玉米自交系聚类分析

玉米自交系聚类分析（共6篇）

玉米自交系聚类分析 篇1

玉米育种核心是选出配合力好,性状优良的自交系,以及如何合理地利用亲本材料快速地组配出优良的杂交种[1]。连云港市农业科学院玉米研究工作起步较晚,但是近年来直接、间接引进、筛选和改良了一批玉米自交系,获得了一批适宜在连云港地区生长的育种材料。现对该院现有几个自交系的主要性状进行了配合力分析,旨在详细了解现有自交系情况,并为下一步新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为玉米自交系Fm 24-1、H4171-2、2014-1、青226-1和77-1,由连云港市农业科学院提供。

1.2 方法

2007年按Griffing双列杂交Ⅳ设计,组配了10个杂交组合。2008年在连云港市农业科学院实验基地对10个组合进行随机区组试验,小区面积8 m2,行长4 m,行距0.4 m,6行区,3次重复[2,3,4]。

1.3 调查取样及数据处理

调查项目有:株高、茎粗、穗位高、叶面积、穗鲜重、单株鲜重和单株粒重(以上性状均为每小区随机抽取5株进行测定),以及小区生物产量(每小区取2行×2 m)。数据处理及统计分析应用DPS数据处理软件完成。

2 结果与分析

2.1 各调查性状组合间差异的方差分析

数据采用小区平均值分析,方差分析结果表明,各性状在杂交组合之间均存在着极显著差异(见表1),可以进入后续的配合力方差分析。

注:F0.05=2.46,F0.01=3.60。*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

进一步对组合方差分解,将各调查性状总变异分解为GCA和SCA变异 (见表2), 数据分析同样采用小区平均值进行。结果表明,除穗位高、叶面积的SCA外,其余各性状均达显著或极显著水平,而且一般配合力方差均大于特殊配合力方差。这说明穗位高和叶面积两个性状主要由加性效应决定,其余6个性状同时存在加性基因效应和非加性基因效应,而且以加性效应为主。

注:F0.05=2.41,F0.01=3.41。*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

2.2 配合力效应及评价

2.2.1 一般配合力效应及评价

一般配合力是指某一亲本(自交系)与其它亲本配成的几个F1的总平均值之差值,即某一亲本在某杂交后代中的平均表现。由于一般配合力是由基因的加性效应决定的,是可以遗传的,因而,一般配合力高的自交系,其相应性状的传递力强,对杂交种后代的影响也大。

从表3可以看出,不同自交系同一性状GCA存在很大差异。自交系Fm 24-1和77-1的株高、单株粒重、穗鲜重、单株鲜重和小区生物产量这5个性状的一般配合力都有明显的正效应,在5个自交系中均较高。而与籽粒产量不成正相关的穗位高性状,自交系Fm 24-1和77-1都是负值效应,这说明二者在玉米高产育种中有极大的利用价值,用其作为亲本有可能获得产量突出的杂交种。而自交系青226-1的株高、单株鲜重和小区生物产量一般配合力都是负值效应,穗位高却是明显的正值效应,说明此自交系在高产育种中利用价值可能不大,要尽量减少其使用。

2.2.2 特殊配合力效应值及评价

特殊配合力是指两亲本所组配的杂交种的表现水平去除两群体的一般配合力效应后的互作效应,一般来讲由基因的非加性效应决定,受环境条件影响较大,上下代之间遗传不稳定,该试验10个组合的SCA效应值见表4。

从表4可以看出,同一性状不同组合的SCA效应值差异很大,同一个组合的不同性状SCA也有正负差异。其中小区生物产量和单株鲜重等与产量有关的性状SCA综合表现较好的组合是Fm 24-1×青226-1和H4171-2×77-1。产量性状SCA综合表现较差的组合是H4171-2×Fm 24-1。

3 结论

在参试的5个自交系中,除穗位高、叶面积的SCA外,其余性状GCA和SCA方差均达显著或极显著水平。所以,应用这些自交系作为亲本可以组配出差异较大的后代。

试验中GCA在多数性状上表现较好的自交系有Fm 24-1和77-1,是饲料玉米高产育种中较理想的材料,应用二者作亲本有希望选育出高生物产量的饲料玉米新组合。

SCA在多数性状上表现较好的组合有Fm 24-1×青226-1和H4171-2×77-1,这两个组合都有超亲效应,是产量较高的饲料玉米组合,应在下一年小区评比试验中重点关注。

4 讨论

试验组合Fm 24-1×青226-1和H4171-2×77-1产量性状有显著的超亲效应,其中亲本Fm 24-1和亲本77-1的产量性状GCA有显著的正效应。所以可以推测,要获得高产的玉米新组合,必须有一个或两个GCA高的亲本。

但是从表4中也可以看到,许多组合如:H4171-2×Fm 24-1中亲本Fm 24-1一般配合力好,但是杂交后代的SCA却明显负效应居多。说明,好的亲本并不一定能选育出好的杂交种。

组合青226-1×77-1的两个亲本产量性状GCA表现突出,但是后代的产量性状SCA表现却很差,所以,要得到好的杂交后代,在育种过程中一定要注重亲本的性状互补问题,不然即使都用最好的自交系作亲本也不一定能得到好的后代。

由于试验条件的限制,只选用了5个自交系,并且没有安排多年多点试验,考虑到田间小气候等误差的影响,试验的结果可能存在偏差。但是,众所周知,高产育种中亲本的选择是非常重要的,在好的亲本前提下,只有多做测交工作,才能选出好的杂交种。所以,该研究还是有一定借鉴意义的。

参考文献

[1]杨克昌,陈洪梅,赵自仙.几个玉米骨干自交系主要性状的配合力分析[J].玉米科学,2000,8(3):37-39.

[2]徐占宏,赵虹.糯玉米主要性状的配合力及遗传参数分析[J].玉米科学,1998,6(3):21-24.

[3]唐启义,冯明光.实用统计分析及其数据处理系统[M].北京:科学出版社,2002.

[4]王玉兰,王庆钰,乔春贵,等.甜玉米配合力的研究[J].四平农业科技,1994(1):4-7.

