7个玉米合成群体选系的配合力及杂优类群分析

摘要

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著水平，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不显著外，其余各性状的GCA和SCA在自交系和组合间的差异均达显著或极显著水平。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.筛选出具有显著多态性的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Reid×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Reid×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。

目录

文摘

英文文摘

1 文献综述

1.1 玉米种质资源研究与利用现状

1.1.1 种质资源的概念

1.1.2 国外玉米种质研究现状

1.1.3 国内玉米种质研究现状

1.2 玉米种质资源拓展创新研究进展

1.2.1 拓展创新的必要性

1.2.2 群体改良与种质创新

1.2.3 拓展玉米种质基础的其它方法研究进展

1.3 配合力概念及测定方法

1.3.1 配合力概念

1.3.2 配合力测定时期和方法

1.4 杂种优势群与杂种优势模式及划分方法

1.4.1 杂种优势原理及相关概念

1.4.2 国外玉米主要种质杂种优势利用模式

1.4.3 我国玉米杂种优势群研究进展

1.4.4 划分杂种优势群的方法

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

3.1.2 田间试验设计

3.1.3 田间调查及室内考种性状

3.2 室内试验

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 结果分析

4.1 基因型差异显著性检验

4.2 配合力分析

4.2.1 配合力方差分析

4.3 杂种优势分析

4.4 性状遗传参数分析

4.5 SSR标记分析

4.5.1 SSR标记检测结果

4.5.2 遗传多样性分析

4.5.3 聚类分析

4.5.4 杂优模式分析

5 讨论与结论

5.1 群体选系配合力的评价与利用

5.2 群体选系配合力与群体配合力的关系

5.3 供试自交系遗传多样性分析

5.4 杂优类群与杂优模式探讨

5.5 群体合成改良及利用探讨

5.6 群体选系策略探讨

结语

附表

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文情况