新选白粒玉米自交系亲缘关系及其利用潜力研究

摘要

本试验采用SSR分子标记分析51份白粒玉米自交系遗传多样性，利用 UPGMA聚类分析法进行聚类，对51份玉米自交系材料亲缘关系进行初步划分，并从中选取有代表性16份自交系为材料，采用NCⅡ遗传交配设计，组配60份杂交组合，通过一年3点（安顺、贵阳、凯里）联合鉴定，对16份白粒玉米自交系15个主要农艺性状配合力及杂种优势进行研究，结果如下：
　　1、SSR分子标记分析表明：35对核心引物共检测到155个等位基因，变化范围为2-8，平均为4.42个。每个等位位点多态性信息量（ PIC）变化范围为0.4926-0.8749，平均为0.7365。51份白粒玉米自交系遗传相似系数（GS）变幅为0.2129-0.9419，平均为0.4607。按UPGMA聚类分析法进行聚类，当阈值为0.43时，将51份白粒玉米自交系划分为6大类群。
　　2、联合方差分析表明：3个试验点间，除茎粗、穗长、行粒数差异不显著外，其他性状达到显著或极显著水平，组合、试验点与组合互作效应各性状均达到极显著水平；P1（测验种）GCA方差除茎粗、穗位叶叶宽、雄穗主轴长度、穗长、秃尖及百粒重差异达不到显著水平外，其他性状均达到显著或极显著水平，P2（被测系）的GCA的方差除穗位叶叶宽、秃尖和出籽率不显著外，其他性状均达到极显著水平，P2（被测系）×P1（测验种）的SCA方差显示，15个性状差异均达到极显著水平，说明在不同试验点、不同组合在多数性状之间的差异是真实存在的。
　　3、对16份白粒玉米自交系一般配合力分析表明：325在单株产量等综合性状的GCA表现较为突出，用325作为亲本易配出综合性状好、抗倒伏性强、穗长长、果穗大、百粒重重的高产杂交种；用343易配出行粒数多、穗长长、雄花分支数多及雄花主轴较长，秃尖小的杂交组合；用331易配出穗长长，百粒重大的高产组合；用368可配出穗行数多、果穗大的组合；用373易配出行粒数多、穗长较长的组合，而其他GCA不高的自交系，在应用过程中应加以改良。
　　4、对60份杂交组合特殊配合力分析显示,不同性状间配合力均呈正负效应且变异范围之间有较大的差异，其中单株产量正效应组合33个，变幅为-17.90～17.90，组合368×344效应值最高；穗行数正效应组合26个，变幅为-8.12～11.20，组合368×329效应值最高；行粒数正效应组合30个，变幅为-8.77～6.68，331×323效应最高；百粒重正效应组合30个，变幅为-11.37～13.19，331×324最高；出籽率正效应组合34个，变幅为-5.88～3.15；穗长正效应组合30个，变幅为-9.17～8.52，341×326效应最大；穗粗正效应组合31个，变幅为-9.17～8.52，327×324效应最大；茎粗正效应组合33个，变幅为-12.72～9.99，344×326效应最高；株高正效应组合30个，变幅为-6.55～6.12；穗位高正效应组合33个，变幅为-9.26～21.21；穗位叶叶长正效应组合31个，变幅为-10.19～7.73；穗位叶叶宽正效应组合25个，变幅为-8.74～10.89；雄花分支数正效应组合32个，变幅为-23.46～32.48，雄花主轴长度正效应组合28个，变幅为-13.42～8.33。
　　5、以单株产量与总配合力效应值、一般配合力、特殊配合力进行相关分析表明，单株产量与其总配合力效应呈显著正相关（R2=0.982），单株产量总配合力效应大小顺序与产量结果高低的排列基本一致；单株产量及其总配合力与母本一般配合力、父本一般配合力和特殊配合力呈显著正相关，且相关系数大小接近；一般配合力与特殊配合力无相关关系。
　　6、以贵农玉889为对照，分析60份杂交组合单株产量对照杂种优势，结果表明：325×329、325×324、340×324、368×329、325×323、373×324、331×323、325×344、331×324组合比对照增产5％以上，其中组合325×329增产19.89%，325×324增产18.57%，340×324增产12.69%，368×329增产12.32%，这4个组合增产均在10%以上，属于具有较强杂种优势的组合。被测系325、331、340、368等与测验种324、344、323、329等组配获得高产组合的可能性较大，具有较大的利用潜力。
　　7、16份自交系SSR分子标记与特殊配合力聚类分析表明，两种聚类方法结果基本与系谱来源一致，但也有个别材料有所偏差，原因可能与两类方法所基于的基础数据差异形成，SSR分子标记受环境条件的影响较小，其聚类准确性高于SCA聚类分析。

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第一章 前言

1.1玉米在粮食安全中的战略地位

1.2玉米种质资源研究概述

1.3主要杂种优势群和杂种优势模式

1.4 配合力的研究与应用

1.5 SSR分子标记在玉米种质研究中的应用

1.6本研究目的、技术路线和意义

第二章 材料与方法

2.1 实验室材料与方法

2.2 田间试验材料与方法

第三章 结果与分析

3.1 51份白粒玉米自交系SSR分析

3.2配合力结果分析

3.3 60份F1杂交组合单株产量的对照杂种优势分析

3.4 16份亲本自交系杂种优势群的划分

第四章 结论与讨论

4.1 51份玉米自交系SSR标记结果与评述

4.2 16份自交系综合利用评价

4.3 产量SCA和SSR分子标记对杂种优势群的划分

4.4下一步展望

致谢

参考文献

附录1 读研期间发表论文及参加项目

附录2 缩略词中英文对照