玉米自交系（共9篇）
玉米自交系 篇1
玉米自交系指一个玉米的单株经过连续多代自交后,结合选择而产生的性状整齐一致、遗传性相对稳定的自交后代的系统。玉米育种首先要选育高纯度的自交系。高纯度的亲本自交系是配制高质量玉米杂交种的基础。高纯度的自交系制种比其他自交系配制同名的杂交种产量高15%~25%。利用纯度较低的自交系得到的杂交种在田间种植时,植株高低不同,抽雄吐丝不一致,纯度和产量低。自交系提纯在制种工作中具有非常重要的作用,高质量的自交系,不但可以减轻制种田去杂的工作量,又可以提高种子质量,增加制种效益。现将玉米自交系套袋提纯技术介绍如下。
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
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玉米自交系 篇2
关键词：甜玉米;自交系;种子活力
中图分类号：S513 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.023
New and Stale Seed Vigor of Different Varieties Sweet Maize Inbred Lines
YUAN Xiao-hua， WANG Chong， WANG Peng-wen
（College of Agricultural Resources and Environment， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）
Abstract ： Taking the four kinds of new and stale seed of sweet maize inbred lines as the source materials， The germination rate， germination potential， vigor index and seedling dry of maize seeds after different time of storage were studied by electrical seed-bearing scale conductivity test and standard germination test. The results show that there is no obvious changing rule in the seedlings of seedling height and fresh weight between stale maize and new seeds， but individual stale seed vigor of inbred lines of sweet maize varieties declined rapidly， and this would be paid more attention in agricultural production.
Key words： sweet maize;inbred lines;seed vigor
种子是农林园艺生产最基本的生产资料之一， 种子质量的优劣直接关系到生产的成效和收益[1]。高活力种子发芽快、出苗整齐， 对不良环境抵抗能力比较强。低活力的种子在适宜条件下虽然能够发芽， 但发芽比较缓慢，出苗也不整齐， 甚至不出苗。种子活力是种子质量的重要指标， 也是其使用价值的主要组成部分。
甜玉米自交系种子经过一段时间的贮藏，活力会有所下降[2] ， 但不同品种活力的变化情况可能会存在差异， 研究参试品种新陈种子活力特性以及在室内的表现情况， 能够为种子的生产、贮藏和使用提供科学依据[3]。
1 材料和方法
1.1 试验材料
供试的自交系品种有4个： WT46、WT56、WT64、WT83。陈种子分别为 2011、2012、2013年产， 4～8 ℃条件下种子库贮藏;新种子为 2014 年产。
1.2 试验方法
1.2.1 发芽情况测定 各取净种子20粒， 3次重复，用滤纸法置于恒温培养箱， 25 ℃恒温条件下发芽， 第4天统计发芽势，第7 天 统计发芽率。同时，选取具有代表性的10 株正常幼苗，分别测其幼苗苗长、根长、鲜质量和干质量 。
出苗指数公式：GI =∑G t/ Dt，其中Dt为出苗日数; G t为在t 日的出苗数。
活力指数公式：VI =GI×S，其中S为一定时期内幼苗的长度（cm）或幼苗的质量（g）;GI为发芽指数。
1.2.2 电导率测定 每一处理随机取20 粒净种子，2 次重复，同时称质量。然后用蒸馏水冲洗2遍，超纯水冲洗1遍，用滤纸吸干浮水，将种子放入洁净的200 mL烧杯中，加入 80 mL超纯水（电导率1 113～1 117 μs·cm-1），并以超纯水作对照，在 20 ℃下浸泡24 h，所有烧杯用塑封膜盖好，于（20±1） ℃条件下浸泡24 h。然后用清洁塑料网取出种子， 用DDSJ-30 8A 型电导仪测浸泡液和对照的电导率，单位微西门子μs 。
电导率 = （重复Ⅰ电导率值/重复Ⅰ的20粒种子的质量+重复Ⅱ电导率值/重复Ⅱ的20粒种子的质量） /2。
2 结果与分析
2.1 新陈种子的活力差异