玉米自交系的耐密性鉴定 篇2

摘要：选取具有代表性的10个自选玉米自交系为试验材料，在3种不同密度下，对自选系的株高、穗长等8个农艺性状的综合表现进行分析。结果证明：一是多半自选系随着密度的增大，株高、穗位渐渐升高，穗长、百粒重、单穗粒重逐渐变小，秃尖长逐渐增大，而生育期、穗行数变化不大；二是10个自选玉米自交系单株产量的差值变化较大，耐密系数N值亦有差异。

关键词：玉米；自交系；种植密度；耐密系数；耐密性

中图分类号： S513 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.14.011

玉米是增产潜力最高的作物，在我国的主要农作物中有非常重要的地位，由于现在农业生产环境条件越来越好，育种水平也越来越高，玉米的单产也在一直增加。若想提高玉米产量，一是提高玉米单产，二是依靠群体产量的增加。由于现在玉米种植技术已经很发达，按第一种方法来得到大幅度增产很难有所突破。因此，生产发展的必然趋势将是逐渐增进玉米的种植密度以此来提高玉米产量。

近几年根据国内外多项调查证明，美国的玉米产量高于中国，原因是美国玉米的种植密度高，群体产量就高。由此可知，逐渐增进玉米的种植密度，实现玉米提高产量的要领便是种植耐密型品种。所以育种的重要目标之一便是研究玉米的耐密性及选择培育耐密型品种。而自交系的耐密性同时也是杂交种的耐密性的保证，所以耐密自交系的选育工作十分重要。

1 研究目的及意义

玉米是高产、稳产作物。但是由于越来越突出的个体与群体之间的矛盾，以及不断提高的育种和生产水平。想通过提高群体产量来提高玉米单产的主要途径是种植耐密型玉米，这是玉米品种选育及未来产业化发展的方向和必然趋势，也是满足未来玉米需求最经济有效的增产路径。

2 玉米耐密性

从育种角度看，边际玉米植株，充分满足生长发育前提，且充分发挥了该玉米品种的生产潜力而导致的结果。相反，群体内部的植株因为受到种植密度的影响，无法充分满足生长发育所需条件，因而也没有充分发挥生产潜力，导致品种单株生产力不高。

在试验过程中，发现有差异的品种在同一密度前提下，单产下降的幅度是有差异的，这说明了有差异品种对特定的试验密度的适应能力有很大差异。因此，玉米品种的耐密性即是指一个玉米品种在高密度种植下，仍有较高单产，且在差异种植密度下，反应不敏感的这种能力。

加强单株玉米的耐密性， 育种方案为以提高品种群体增产潜力为目标的即为耐密性育种，以通过加强个体耐密性，来提高种植密度使群体产量大幅度上升为其宗旨，所以，提高玉米的种植密度是未来发展的必定方向。

研究玉米的耐密性及选择耐密玉米品种培育十分重要。在密植前提下群体产量程度明显稳定比适宜密度下稀植型玉米高的类型即为耐密型玉米品种。它是和稀植型玉米相对的，目前还没有明确解释耐密型品种的定义。

3玉米自交系耐密性研究及发展现状

耐密育种法得到了一些育种专家的认同，但选育自交系还存在以下一些目前解决不了的困难。在高密度压力下，耐密种质资源贫乏；玉米自交系的适宜密度的筛选；在哪个世代的自交过程中施加压力能得到最明显的效果等；株型好，配合力高的黄早四类群原料，是高密度育种的首选品种，该类群内没有抗叶部病害抗原，需要从PB群种质中引入抗原，才能解决这个困难，但是破坏了原来的杂优模式，又为强优势杂交组合的组配造成困扰；通过判断与生产实际相联系情况来正确定义耐密育种。

4 讨论

玉米的耐密性不是由一个因素决定的，而是由多个性状、多个因素及环境一起影响的结果。单个或者几个的表现性状不能说明其耐密系数的大小即对密度的敏感水平，所以在生产试验中不能根据性状来选择。因此，要想严密准确的耐密性鉴定，应该通过差异密度试验来进行。

若提高玉米总产，可以通过提高玉米种植密度来实现，因此，选择耐密型玉米杂交种种植，能够推动我国玉米科研和生产程度的进一步提高，加速我国玉米产业的发展。

在基础理论方面：关于玉米耐密性遗传方面的研究，要越发完善并提高。充分运用分子生物学的方法，讨论研究有关耐密基因的位置和克隆等，同时从分子程度上说明作物耐密性的物质基础及其生理功能，更深层次研究作物耐密性的遗传机制。

在育种方面：一是加强汇集整理有关耐密型玉米的各种种质；二是通过育种手段，把生物技术和常规相融合，将株型表现与产量、品种抗病性、抗倒性以及配合力等相联系；三是加强研究有关耐密型玉米杂交种的鉴定技术，特别是有关稳产性的鉴定。在品种鉴定时，需要将多年及多点鉴定与严格的鉴定标准相结合，同时要注意不同气候、土壤类型及灌溉条件的影响，真正选育出具有“广适、耐密、多抗、高产、稳产”的玉米新品种，以提高我国的粮食生产程度。

参考文献

[1] 苏方宏.玉米耐密性的数学表达及其应用[J].玉米科学，1998，6（01）：52-54，68.

[2] 张娟，王立功，刘安民，等.种植密度对不同玉米品种产量和灌浆进程的影响[J].作物杂志，2009（03）：40-43.

[3] 魏永权，周国军，张瑞博，等.种植密度对青贮高油玉米品种产量及相关性状的影响[J].黑龙江农业科学，2007（06）：25-28.

[4] 樊景胜，阎淑琴，马宝新，等.对玉米的耐密性及选育耐密品种的探讨[J].玉米科学，2002，10（03）：50-51，55.

玉米自交系聚类分析 篇3

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验选用来自广西玉米研究所选育的陕6 7钦DMR迟-26-1、友12-6-1、友13-4-1、友14-9-1、Te v/双-14-1、M9/纹2-1-3-5、 (成9 19/双/纹早60) -11-2-3-6、综黄早四/M9-1-2、999-35-1、672396-5-8-7、619Hibc-5-5-6-8作母本, Q46-4-3-5、隆7922-5-1、台20-9、98-3-4、008F-1-3-5选系作父本。采用NCⅡ (不完全双列杂交) 设计组配各杂交组合和配合力测定。

1.2 试验方法

2009年下季采用NCⅡ (不完全双列杂交) 设计进行组配各杂交组合, 共配出杂交组合55个, 2010年上季在广西玉米研究所试验地进行田间鉴定试验。试验采用随机区组设计, 3次重复, 2行区, 小区行长4 m, 行距0.70m, 株距为0.27m, 密度为52904株/h㎡。田间管理同大田生产。成熟后每小区收获具有代表性的连续10株进行测定各性状表现。

1.3 统计方法

调查株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、单株产量和百粒重共10个性状, 分析各自交系上述性状的一般配合力和组合的特殊配合力大小[4,5]。灰色关联度分析是对10个性状的数据, 按一定的方法理清各性状间的主要关系, 找出影响单株产量的最主要性状。数据统计分析按NCⅡ (不完全双列杂交) 设计的原理和方法采用DPS7.05软件完成[6,7]。

2 结果与分析

2.1 各性状的配合力方差分析

将所调查10个性状的配合力方差分析结果列于表2。从表2可以看出, 各组合之间的只有百粒重差异不显著, 而株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、单株产量等9个性状的差异均达到极显著水平, 可以将此9个性状组合间的方差分解为P1、P2组亲本的GCA和P1×P2的SGA方差, 经F测验, P1、P2和P1×P2各个性状达到不同程度的显著水平, 说明此9个性状在不同基因型间存在真实的遗传差异, 有必要做进一步分析[8,9]。

注:P1为父本, P2为母本。*表示0.05水平显著, **表示0.01水平显著。Note:P1 is male, P2 is female.*represents 0.05 level significant difference, **represents 0.01 level significant difference.

