王庆东[1]2004年在《用SSR标记对玉米优良自交系血缘类群及杂优模式的研究》文中指出本研究利用玉米基因组的140余对SSR引物，对50个玉米自交系进行PCR扩增，从中筛选出较均匀覆盖在玉米染色体组上的95对多态性引物，共扩增出485个等位基因变异，每对引物检测等位基因2－14个，平均为5.11个；平均多态性信息含量(PIC)为0.642；用UPGMA法聚类分析。从50个材料中挑选自选系87—1、87—3及14个国内常用的代表不同种质类群的优良玉米自交系为亲本按GriffingⅣ双列杂交模式设计，组配成120个单交组合，采用格子方排列进行试验，计算产量性状的特殊配合力和各组合的对照优势值，以对照优势值作为多维空间的聚类点，计算16个亲本自交系的欧氏距离，最后用类平均法对自交系进行聚类；结合分子标记聚类结果分析了豫玉22双亲的血缘及其产生强杂种优势的机理，并分析了杂种优势与SSR位点杂合度及基于SSR数据按Nie-li法计算的遗传距离间的相关性。同时，根据1981-2003年间河南省种子管理总站每年统计的玉米品种利用情况表，分析了河南省推广面积在3.4万公顷以上的玉米品种种质利用情况，并结合SSR标记对河南省审定品种主要亲本种质类群划分的结果，构建了河南省23年间玉米杂种优势利用的主要杂优模式，并提出4个有发展趋势的杂优模式。 结果表明：1、50个自交系可被划分为8个类群，此结果和系谱分析基本吻合；豫玉22的亲本之一自选系豫自87-1及其姊妹系豫自87-3与含有热带血缘的先锋杂交种P78599后代选系材料P138、许178距离最近，聚为一类，从配合力分析和分子水平进一步推测87-1、87一3含有部分热带种质;2、两种方法均显示87一1与综3间的遗传距离较远，调查性状发现二者在穗部等重要性状方面呈明显杂种优势互补的特征。3、本研究结果表明杂种优势与SSR位点杂合度的相关性不明显;此外，杂种优势较差的情况下，杂种优势与基于SSR数据的遗传距离呈一定程度的相关性，而杂种优势明显和一般时，其间的相关性很小;利用SSR位点杂和度或基于SSR数据的遗传距离预测杂种优势受到限制。4、1981一2003年间河南省玉米主要种质基础以Mo17群、Reid群、塘四平头群、旅大红骨类为主，近5年P群和综合种选系的使用大大增加，拓宽种质取得一定成效;结合SSR标记对河南省审定品种主要亲本种质类群划分的结果，构建了河南省1981一2003年间玉米杂种优势利用的20种主要杂优模式，并提出4个有发展趋势的杂优模式。近20多年来利用最多的杂优模式有7种:改良Reid群x塘四平头群、Mo17群X旅大红骨群、改良Reid群x旅大红骨群、P群x综合种、Mol7群X塘四平头群、改良Reid群XP群和塘四平头群x综合种选系。发展趋势明显的杂优模式有4种:P群x综合种选系、改良Reid群X其他、改良Reid群x塘四平头群、P群x其他。
苟才明[2]2008年在《5个玉米合成群体选系的配合力及杂优类群分析》文中认为本研究以西南地区常用的8个玉米骨干自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对5个玉米人工合成群体新选的15个自交系的配合力、杂种优势以及主要性状遗传参数进行了分析,并以代表我国玉米核心种质的Mo17、黄早四、丹340和478为标准测验种,利用SSR标记,进行了杂优类群和杂优模式研究。结果表明:1.15个性状在各杂交组合间遗传差异真实存在。用不完全双列杂交法对配合力的分析表明,除粒深特殊配合力、测验种单株产量一般配合力未达显着水平外,其余各性状的一般配合力和特殊配合力均达显着或极显着水平。被测系单株产量GCA表现最突出的是GP2-1,其次是GP5-2和GP5-5,且构成产量因子性状的GCA表现均较好,遗传整齐度高;测验种ES40和48-2均有6个性状具有较高的正向配合力效应值,表明与被测系组配具有较大的利用潜势。2.48-2×GP3-3在单株产量、穗重上SCA效应值最大,ES40×GP1-2在穗长、穗粗上SCA效应值最大,且单株产量的SCA值居第2位,18-599×GP5-4在单株产量、穗重上SCA效应最小,而单株产量最高的组合是ES40×GP2-1,其次是48-2×GP3-3,最差的组合是RP128×GP4-4。