由图 1～图3可以看出， 各品种的种子经过一段时间的贮藏其发芽势、发芽率和活力都有一定程度的下降， 但对于WT56、WT64种子而言， 其2012年陈种子比2013 年新种子的活力指数要高，但其发芽势、发芽率均低于新种子。WT83新种子活力相对较高， 但其陈种子活力下降却比较明显。WT46和WT56的新种子活力均较低， 经贮存后WT46活力下降缓慢，WT56无明显变化。由上可知， 各品种的种子活力存在一定程度差异， 且经过一段时间的贮藏后其活力差异更为明显。
2.2 新陈种子幼苗生长势的差异
由图4 ～图6可以看出，这4个品种的甜玉米新陈种子幼苗的株高无明显的变化规律， 而且其中部分品种陈种子的株高反而高于新种子幼苗的株高，但WT83的新种子与陈种子株高相比差异较大，2012年的WT56的株高是最高的。 各品种的鲜质量以WT46、WT64和WT83 下降最为明显，而WT56的鲜质量则突然下降。 就干质量而言，WT64和WT83下降明显且有规律，WT56新种子干质量最高，但陈种子干质量则较轻，WT83下降迅速且有规律，对于WT46和WT56而言， 这3项指标变化不明显 。
2.3 新陈种子电导率的差异
种子老化与劣变伴随着膜体系的结构与功能块的改变，这已为许多论著和大量的试验研究结果所肯定。老化的种子， 细胞膜透性增加， 导致内含可溶性物质大量向外渗漏， 细胞渗漏的多少与种子田间出苗率成明显的负相关。由图 7 可知， 在标准发芽试验中表现出较高活力的WT83电导率也相对较低，且其陈种子电导率升高幅度也较小， 各品种新种子的电导率都小于陈种子。WT46、WT56和WT64的新种子电导率都较高，但WT56陈种子的电导率升高比较明显，而WT46和WT64的2012年陈种子比2011年陈种子电导率要高。
3 结论与讨论
乔燕祥等在对两个玉米自交系进行人工加速老化的时候发现，玉米种子的发芽指数和活力指数均随老化时间的延长而降低[4]。不同品种间耐老化能力有明显差异[5-6]，但变化趋势是相同的[7]，郑跃进等研究试验表明，活力指数和发芽指数等幼苗生长指标较为可靠[8]，玉米种子经过一段时间的贮藏， 活力一般均会出现不同程度的下降。高活力的种子活力下降慢， 但也受玉米品种影响[3]。个别品种新种子活力较高， 但其陈种子活力下降却比较迅速。总体来说，新种子的活力比陈种子活力高，在各项活力指标中， 发芽势、活力指数和电导率能比较明显地反映出种子活力的变化情况。本研究与前述研究结果基本一致。
在普通的贮藏条件下， 玉米种子的生活力和活力都有不同程度的下降趋势， 但活力下降的趋势早于生活力， 用活力更能准确地反映种子的真实状况[9]。一般在农业生产上的规律是新种子比陈种子的活力高。但种子活力还受其他一些因素的影响，如种子发育、收获、加工、贮藏等条件的影响， 因此在试验中往往会出现陈种子活力高于新种子的现象。可见， 种子的新与陈并不能成为种子质量的唯一标准，更可靠的依据是其活力的高低， 因此以种子活力测定的结果指导种子使用会更加有说服力。电导率的测定是豌豆等大粒豆科种子活力测定的一个可靠指标， 新种子的电解质百分率小于陈种子的电解质外渗百分率[10]，虽然电导率在玉米种子活力的测定上不尽完善，但整体而言新种子活力普遍高于陈种子，这可能与不同种类的种子的结构不同有关， 也可能是因为电导率测定结果易受种子大小、机械损伤、种子水分以及种子处理等因素的影响所致[11-12]。准确掌握各品种的贮藏性能和种子活力的变化情况， 能够为农业生产提供可靠依据。
参考文献：
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浅谈玉米自交系的选育 篇3
1 育种目标的确立
育种目标的制定在玉米自交系选育和育种工作中有着举足轻重的作用。育种目标的确定决定了自交系的选育方向。当前, 玉米生产发展对玉米育种目标的要求是多抗、高产、优质, 所以玉米自交系的选育也必须从生产需求角度进行选育, 才能达到选育出多抗、高产、优质的杂交品种的育种目标。
2 自交系的选育
2.1 优良自交系应具备的条件
2.1.1 自交系的选育目的:
玉米自交系是从一个玉米单株通过连续多代自交, 结合选择而产生的性状整齐一致、遗传性状稳定的自交后代系统, 系内每一个个体都具有相对一致的优良基因型, 同时在性状上也是优良和整齐一致的。利用不同的自交系进行杂交, 由于两种基因型间的加性和非加性效应在杂种个体上得到充分体现, 从而获得最大杂种优势, 达到提高玉米单位面积产量和增加产值, 降低生产成本的目的。
2.1.2 优良自交系应具备的条件:
优良的自交系必须具有育种目标所要求的条件, 从而规定了自交系选择的取向和进行自交系选育的严格性, 只有通过严格筛选和淘汰, 才能选育出优良的自交系。优良的自交系必须具备配合力高、抗病力强、抗逆性好、产量高和基因型相对纯合, 性状整齐一致的条件, 才能培育出多抗、高产、优质的杂交品种。
2.2 根据育种目标选择基本材料
2.2.1 选育自交系的基本材料:
用作选育玉米自交系的基本材料有两类, 一类是品种 (一般指地方品种, 以下同) , 另一类是各种玉米杂交种。从品种中选育出来的自交系称为一环系。从自交系间杂交种中选育出来的自交系称为二环系, 二环系的选育是自交系选育的主要途径。为了获得配合力更高、性状更优良的自交系, 应按照育种的长远目标, 有针对性地选用所需材料进行人工合成综合种, 达到丰富遗传基础的充分重组, 增加遗传、变异的多样性, 有效打破固有的遗传连锁, 获得新的遗传平衡, 不断选出更优秀的自交系。