2.2 一般配合力效应分析

被测系各性状的GCA均表现正向效应和负向效应。从表3可以看出, 单株产量GCA效应值前三位的依次是p1-3、p2-9和p1-2, 效应值为正的还有p2-3、p2-11和p2-1, 说明这些自交系的一般配合力较高, 其杂种后代有较大的可能性获得高产;自交系p1-5、p2-6则有明显降低株高的作用, 其杂种后代株高表现降低或较低的可能性较大;自交系p2-5、p2-6有降低杂种后代穗位高的作用, 其杂种后代的穗位高有较大的可能性表现较低;自交系p2-11、p1-3穗长的GCA表现为正效应, 说明其有增长杂种后代果穗的作用;自交系p2-4、p2-3、p2-6、p2-9等的秃尖长GCA表现为较大的负效应, 说明其有利于降低杂种后代秃尖长度的作用, 对于形成高产、稳产有利;自交系p2-3、p1-3、p2-5、p2-7等的穗粗GCA表现为较大的正效应, 有利于增加杂种后代的果穗直径;自交系p2-3、p1-3、p2-9、p2-5等的穗行数GCA表现为较大的正效应, 有利于杂种后代形成大穗及果穗具有较多的籽粒行数;自交系p2-6、p2-10、p1-2等百粒重性状的GCA效应表现为较大的正值, 有利于形成大粒型籽粒;自交系p2-3、p2-1、p1-2、p2-2等的出籽率GCA表现为较大的正效应, 有利于增加杂种后代的出籽率。

结合单株产量和其它几个性状综合考虑, 父本自交系p1-2和p1-3的产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重等性状的GCA效应均表现为正值, 母本自交系p2-3、p2-9和p2-11的产量、穗粗、穗行数等性状的GCA效应均表现为正值, 均有利于后代形成高产。自交系p1-2、p2-5、p2-6、p2-8的株高、穗位高、秃尖长等性状的GCA效应表现为负值, 可以利用其降低株高和穗位高, 及减少果穗秃尖长度。自交系p1-2、p1-3、p2-9、p2-11的穗长、穗粗、穗行数、行粒数等性状的GCA效应表现为正值, 可以利用其培育大穗型杂种后代。自交系p1-2和p2-9的产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率等性状的GCA效应值均有利于形成高产的所需条件, 可加大利用。

2.3 特殊配合力效应分析

由各性状的SCA效应 (表4) 可以看出, 55个杂交组合的单株产量SCA效应值差异很大, SCA正效应值最大的组合为p2-4×p1-2, SCA正效应值较大的组合还有p2-10×p1-3、p2-11×p1-5、p2-8×p1-5等, SCA负效应值最大的组合为p2-4×p1-5, SCA负效应值较大的组合还有p2-10×p1-4、p2-11×p1-3、p2-1×p1-2、p2-8×p1-3等。组合p2-4×p1-2的性状秃尖长、穗位高和百粒重的SCA效应值为负, 其它数量性状的SCA效应值为正值, 且双亲的GCA效应值能够形成互补, 该组合可以作进一步试验观察, 鉴定其适应性、稳定性等;组合p2-10×p1-3的10个性状SCA效应值均为正, 株高、穗位高和秃尖长的SCA效应值不高, 也可进一步试验观察;组合p2-1×p1-3的除株高、穗位高和出籽率外其余性状的SCA效应值均为正, 有一定的潜在利用价值。

对各杂交组合单株产量分析可知, 两个产量一般配合力较高的亲本, 组配出的杂交组合产量并不一定高, 如单株产量GCA效应值为正的母本自交系p2-9、p2-3、p2-11和p2-1, 所组配杂交组合的SCA效应为正值的比例为50%;单株产量GCA效应值为正的父本自交系p1-3和p1-2, 所组配杂交组合的SCA效应为正值的比例为41%;单株产量GCA表现为正效应的母本自交系p2-9、p2-3、p2-11和p2-1与正效应的父本自交系p1-3和p1-2的杂交后代中, 单株产量SCA表现为正效应的占50%, 说明加性效应和非加性效应对杂种优势的影响均较大。

株高GCA表现为负效应的母本自交系p2-2、p2-5、p2-6、p2-8的杂交后代SCA表现为负效应的占45%, 表现为负效应的父本自交系p1-1和p1-5的杂交后代SCA表现为负效应的占50%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为负效应的占50%, 说明株高受加性效应和非加性效应的影响均较大。

穗位高GCA表现为负效应的母本自交系p2-4、p2-5、p2-6、p2-8的杂交后代SCA表现为负效应的占60%, 表现为负效应的父本自交系p1-1、p1-2、p1-3、p1-5的杂交后代SCA表现为负效应的占56.8%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为负效应的占62.5%, 说明穗位高受加性效应的影响较大。

穗长GCA表现为正效应的母本自交系p2-4、p2-6、p2-8、p2-9、p2-10、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占36.6%, 表现为正效应的父本自交系p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占41.7%, 说明穗长受非加性效应的影响较大。

秃尖长GCA表现为负效应的母本自交系p2-1、p2-3、p2-4、p2-5、p2-6、p2-8、p2-9的杂交后代SCA表现为负效应的占51.4%, 表现为负效应的父本自交系p1-4、p1-5的杂交后代SCA表现为负效应的占54.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为负效应的占42.9%, 说明秃尖长受加性和非加性效应的影响均较大。

穗粗GCA表现为正效应的母本自交系p2-2、p2-3、p2-5、p2-7、p2-9、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占50%, 表现为正效应的父本自交系p1-1、p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占48.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占44.4%, 说明穗粗受非加性效应的影响较大。

穗行数GCA表现为正效应的母本自交系p2-3、p2-5、p2-7、p2-9、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占44%, 表现为正效应的父本自交系p1-1、p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占40%, 说明穗行数受非加性效应的影响较大。

行粒数GCA表现为正效应的母本自交系p2-1、p2-5、p2-6、p2-8、p2-9、p2-10、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占42.9%, 表现为正效应的父本自交系p1-2、p1-3、p1-4、p1-5的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占42.9%, 说明行粒数受非加性效应的影响较大。