表明,一个杂交组合杂种优势的高低是由亲本GCA效应和SCA效应共同作用的结果,同时用GCA、SCA效应来评估自交系的应用潜力,更能反映出自交系的利用价值。3.从一般配合力排序上看,GP5群体选育出的5个自交系GP5-2、GP5-5、GP5-1、GP5-4和GP5-3的单株产量GCA在供试的15个新选系中分别位于第2、4、5、6、11位;从特殊配合力排序上看,GP5群体选育出的5个自交系有4个分别出现在前15位组合中,概率为80%;从杂种优势上看,GP5群体选育出的5个自交系全部出现在对照优势大于12%的前15位组合中,且共达7次,每个选系出现1.40次。由此可见,GP5群体选系产量性状GCA的正向效应值普遍较高,与测验种特殊配合力较好,每个选系出现在超对照高产组合中的概率相对较大,且每个选系出现的次数也较高,因而可以反推认为GP5属于较优群体,具有较大改良利用潜势。4.本试验中,穗粗、轴径、穗行数、行粒数、轴重、出籽率、容重的广义遗传力和狭义遗传力都较高,且加性效应明显大于非加性效应,受环境影响较小,利用群体自交选系时,可在早代进行选择;穗重、单株产量的广义遗传力和狭义遗传力均较低,且非加性效应明显大于加性效应,受环境影响较大,宜晚代进行选择;穗长、秃尖长、百粒重、株高、穗位高的广义遗传力较高,但狭义遗传力较低,易受环境的影响,不宜过早进行选择。5.SSR分析结果可以看出,15个新选系间的遗传距离平均值为0.561,变幅为0.23-0.70,平均值较大,且变幅也较大,表明5个群体遗传基础丰富,在解决种质资源狭窄问题上取得了一定的成效。引入代表不同杂优类群的4个标准测验种及西南地区常用的8个骨干自交系进行聚类分析,27个自交系间的遗传距离变幅为0.15-0.74,平均值为0.595。按UPGMA法进行聚类,当遗传距离以0.589为阈值,27个自交系可分为5个大类,当遗传距离以0.513为阈值,第Ⅱ大类又可分为4个亚类。从聚类结构看,5个群体新选的15个自交系多数聚在含有标准测验种丹340的第Ⅱ大类,少数聚在含有标准测验种478的第Ⅳ大类和无标准测验种的第Ⅲ大类,说明它们主要含有国内旅大红骨血缘,仅少数含有Reid及其它种质血缘;从聚类分布情况来看,各群体选系聚类有交叉现象,特别是GP4与GP5有2个选系聚在同一亚类,表明GP4与GP5遗传背景相似,但又不完全相同。6.考察单株产量超对照品种12%组合的组配方式可以看出,前15位组合的组配方式虽较多,但都为不同类、亚类间的组配,且多数组合双亲的遗传距离较大,在一定程度上印证了本文SSR聚类结果的可靠性。其中,Lancaster群×旅大红骨群可产生较强的杂种优势,特别是Lancaster群×旅大红骨Ⅰ亚群和Lancaster群×旅大红骨Ⅳ亚群获得强优势组合可能性更高。因此,在西南地区以18-599和R08为代表的Lancaster群与旅大红骨群组配,容易选育出优良的杂交种。考察高产组合双亲遗传距离可知,双亲遗传距离大于平均遗传距离(0.595)的高产组合有10个,小于平均遗传距离的有5个,说明杂种优势大小与分子标记的遗传距离有一定关系,但又不完全是由分子标记遗传距离的大小所决定。
秦燕[3]2007年在《2个玉米人工合成群体部分S_2株系SSR分析及配合力研究》文中提出本研究以四川农业大学玉米研究所和四川农科院作物所人工合成的GP-4和GP-5群体S_2的60个单株及3个测验种为供试材料，通过SSR分子标记检测60个单株的遗传变异，并对其所配组合主要农艺、经济性状及配合力表现等做了较为全面系统的研究，结果表明：1．180个组合间除籽粒深度差异不显着外，其余性状差异均达极显着水平，表明多数性状组合间存在真实的差异(表1)。以组合间差异显着性状两季的均数进行配合力方差分析(表2)，除穗行数SCA差异不显着外，其他性状GCA和SCA差异均达显着或极显着水平，表明这些性状的GCA和SCA在亲本和组合间存在真实的差异。2．60个单株GCA分析(表3)表明，不同性状GCA达显着或极显着水平的单株数有一定差异，株高、穗位高只有极少数单株达显着或极显着水平，其余性状达显着或极显着的则相对较多。经济性状中除行粒数外，其余性状的GCA表现GP-5 S_2优于GP-4 S_2。比较各性状株系内个体间GCA存在显着差异的株系数目，各性状间有较大差异，经济性状配合力的差异大于农艺性状，而经济性状中又以穗行数、行粒数、穗重和单株产量的差异较大。