2.2.2 基本材料的数目:
基本材料的数目应结合实际情况, 根据人力、土地条件等确定, 一般精选10～20个基本材料为宜。每一个基本材料种一个小区, 一般种100～200株为宜。突出优良或遗传基础比较复杂的可多种植一些, 一般种植400～500株为宜。
3 自交系的选育过程
3.1 按农艺性状进行选择
在自交选育过程中, 早代应重视穗行间的选育。不同穗行来源于上年不同的基本株, 穗行间的差异大于穗行内的差异, 应根据育种目标及性状表现, 重点放在穗行间进行选择。在田间选株自交时, 应根据育种目标选择株型好、生长健壮、雌雄协调、抗病性强的单株。在进行田间总评时, 重点放在抗病性、整齐度、双穗率和抗倒伏等方面进行综合评价, 室内考种重点考查穗部、籽粒性状及丰产性状, 结合田间性状决定取舍。在选育过程中, 除在各代选择优良性状多的单株自交, 还应留意自交各代间性状选择的一致性, 加快其性状向选育目标方向发展。根据育种目标创造选育条件, 加大选择压力, 使各种优良基因型得到充分展示和符合育种目标的性状表现出来, 达到便于选择的目的。
3.2 自交系配合力的测定
3.2.1 配合力的种类:
配合力分为一般配合力与特殊配合力两种。一般配合力决定于基因型中的加性效应, 特殊配合力决定于基因型中的非加性效应 (显性和上位性效应) 。一般配合力高的自交系是组配高产杂交组合的基础。玉米自交系配合力的高低, 必须在选育过程中进行测定。
3.2.2 配合力的遗传:
自交系配合力的高低和其它性状一样可逐代遗传。具有高配合力的自交系, 在不同自交世代中和同一测验种测交, 都能表现出较高的产量。因此, 在选育自交系时, 原始单株配合力要高;在组配杂交种时, 亲本自交系配合力要高, 这样才能选育出高配合力的自交系和杂种优势强的杂交种。
3.2.3 配合力的测定时期:
配合力的测定时期有早代测定和晚代测定两种。早代测定是在自交当代至自交三代, 提早测定自交系的配合力可减轻以后的工作量, 缩短选育时间, 使自交系能提早利用。晚代测定是在自交四代以后进行测定, 遗传性已较稳定, 便于取舍, 但工作量较大, 肯定优良自交系时间偏晚, 推迟了自交系的利用时间。
3.2.4 测验种的选用:
测验种是用来测定自交系配合力的品种、自交系、单交种等。一般早代测交采用品种或杂交种作测验种以测定一般配合力;晚代测交采用几个骨干自交系测定其特殊配合力。目前主要采用在当地表现优良、与被测系无亲缘关系的若干个优良自交系做测验种, 同时测定新自交系的一般配合力和特殊配合力, 使配合力测定与杂交组合选配相结合, 提早确定高产组合, 加快育种进程, 提高育种效果, 满足生产发展的需要。
3.2.5 配合力的测定方法:
自交系配合力的测定通常先测定一般配合力, 主要采用顶交法。一般配合力测定后, 再用轮交法对高配合力的自交系进行特殊配合力的测定。经过配合力的测定, 优良自交系即可确定, 就可组配杂交组合;在经过产量比较和区域试验后, 表现优异的杂交组合即可在生产上推广利用。
4 因地制宜选择优良自交系
4.1 根据育种目标选育自交系
一个优秀的自交系应当具有高配力、高繁力和抗逆力, 也就是说, 一个优秀自交系应具备多种优良性状。除高抗地区性病害外, 还应具备抗倒性, 这也是确保高产、稳产的关键性状之一。要获取高产, 就必须增加密度, 所以理想株型也是一个优秀自交系必须具备的条件。理想株型要求植株高度适中, 穗位高占株高的1/3, 叶片短窄上举, 叶色浓绿, 茎秆坚韧, 根系发达, 雌穗果柄适中, 苞叶适中且不长小叶, 雄穗分枝适中且上举, 雌雄协调, 才能保证田间合理的群体结构和协调的光、温、水、气条件。因此, 要因地制宜地选择株型搭配, 全面考虑根、茎、叶、花, 从自交系间的形态差异到遗传和生理上的差异, 达到获得最大杂种优势的目的。
4.2 传承与创新
充分利用地理远缘杂交优势, 扩大基本材料来源进行改良创新。一个优良的自交系应有较多的优良基因和较少的不良基因, 目标性状要十分突出, 选系的基本材料要有新种质, 一般配合力水平要高。在充分利用现有优良基因的基础上, 根据生产发展的要求, 引进新的种质加以利用。通过多代选育, 选育出优良的自交系。
4.3 严格选系工作
根据目标性状, 严格进行选系工作, 要分性状确定选择标准, 做到重点与全面相结合, 抓住主要目标性状的同时争取其它性状的全面优秀。创造适当选择条件, 加大选择压力, 让育种材料在严酷的条件下经受考验。通过测交, 严格淘汰配合力低的材料, 提高一般配合力。由于一般配合力的遗传基础在于基因的加性作用, 对一些产量性状的选择能大大提高一般配合力, 同时能严格淘汰低产系, 提高自身繁殖能力。着眼于目标性状选择育种材料, 以选择切实可用的材料。
4.4 加快选择速度, 提高竞争力
玉米自交系 篇4
关键词：玉米；分子标记；遗传多样性；杂种优势群；遗传相似性；InDel标记
中图分类号： S513.03文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0107-03
收稿日期：2015-08-24