出籽率GCA表现为正效应的母本自交系p2-1、p2-2、p2-3、p2-8、p2-9的杂交后代SCA表现为正效应的占52%, 表现为正效应的父本自交系p1-2、p1-4、p1-5的杂交后代SCA表现为正效应的占54.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占53.3%, 说明出籽率受加性和非加性效应的影响均较大。

百粒重GCA表现为正效应的母本自交系p2-1、p2-2、p2-4、p2-6、p2-8、p2-10、p2-11的杂交后代SCA表现为正效应的占48.6%, 表现为正效应的父本自交系p1-1、p1-2、p1-3的杂交后代SCA表现为正效应的占45.5%, 前者和后者的杂交后代SCA表现为正效应的占47.6%, 说明百粒重受非加性效应的影响较大。

2.4 灰色关联度分析

从单株产量和其它农艺性状间的关联系数来看, 其它数量性状与单株产量之间的关联系数大小依次是穗粗、穗行数、百粒重、穗长、株高、行粒数、出籽率、秃尖长、穗位高。第一位的是穗粗 (L=0.8704) , 其次是穗行数 (L=0.8619) , 再其次是百粒重 (L=0.8445) 、穗长 (L=0.8367) 、株高 (L=0.8328) 、行粒数 (L=0.8244) 、出籽率 (L=0.8210) 、含水量 (L=0.8161) 、秃尖长 (L=0.8138) 、穗位高 (L=0.7920) 。关联系数的变化范围为0.8704~0.7920。

根据其它数量性状与单株产量之间的关联系数大小可以看出, 各单株产量关联程度前四位均是穗部性状, 说明果穗各性状的表现对产量的影响较大, 可把对这些性状的选择放在优先位置;与单株产量关联程度最后两个性状是秃尖长和穗位高, 表明其对产量的影响较小, 对自交系选择时此两个性状可适当放宽。

3 讨论

通过对16个自交系10个性状的GCA分析, GCA效应值表现优良的父本自交系有p1-2、p1-3等, 母本自交系有p2-9、p2-11等;SCA效应值表现优异的组合有p2-4×p1-2、p2-10×p1-3、p2-11×p1-5等。

分析结果表明同一自交系与其它自交系所配组合各性状的SCA效应值差异较大, 同一性状GCA效应为正值的双亲杂交后代的SCA效应可能为负值, 说明同一性状不仅受双亲加性遗传的影响, 同时与非加性效应也有着密切的联系。穗位高受加性效应的影响较大, 穗长、穗粗、穗行数、行粒数和百粒重受非加性效应影响较大, 单株产量、株高、秃尖长和出籽率受加性和非加性效应影响均较大。

各性状GCA效应值表现优良的母本自交系p2-9、p2-11与父本自交系p1-2、p1-3所配组合F1各性状的SCA效应值表现一般, 说明GCA效应值较高的自交系之间所配组合的SCA效应值并不一定高;各性状GCA效应值表现一般的自交系所配组合p2-4×p1-2的F1各性状的SCA效应值表现较好, 可能与双亲的植株遗传差异较大或者亲缘关系较远等有关。

根据各数量性状与单株产量之间的关联系数大小得知, 穗粗、穗行数、百粒重等性状的表现对产量的影响较大, 秃尖长和穗位高对产量的影响较小, 所以, 对自交系选择时前者可优先考虑、后者可适当放宽。

摘要：通过NCⅡ (不完全双列杂交) 设计的原理和方法对16个自交系组配的55个杂交组合的10个性状 (株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率、单株产量和百粒重) 进行配合力分析, 结果表明:自交系p1-2、p2-9的各性状一般配合力 (GCA) 效应值表现优良, 组合p2-4×p1-2、p2-10×p1-3、p2-11×p1-5的产量性状特殊配合力 (SCA) 效应值表现优良。灰色相关分析表明, 各数量性状与单株产量之间的关联系数大小依次是穗粗、穗行数、百粒重、穗长、株高、行粒数、出籽率、秃尖长、穗位高。

关键词：玉米,自交系,性状,配合力

参考文献

[1]孙海艳, 王国强, 蔡一林, 等.西南地区常用玉米自交系的配合力及聚类分析[J].玉米科学, 2008, 16 (1) :29-32.

[2]田清震, 张世煌, 李新海.玉米育种发展动态[J].玉米科学, 2007, 15 (1) :24-28.

[3]荣廷昭, 黄玉碧, 田孟良.西南地区糯玉米种质资源研究与利用[J].玉米科学, 2003, 专刊:8-11.

[4]樊荣峰, 王建林, 张宝石.几个热带玉米种质与温带测验种杂交的配合力分析[J].作物杂志, 2008, 2:26-29.

[5]汤国民, 龙丽萍, 于立芝, 等.玉米杂交种主要农艺性状对产量稳定性影响的研究[J].中国农学通报, 2004, 20 (1) :71-72.

[6]孔繁玲.植物数量遗传学[M].北京:中国农业大学出版社, 2006.

[7]唐启义, 冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京:科学出版社, 2002.

[8]周锦国, 程伟东, 覃兰秋, 等.10个热带玉米自交系产量配合力遗传效应分析[J].广西农业科学, 2007, 38 (4) :351-355.

玉米自交系聚类分析 篇4

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为黑龙江省农业科学院玉米研究所辐射研究室新选育的9份改良K10自交系。其中自交系1来源于K10×丹598;自交系2来源于K10×丹340;自交系3来源于K10×国外杂交种;自交系4来源于K10×欧洲群体;自交系5来源于K10×Pob45;自交系6来源于K10×瑞德群体;自交系7来源于K10×郑58;自交系8来源于K10×昌7-2;自交系9来源于K10×安441。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验采用Griffing (1956) 双列杂交方法IV, 以9份自交系配制36个杂交组合。2012年在哈尔滨进行试验。试验采用随机区组设计, 2行区, 5 m行长, 行距65cm, 株距25cm, 3次重复。

1.2.2 测定项目及方法

在玉米抽出花丝之前, 每小区选整齐一致植株套袋, 待花丝抽齐后, 人工一次性授粉。以此作为灌浆的起始日期, 到生理成熟, 即黑胚层出现时取样, 每区取5个果穗, 每穗取穗中部100粒, 称籽粒鲜重、轴鲜重和苞叶鲜重。收获前再次取样, 方法同前。取样风干后, 在80℃烘箱烘干至恒重, 称籽粒干重、轴干重、苞叶干重。计算籽粒灌浆速率、苞叶水量、穗轴含水量、籽粒含水量、籽粒脱水速率、苞叶脱水速率和穗轴脱水速率。取样和计算方法按照《中国玉米栽培学》的方法[11]。

籽粒灌浆速率 (g·d-1·百粒-1) =百粒干重 (g) /灌浆开始到生理成熟天数。含水量 (%) =100× (鲜重-烘干重) /鲜重。脱水速率 (%·d-1) = (生理成熟含水量-收获前含水量) /生理成熟到收获前相隔天数。以10穗平均值对每个组合籽粒灌浆速率、脱水速率、苞叶脱水速率、穗轴脱水速率做配合力分析。配合力分析方法按刘来福等编著《作物数量遗传》中的双列杂交方法进行[12]。

2 结果与分析

2.1 不同基因型4个性状的方差分析

从表1中可知, 4个性状的方差均达极显著水平, 表明这4个性状在供试自交系间存在遗传差异, 可作进一步配合力分析。

2.2 不同基因型4个性状的配合力的方差分析

从表2中可以看出, 按固定模型分析的4个性状一般配合力、特殊配合力差异均达到显著和极显著水平, 说明这些性状的配合力效应真实存在。

注:**表示在0.01水平上差异显著。Note:**mean significant difference at 0.01levels.