3．20个株系GCA分析(表4)表明，株高、穗位高GCA效应值在2个群体自交后代多数株系间差异不显着，其余各性状的GCA效应值仅在少数株系间差异不显着，因此多数经济性状GCA株系间具有较大差异。GP-4 S_2中55、57、89株系及GP-5 S2中93、105、107株系不仅产量GCA效应值较高，且多数经济性状的GCA效应值为正，可能具有较大利用潜势。3个测验种的GCA分析(表5)表明，48-2在多数农艺、经济性状上均表现较高的GCA，而9636和RPl25仅在少数农艺、经济性状上表现较高的GCA，48-2与供试群体自交后代组配具有较大的育种潜势。4．180个组合的SCA分析(表6)表明，不同性状SCA效应值达显着或极显着差异的组合个数有较大差异，株高、穗位高最少，秃尖、穗重、单株产量居中，穗长、行粒、出籽率、百粒重最多。同一性状不同群体自交后代所配组合SCA达显着或极显着差异的个数也有一定差异，但差异较小。比较单株产量对照优势大于8％的20个组合的组配方式(表7)发现，GP-5 S_2株系89、57、73和GP-5 S_2株系105、107内的个体与48-2组配获得高产组合的可能性较大。5．利用95对SSR引物对供试材料进行检测，筛选出40对扩增条带清晰，具明显多态性的引物，40对引物在2个群体S_2中共扩增出420个等位位点，每个SSR座位的等位基因数目为3～25个，平均为10.5个点，且GP-5 S_2的多态位点数、多态位点比例、基因型数、变异系数等均大于GP-4 S_2，同一位点在不同群体内自交后代的基因频率是不同的，从而导致各种基因型的种类和比例出现差异(表8)。基因平均杂合度(H)分析表明，40对引物中有27对引物的基因平均杂合度GP-5 S_2大于GP-4 S_2，且GP-5 S_2的基因平均杂合度在40对引物中的均数也大于GP-4 S_2，可见GP-5 S_2的基因杂合度大于GP-4 S_2，因此GP-5自交后代的纯合速率比GP-4慢(表9)。6．对遗传距离进行比较(表10)，不同群体S_2间平均遗传距离大于群体内株系间平均遗传距离，群体内株系间平均遗传距离又远远大于株系内个体间平均遗传距离。根据遗传距离进行聚类分析(表11、图3)，可将60个单株分为5个大类10个亚类，株系内3个单株均聚在一起，表明同一株系内个体间遗传差异较小。GP-4 S_2的30个单株主要分布在第Ⅰ和第Ⅲ类，而GP-5 S_2的30个单株则在5个大类中均有分布，群体GP-5 S_2的遗传变异可能较GP-4 S_2更为丰富。GP-4 S_2部分株系和GP-5 S_2部分株系聚在同一亚类，表明GP-4 S_2和GP-5 S_2的部分株系可能有相似的遗传背景。综上表明，多数性状GP-5 S_2GCA优于GP-4 S_2，分子标记检测结果也表明GP-5 S_2入选株系的遗传变异较GP-4 S_2大。群体内株系间经济性状的GCA株系间差异较大，而SSR标记检测也表明，群体内株系间的遗传差异远远大于株系内个体间的遗传差异，所以在利用群体自交选系时，应多选优良基本单株，并进行早代测定，以确定基本株配合力的优劣，从而提高选系效率。2个群体自交后代中55、57、89、93、105和107株系的产量GCA较高，多数经济性状GCA为正，可能具有较大利用价值。
李燕[4]2010年在《7个玉米合成群体选系的配合力及杂优类群分析》文中进行了进一步梳理本研究以西南地区常用的6个玉米骨干自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对7个玉米人工合成群体新选的21个自交系的配合力、杂种优势以及主要性状遗传参数进行了分析,并以代表我国玉米核心种质的S37、黄早四、丹598和478为标准测验种,利用SSR标记,进行了杂优类群和杂优模式研究。结果表明：1.方差分析结果表明,株高、穗位高、穗长、秃尖长、粒深、穗行数、行粒数、单株产量、出籽率、百粒重和容重组合间差异均达极显着水平,说明11个农艺性状在各杂交组合间存在真实的遗传差异。2.用不完全双列杂交模型对配合力的分析表明,除秃尖长SCA、测验种单株产量GCA不显着外,其余各性状的GCA和SCA在自交系和组合间的差异均达显着或极显着水平。