遗传 来说则有较大的差异。穗长、穗粗、行粒数和穗粒重4个性状的平均显 性效应大于平均加性效应，表现出超显性遗传。穗行数的加性效应大于 显性效应，呈部分显性。
郭瑞[6]2005年在《玉米光周期敏感性及相关性状的遗传研究和QTL定位》文中认为热带亚热带玉米种质具有我国乃至温带玉米种质不同的遗传变异,但光周期敏感性限制了在温带的利用。利用分子标记定位光周期敏感性相关基因对从战略上改良我国玉米种质具有重要意义,并对认识玉米光周期敏感的遗传有重要的科学意义。 本研究以典型的光周期敏感自交系CML288和光周期钝感自交系黄早4为材料构建F_(2:3)作图群体,得到了含有98个SSR标记的连锁图谱,运用复合作图法对光周期敏感性及其相关性状进行了QTL定位分析。本研究首次提出利用相对开花期(RD)作为光周期敏感指数度量光周期敏感性,并在温带春、夏播,亚热带环境春、秋播多环境下,分析光周期敏感性及其相关性状的遗传特点,定位其QTL。结果如下: 1.利用CML288×黄早4的258个F_(2:3)家系,构建了包含98个SSR标记的连锁图谱。该图谱覆盖玉米全基因组的1843.5 cM,各个染色体上的标记数目5-15个不等,全基因组平均图距18.81 cM,能够满足QTLs初级定位的要求。 2.调查了4个环境下抽雄、散粉、吐丝、株高、穗位高等光周期敏感相关性状。计算了郑州、周口环境下的相对开花期,并将其作为衡量光周期敏感性的指标。除三亚环境下的抽雄期和周口环境下的穗位高外,性状的偏斜度的绝对值都小于1,基本符合正态分布,可以进行QTL分析。 3.引入光周期敏感指数对开花期的敏感性进行分析。从表型分析,开花期的光周期敏感性在温带不同播季环境下表现不同的遗传特点。温带春播环境下,光周期敏感自交系的RD值远大于光周期钝感自交系,F_1的RD值介于亲本之间,但偏向于光周期敏感自交系,后代F_(2:3)家系中存在超亲的家系,说明敏感对钝感为显性,表现出了部分显性的遗传特征。温带夏播环境下,RD值同样是光周期敏感自交系大于光周期钝感自交系,但F_1的RD值超过了光周期敏感自交系的RD值,同样说明敏感对钝感为显性,其遗传方式为超显性遗传。夏播环境比春播环境的光周期敏感特性有变弱的趋势。 春播环境下,控制抽雄、散粉、吐丝光周期敏感指数的QTL分别为5、2、1个,位于第1、4、6、8、9、10染色体;控制3个光周期敏感指数的主效QTL的作用方式都为加性,其贡献率分别为24.97%、24.37%、29.98%,其加性效应方向相同。夏播环境下,抽雄、散粉、吐丝光周期敏感指数的QTL分别为3、1、1个,位于第3、10染色体。控制抽雄光周期敏感指数的QTL有3个,单个QTL贡献率5.53%～15.52%,作用方式为部分显性和超显性;检测到控制散粉、吐丝光周期敏感指数QTL各1个,都位于第10染色体,作用方式为加性和部分显性。 4.郑州春播环境下检测到控制开花期和植株性状的QTL分别为11个、7个。开花期的QTL分布于第2、3、5、9、10染色体上,每条染色体上分别有2、3、2、1、3个QTL,单个贡献率最大的QTL达43.75%,其余的在4.80%～14.03%之间,作用方式为加性、部分显性、超显性。等位基因大都来自于同一亲本,为减效基因。植株性状的QTL分布于第3、
梁文科[7]2008年在《热带温带玉米群体育种价值评估及光周期反应敏感性指标研究》文中认为玉米是我国第二大作物,常年播种面积达到2700万公顷;玉米属于粮、经、饲和工业原料农作物,不但在国民经济中占有重要地位,而且也是遗传学研究的模式作物之一,跳跃基因、杂种优势机理等重大发现都是在玉米的研究中完成的。玉米种质扩增是种质创新的重要途径之一,外来种质育种价值评估和利用是玉米品种改良的应用基础性研究;现代遗传学和统计学的发展推动了遗传育种学研究的不断进步,也为探讨玉米产量形成的遗传原因、杂种优势与遗传距离的关系、预测杂交后代杂种优势的表现和评估育种基础材料的育种价值提供了新的思路和技术方法。对来自玉米起源中心的地方品种(Landraces)、群体(populations)和自交系(inbred lines)等种质进行深入的评价、改良和利用,对发掘这些外来种质中有利和稀有等位基因具有重要的指导意义。