2.3 自交系4个性状一般配合力效应分析

从表3中看出, 不同的自交系及同一份自交系4个性状的一般配合力效应值有较大差异。籽粒灌浆速率一般配合力相对效应值有5个正值、4个负值, 从高到低依次为自交系4、8、3、7、6、5、1、9、2。籽粒脱水速率一般配合力相对效应值有5个正值、4个负值, 从高到低依次为自交系9、4、8、3、6、2、7、1、5。穗轴脱水速率一般配合力相对效应值有5个正值、4个负值, 从高到低依次为自交系4、3、9、8、6、5、7、1、2。苞叶脱水速率一般配合力相对效应值有4个正值、5个负值, 从高到低依次为自交系3、9、5、4、8、1、2、7、6。从4个性状一般配合力相对效应值看, 自交系4、3的4个性状的相对效应值均为正值, 籽粒灌浆速率、脱水速率一般配合力均较高。自交系8籽粒灌浆速率一般配合力相对效应值较高, 脱水速率一般配合力居中。自交系9籽粒灌浆速率一般配合力较低, 脱水速率一般配合力较高。自交系2、1、7籽粒灌浆、脱水速率一般配合力均较低。

2.4 不同基因型4个性状特殊配合力效应分析

从表4中可以看出, 不同组合4个性状特殊配合力有很大差异。籽粒灌浆速率特殊配合力较高的前3位分别是4×9、2×4、4×7, 特殊配合力组合较低的后3位分别是2×5、7×9、2×6。由此看出灌浆速率一般配合力较高的自交系易配出灌浆速率高的组合, 如自交系4。灌浆速率一般配合力较低的自交系其杂交组合灌浆速率也较低, 如自交系2。如两亲本中的一个亲本一般配合力较高, 其杂交组合灌浆速率也可较高, 如组合2×4。籽粒脱水速率特殊配合力较高的前3位分别是8×9、2×4、4×9, 特殊配合力组合较低的后3位分别是1×2、1×3、5×6。穗轴脱水速率特殊配合力较高的前3位分别是4×8、4×7、6×9, 特殊配合力组合较低的后3位分别是2×5、6×7、2×6。苞叶脱水速率特殊配合力组合间差异较大, 前3位分别是4×9、3×5、3×4, 特殊配合力组合较低的后3位分别是2×6、2×8、1×6。从籽粒脱水速率、穗轴脱水速率、苞叶脱水速率特殊配合力高低的组合看, 亲本一般配合力较高, 其组合出现特殊配合力较高的机会多。3个脱水速率的特殊配合力在同一组合中正负趋向多数不一致, 说明3个脱水速率不完全相关。

2.5 自交系评价及改良策略

从籽粒灌浆速率、籽粒脱水速率、穗轴脱水速率和苞叶脱水速率4个性状配合力结果综合分析, 自交系1、自交系2四个性状配合力均为负值且位次较靠后, 由此初步认为用丹598和丹340改良K10的自交系在9份自交系中籽粒灌浆、脱水速率均较低, 用其作为改良籽粒灌浆、脱水速率不易达到目标。自交系3、自交系4四个性状配合力均为正值且位次较靠前, 用国外杂交种、欧洲群体改良K10的自交系, 在9份自交系中籽粒灌浆、脱水速率均较高, 由此看出用这2份材料改良灌浆脱水性状较好。自交系5只有苞叶脱水速率配合力为正值、自交系7仅籽粒灌浆速率配合力为正值且位次居中, 由此看出用Pob45群体、郑58改良K10的自交系灌浆、脱水速率不高。自交系6和自交系8苞叶脱水速率配合力为负值、自交系9籽粒灌浆速率配合力为负值, 3份自交系其它3个性状均为正值, 自交系8、9位次较靠前, 说明用昌7-2改良K10的自交系灌浆、脱水速率较高、用安441改良K10的脱水速率较高。由此认为用于灌浆脱水性状改良和杂交种选育, 自交系3、4、8、9可进一步利用, 自交系1、2、5、6、7不理想。作为进一步改良灌浆脱水性状的种质资源, 国外杂交种、欧洲群体及由其改良的自交系3、4可用, 丹598、丹340、瑞德群体、郑58效果不理想。

3 结论与讨论

籽粒灌浆速率、籽粒脱水速率、穗轴脱水速率、苞叶脱水速率配合力分析表明, 不同自交系间有较大差异。一般配合力高的自交系, 其特殊配合力也较高;一般配合力低的自交系也有特殊配合力较高的组合出现。籽粒脱水速率、穗轴脱水速率、苞叶脱水速率配合力不完全相关。用于灌浆脱水性状改良和杂交种选育, 自交系3、4、8、9可用, 自交系1、2、5、6、7不易实现目标。国外杂交种、欧洲群体及由其改良的自交系3、4可作为进一步改良灌浆脱水性状的种质资源应用, 而丹598、丹340、瑞德群体、郑58不理想。

玉米籽粒产量来自于灌浆期干物质的积累, 即“库”的建成与充实, 研究表明玉米籽粒干物质的积累决定于灌浆时期和灌浆速度, 从而影响产量。灌浆速率定义为每日每粒 (或千粒) 增加的干重[11]。如果单株产量相近, 百粒重低、穗粒数多和百粒重高、穗粒数少的材料就会存在差异, 给灌浆速率的计算带来影响。从整体上看玉米产量决定于有效穗数和每穗粒重。籽粒灌浆是以株为单位的, 同时又受群体密度等环境的影响。关于这方面的研究还有待于进一步探讨。该试验选用9份不同种质资源改良K10的自交系, 对其进行配合力分析, 由于材料的局限, 得出的结论仅是该试验的结果, 关于这方面的研究还有待深入。

参考文献

[1]秦泰辰, 李增禄.玉米籽粒发育性状的遗传与产量性状关系的研究[J].作物学报, 1991, 17 (3) :185-191.

[2]任忠义, 王满富, 李洪, 等.玉米灌浆特性的遗传研究[J].玉米科学, 1993, 1 (4) :4-7.

