不同选择方向回交后代的遗传变异及对轮回亲本的改良效果

摘要

本研究以种子形状和颜色是否类似R08为标准，在以R08为轮回亲本回交两代自交一代的材料(BC2F2)中，选出供体不同的两个典型材料，一个像R08（编号为A，供体为CN962），另一个不像R08（编号为B，供体为8065）；将它们分别自交两代得到79个不同株系(BC2F4)，A材料自交分离得到的株系群体称A株系群，B材料自交分离得到的株系群体称B株系群；再把A、B株系群分别以上述标准进行双向分类，得到R1、NR1和R2、NR2四个次级分类株系群，并在这四个次级分类群中分别随机抽取6个株系，同轮回亲本R08一起作父本，以6个与R08已组配出较优组合的自交系(18-599、ES40、RP128、975-12、SCML-103、06KS-44)作测验种，按不完全双列杂交组配150个组合作供试材料。通过对这些回交后代株系的田间出苗率与大斑病抗性鉴定、配合力及SSR分子标记分析，从不同角度和不同层面探讨不同选择方向回交后代的遗传变异趋势和对轮回亲本R08的改良效果。结果表明：
　　 1.两种不同选择方向回交后代选系田间出苗率和大斑病抗性的研究表明，79个回交后代株系中，26个选系的田间出苗率显著或极显著高于R08，29个选系表现为高抗大斑病，取得了较好的改良效果；且不同选择方向回交后代对R08田间出苗率和大斑病抗性的改良效应存在差异，从对不同选择方向所得回交后代株系群的综合分析结果看，以种子形状和颜色不像R08为标准选择得到的回交后代株系优于以种子形状和颜色像R08为标准选择得到的回交后代株系。
　　 2.两种不同选择方向回交后代选系的一般配合力(GCA)分析表明，除穗长、株高和穗位高外，总体来看大部分回交后代株系的多数产量性状GCA相对轮回亲本R08得到保持，其中穗行数、百粒重和秃尖长（以显著或极显著低于R08为准）的GCA还有所提高。两种不同选择方向回交后代对R08GCA的影响存在一定差异，从对不同选择方向所得回交后代株系群的综合分析结果看，以种子形状和颜色不像R08为标准选择得到的株系GCA提高的性状相对略多。具体到每个株系，则NR2群株系X56GCA提高的性状最多（3个）。部分回交后代的部分性状GCA相对轮回亲本R08的有所降低，可能是由于对受加性基因效应控制的GCA进行测定的世代较晚，部分GCA表现较差的回交后代被保留下来的结果。因此，在选择改良目标性状的同时，有必要同步进行配合力的鉴定。
　　 3.150个组合单株产量特殊配合力(SCA)分析表明，绝大多数与分类对照无显著差异，仅RP128×X50(NR2群株系组合)的SCA效应值显著高于分类对照。单株产量分类对照优势分析表明，有19个组合超分类对照5％以上，占所有回交后代株系所配组合数的13.19％。其中，R1群株系组合5个，NR1群株系组合4个，R2群株系组合4个，NR2群株系组合6个，A群株系组合9个，B群株系组合10个，不同选择方向所得回交后代株系基本相当，以种子形状和颜色不像R08为标准选择得到的株系所配组合略多一点。统一对照优势分析表明，测验种RP128和06KS44与改良系组配易产生高产组合，就强优势组合的父本而言，R1群株系出现3次，NR1群株系出现3次，R2群株系出现3次，NR2群株系出现5次，A群株系出现6次，B群株系出现8次，与分类对照优势分析结果基本一致。RP128×X50(NR2群株系组合)的统一对照优势最大，为32.55％，该组合及父本系X50可能具有较大开发利用潜势。
　　 4.SSR分析表明，筛选出的44对引物在玉米10条染色体上均有分布，在所检测到的272个多态性等位基因位点中，有123个在回交后代株系中出现而在轮回亲本R08中缺失。每对引物检测到的79个回交后代株系与R08基因型相同的百分比平均值为16.5％；综合分析各分类群可以看出，以种子形状和颜色像R08方向选出的株系中，基因型与R08相同的偏多。由各分类群株系遗传相似系数的综合分析也可得出类似结果，即以种子形状和颜色不像R08为标准选出的株系，基因型与R08的相似程度总体上比以种子形状和颜色像R08为标准选出的株系低，且变异范围也较广。
　　 5.综合分析表明，不同选择方向所得回交后代选系的遗传变异和对轮回亲本R08的改良效应存在一定的差异。因此，在回交过程中采用多向选择的策略，可能有利于提高回交改良的育种效率。

目录

文摘

英文文摘

1 文献综述

1.1 玉米种质资源拓展、创新的必要性

1.1.1 种质资源的概念及类型

1.1.2 玉米种质资源拓展、创新的必要性

1.1.3 国内外玉米种质资源拓展、创新研究现状及发展趋势

1.2 玉米种质资源改良创新的方法

1.2.1 回交法

1.2.2 群体改良法

1.2.3 其他方法

1.3 玉米的遗传多样性分析

1.3.1 遗传多样性概述

1.3.2 分子标记与遗传多样性分析

1.4 配合力研究与应用

1.4.1 配合力概念

1.4.2 配合力研究的方法

1.4.3 配合力研究在玉米育种中的应用

2 目的与意义

3 材料与方法

3.1 田间试验

3.1.1 供试材料与试验病菌

3.1.2 田间试验设计

3.1.3 性状考察

3.2 室内分析

3.2.1 供试材料

3.2.2 DNA提取与检测

3.2.3 扩增反应和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳

3.3 统计分析

3.3.1 田间试验资料统计分析

3.3.2 室内实验资料统计分析

4 结果与分析

4.1 田间出苗率及大斑病抗性

4.1.1 差异显著性检验

4.1.2 田间出苗率的多重比较

4.1.3 病情指数的多重比较

4.2 配合力分析

4.2.1 组合间差异显著性检验

4.2.2 配合力方差分析

4.2.3 一般配合力分析

4.2.4 特殊配合力分析

4.3 杂种优势分析

4.3.1 分类对照优势分析

4.3.2 统一对照优势分析

4.4 79个回交后代株系、2个供体和轮回亲本R08的SSR分析

4.4.1 SSR标记检测结果

4.4.2 供试材料间基因型分析

4.4.3 遗传相似系数比较

4.4.4 聚类分析

5 讨论与结论

5.1 两种不同选择方向回交后代的遗传变异分析

5.2 两种不同选择方向对回交后代出苗率和大斑病抗性的改良效应

5.3 两种不同选择方向对回交后代配合力的影响

5.4 回交改良育种中后代选择方式和育种策略的探讨

结论

参考文献

致谢