本研究选用9个来自热带和温带的玉米群体、两个广泛利用的杂交种及其4个亲本自交系为研究材料,设计了两套遗传交配试验:(1)用9个群体按双列杂交方法Ⅱ,组配了36个杂交组合,采用完全随机区组设计进行了2年2点的田间鉴定试验,用混合线性(AD)模型对产量构成因素的遗传方差分量、遗传力、基因的加、显效应及其与环境互作效应进行了分析,探讨玉米产量形成的遗传原因;进一步分析9个群体之间的杂种优势表现,并且把杂种优势分解为杂种优势主效应和杂种优势与环境的互作效应,探讨了遗传距离和杂种优势的关系,还对杂交后代保持5%以上杂种优势的世代数进行了预测,以了解杂种后代自交衰退的程度,为育种材料的取舍提供科学依据。(2)利用9个群体和4个自交系,按NCⅡ遗传交配设计,组配了36个杂交组合,采用完全随机区组设计进行了2年2点的田间鉴定试验,采用Dudley的基因转移理论和方法,评估这9个群体的育种价值,对一系列评估参数的值进行了估计,提出了分别用来改良两个优良单交种的最佳供体,并指出了改良方向和改良方式。本研究还利用两个对光周期变化敏感性不同的自交系黄早四和HZ32为亲本,构建了一个光周期反应敏感性的F2:3分离群体,采用完全随机区组设计在两具有不同光周期的环境下对其进行鉴定,研究玉米光周期反应的最佳鉴定指标,为外来种质的适应性改良提供基础。本研究得到一下主要结果:1、玉米产量形成的主要遗传原因是显性和显性与环境互作,分别占总变异的35.16%和29.73%,二者之和达到64.89%,而加性和加性与环境互作分别为0.18%和4.33%,二者之和仅为4.51%;远远小于显性和显性与环境互作。在玉米产量构成因素中,狭义遗传力大小排列顺序是穗行数＞行粒数＞穗长＞千粒重＞小区产量,分别为26.38、16.44、11.36、9.13、0.18;其中穗行数最大,小区产量最小。2、就狭义遗传力而言,玉米产量构成因素在穗长、穗行数和行粒数上达到了极显著水平,而其它性状未达到显著水平;其排列顺序为穗行数＞行粒数＞穗长,分别为26.83、16.44和11.36。说明在育种的早代依据穗行数进行选择更为有效。3、玉米杂种优势表现与双亲的遗传距离之间不存在显著的线性关系;而F1的基因型与群体平均优势和群体超亲优势达到极显著的正相关,分别为0.86和0.80。4、Suwan 1×BSSS C_9和Stay green C_4×BSSS C_9是两对含有热带玉米种质的强优势组合,可能成为我国温带地区玉米杂种优势的替代模式,可以对改良瑞德×四平头,改良瑞德×旅大红骨两个主导杂种优势模式进行扩展。在黄淮海夏玉米主产区可以用Suwan 1改良四平头杂种优势群;在东北,包括西南一部分春玉米主产区,可以利用Stay green C_4来改良旅大红骨杂种优势群。5、通过对群体之间杂种优势和保持=5%超亲优势的世代数分析,认为Suwan 1和Stay green C_4还可以相互重组改良;重组改良之后与BSSS C_9形成杂种优势模式,并且Stay green C_4。保持＞5%超亲优势的世代数越多近交衰退越慢,说明组合含有较多的有利显性等位基因位点,在育种过程中要得到积累较多有利等位基因的家系应采用大群体和多世代的选择策略。6、杂种优势与环境之间存在显著互作效应,互作的强弱依组合的不同而有所不同,在地点和年份之间没有多少规律可循;组合1×2、1×3和3×6在主要性状上的杂种优势与环境的互作效应不显著,具有较好的适应性;而组合4×5和1×6两个组合的互作效应达到显著水平,其适应性较差,只在特殊的环境下有利用价值。7、利用Dudley基因转移理论,为温带玉米种质导入外来种质、评估其有利等位基因数目的多少,筛选出改良掖478×丹340的最佳供体是群体1＞群体5＞群体8,改良方向大多是掖478,改良方式是先回交一次,再自交选系较为有利。筛选出改良美22×HZ111的最佳供体是群体7＞群体8＞群体4,改良方向是美22,改良方式大多是直接自交选系较为有利;体现了直接自交或有限次回交育种方法的有效性。8、热带种质在温带利用的主要障碍是光周期反应的敏感性,本研究对231个F2:3家系进行鉴定,分析了散粉期、叶片数、ASI和吐丝期、穗位下叶片数、总叶片数和穗位下叶数与总叶数之比等性状对光周期变化的表现;认为吐丝期比散粉期对光周期变化更为敏感;穗位下叶数与总叶数之比能作为玉米光周期敏感性最简单的指标。9、提出玉米育种的两向分群育种策略:培育专门化的父本群和母本群,分别对父本群和母本群的有限性状进行改良和选择。根据杂种优势模式的原理,优先聚积和保持每个群的特征性优点,逐渐克服缺点,使双亲具有尽可能多的有利等位基因,避免拥有共同的不利的等位基因,充分利用父本群和母本群有利等位基因,达到优良性状互补,在杂交种中展现增产潜力。