单株产量GCA表现突出且产量构成性状GCA表现较好,育种潜势较大的选系是KS123和KS73,其次是KS116、KS191、KS260、KS71、KS144和KS120,他们的单株产量GCA表现较优,且大部分产量构成性状的GCA为正值,可能具有一定的应用前景,其余选系主要性状的GCA表现相对较差,可能应用前景较小,建议作为种质保存。3.126个组合单株产量SCA效应值变幅为-46.63-37.31。SCA较高的强优势组合有SCML103×KS73、RO8×KS103、RO8×KS163、975-12×KS152和RP125×KS120。结合前面的GCA分析结果可以看出,大多数SCA高的组合,其双亲或者双亲之一的GCA也较高,SCA低的组合,其双亲的GCA均较低,但也有个别组合的双亲GCA较高,而SCA表现却较低。说明杂种一代产量表现是GCA和SCA共同作用的结果,因此玉米杂交育种在注重GCA选择的基础上,还应加强SCA的选择。4.本试验中,穗长、穗行数和容重广义遗传力及狭义遗传力均较高,且加性效应明显大于非加性效应,受环境影响小,利用群体自交选系时,可在早代进行较严格的选择。粒深、出籽率和百粒重的广义遗传力和狭义遗传力均较低,秃尖长、行粒数、单株产量、株高和穗位高的广义遗传力虽较高,但狭义遗传力较低,也易受环境影响,均不宜早代选择。5.筛选出具有显着多态性的40对SSR引物分布于玉米10条染色体上,在31个玉米自交系间共检测出198个等位基因变异,每对引物检测出2-9个等位基因,平均为4.950个。每个SSR位点的多态信息量(PIC)变化为0.264-0.862,总值为27.310,平均为0.683。表明所选用的40对玉米核心SSR引物能较好地鉴定供试玉米自交系的遗传多样性。6.SSR分析结果得出,31个自交系间的遗传相似系数变幅为0.520-0.808,平均值为0.642,说明供试自交系间存在较大的遗传差异。根据遗传相似系数按UPGMA法进行聚类,可以看出以相似系数0.655为阈值,31个自交系可划分为5大类群。当以相似系数0.683为阈值,第Ⅲ大类群又可分为3个亚群。从聚类结构看,7个玉米人工合成群体的21个新选系有6个划入热带种质,2个划入Lancaster群,3个划入四平头群,1个划入Reid群,9个划入其它类群。部份群体选系聚类出现交叉的原因可能是由于具有相同的遗传背景所致。7.考察单株产量超对照前20位组合的组配方式表明,产生杂种优势最强的是Reidx其它类群,其次是Lancaster×其它类群。此外,强优势出现频率较多的组配方式是Reidx热带种质、Lancaster×热带种质和旅大红骨×热带种质。表明不同类群亲本间组配杂种优势明显,获得强优势组合几率较高；另外,热带种质与Reid、Lancaster和旅大红骨组配易出现优良的杂交种,进一步证实了荣廷昭院士指出的“热带种质”与“温带种质”之间的组配是西南生态区玉米杂种优势利用主要模式的观点。
姚启伦[5]2007年在《西南部分玉米地方种质资源的遗传多样性分析》文中认为根据西南地区玉米地方品种的主要地域分布,本研究以来自四川、重庆、云南和贵州四省(市)的玉米地方种质群体为材料,对54个玉米地方品种群体做遗传多样性的SSR分析和B染色体的细胞学鉴定;并从中选取50个品种群体进行田间实验,分析玉米地方品种农艺、经济性状的差异表现;结合室内分析,研究低磷胁迫下玉米地方种质的主要形态和生理特性,探讨耐低磷玉米地方种质的筛选指标。主要结果如下:1.农艺、经济性状的差异表现分析结果表明,玉米地方品种在各农艺、经济性状上存在极显着差异。分析各性状的变异幅度,农艺性状株高、穗位高、总叶片数、散粉期、抽丝期和全生育期的变幅分别为213.25～322.98、87.30～198.59、15.50～24.38、69.50～94.50、70.50～93.50和114.00～142.00;经济性状穗长、秃尖长、穗粗、轴粗、穗行数、行粒数、穗粒重、百粒重和容重的变幅分别是8.40～18.32、0.30～2.28、2.49～4.88、1.51～2.74、8.70～17.05、16.17～31.39、26.57～161.68、9.00～36.03和245.00～739.00。农艺性状与经济性状的变异系数比较表明,经济性状的变异程度较农艺性状的变异程度高。