基金项目：江苏省自然科学基金（编号：BK20141385）；江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（13）3060]。
作者简介：林峰（1978—），男，博士，助理研究员，主要从事遗传育种研究。E-mail：flinlc@hotmail.com。
通信作者：赵涵，博士，研究员，主要从事作物遗传育种研究。Tel：（025）84390751；E-mail：zhaohan@jaas.ac.cn。杂种优势是指2个遗传组成不同的生物体杂交后的杂种一代在生长势、生活力、抗逆性、产量及品质等方面优于双亲的现象。利用杂种优势获得总体性状优于亲本的杂交种是现代育种的重要手段之一。而杂种优势群集中了大量有利基因，群间自交系杂交时往往可以获得较大的杂种优势。因此，杂种优势群的划分有助于自交系改良和杂交种选配，对杂交育种具有重要意义。
玉米是典型的异交作物，杂种优势明显。玉米中最早的一对杂种优势模式是Reid×Lancaster，2003年，Hallauer提出了BSSS-Tuxpeno和non-BSSS-non-Tuxpeno两个杂种优势列（Heterotic Alignment）的概念，又称SS和NSS群[1]，这一模式大大促进了玉米种质的扩增、改良和创新，得到了广泛应用。根据系谱关系和配合力等，王懿波等将我国玉米主要种质划分为五大杂种优势群：改良Reid、Lancaster、四平头、旅大红骨以及其他杂种优势群[2]。分子标记的发展为玉米杂种优势群的划分提供了新的工具。利用RFLP和SSR标记，袁力行等将供试材料划分为四平头、旅大红骨、LSC、BSSS和PA等5个类群，划分结果与系谱分析基本一致[3]。利用SSR标记对玉米自交系进行分析，大多将其划分为6～8个杂种优势群[4-6]。
InDel标记是新一代共显性遗传标记，具有数量多、扩增产物稳定和易于检测等优点。本研究利用笔者所在研究室开发的135个InDel标记分析了491份玉米自交系的遗传多样性，并进行了杂种优势群划分，以期为这些材料的高效利用提供理论基础。
1材料与方法
1.1供试材料
所用材料为491份玉米自交系，包括X178、Q319、P138、昌7-2、黄早四、Mo17、B73、郑58等标准测验种。2014年种植于南京市蔬菜科学研究所试验地，每株系种植1行，行长 2 m，行宽40 cm，每行播种10粒。
1.2玉米InDel的发掘与标记开发
根据Romay等开发的SNP标记[7]，在多态位点附近与玉米B73基因组序列（v3）比对，利用Primer3[8]设计引物。通过电子PCR的策略在Mo17、B73、郑58、昌7-2间进行模拟PCR扩增，进一步通过cPCR软件（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/e-pcr/）分析标记位点的多态性，模拟中碱基错配值Mismatch≤3 bp，电子多态性筛选的候选多态性位点即可能存在1个InDel[9]。利用该引物即可作为InDel标记用于该位点的基因型检测。
1.3基因型检测
将所有自交系单株取样，植物叶片用低温真空干燥仪干燥后，采用Karroten植物基因组DNA提取试剂盒抽提DNA，具体步骤详见试剂盒说明书。DNA加适量TE溶解后，4 ℃或-20 ℃贮藏待用。PCR反应体系为25 μL，包含5 pmol两侧引物，2.5 μL 10×buffer，1.25 nmol dNTP，1 U Taq聚合酶和40 ng模板DNA。扩增程序为94 ℃预变性3 min，然后进入扩增循环：94 ℃ 30 s，55 ℃或60 ℃ 30 s，72 ℃ 40 s，35个循环；72 ℃反应5 min。扩增产物在2%琼脂糖凝胶上电泳分离，溴化乙锭显色，凝胶成像仪上观察、照相并记录。
1.4聚类分析
筛选扩增单一条带的引物对491份玉米材料进行检测，比较不同材料里面的带型差异。InDel标记位点的多态性信息量（polymorphism information content，PIC）利用公式PIC=1-∑P2i 计算，Pi为i位点的基因频率。自交系的遗传相似值（genetic similarity，GS）由简单相配系数（simple matching coefficient，SM）计算：GS=m/（m+n），m表示基因型间共有条带的数目，n表示基因型间有差异的条带数目。利用Tassel 5.0软件（www.maizegenetics.net/tassel），根据自交系标记遗传相似矩阵，通过UPGMA（unweighted pair group method）方法进行遗传距离聚类分析。
2结果与分析
2.1InDel的发掘及多态性分子标记的开发
根据B73和Mo17的测序信息，共开发135对引物，分别位于玉米的10条染色体上，平均每条染色体12.2个标记（图1）。这些标记在491份玉米材料中的多态性信息量变化范围为0.255～0.678，平均0.489，其中ID196最大，HG20最小（表1）。
2.2遗传变异分析及聚类分析
使用135个InDel标记计算491份玉米自交系之间的遗传相似系数，其范围在0.004～0.967之间，平均为0.469。根据491份玉米自交系材料的遗传相似系数矩阵，利用UPGMA 方法对上述材料进行聚类分析，将491份材料分为8个大群（图2）。根据标准测验种所代表的中国玉米生产上主要应用的杂种优势群，在聚类分析划分的群中包括Reid群（B73）、Lancaster群（Mo17）、四平头群（昌7-2，黄早四）、PB