王翠玲[8]2008年在《玉米光周期敏感性及相关性状的QTL定位及杂种优势机理研究》文中研究指明光周期是影响植物生长发育的关键环境因素之一,植物开花的光周期敏感反应一直是人们研究的热点。玉米是短日照植物,光周期敏感性是不同纬度和不同海拔地区间玉米种质资源交流的主要限制因子。因此研究热带玉米的光周期反应的分子机理,弱化玉米的光周期敏感性,不但有利于玉米种质的扩增与创新、提高玉米品种对不同地理纬度和播种季节的适应性,而且还能在玉米开花时间的光周期调控方面进行有益的探索。本试验室以对光周期钝感的温带自交系黄早4和对光周期敏感的热带自交系CML288为亲本配置了温热组合黄早4×CML288,本研究在前人工作基础上,通过单粒传法,构建了包含201个家系的重组自交系群体(F10代)。在此基础上,本研究以F10重组自交系群体为基础群休,通过成对交配设计,构建了一套包含278个杂交组合的永久F2群体。2007年分别对RILs群体及“永久F2”在三亚、河南郑州、河南洛阳、北京顺义和北京昌平等5个地点3个不同的光周期环境下进行了田间鉴定,考察了散粉期积温、株高、叶片数等光周期敏感性相关的性状。通过遗传连锁图谱的构建,分别利用重组自交系群体和“永久F2”群体的表型值,对光周期敏感性及相关性状QTL定位及上位性分析;同时利用中亲优势值对杂种优势位点进行了定位和上位性互作分析,主要结果如下:1、构建了玉米温热组合的重组自交系群体。家系个体基因型组成来源于母本黄早4的纯合染色体片段在28.27%-72.15%之间,平均是46.04%;家系个体基因型组成来源于父本CML288的纯合染色体片段在23.63%-65.40%之间,平均为45.61%。在整个群体中,基于分子标记的基因型分析,双亲染色体同源片段分离符合1∶1的理论分离比例,双亲对子代的遗传贡献基本上是平衡的。群体的基因型组成分布呈正态分布,由此也可以认为,本实验采用的玉米RIL群体是一个随机群体,适合于遗传作图、基因定位等基因组分析和育种应用。2、构建了永久F2群体。个体基因型组成中来源于母本黄早4的纯合染色体片段在10.14-44.55%之间,平均为25.22%;个体基因型组成中来源于父本CML288的纯合染色体片段在7.45-48.79%之间,平均为24.64%;双亲的杂合片段在32.52-66.34%之间,平均为50.14%。结果表明整个群体中基于分子标记的双亲染色体同源片段分离符合1:2:1的理论分离比例,与F2群体的基因型频率相似,因此在遗传组成和基因频率上该永久F2群体与同一来源的F2群体基本相似,可以用永久F2群体代替F2群体进行遗传分析。3、选用玉米基因组的713对SSR引物对亲本进行多态性筛选,以重组近交系为基础材料,构建了一个包含237个SSR标记的重组近交系遗传连锁图,覆盖了玉米的10条染色体,总长度1974.7cM,平均间距8.33cM。4、分别利用重组自交系群体和永久F2群体,三个不同的光周期环境下,共检测到151个玉米光周期敏感性及相关性状的QTL,分布在所有10条染色体上。其中重组自交系群体检测到64个,永久F2群体检测到87个,两个群体共同检测到28个。许多QTL在不同的环境下同时检测到,实际上检测到87个不同的光周期敏感性及其相关性状的QTL,其中重组自交系群体实际检测到32个不同的QTL,永久F2群体实际检测到55个不同的QTL,两个群体共同检测到16个不同的QTL。5、将光周期敏感性主效QTL定位在第10染色体上。