[3]章履孝, 颜伟, 玉米粒重、灌浆持续期、灌浆速率的遗传特性及其关系研究[J].江苏农业学报, 1997, 13 (4) :211-214.

[4]吕新, 胡昌浩, 董树亭, 等.紧凑型玉米掖单22与SC704籽粒灌浆特性对比分析研究[J].山东农业大学学报:自然科学版, 2005, 36 (1) 70-74.

[5]马冲, 邹仁峰, 苏波, 等.不同熟期玉米籽粒灌浆特性的研究[J].作物研究, 2000 (4) :17-19.

[6]蔡润琛.玉米籽粒水分动态[J].国外农学-杂粮作物, 1995 (3) :53-54.

[7]霍仕平.玉米灌浆期籽粒、脱水速率的研究进展综述[J].玉米科学, 1993 (4) :39-44.

[8]申琳, 夏玉米籽粒灌浆与籽粒含水率的关系及籽粒发育过程的分期[J].北京农业科学, 1998, 16 (5) :6-9.

[9]王振华, 张忠臣, 常华章, 等.黑龙江省38个玉米自交系生理成熟期及子粒自然脱水速率分析[J].玉米科学, 2001, 9 (2) :53-55.

[10]杨村, 邹庆道, 田云, 等.玉米籽粒水分含量的遗传研究[J].国外农学-杂粮作物, 1998, 18 (2) :11-14.

[11]郭庆法, 王庆成, 汪黎明.中国玉米栽培学[M].上海:上海科学技术出版社, 2004.

玉米自交系聚类分析 篇5

由于分子标记具有数目多、多态性丰富等特点,利用分子标记进行遗传多样性评价比以往通过形态观察和同工酶标记等手段具有更多优势。在玉米育种研究上,欧美等发达国家早已完成了对美洲玉米种质遗传多样性的划分和归类。Lee等[1]最早利用RFLP构建杂种优势群。之后,许多学者对玉米采用多种分子标记方法来划分杂种优势群[2,3,4,5,6,7]。

SSR标记在划分玉米杂种优势群方面是一种简单有效的手段。不同研究者由于材料选取和研究方法的差异,杂种优势群划分略有不同。李新海等[8]利用SSR标记将70份我国主要玉米自交系分为四平头、旅大红骨、PA、PB、BSSS和Lancaster 6个类群,与系谱和育种家经验基本相符。滕文涛等[9]利用SSR标记将84份玉米自交系划分为Reid群、Lancaster群、自330群、塘四平头群、温热I群、E28群和其它群共7个群。Yu等[10]和Wang等[11]对我国主要玉米自交系进行了遗传多样性和群体结构分析,将其划分为改良Reid群、Lancaster群、塘四平头群、P群和混合群。黎裕等[12]提出我国主要温带自交系划分为6个群,即塘四平头群、Lancaster群、类Lancaster群、PA、PB和PC群。许崇香等[13]利用80对SSR引物将25份玉米自交系划分为Lancaster群、Reid群、国内群(旅大红骨、塘四平头和地方种质亚群)和其它群。

该研究利用SSR标记技术对东北地区常用玉米自交系、黑龙江省农垦科研育种中心自育自交系以及部分外引、未知来源的自交系进行遗传多样性研究,同时简化杂种优势类群划分,以便更好利用杂种优势模式,有目的组配杂交组合,加快育种进程。

1 材料与方法

1.1 材料

供试玉米自交系257份,主要为东北地区玉米自交系。包括:优势类群的骨干自交系;杂交种的亲本自交系;近年来黑龙江省农垦科研育种中心玉米室自育及外引、改良的自交系(北系系列、Y和S系列);未知来源自交系。具体名称及系谱见表1。

1.2 方法

1.2.1 玉米总DNA的提取

采用CTAB法,略加改进后,于玉米3叶期取幼嫩叶片提取全基因组DNA,用Beckman DU 265型分光光度计检测DNA浓度和质量,把DNA工作浓度统一调至10 ng·μL-1备用。

1.2.2 SSR扩增

依据王凤格等[14]研究结果,选择100对SSR核心引物,序列源自(http://www.Maizegdb.org)均匀覆盖玉米全基因组,引物由上海生工生物工程技术有限公司合成,经初步筛选,确定多态性好且稳定的64对SSR核心引物。

PCR反应体系:每10 μL反应体系中,含1.3 μL 10×Buffer,1.0 μL(2.5 mmol·L-1)dNTP,0.3 μL(25 μmol·L-1)Primer,0.3 μL(5 U·μL-1)Taq 酶,1 μL(10 ng·μL-1)DNA,6.1 μL ddH2O。

PCR程序:95℃预变性5 min;95℃变性30 s,57℃(因引物对而异)退火30 s,72℃延伸30 s,35次循环;72℃延伸5 min;10℃终止反应;4℃保温。

1.2.3 电泳检测

在扩增产物中加入1.5 μL Loading Buffer,95℃变性5 min,置于冰水混合物中备用。采用6%的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测产物。凝胶通过固定、漂洗、染色、漂洗、显影、定影、漂洗等步骤完成染色。在白炽灯下观察电泳结果,统计数据和扫描照片。

1.2.4 数据统计分析

分子标记数据表示方式:根据扩增片段的大小,对应分子量从大到小由阿拉伯数字1开始记录,依次为1,2,3,4,…,N统计数据。0表示零等位基因(即该泳道由于基因片段丢失而无带),-1表示该品种数据由于试验操作造成缺失,-2表示该泳道出现杂合带型。

多态性信息量(Polymorphism information content,PIC)用于测定每个位点的多态性分辨能力,它不仅考虑到位点上存在的等位基因数,还考虑到这些等位基因的相对频率。计算公式:PIC=1-∑Pi2,其中Pi表示i位点的基因频率。依据Chen Q-S[15]的计算法,将带型数值矩阵转化为供试材料间相似性系数矩阵。根据自交系遗传相似系数矩阵计算遗传距离(GD),基于遗传距离按UPGMA(Unweighted Pair Group Method Arithmetic Average)方法进行聚类分析,构建树状图。数据处理由遗传统计软件Genetics Statistics 3.0完成。

2 结果与分析

2.1 SSR标记统计结果分析

64对SSR核心引物共检测出422个等位基因变异(见表2)。

每对引物检测出3～9个等位基因,平均6.59个。每个位点多态性信息量(PIC)变化为0.444～0.879,平均为0.769,引物umc1432最低,为0.444,引物bnlg1007最高,为0.879。采用陈氏算法计算得到供试玉米自交系之间的遗传相似系数(GS)矩阵,范围在0.036～0.943,平均相似系数为0.372(GS值未列出)。北系6与北系59相似系数最小(GS为0.036),两个自交系虽都为黑龙江省农垦科研育种中心自育系,但来源与选育方式不同,因而差异较大,两者遗传关系最远;478与黄早四相似系数最大(GS为0.943),两个自交系虽从不同单位引入,但遗传关系较近,两者差异较小。