群（X178，Q319，P138）。
3结论与讨论
玉米种质资源是育种的前提，了解其亲缘关系、划分杂种优势群有助于自交系的改良和杂交种选配，能够大大减少育种的盲目性。杂种优势群的划分一般通过系谱法、表型聚类、同工酶以及分子标记等方法。随着分子生物学的迅猛发展，DNA分子标记技术得到广泛应用。
InDel标记是指由于核苷酸插入或缺失引起的多态性标记。通过重测序比较发现，玉米不同基因型间存在着大量 InDel 变异。Lai等分析了6个中国玉米优良自交系，估算大约存在30 178个InDel，其中571个InDel位于功能基因内[10]。这些变异导致了玉米的多样性，并提供了更多的标记位点。吕远大等利用玉米基因组重测序信息，建立了大规模开发分子标记并对其进行电子多态性筛选的流程[9]。根据测序信息，笔者共开发出135对InDel标记引物，这些标记在491份玉米材料中的多态性信息量变化范围为0.255～0678，可以用于分析不同玉米材料的遗传多样性。
通过系谱或SSR标记分析，我国玉米主要种质可划分为6～8个杂种优势群[2-3]。利用InDel分子标记对491份材料进行分析后，笔者得到的分群结果与上述结果一致。主要将491份材料分为8个大群，根据标准测验种所代表的中国玉米生产上主要应用的杂种优势群，笔者在聚类分析划分的群中包括Reid群、Lancaster群、四平头群和PB群，以及一些不清楚系谱来源的材料组成的亚群。对于新划入群的材料可以根据所在杂种优势群进行有选择的交配组合。
参考文献：
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法国玉米自交系引用潜力评析 篇5
关键词：法国,玉米,自交系,配合力
玉米种质基础狭窄是影响我国玉米育种水平提高的重要因素。种质扩增、改良和创新是玉米育种技术创新的永恒课题, 是玉米育种和生产可持续发展的基础。从国外引进优良玉米自交系、杂交种和群体等一直是拓宽我国玉米种质基础, 提高育种效率的重要途径, 对我国玉米育种起到了重要的推动作用。玉米起源于中南美洲。15世纪末、16世纪初分别传入欧洲和亚洲, 在世界上形成3个主要的玉米带, 即美国玉米带、中国玉米带和欧洲玉米带。欧洲有500 a左右的玉米种植史, 在长期的自然与人工选择中形成了生态型各异的玉米品种类群或遗传资源材料。法国玉米种质属温带类型, 群体材料遗传基础广泛。而国内对法国玉米种质的引进和研究利用较少。该研究通过对引自法国的6个玉米自交系主要数量性状配合力进行测定和分析, 对参试自交系利用价值进行评价, 并为其进一步充分合理利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料及试验设计
以通过黑龙江省科技厅国际合作项目引自法国的6个自交系F43、F46、F49、F51、F53、F55为被测系 (P1组) 作母本, 以黑龙江省常用骨干自交系K10、四-434、四-444、Mo17、丹340为测验系 (P2组) 作父本 (见表1) , 采用NCII遗传交配设计, 于年在黑龙江省农业科学院试验地配制30个杂交组合, 2008年在黑龙江省农业科学院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, 双行区, 小区行长4 m, 行距70 cm, 株距30 cm。4月27日播种, 管理同一般大田, 以小区为单位进行收获和室内考种。考察性状包括株高、穗位高、单株产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和出籽率。
1.2 数据分析方法
按NCⅡ设计的原理和方法进行配合力方差分析、一般配合力 (GCA) 和特殊配合力 (SCA) 效应估算及其显著性检验。
2 结果与分析
2.1 各性状的配合力方差分析
对30个杂交组合9个性状进行方差分析的结果表明 (见表2) , 组合间在9个性状上均存在极显著差异。将组合间方差分解成P1组和P2组亲本的一般配合力方差及P1×P2的特殊配合力方差。经测验后发现, 、组亲本的一般配合力效应对F1杂交种的9个性状均存在极显著的影响;P1×P2的特殊配合力方差分析结果表明:穗长、穗粗、穗行数、百粒重、出籽率、单株产量也存在显著或极显著的特殊配合力效应。因此, 可进一步估算亲本的一般配合力效应和组合双亲的特殊配合力效应。
2.2 被测系 (P1) 各性状的一般配合力效应分析
一般配合力是指某一自交系与另一些自交系杂交其杂种后代的平均表现, 其效应值与性状遗传的可能性成正比。一般配合力高的品系, 其相应性状传递力强, 对杂种后代影响大。表3列出了6个法国玉米自交系各性状的一般配合力效应值。从中可以看出, 不同自交系同一性状的一般配合力效应有很大差异, 表现为正向效应和负向效应。