不同环境中检测到的QTL不同,散粉期积温QTL qDPS4-2、株高QTLqPH1-2、叶片数QTL qLN4-3在不同群体中三个环境下均能检测到;散粉期积温QTL qDPS10-1、株高QTL qPH10-1和叶片数QTL qLN9、qLN10在重组自交系群体和永久F2群体中均在2个长日照环境中检测到,而在三亚短日照环境中未检测到;散粉期积温QTL qDPS3、株高QTLqPH3、叶片数QTL qLN3-1和qLN4-2在重组自交系群体和永久F2群体中均在短日照环境下检测到,而在2个长日照环境下并未检测到。表明控制光周期敏感性及相关性状的数量性状位点在不同光周期环境中特异表达。控制长日照环境下光周期敏感相关性状的QTL集中在第10染色体的10.04区域,控制短日照环境下光周期敏感相关性状的QTL集中在第3染色体的3.05区域。6、利用双向方差分析法,对重组自交系群体和永久F2群体的光周期敏感性相关性状表现进行上位性分析,结果表明上位性互作在整个基因组中大量存在,大部分互作发生在两个单位点效应不显著的位点之间。永久F2群体在不同环境下,所有考察的性状中,检测到的互作类型中均为AA互作最多,AD/DA互作次之,DD互作最少。7、利用改良的复合区间作图法,在3个环境中共检测到19个株高杂种优势位点(HL),分别位于第1、2、3、4、6、7、9和第10染色体上。有些杂种优势位点在多个环境中同时检测到,或位于紧密相邻的位点,实际检测到的单个杂种优势位点(HL)为13个。这些杂种优势位点多数表现为部分显性,少数表现为超显性效应。8、利用永久F2群体,通过双向方差分析,在全基因组水平上对玉米株高中亲优势值进行两位点互作分析,检测到大量显著上位互作。上位性互作具有一定的环境稳定性,且具有环境特异表达的特点。在三亚短日照环境下,检测到的杂种优势上位性互作中,AA互作最多,AD/DA互作次之,DD互作最少。而在河南和北京长日照环境下,检测到的杂种优势上位性互作中,AD/DA互作最多,AA互作次之,DD互作最少。9、在三种光周期环境下,不论是特殊杂合性还是一般杂合性,与株高表现及杂种优势虽然具有一定的相关性,但相关系数较低,不足以用来预测玉米的杂种优势。进一步分析表明,从单个共显性侧邻标记的检测结果看,各标记杂合子并不总表现出比纯合子更高的性状水平,杂合子表现超亲优势的标记比例仅为31.6%。多数标记的杂合子表型值介于两种纯合子之间,表明杂合性对性状的表现并不总是有利的,显性基因的互补或累加可能对本永久F2群体的杂种优势表现的作用更大。单位点水平上的显性、超显性、以及两位点之间的上位性互作是玉米株高杂种优势形成的重要遗传机理。
李向拓[9]2005年在《热带玉米群体POB21和POB32在温带改良中遗传多样性的研究》文中提出为了研究热带玉米群体POB21和POB32经过控制双亲混合选择后不同轮次间的遗传多样性变化,采用了两年四点的试验,2004-2005年间,分别在海南、陕西、河南和北京四点进行POB21和POB32不同轮次间的田间农艺性状变化的研究;利用解剖学显微镜进行了POB21和POB32的原始群体和末改良轮次即POB21C_0、C_7和POB32C_0、C_5的雌雄穗分化观察;利用SSR标记,进行分子水平方面遗传多样性的研究。旨在从形态学、解剖学和分子水平来研究POB21和POB32在适应温带过程中的遗传多样性变化,探讨有关性状的变化趋势,为进一步改良或利用新的外来种质提供一定的理论基础。通过研究得出如下结论: 1 从农艺性状上看,轮次间的响应基本上与其实际选择增益相吻合。散粉期、吐丝期、散粉-吐丝期间隔(ASI)、株高和穗位高等降低,结实长、穗行数、百粒重、出籽率和籽粒产量等有了明显改善。随着改良轮次的增加,轮次间的变异系数减小,即轮次间的遗传变异有些降低。一些相关性状的光敏感程度得到了一定的降低。系统聚类分析结果表明,14个轮次可以聚为不同的两类,一类是POB21不同的8个轮次,即POB21C_0、C_1、C_2、C_3、C_4、C_5、C_6、C_7;另一类为POB32不同的6个轮次,包括POB32C_0、C_1、C_2、C_3、C_4和C_5。 2 在解剖学上,热带玉米群体POB21和POB32在适应温带过程中穗分化变化研究。发现在雄穗的穗分化中,经过适应性改良的末改良轮次POB21C_7分化阶段Ⅰ和Ⅲ所需时间分别比原始群体C_0缩短了8天和5天;而群体POB32C_5的分化阶段Ⅰ和Ⅲ所需时间缩短了6天和4天。