农艺性状变异程度大小排序为穗位高、总叶数、抽丝期、散粉期、株高、全生育期;经济性状变异程度的大小排序为秃尖长、穗粒重、百粒重、行粒数、穗长、穗行数、穗粗、容重、轴粗。根据“主成分”分析结果,结合玉米育种目标,分析各玉米地方品种农艺、经济性状的分量值,在供试材料中评选出综合性状优良的地方品种有DP-11、DP-44、DP-42、DP-31、DP-65、DP-19、DP-60、DP-15、DP-57和DP-13。农艺、经济性状的聚类分析表明,同一产地来源玉米地方品种的农艺、经济性状存在较大差异,而不同产地来源的玉米地方品种可能具有相似的农艺、经济性状。2.基于SSR标记的遗传多样性分析结果,均匀覆盖玉米染色体组的42对SSR引物,在作DNA混合取样的54个玉米地方品种中检测到256个等位基因,每个SSR标记的等位基因数为2～9个,平均6.1个,多态信息量0.30～0.85,平均0.76,说明玉米地方品种群体遗传多样性丰富。根据遗传相似系数矩阵做出的树状图,将54个玉米地方品种大致划分成4类,来源于同一地区的多数玉米地方品种划分在同一类中,其遗传相似系数在0.60以上,表明玉米地方品种的地理分布与其遗传背景存在内在联系。比较SSR聚类与农艺经济性状聚类结果,2种聚类结果差异很大,这表明SSR分子标记所揭示的DNA的结构差异与“主成分”分析所揭示的表型差异是不一致的。从54个玉米地方品种中选出11个,每个品种随机抽取15个单株,共165个DNA单株样品,分析玉米地方品种的遗传结构及其品种内的遗传多样性。对于检测玉米地方品种的遗传多样性,DNA单株样品分析优于DNA混合样品分析,42对相同的SSR引物在11个玉米地方品种中检测到330个等位基因,平均等位基因数A=7.86,有效等位基因数=3.90,平均期望杂合度H_e=0.69,实际观察杂合度H_0=0.37。据遗传结构分析结果,固定指数(F)为0.25～0.79,表明玉米地方品种是典型的混合繁育系统;由于杂合体不足,玉米地方品种群体内的遗传结构偏离了Hardy-Weinberg平衡;杂合性基因多样度比率(F_(st))平均为0.07,表明品种间和品种内的遗传变异分别占总遗传变异的7%和93%。“主成分”分析(PCA)结果与品种间遗传距离分析结果相一致,同一品种群体内的个体以及来源于同一地区不同品种群体间的个体距离较近,相邻分布;来源于不同地区品种群体间的个体距离较远,产生明显分离。品种群体内遗传多样性分析结果表明,四川玉米地方品种的遗传变异水平、等位基因频率以及基因杂合度均为最高,贵州玉米地方品种的最低,表明在我国西南地区的四省(市)中,四川的玉米地方品种具有最丰富的遗传变异。3.B染色体细胞学鉴定结果表明,玉米地方品种的B染色体具有常见B染色体的基本特征,B染色体在地方品种细胞中的异常分布是细胞和植株个体存在B染色体数目变化的主要原因。在检测的54个玉米地方品种中有9个存在B染色体,B染色体数目在品种间发生0B～7B的数目变化,在同一品种的不同细胞间发生0B～3B的变化;具有1B、2B和3B染色体的地方品种分别占玉米地方品种总数的12.96%、5.56%和3.70%;在对每个玉米地方品种所检测的30个细胞中,具有0B、1B、2B和3B染色体的细胞比例分别为86.81%、5.42%、4.44%和3.33%。分析含B染色体玉米地方品种的地理分布,四川的东南部地区是玉米地方品种B染色体的集中分布区。尽管本研究未发现B染色体与基于SSR的DNA多态性的相关关系。然而,综合分析B染色体的地理分布和玉米地方品种群体的遗传多样性,支持西南地区玉米地方品种的地理演变途径为最早引进到四川的假说。4.分析低磷胁迫在苗期对玉米地方品种的主要生物学效应,结果表明,低磷胁迫下各地方品种的根体积、总叶面积、根干重和地上部干重均显着降低,而根冠比和根毛密度明显增加;同样,土壤缺磷诱导植株体内磷利用率、酸性磷酸酯酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物歧化酶活性以及丙二醛和脯氨酸含量的显着提高,但显着降低磷含量和可溶性蛋白质含量。不同玉米地方品种的耐低磷性存在明显的基因型差异,与低磷敏感玉米地方品种DP-36和DP-27比,低磷胁迫对耐低磷玉米地方品种DP-60、DP-02和DP-40影响较小。