从表3可以对各自交系做出初步评价:F43:在试验中增产效果明显, 具有降低株高、穗位高, 增加穗长、穗粗、行粒数、出籽率和单株产量的效应。总体来说, 自交系F43各方面性状优良, 在育种过程中应该选择穗行多、百粒重高的自交系与其互补组配。F46:有增加株高、穗位高、穗粗和百粒重的效应, 但产量性状一般。F49:具有降低株高、穗位高, 增加穗长、穗粗、穗行数、百粒重、出籽率和单株产量的效应, 综合性状在该试验中表现突出, 利用价值较大。F51:株高、穗位高、穗长、行粒数、百粒重和单株产量6个性状的一般配合力效应值均列全部被测系第1位, 增产效应突出, 与国内种质结合有助于提高产量水平, 但利用时要注意株高、穗位的影响。F53:单株产量一般配合力效应值在全部被测系中最低, 各产量性状一般配合力效应值均为负值。试验结果表明该自交系在黑龙江省应用价值不大。F55:穗粗、穗行数一般配合力效应值在全部被测系中最高, 综合产量性状较差, 利用价值不大, 但该自交系具有降低株高、穗位高, 增加穗粗、穗行数的效应, 在育种中可以考虑应用。
从单株产量这一性状来看, 自交系F51单株产量的一般配合力效应值为极显著最大正值, 其次是F43和F49, 其余3个自交系单株产量的一般配合力效应值均为负值。说明自交系F51、F43和F49与黑龙江省利用的不同优势类群的自交系杂交较易组配出高产组合, 在育种上可能具有较高的直接组配价值, 而其余自交系直接组配出高产杂交种的几率较小。
2.3 杂交组合的特殊配合力效应分析
特殊配合力是指杂交组合与其双亲平均表现基础上的预期结果的偏差, 是产生杂种优势的主要因素, 可用来指导杂种优势的利用和杂交种的选择。通过对参试的30个杂交组合比较看出, F51×Mo17、F46×四-434、F49×丹340、F51×四-、×四-、×丹这个组合除个别性状是负向效应值外, 其余大部分性状表现较高的正向效应, 说明特殊配合力高的组合大都是一般配合力高的亲本参与杂交。由表4可知, 单株籽粒产量的特殊配合力效应值为正值的有17个组合。其中效应值最高的是F43×四-444, 其次为F51×Mo17、F49×四-444。自交系F43与四-的单株籽粒产量的特殊配合力效应值为显著最大正值 (0.571) , 与K10、丹340的特殊配合力效应值也为正值, 表明F43与塘四平头、Reid、旅大红骨类群自交系具有明显的产量优势, 可进一步广泛测交、组配。
自交系F51与Mo17的单株籽粒产量的特殊配合力效应值为显著正值, 与丹340、四-434的特殊配合力效应值为正值, 表明自交系F51与Lan类群、旅大红骨类群、外杂选亚群具有较高的产量特殊配合力, 可与此3类群自交系进一步广泛测交, 直接组配利用。自交系F49与四-444、丹340、四-434、K10的单株籽粒产量的特殊配合力效应值均为正值, 表明自交系F49可与此4类群自交系直接组配, 而与Mo17的特殊配合力效应值为负值, 可用其改良Lan类群自交系。
自交系F46、F53、F55虽与部分父本自交系单株产量的特殊配合力效应值为正值, 但其单株产量的一般配合力较低, 进一步说明直接组配利用价值不大, 但可用于改良低优势类群自交系的某些性状。
3 结论与讨论
3.1 法国玉米自交系的特征特性评价
通过近几年的种植观察发现, 这批法国玉米自交系基本上能适应黑龙江省的生态环境。引进的法国玉米自交系共同点为:幼苗早发性好, 株型清秀, 多为收敛型, 茎秆较细, 但柔韧性好, 雄穗分枝少, 根系发达;穗轴细、粒深、出籽率高, 脱水速率快;在耐密性、抗倒性和活秆成熟方面明显优于国内育种材料, 表明这批自交系在提高耐密性和抗倒伏性上具有潜在的间接利用价值。但个别自交系不抗丝黑穗病, 这是有待继续改良的性状。
3.2 法国玉米自交系配合力分析
配合力是杂种优势育种中选配亲本的重要依据, 只有一般配合力和特殊配合力方差都大的亲本相组配, 才可同时发挥2种配合力的作用, 从而有较大可能育成强优势杂交种。该试验结果表明, 在6个外引法国自交系中, F43、F49和F51的一般配合力效应值大部分为正向值, 其综合性状较好, 可直接利用。从各组合的特殊配合力效应值来看, F43×四-444、F51×Mo17、F49×四-444的产量性状大部分表现正向效应, 是具有较强杂种优势的组合, 可进一步在生产上加以利用。自交系F46和F55虽与部分父本自交系单株产量的特殊配合力为正值, 但其单株产量的一般配合力较低, 进一步说明直接组配利用价值不大, 但可用于改良低优势类群自交系的某些性状。而自交系的利用潜力较低。
3.3 法国玉米自交系的应用前景
通过近几年利用引进的法国玉米自交系与现有育种材料进行杂交种组配鉴定可知, F51与Lancaster系统组配有较强优势, 利用F51已组配杂交组合多个, 与Lancaster系统改良自交系B-1组配的龙育1023 (B-1/F51) 表现突出, 具有高产、抗病及适应性强等优良特性, 2010年已参加黑龙江省一区耐密组预备试验。F43与塘四平头、Reid、旅大红骨类群自交系均具有明显的较强优势, 与塘四平头类群改良系T26组配的龙育3016表现优异, 2010年进入了黑龙江省3区耐密组区域试验。
玉米种质的引进利用与改良是玉米育种不可缺少的重要环节, 法国玉米种质属温带类型, 群体材料遗传基础广泛。研究与利用法国玉米种质, 有针对性地利用其一方面或几方面的优良性状, 不仅可以丰富我国玉米种质的遗传基础, 而且有助于发掘新的杂种优势群和杂种优势模式, 进一步提高杂种优势利用水平。同时对我国玉米种质的扩增、改良和创新具有重要意义。
参考文献
[1]孙发明, 李凤任, 陶占山.国外玉米种质资源在吉林的利用与贡献[J].玉米科学, 1998 (3) :35-38.
