12个玉米群体重要性状的遗传及改良利用潜力分析

摘要

玉米群体的遗传基础广泛，分析和掌握其来源、系谱关系及遗传差异，并据此将其合理地划分为不同的杂优类群，建立杂种优势模式，对于避免杂交种组配的盲目性、提高育种效率至关重要。为提高玉米人工合成群体的改良利用效率，本研究以蒙群1、蒙群2、蒙群3、蒙群4、蒙A群、蒙B群、蒙C群7个自有群体，中综5号、中综7号2个国内合成的群体，以及3个加拿大引进群体C群1、C群2、C群3为供试材料，B73、Mo17、丹340、黄早4、掖4785个自交系为测验种，通过田间鉴定和分子水平检测，对其表型性状、配合力、杂种优势、增密效应等方面进行分析，旨在划分杂种优势群，确定高效杂种优势利用模式，鉴别和筛选出利用前景广、育种潜力大的优良群体，为玉米种质创新与杂交改良利用提供科学依据。主要结果如下：
　　1.灰色关联度分析发现，12个玉米群体与产量密切相关的农艺性状依次是出籽率、行粒数、穗粗、百粒重、株高、穗粒数、穗长、穗行数、穗位高和秃尖长度，与粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和赖氨酸含量等营养品质密切相关的农艺性状依次是穗粒数、百粒重、行粒数、出籽率、穗行数、株高、穗粗、穗位高、穗长与秃尖长度。
　　2. l2个玉米群体在内蒙古东部、中部、西部三种不同环境条件下的15个农艺性状GCA效应分析表明，蒙C群、蒙群3、蒙群4、中综7号4个群体产量潜力高，主要农艺性状优良，是选育自交系和培育杂交种的理想材料，可优先考虑作为育种材料直接利用。产量SCA效应分析表明，除C群2外，其余11个群体划分成4个杂优类群。
　　3.在12个群体与测验种测交的60个杂交组合中，中综7号×掖478、蒙A群×Mo17、蒙B群×B73、蒙C群×B73、蒙群4×B73、C群1×黄早4、C群2×黄早4、中综5号×B73这8个组合的SCA值均较高，它们之间的遗传差异大，优良非加性基因频率高，具有潜在杂种优势模式和强杂种优势，可用于构建杂种优势模式。
　　4.综合产量与抗性指标，玉米群体增密效应分析得出，蒙A群、蒙群4适宜增密种植，蒙群1、蒙B群、蒙C群、中综7号4个群体可适当增密，C群2、C群3、蒙群3、蒙群2、C群1、中综5号6个群体不适于增密。
　　5.群体改良效果分析得知，蒙群2、蒙群4、中综7号、蒙C群、蒙A群产量遗传增益均较大，并在其它农艺性状中改良效果显著，可直接选择优株自交进行选系，而其余7个群体遗传增益小，改良利用潜力不大。
　　6.玉米群体DNA取样试验确定出，每个群体60株、每12株叶片混合提取DNA，组成5个样本，为玉米群体DNA的最优取样方法。
　　7.利用筛选出的86对SSR适宜引物，对12个玉米群体及6个对照自交系的基因组DNA扩增得到391条多态性带，每个位点上的等位基因数为2～11之间，平均5.67条，各群体间的GD值在0.268～0.807之间，平均为0.528，群体遗传基础较宽。以GD值0.67为基准，将12个群体及6个对照自交系划分为6个类群。

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插图和附表清单

缩 略 语 表

1 前言

1.1 国内外玉米种质资源及育种利用研究进展

1.2 杂种优势群与杂种优势模式研究

1.3 遗传多样性分析

1.4 玉米群体改良主要创新途径和方法

1.5 今后研究方向

1.6 本研究的目的意义、内容及技术路线

2 12个玉米群体产量、品质等重要农艺性状的遗传分析

2.1 材料和方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论与小结

3 12个玉米群体的配合力与杂种优势分析

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论与小结

4 12个玉米群体的密度效应分析

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论与小结

5 混合选择法对群体改良效果的比较分析

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论与小结

6 玉米群体遗传多样性DNA最优取样技术

6.1 材料与方法

6.2 结果与分析

6.3 讨论与小结

7 12个玉米群体遗传多样性的SSR分析

7.1 材料与方法

7.2 结果与分析

7.3 讨论与小结

8 全文讨论

8.1 四种划分类群方法的比较

8.2 在3种不同环境下玉米群体杂种优势群划分及其与SSR聚类结果的比较

8.3 12个玉米群体育种潜力综合评价

8.4 12个玉米群体进一步改良利用潜力探讨

9 结论

致谢

参考文献

附录

附 图

作 者 简 介