分析低磷胁迫下各生物学性状的变化,干物重和植株吸磷量的变化较大,表明干物重和吸磷量是苗期筛选玉米地方品种耐低磷种质的可靠指标。此外,酸性磷酸酯酶活性可作为筛选耐低磷种质的生化指标。低磷胁迫下干物重与缺磷症状的显着相关表明以植株缺磷症状为依据对玉米地方品种耐低磷等级的划分是可行的。基于上述结果,结合低磷胁迫下玉米地方品种后期的经济性状表现,在供试的50个玉米地方品种中,筛选出3个耐低磷地方品种DP-60、DP-02和DP-41,5个中耐低磷地方品种DP-12、DP-48、DP-54、DP-59和DP-65。5.综合分析供试玉米地方品种的农艺、经济性状,遗传多样性及其耐低磷营养特性。西南地区玉米地方品种抗病力强,多数地方品种高抗大、小斑病和锈病;群体遗传变异水平高,42个SSR标记在54个品种群体中共检测到256个等位位点,在11个群体内的165个个体中检测到330个等位位点,有效基因杂合度达0.67;品种类型丰富多样,生育期从早熟(114 d)到晚熟(142d),粒型有硬粒、马齿和半马齿,粒色有黄、白、红、蓝;耐低磷种质丰富。从供试的50个玉米地方品种中筛选到与育种目标相关、主要农艺经济性状优良的品种10个,品种群体内遗传变异丰富(等位位点数在6.00以上)的品种7个,可供作理论研究的含B染色体的玉米地方品种9,耐低磷品种3个,中耐低磷品种5个。多数玉米地方品种植株和穗位较高,株型松散,平均株高和穗高分别高达2.64和1.38 m;植株抗倒性差,表现程度不同的倒伏和倒折。鉴于地方品种遗传上的复杂性和适应性与丰产性的矛盾,建议采用优良地方种质群体改良、地方种质与外引种质组建群体和地方种质与热带种质进行相互改良这叁种方法,对玉米地方种质进行间接利用。
李芦江[6]2010年在《不同轮回选择方法对玉米窄基群体的改良效果》文中研究表明我国是世界玉米生产第二大国和玉米育种较先进的国家,但也是种质资源较贫乏的国家之一。玉米种质资源的贫乏,造成了种质基础狭窄的局面,种质基础狭窄已成为限制我国玉米育种水平进一步提高的主要制约因素,这就客观地要求我们把研究重点放在种质扩增、改良和创新以及杂种优势群和杂种优势模式的研究和构建上。轮回选择是玉米种质扩增与改良的基本方法,能有效地打破基因间的连锁关系,增加优良基因重组的机会,使群体中优良基因频率不断提高,达到改善群体表现的目的,从而为选育优良自交系提供基本素材,进而提高选育自交系及杂交种的效率。本研究以两个玉米窄基群体P3C0和P4C0及其分别经过5轮控制双亲混合选择的改良后代P3MSC1、P3MSC2、P3MSC3、P3MSC4、P3MSC5、P4MSC1、P4MSC2、P4MSC3、P4MSC4和P4MSC5,共12个群体为材料,通过多点田间表型鉴定和配合力测定,研究控制双亲混合选择对不同玉米窄基群体的改良效果；以基础群体P4C0及其经过5轮控制双亲混合选择的改良后代P4MSC1、P4MSC2、P4MSC3、P4MSC4和P4MSC5,P4C0经过1轮半同胞-S2：3(HS-S2：3)轮回选择的改良后代P4HSC1,P4HSC1经过3轮控制双亲混合选择的改良后代P4HSC1-MSC1、P4HSC1-MSC2和P4HSC1-MSC3以及将两个自交系加入到P4HSC1中进行1轮动态改良的群体P4HSC1-AP,共11个群体为材料,通过多点田间表型鉴定和配合力测定,研究不同轮回选择方法对玉米窄基群体的改良效果,并利用SSR分子标记分析不同轮回选择方法对群体遗传多样性的影响,为玉米窄基群体改良方案的完善提供参考；以从2个基础群体P4C0和P5C0及其经过2轮控制双亲混合选择的改良群体P4MSC2、P5MSC2和经过1轮HS-S2：3选择的改良群体P4HSC1、P5HSC1的单株自交后代中,分别选取来自不同基本株的3个田间表现优良的株系(基础群体为S6株系,改良群体为S5株系),共计18个高代选系为材料,通过田间表型鉴定、多点配合力测定和SSR分子标记分析,对这些群体高代选系的育种潜势进行研究,为这些选系的利用及选系策略的制定提供依据。主要研究结果如下：1.控制双亲混合选择对基础群体P3C0和P4C0单株产量和主要构成性状及其一般配合力(GCA)改良效果明显,但对群体与测验种的特殊配合力(SCA)却没有明显的改良效果。