2.2 聚类分析

计算遗传距离(GD),按UPGMA类平均方法进行聚类分析,构建树状图(见图1)。

基于遗传距离0.37(遗传相似系数0.63为标准),供试自交系划分为4大类群(6个亚群),为国内群(旅大红骨与塘四平头)、Reid群(BSSS与PA)、非Reid群(Lancaster与PB)和其它群。

Lancaster类群含Mo17、485、4F1、龙抗11、杂C546、Mo113、吉846、获唐黄17、04Y-235、08Y-459、龙系53、1542-1、合344、495、04Y-120、04Y-121、XJ523、S8101-1、04Y-165、04Y-124、05Y-558、06S6-80、06S5-134、冬17、08Y-547、05Y-468、04Y-40、V022、沈110、先1、d2、04Y-157、品C132、承19开放、早意3、KL3、04Y-77、铁3916、04Y-248、A801、红系113、先2、04Y-122、04Y-181、W798、北系56、05Y-251、LH82-2、吉272、04Y-215、02S4-37、446、银河、红系306、d1、先4、先3、05S4-142、甸骨11A-1、Mo17选、吉818、北系42、北系45、北系57、北系60、北系24、改9、早意、南5、黄32、甸莫17和C103。该群大多含有Mo17和C103血缘。

旅大红骨类群包括OH43、UMM18、辽3053、05Y-308、05Y-510、丹340、05Y-332、ROH43Ht、D9125、06Y-336、辽3180、05Y-486、A619、承18、04Y-140、垦44、06Y-285、05Y-494、先6、辽5114、丹360、05Y-235、北系71、At21、05Y-372、铁191、红系302、05Y-487、吉1982、06S5-86、旅28、05Y-330、铁13、丹60991、桦94、利马737、05Y-491、北系62、本11、北系6、XJ519、05Y-171、02Y-90、6240A、E28、辽2235、先5、1443、北系17、05Y-331、04Y-179、07Y-136、丹黄02、铁9010、自330、鲁原92、综31、04Y-57、1279、冀53、05Y-305、07Y-329、XJ517、品C198和苏80。

塘四平头类群包括黄早四、478、黄野四、Lx9801、原辐黄、致853、昌7-2、吉853、美2、铁1091、冬黄、新179B、LX98001、黑2、熊掌、444、8941、吉271、北系12、红系245、04Y-56、四4-6和6320B。

BSSS类群包括B73、M14、U8112、81162、B84、7884-7、H891、掖52106、04Y-301、7922、4112、8112、北系22、北系51、北系16、北系48、北系36、红系250、北系38、北系26、北系46、北系19、苏湾1611、北系35、03S4-15、05Y-168、北系40、北系34、8902、丹705、吉63、中106、郑58、北系15、登海瑞德、北系39、07Y-634、北系25和早大黄。

PA类群包括北系20、北系53、品C196、北系59、北系52、9706、06Y-122、B97、KL4、北系58、东46、北系64、K10、长3、北系47、05南-211、北系41、掖478、C8605-2、K14、K22、黄C、78-444、早大黄-1-1、6347A、丹黄06和87-1。

PB类群包括齐319、丹黄25、齐318、P138、沈137、辽51、中单321、吉5003、英08、吉1981、辽68、沈5003、北系3、北系31、北系37、北系73、10Y-134、北系11、丹598、7922A、宁3091和美1。

其它群主要为地方种质资源,包括维尔44、甸11、东156、东91、海014、7884E、东237、红玉米和W64A。各亚群自交系数量及比例见表3。

遗传距离Genetic distance

各亚群中自交系比例依次为Lancaster>旅大红骨>BSSS>PA>塘四平头>PB。Lancaster群中自交系所占比例最高,其次为旅大红骨群,塘四平头类群中自交系多为黄早四改良系,BSSS群自交系多含有Reid种质与少量热带血缘,PA亚群大部分自交系含改良Reid血缘,PB与PA距离较远,多含有美国杂交种78599血缘,其它群9个自交系不能归入6个亚群中,并且从血缘看它们多来源于地方品种及其改良系即地方种质。

3 结论与讨论

SSR标记可用于分析玉米自交系间的遗传多样性,划分杂种优势类群,构建SSR遗传图谱,定位目的基因,鉴定杂交种纯度等,SSR技术若与育种程序结合,必将大大加快育种进程[16]。玉米种质资源遗传基础狭窄的问题已经引起国内外玉米育种界的高度重视。我国玉米杂交种亲本自交系过于集中,遗传基础较狭窄,育种水平进展缓慢。为组配更具优势的杂交种,应摸清已有自交系遗传关系,利用已有种质选育新优自交系,拓宽种质资源。

因材料的选取与聚类方法存在差异,杂种优势类群的划分结果会略有不同。Xie等[17]利用SSR标记对187份自交系进行亲缘关系分析,认为可将其分为6个类群,即PA、BSSS(含Reid)、PB、Lancaster、旅大红骨和塘四平头。Lu等[18]用1 536个SNP标记对282份我国玉米自交系进行了分子评价,得到的结论与Xie等[17]基本相同,聚类分析把这些种质划分成6个群:四平头群、Lancaster群、旅大红骨群(LRC)、PA群、PB群和BSSS群。这与国内其它相关研究结论大致相同[19,20,21]。乔治军等[22]利用22对SSR引物对180份玉米自交系亲缘关系进行分子评价,基于模型的群体结构分析将所有材料分为5个类群,与国内自交系杂种优势群划分一致[23]。

257份供试玉米自交系之间遗传相似系数在0.036～0.943,平均0.372,遗传差异与地理来源差别均较大,聚类分析表明,257份自交系划分为4大类群(6个亚群),分别为国内群(旅大红骨与塘四平头)、Reid群(BSSS PA)、非Reid群(Lancaster PB)和其它群,来源不详及自育自交系均划入不同类群中,聚类结果与系谱来源及育种经验基本吻合,这为今后更好地利用已有自交系改良和组配杂交组合提供了理论依据。

我国玉米种质资源遗传基础相对狭窄,因此简化类群划分数目,确定玉米自交系遗传基础,有利于探索、更新杂种优势模式,可快速、有效地划分优势类群,定向组配大量杂交组合,缩短育种年限,实现规模化、商业化育种。该试验中,可考虑SSR标记与表型性状聚类、配合力分析等方法相结合,更进一步简化杂种优势类群划分,将其它群与国内群合并,这样257份玉米自交系可归为3大类群,共6个亚群。