在雌穗分化中,POB21C_7穗分化阶段Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ分别比C_0缩短了12、4、4天,而POB32C_5的穗分化阶段Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ分别比C_0缩短了9、3和2天。随着改良轮次的增加,群体POB21和POB32的雌穗与雄穗分化阶段发生的时间间隔在缩短。无论是雌穗与雄穗的分化阶段经历时间,还是相同分化阶段开始发生时间的间隔,经过适应性改良的POB21C_7和POB32C_5都比原始群体C_0更接近于当地对照户4。 3 在分子水平上研究热带玉米群体POB21和POB32在适应温带过程中的遗传多样性变化,利用筛选出的77对引物,获得了271个等位基因;平均每个位点等位基因数为3.6个,变化范围为:2-8个。POB21和POB32群体间不同轮次的遗传距离较大,
周伟[10]2008年在《温带与热带、亚热带玉米种质的配合力和杂种优势研究》文中进行了进一步梳理种质的遗传基础狭窄是我国玉米(Zea mays L)育种的主要限制因素。解决这个问题的根本途径是对种质资源进行分类研究和整理,在明确杂种优势群和杂种优势模式的基础上,有针对性地进行种质扩增和改良。目前国内玉米种质资源研究侧重于温带自交系,对遗传基础丰富的热带群体材料则缺乏系统研究,限制了种质扩增和改良研究的范围,进而影响了玉米商业化育种的发展。本试验采用NCII设计组配试验材料,根据不完全区组设计安排田间试验,对14个具有代表性的的温带种质和6个热带、亚热带种质,根据农艺性状和产量的一般配合力(GCA)效应评价了供试种质的应用价值和利用潜力,再根据产量特殊配合力效应(SCA)和系谱聚类划分杂种优势类群。主要研究结果如下:1、对20个种质的84个(温热)杂交组合的综合表现进行评价,认为热带群体与温带群体的杂交组合基本能适应我国温带气候环境条件,是我国种质扩增、改良和创新的理想材料,但植株的株高和穗位较高,在温带利用需要多加考虑。据产量性状和其它主要农艺性状的综合表现看,温热杂交种优势表现优良,利用潜力较大。2、杂交组合总配合效应与杂交组合的实际表现基本吻合,也就是说总配合力效应能较好地反映组合实际产量水平,配合力总效应高,实际产量水平也表现好;反之,实际表现则差。在玉米杂交种的选育和组配时,应选择双亲一般配合力都高的群体或自交系,同时还要考虑其特殊配合力的高低,即应选择总配合力效应高的组合,这样才能选育出具有强优势的杂交组合。因此,配合力总效应能较好地反映杂交组合的真实水平。3、根据对84个温热杂交组合的产量、杂种优势、一般配合力和特殊配合力的分析结果发现,自选系2、自选系4这两个热带种质与我国主要杂种优势类群间均具有较强的杂种优势。依据总配合力效应的聚类结果将热带、亚热带群体自选系6、自选系1归入Reid群;其中,自选系4与lancaster骨干系关系较近,应列入lancaster类群。自选系2与340和CA339两个旅大红骨骨干系相近,所以列入旅大红骨类群。承18、自选系5和自选系3等群体本研究中尚无法归入我国四大种质类群,可视为新的杂种优势群。
参考文献：
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[5]. 玉米温热杂交种穗部性状基因效应分析[D]. 张向前. 河南农业大学. 2003
[6]. 玉米光周期敏感性及相关性状的遗传研究和QTL定位[D]. 郭瑞. 河南农业大学. 2005
[7]. 热带温带玉米群体育种价值评估及光周期反应敏感性指标研究[D]. 梁文科. 华中农业大学. 2008
[8]. 玉米光周期敏感性及相关性状的QTL定位及杂种优势机理研究[D]. 王翠玲. 河南农业大学. 2008
[9]. 热带玉米群体POB21和POB32在温带改良中遗传多样性的研究[D]. 李向拓. 西北农林科技大学. 2005
[10]. 温带与热带、亚热带玉米种质的配合力和杂种优势研究[D]. 周伟. 内蒙古农业大学. 2008