经过5轮控制双亲混合选择改良后,两个基础群体P3C0和P4C0改良群体的株高和穗位高及其GCA效应值都随改良轮次增加而显着增加。基础群体P3C0及其改良后代,粒深和穗行数均以P3C0为最小,P3MSC5为最大,其GCA效应值分别以P3MSC2■和P3MSC5为最大；单株产量及其GCA效应值都以P3C0为最小,分别以P3MSC4和P3MSC2为最大。基础群体P4C0及其改良群体,粒深和穗行数均以P4C0为最小,分别以P4MSC5和P4MSC4为最大,其GCA效应值都以P4MSC4为最大；单株产量及其GCA效应值都以P4C0为最小,分别以P4MSC2和P4MSC4为最大。改良群体其余多数性状及其GCA效应值也都大于各自的基础群体,但不同群体的同一性状及同一群体的不同性状,在不同的改良轮次,其改良效果不尽相同。总体趋势表现为,控制双亲混合选择进行到一定世代后,群体一些性状及其GCA能得到同步有效改良,有些性状自身及其GCA的改良效果却不同步。当选择响应到达最大以后,持续的控制双亲混合选择会导致窄基群体的选择增益下降,甚至出现负增益。2.不同轮回选择方法对基础群体P4C0主要性状及其GCA改良效果不尽相同。P4C0经5轮控制双亲混合选择后,群体株高和穗位高及其GCA效应值持续增加,群体主要性状及其GCA都得到较好的改良,单株产量遗传增益主要集中在前2轮,3轮改良以后群体单株产量均值有下降的趋势。P4C0经过1轮HS-S2：3选择后,改良群体P4HSC1产量及其主要构成性状都得到了较好的改良。P4HSC1经3轮控制双亲混合选择后,群体主要性状及其GCA得到进一步改良。将两个与P4HSC1属同一杂优类群的优良自交系加入到群体P4HSC1中,进行1轮动态改良后,群体产量和主要构成性状及其GCA在P4HSC1的基础上得到了进一步改良。以时间计算,控制双亲混合选择对群体P4C0产量和主要构成性状及其GCA改良效果优于HS-S2：3轮回选择,但在植株性状改良上HS-S2：3选择效果较好。以轮次计算,动态改良对群体P4HSC1产量和主要构成性状及其GCA的改良效果优于控制双亲混合选择,但动态改良后,群体株高、穗位高及其GCA效应值有较大幅度的增加。3.经过改良后,群体内优良个体出现频率(粒深大于1.100cm,穗行数大于或等于16行,单株产量大于160g的个体百分比)发生了变化。经过5轮控制双亲混合选择后,基础群体P3C0和P4C0及其改良后代优良个体出现频率随选择轮回增加呈波动增加趋势。P4C0经过1轮HS-S2：3选择后,群体优良个体出现频率较P4C0有较大的提高。P4HSC1经过1轮动态改良后,群体优良个体出现频率较P4C0和P4HSC1均有较大的提高。P4HSC1经过3轮控制双亲混合选择改良后,群体优良个体出现频率随改良轮次增加呈增加趋势,但有一定的波动。4.不同轮回选择方法对基础群体P4C0遗传多样性的影响存在差异。P4C0经过5轮控制双亲混合选择后,在改良的前2轮,多数表征遗传多样性的参数下降不明显,基因杂合度和遗传多样性指数还有小幅度增加。经3轮改良以后,群体杂合度遗传多样性开始下降,虽然衡量群体遗传多样性的参数虽然变化规律不尽相同,但其反映的整体趋势是基本一致的,即在群体改良的低代,群体遗传多样性得到了较好的保持,而多代的改良则会导致群体遗传多样性的下降。P4C0经过1轮HS-S2：3选择后,6个表征群体遗传多样性的参数比P4C0均有较大幅度的下降。P4HSC1经过1轮动态改良后,6个表征群体遗传多样性的参数均有较大幅度的增加。P4HSC1经过3轮控制双亲混合选择改良后,6个表征群体遗传多样性的参数均呈增大的趋势,但每轮增加的幅度均较小5.本地选择和异地选择对基础群体P4C0遗传多样性存在不同影响。P4C0经过5轮控制双亲混合选择后,群体基因型数虽然总体上是减小的趋势,但表现出减少与增加交替出现的现象。在四川改良形成的群体,其基因型数较其上一轮改良群体少,在云南改良形成的群体,其基因型数较其上一代增加。6.不同轮回选择方法创造了不同的遗传变异。将P4C0经过不同轮回选择方法改良的11个群体按来源分为5个类型,第一类包括P4C0,第二类包括P4MSC1、P4MSC2、P4MSC3、P4MSC4(?)(?)P4MSC5,第叁类包括P4HSC1,第四类包括P4HSC1-AP,第五类包括P4HSC1-MSC1、P4HSC1-MSC2和P4HSC1-MSC3。