玉米自交系 篇6
1 玉米自交系混杂退化原因
1.1 生物学混杂
由于自交系繁殖区隔离不安全, 外来花粉飘入自交系繁殖区, 或因蜜蜂等昆虫飞入, 造成授粉受精, 均会引起天然异交而发生生物学混杂。初次发生天然杂交的杂种苗若不及时拔除, 会与其它正常株自由授粉结实, 产生部分回交后代, 从而在群体中分离出不完全具备该自交系典型性状的植株类型。经过几代混合自由授粉及回交后, 产生的杂株已无明显的优势, 在形态特征上既像又不像原来的自交系, 比较难于识别, 去杂更为困难。
1.2 机械混杂
自交系从播种、收获、运输、脱粒、精选、晾晒、贮藏等一系列过程中, 由于操作失误, 混进异品种和异自交系, 都会引起机械混杂。发生混杂后, 若下一年继续繁殖时又不进行严格去杂, 造成品种和异自交系在群体内自由散粉而进一步引起生物学混杂, 导致混杂扩大和积累, 引起自交系混杂退化。
1.3 自交系发生变异
一般玉米自交系是经过6-8代自交和选择培育成的纯系。但是, 任一自交系基因型的纯合都是相对的, 只经过有限世代的选择不可能使大部分微效多基因控制的农艺性状完全纯合, 部分基因位点还是杂合状态。而自交系在隔离区自由授粉连续繁殖的结果会使杂合基因位点不断增多, 原来植株间基因型的微小差异逐渐积累变得明显, 出现非典型株, 甚至失去原有自交系的本来面目。
1.4 自交系遗传基因突变和不正确的人工选择
自交系繁殖过程中, 受自然和人为各种因素的影响, 引起遗传基因突变。在原种繁殖过程中, 单株选择和株行观察鉴定都是针对表现型的比较, 无法估计试验误差, 只有在环境比较均匀一致, 且准确掌握自交系典型性状的情况下, 才能准确选择。并且一般依据表现型的选择中, 稍具杂合性的个体会因微弱的杂种优势很容易被选中, 从而严重影响选择效果。
1.5 繁殖田去杂去劣不彻底
玉米自交系大量繁殖时, 由于田间去杂工作量大、难度高, 故常因去杂去劣不及时、不彻底, 使杂株种子得以逐代扩大散粉杂交或回交, 株间相互自由散粉授粉, 差异积累累加, 部分植株失去原有典型性状, 自交系由纯变杂。
1.6 自交系种源纯度不够
有些玉米自交系自交世代不够, 把基因纯合度不高、性状还分离的自交系, 过早投入繁殖应用, 繁殖中自交系性状分离, 很快出现混杂。对自交系纯度鉴定和繁种程序不严格、不规范, 而使混杂扩散和累加。
2 自交系生产技术措施
2.1 隔离区的选择
应选择地势平坦、肥力均匀、土质肥沃、排灌方便的地块。
隔离的方式可分为:空间上的隔离:四周应设置500m以上的隔离区;遮掩物的隔离:在繁殖田四周生长茂密的森林, 可以缩短隔离距离。时间上隔离:根据自交系的吐丝期, 错开其他玉米的抽雄期25天以上。
2.2 防止机械混杂
自交系从播种到收获的各项工作, 都必须有专人负责, 单种、单收、单管、单贮, 标记明显, 防止异品种和异自交系混入, 严格防止由人为因素造成的机械混杂。
2.3 严格去杂
在准确了解熟悉自交系各个生育阶段的形态特征的基础上, 坚持分期多次进行去杂工作。分苗期、拔节期和抽穗期三个时期进行去杂。
苗期, 根据父母本叶鞘色、叶缘色、叶形、叶向、叶色、长势等将杂、劣、病株结合定苗拔除。
拔节期, 根据株高、叶形、叶向、叶色、长势等去杂, 连同优势株、可疑株一同拔掉。
抽穗期根据株形、叶形、叶向、苞叶、花丝色, 父本还要根据护颖色、花药色、雄穗分枝去杂。对杂种苗、混杂苗、怀疑苗等非典型苗都要及时拔除掉, 并在吐丝散粉以前彻底去杂。成熟期根据穗型、轴色、粒型、粒色淘汰杂劣穗行和单穗。
2.4 自交与互交隔代交替繁殖
在原原种繁殖区, 选择具有自交系典型性状的单株自交;在原种混杂混系繁殖区, 选择典型穗作为下年原原种繁殖区的种源, 这样自交与互交隔代交替进行, 既可防杂保纯, 又有利于保持和恢复自交系生活力。
2.5 定期繁殖分期应用
根据现在的贮藏条件, 可采用扩大繁殖面积, 减少繁殖世代, 分期多年使用, 缩短繁育周期, 又降低了繁殖成本, 减少每年都要繁殖劳动量, 同时还降低了繁殖的风险。减少繁殖世代进一步更加保持自交系的纯度。
2.6 坚持“少繁殖”的原则
尽量增大原原种和原种的选株数量, 扩大其种子数量。这样不仅可以尽可能保持原有自交系的群体遗传组成, 而且还能减少自交系的繁殖世代, 缩短繁育周期, 减少混杂退化的机会和程度。在选株上应当以群体中大多数个体的表现为标准, 质量性状从严, 数量性状从宽;遗传力高的性状从严, 遗传力低的性状从宽;抗病性、异交性从宽, 经济性状从宽。
