玉米外来种质遗传改良材料的杂种优势表现及亲缘关系的研究

摘要

近年来我国玉米单位面积产量的年平均增长率降低，产量一直没有取得突破性进展，其主要原因是我国玉米种质缺乏，导致无过硬品种。利用外来种质是拓宽我国玉米种质基础，解决遗传狭窄重要途径，许多外来种质在我国玉米育种中不能直接利用，只能通过遗传改良。今后在依靠化肥使玉米增产的潜力已十分有限的情况下，遗传改良有望替代化肥，成为玉米增产的“主力军”。对外来种质遗传改良系进行遗传研究，将有助于拓宽我国玉米的种质基础，构建新的杂种优势模式，也将有助于解决我国玉米育种徘徊不前局面，克服玉米高产超高产育种的障碍，为我国玉米生产的可持续发展提供技术保障。 本试验所选用的材料为含外来种质的遗传改良系和温带五大系统的骨干系。试验采用2套增广NC Ⅱ设计。对遗传改良系的产量性状，株高、穗长、子粒长、百粒重等重要性状的杂种优势表现及遗传特性进行了较全面的研究。本研究结果如下： (1)2套不完全双列杂交试验一致表明外来种质遗传改良系与国内种质骨干系杂交，单株产量即穗粒重的杂种优势最大，2套试验杂种优势值分别为155.46％、115.17％。 (2)在遗传改良系配合力及测验种选用方面，改良系中J302、JC06单株产量的一般配合力效应值高，而其它改良系GCA值较低。多数改良系的穗长和行粒数的GCA值较高。育种中，旅大红骨和塘四平头系统自交系是外来种质改良系的首选测验种。 (3)在杂种优势模式方面，根据2套不完全双列杂交试验结果，含外来种质的遗传改良系与旅大红骨群，塘四平头群优势明显，符合国内×国外优势模式，这与育种实际相符合。 (4)在外来种质的利用及自交系选育方面，建议用外来种质来改良Reid和Lancaster类群自交系，再与旅大红骨及塘四平头群自交系测配，在玉米育种中，具有很高的利用价值。 (5)在遗传关系方面，依据2套不完全双列杂交试验结果及育种实践，我们初步判断改良系中J1712，J1286与Mo17；C8605-2与JC06；J5918与599-20的亲缘关系很近，J302与五大系统均有优势，不属于五大系统。 (6)在遗传力方面，2套不完全双列杂交试验中遗传力估计值不尽相同，但它们具有相同的趋势，穗粒行数的广义遗传力和狭义遗传力值最高，其次是穗粗、穗位高、株高，而单株产量和籽粒长两种遗传力均低。因此，在进行性状遗传改良时，穗粒行数、穗粗、穗位高可在S0-S1代进行选择；单株产量，籽粒长可在S4-S5代，根据株行的综合表现进行选择。 (7)遗传模型测验结果： 用两套增广NCⅡ试验设计对穗部性状进行遗传模型测验结果表明，穗粒重、百粒重、籽粒长、穗长、穗粗、穗行粒数均不符合加性一显性模型，存在上位性效应。其中单株产量、穗行粒数以显性效应最重要，穗长、穗行数以加性效应为主，穗粗、百粒重、籽粒长以加性、上位性更为重要。 (8)对外来种质遗传改良系和国内8个常自交系进行亲缘关系分析，RAPD测试结果表明，J1286、J1712与Mo17、改良Suwan Ⅰ归为一类，属Lancaster种质；J5938与599-20归为一类，属亚热带PN种质，J302与吉853归为一类，属塘四平头种质，JC06与7884-7、丹340各单独归为一类，RAPD标记测试结果与系谱、数量遗传学分析结果较一致。本项研究表明，对育种材料的选择应结合系谱关系、数量遗传学分析和分子标记综合考虑，这将有助于提高育种效率和选择的准确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1玉米的战略地位及中国粮食生产的重要性

1.1玉米的战略地位

1.2中国粮食生产的重要性

2中外玉米育种现状

3我国玉米种质资源现状

4玉米杂种优势群及杂种优势模式

5种质资源扩增、改良和创新现状

6种质扩增和改良的方法与途径

6.1扩增玉米种质的两个主要途径

6.2种质扩增和改良的方法

7外来种质遗传改良材料的亲缘关系研究

8本项研究的目的和意义

第二章研究内容与方法

1遗传改良材料的数量性状遗传研究

1.1材料与方法

1.2试验原理和统计分析方法

2试验结果与分析

2.1杂种优势分析

2.2配合力分析

2.3群体遗传参数分析

2.4改良系穗部性状的遗传模型的测验

2.2 DNA分子标记技术研究亲缘关系

第三章讨论与结论

1讨论

1.1玉米遗传改良材料主要性状的杂种优势表现

1.2遗传改良系及测验种的配合力表现

1.3遗传改良系的杂种优势模式及利用

1.4遗传改良材料主要性状的遗传参数分析

1.5遗传改良系穗部性状的遗传特点

1.6 RAPD分子标记技术在玉米亲缘关系划分中的应用

1.7 RAPD分类结果与系谱关系、数量遗传学分群结果比较

2结论

2.1整合有利基因，提高遗传增益，创制新的优势群和杂优模式

2.2遗传改良材料的遗传特性研究

2.3利用RAPD分子标记技术对自交系进行类群划分

参考文献

致谢

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