该研究表明,东北地区玉米自交系以Lancaster、旅大红骨群为主;Reid群及其改良系所占比例逐渐增加,甚至超过旅大红骨亚群;PB群即含有美国杂交种78599血缘的自交系比例虽较小,但在杂交组配中的作用日趋增加;地方种质所占比例最小,由于具有独特的种质遗传基础,其作用不容忽视。在玉米育种中应加大对这些群的创新、改良与应用。研究结果对玉米种质资源改良、优异等位基因的挖掘及杂交亲本选配具有一定参考意义。

摘要：为简化杂种优势类群划分,加快育种进程,利用64对SSR核心引物对257份玉米自交系进行遗传多样性分析。结果表明:共检测出422个等位基因变异,每对引物检测出3～9个等位基因,平均6.59个。每个位点的多态性信息量(PIC)为0.444～0.879,平均0.769。257份自交系之间的遗传相似系数变化范围0.036～0.943。按UPGMA类平均方法进行聚类分析,供试自交系可划分为4大类群,6个亚群(Lancaster、旅大红骨、塘四平头、BSSS、PA和PB)。聚类结果与系谱基本一致。

玉米自交系提纯技术 篇6

1 制种地选择

自交系是由人工自交选育,每一个系的生长势、生活力较自交的原始单株减弱,对肥力反应敏感[1,2]。制种地应选择地力肥沃、均匀、土层深厚、排灌方便的田块。在播种前应两犁两耙,人工镇压碎垡,做到土壤疏松,土垡细碎。同时,为确保制种质量,制种地与其他玉米地空间上应该间隔500 m以上。

2 合理密植

在生产中亲本自交系自动调节能力差,表现出生长势弱、株型矮小、穗小、产量低等特点。为改善这些缺点,亲本自交系种植时宜加大种植密度,但种植过程中的去杂及套袋工作又要求玉米行距较大。因此,宜采用大小垄种植。大小垄种植具有操作管理方便、通风透光好、成熟度高、种植密度合理等优点。在玉米定植后要进行蹲苗。玉米蹲苗就是“控上促下”,控制幼苗地上部分的植株生长,使其生长健壮,节间缩短,以增强玉米植株的抗倒伏能力;促进地下部分根系的生长发育,使之根系发达,向地下深扎,增强植株的抗倒伏能力,以期达到控制营养生长、促进生殖生长的目的。实践表明,实行玉米蹲苗,一般可使玉米增产7%~12%。

3 肥水管理

施足基肥是玉米高产的基础。基肥的施用方法为沟施,肥料种类为N、P、K配比的复合肥。在玉米的生长过程中还应该配合施用适量的微量肥。研究表明,适量施用锌肥,玉米穗粒数比对照增加50~80粒,千粒重增加15~30 g,增产8%~15%。在玉米的生长过程中要保证肥水供应,尤其是在抽穗前后,缺肥缺水会对玉米的产量造成影响。另外,还要注意及时防治病虫草害[3]。

4 去杂去劣

在玉米生长的各个时期,杂株一般生长势旺盛,遮光、争肥水,还会把病害传给其他正常植株。因此,应该按原自交系典型性状,将田间的病株、杂株从田间彻底去除。

5 套袋自交

为了提高亲本自交系的纯度,可以将雌穗套上羊皮纸袋并用大头针固定在苞叶上进行隔离。苞叶较长时,套袋时间是雌穗露出花丝之前。对于一部分吐丝困难、口紧、雄穗散粉稍早于雌穗吐丝的自交系品种,为了保证吐丝快而整齐且授粉均匀和完全,应该在套袋前用剪刀将苞叶顶端剪去小部分,然后套上纸袋。要及时检查套袋,确保苞叶松、吐丝快品种的授粉质量。在套袋过程中如果发现未给花丝已露植株套袋,就应该舍掉。在双果穗套袋的过程中,应选择最上边1个套袋,下边的掰去。在套袋时,要将未去净的劣株、杂株、弱小株去除。套袋过松,纸袋会被风吹掉或吹歪下垂,造成花丝外露;套袋过紧,影响生长。

在雌穗套袋后当天下午或第2天可以对雄穗进行套袋隔离。雄穗套袋隔离的方法:用1个较大的纸袋将雄穗套住,袋口封好,包住穗轴基部,之后固定。套袋可以起到保持花粉新鲜和减少异株花粉的传入等作用。在套袋时要注意,套前要用手轻轻拍打植株雄穗,以达到抖去异株花粉和死花粉的目的[4]。在花丝吐出而雄穗未及时套袋的情况发生后,可以剪短花丝之后套上雄穗。

自交授粉的适宜时间是套袋后第2天上午太阳升起露水干后。授粉时要求花丝吐出3~4 cm,呈短刷状。如果授粉时间过早,因为花丝较嫩,会使授粉不完全,造成玉米秃尖;授粉时间较晚,会导致授粉不均匀,最终造成一侧粒小而少的弯棒。授粉时,要先采集雄穗花粉放入大纸袋内,然后移开雌穗所套的纸袋,露出花丝后,快速小心地将花粉均匀撒在花丝上,再套上纸袋,然后用大头针固定好。授粉完成后套袋的松紧要适度、牢固。用铅笔在袋上注明授粉日期。授粉全过程尽量不见光,授粉时工人可戴有沿的草帽,以达到遮在套袋果穗上方,阻挡异株花粉,增加授粉的安全性的目的。授粉后,为了杀死附着在手上的花粉,要用75%酒精棉球擦手。每个品种套袋自交应该在3~5 d结束,时间不宜过长。在这个时期内没有授粉完毕的舍去不要,以保证株间生育期的一致性。

6 自交单株的筛选

在生育期间内,应该详细地观察记载每株的基本资料,以利于筛选出符合育种目标要求的优良单株。在乳熟期至蜡熟期,还应该对已自交的基本株进行严格选择,淘汰抗病性差、抗逆性不强、生长势差、性状不良、生产力低的植株。在授粉纸牌或记载本上简要记载中选的自交单株表现突出的优良性状。

7 收获及贮藏

套袋果穗成熟后要及时采收,以防止鼠虫等危害。采收时用大尼龙纱袋分品种单收,袋内外均放置标签。收获后挂在通风处充分晾干,使果穗含水量降至14%以下。要根据果穗的穗型、粒型、粒色、穗行数等进行严格筛选。去除杂穗后脱粒,装入大尼龙袋内,标明品种名称、产地、数量、质量、生产年月等,以备下一年扩繁时使用。

参考文献

[1]乌力吉.玉米自交系套袋提纯的几个关键技术环节[J].现代农业,2003(11):15.

[2]王占香.玉米自交系套袋提纯的几个关键技术环节[J].中国种业,2001(2):22.

[3]许学刚,宫丽红,赵阳林.玉米自交系套袋提纯技术[J].现代化农业,2009(5):8-9.