分子方差分析结果表明,不同类型间、群体间和群体内的变异分别为6%、5%和89%,说明经过不同的轮回选择方法改良后,群体遗传变异虽然发生了不同的变化,但不同改良群体间的遗传变异仍远远小于群体内的遗传变异。从主坐标分析结果可以看出,基础群体及控制双亲混合选择的早代,群体内个体间的分布相对分散,而高代群体和P4HSC1及以P4HSC1为起始群体的两类改良群体,分布相对集中,随着改良轮次的增加,群体内个体的分布发生了定向变化,且不同选择方法改良后,群体内个体偏移的方向和程度不一致。7.改良群体高代选系在自交代数少1代的情况下,其纯合的位点比例与基础群体高代选系相当,说明用改良群体高代选系纯合速度较快。与基础群体高代选系相比,改良群体高代选系间遗传差异虽有减小的趋势,但仍有较大的遗传差异。8.不同群体高代选系之间,表型及配合力差异较大,来自同一群体不同基本株的选系之间差异也较大,群体高代选系的表型和配合力差异来源于不同群体及基本株的差异。总体而言,改良群体高代选系产量和主要构成性状及其GCA表现优于基础群体高代选系,但值得注意的是多数改良群体高代选系株高、穗位高及其GCA都较各自的基础群体高代选系有所增加。9.改良群体高代选系P4MSC2-1、P4MSC2-2、P5MSC2-2和P5MSC2-3以及基础群体高代选系P5C0-3,自身产量和主要性状及其GCA表现较好,与测验种所配组合产量较高,有较大的育种利用价值。
刘志雄[7]2009年在《SSR分子标记在玉米遗传育种中的应用》文中研究表明本文以内蒙古农牧业科学院玉米研究中心及外引的共34个玉米自交系做材料,采用不完全双列杂交设计,组配了90个杂交组合,通过总配合力的效应值对这些材料进行相关分析;用SSR分子标记技术和自交系的16个性状的田间调查结果对34个玉米自交系材料进行了杂种优势群及遗传距离的研究;利用SSR分子标记筛选出了一些在玉米自交系上具有较高多态性的SSR引物,并对用分子标记和大田性状这两种聚类结果进行比较,主要结果如下:1.根据自交系的16个田间性状的调查结果对34份材料进行聚类分析,将供试材料分为4个类群,分类结果与材料的系谱关系基本一致。2.利用SSR分子标记对34个玉米自交系进行了杂种优势群的划分。6对SSR引物在供试材料中共检测出45个等位基因的变异,每对引物检测出的等位基因数在5～11个之间,平均7.5个,多态信息量变化范围为0.758～0.888,平均多态信息量为0.826。3.根据SSR指纹图谱,利用Word’s法将供试玉米自交系系划分为四大类群:第Ⅰ类群有6份种质,第Ⅱ类群8份种质,第Ⅲ类群7份种质,第Ⅳ类群13份种质。划分结果与种质系谱法的分类结果基本一致。4.用两种方法都能将34份供试材料分类,两种方法的分类结果有较好的一致性,SSR标记的遗传距离与F1的特殊配合力及单株产量的相关性达到了显着水平。由实验验证,利用SSR分子标记对玉米自交系进行杂种优势群的划分是切实可行的。5.建立了一套优化的SSR-PCR体系。1:预变性93℃,1min;2:变性93℃,1min;3:退火温度56～65℃(以材料而定),2min;4:延伸72℃,2min;5:复延伸72℃,5min;其中步骤2～4的循环数为30～35,以材料而定。6.本实验对新选育成的部分玉米自交系材料划分了杂种优势群,同时发现了一些高产优势组合,为材料的进一步利用提供了理论性指导。
参考文献：
[1]. 用SSR标记对玉米优良自交系血缘类群及杂优模式的研究[D]. 王庆东. 河南农业大学. 2004
[2]. 5个玉米合成群体选系的配合力及杂优类群分析[D]. 苟才明. 四川农业大学. 2008
[3]. 2个玉米人工合成群体部分S_2株系SSR分析及配合力研究[D]. 秦燕. 四川农业大学. 2007
[4]. 7个玉米合成群体选系的配合力及杂优类群分析[D]. 李燕. 四川农业大学. 2010
[5]. 西南部分玉米地方种质资源的遗传多样性分析[D]. 姚启伦. 四川农业大学. 2007
[6]. 不同轮回选择方法对玉米窄基群体的改良效果[D]. 李芦江. 四川农业大学. 2010
[7]. SSR分子标记在玉米遗传育种中的应用[D]. 刘志雄. 内蒙古农业大学. 2009