2.7 严格自交系繁殖操作技术规程
a) 原原种套袋繁殖。原原种套袋繁殖的种子, 是指育种者育成的遗传性状稳定的自交系种子及按原原种生产操作规程生产的质量达到标准的种子。安排在具备隔离条件的地块繁殖, 隔离距离不少于1000m, 并配备技术人员专门负责此项工作, 应选择地势平坦、肥力均匀、土质肥沃、排灌方便的地块作套繁区。每个自交系单穗种植一行或一区 (2-4行) , 约50-80株, 种植密度4.5万株/公顷。原原种套繁区应精细整地, 施足底肥, 分期追肥, N、P、K配合, 及时浇水, 及时管理。根据所繁自交系的典型特征特性, 分别在苗期、抽雄前鉴定选留穗行, 在当选穗行内再选择典型株套袋, 自交授粉要在3-5天内结束, 彻底淘汰开花过早、过晚的植株, 以保持原原种后代的典型性和一致性。对繁殖中已自交过、生长整齐一致的单株, 可成对姊妹交, 防止误套生长势好的回交株。成熟前, 检查去除误套的非典型单穗, 成熟收获后, 根据穗型、轴色、粒型、粒色再次淘汰非典型穗。入选穗去掉霉粒、虫粒、秕粒, 分单穗脱粒, 分别装袋。袋上标明自交系原原种名称、生产年份, 妥善保存。
b) 原种混系繁殖。原种指由育种者种子按原种生产线操作规程繁殖的质量达到国家规定的原种标准的种子。安排在具有隔离条件, 能排能灌和有繁殖技术人员的地方, 地块选择和管理同原原种套繁区。为便于鉴别穗行纯度和去杂, 按单穗顺行接连种植, 全生育期要严格去杂, 可疑株最迟应在开花前全部拔除。去杂应在苗期、小喇叭口期、大喇叭口期和成熟前分几次进行。抽雄前彻底去杂, 淘汰杂劣穗行和单穗, 是自交系防杂保纯的关键。成熟后混收, 淘汰非典型穗, 果穗晒干至含水量18%, 籽粒晾晒至含水13%以下, 精选装袋, 绑内外标签, 注明原种名称、生产年份、生产单位、质量标准、安全保存。
c) 原种一代繁殖。将上年原种混系繁殖区的种子, 在原种一代繁殖区混合繁殖。除混合播种外, 其它均与原种混系繁殖相同。严格隔离和彻底去杂仍是关键。
摘要：文章分析了玉米自交系混杂退化原因, 提出了防杂保纯技术措施, 完善了自交系繁殖操作技术规程, 对于提高玉米自交系质量和杂交种制种质量具有重要的意义。
关键词：玉米,自交系,混杂退化,防杂保纯
参考文献
[1]吴志勇.玉米杂交制种存在的问题及对策[J].中国种业, 2006.
玉米自交系 篇7
1 自交系退化的原因
生产上在隔离区里大群体繁殖自交系, 由于玉米是风媒传粉的异花授粉作物, 其繁殖方式基本上是混合授粉或兄妹交, 也有少量 (约5%) 是自株授粉的自交。用这种方式繁殖的自交系, 只要隔离安全, 不发生突变, 是很理想的, 能保持自交系的基因频率和基因型频率不变。但在生产实践中, 一个自交系使用若干年后, 或迟或早总要退化。究其原因, 主要有以下几点:
1.1 混杂
就是混入了其它玉米的遗传成分, 使自交系失去遗传平衡, 其性状表现也就随之发生变化, 以至丧失其典型性。混杂表现为生物学混杂 (串粉) 和机械混杂 (杂粒、杂穗) 。前者发生在散粉期间, 后者发生在收获、贮藏到播种期间, 都是发生在繁殖加代的时候, 多繁殖一次就多一次发生迁移的机会。所以, 减少繁殖次数, 严格隔离条件, 采取防杂措施, 都有防止迁移发生的作用。
1.2 杂合基因型自交
杂合基因型自交, 会引起基因型的分离、纯合和生活力衰退。这是因为自交时, 基因的自由组合使基因型发生分离, 即杂合基因型自交后分离为复杂多样的基因型, 包括杂合的、纯合的、部分杂合部分纯合的多种基因型, 表现型则由一种变为多种。例如, 由一对基因控制的性状玉米粒色, 杂合基因型黄粒Yy自交后, 分离为纯合型黄粒YY、纯合型白粒yy和杂合型黄粒Yy三种, 表现型则由一种黄色变为两种黄色和一种白色。多对基因所控制的性状则会分离为复杂得多的类型。若控制性状的基因为n对, 自交后则分离为3n种基因型。
自交分离的同时又有基因型的纯合。纯合的程度与自交代数间呈正相关, 自交代数越多, 纯合程度越高。自交纯合的快慢与性状受控制基因对数间呈负相关, 基因对数越多, 纯合速度越慢。但是纯合并非纯一。例如杂合型黄粒自交一代分离为杂合型、纯合型各占一半。杂合型这一半全为一种基因型Yy, 表现型全为黄粒;纯合型这一半却非一种基因型, 而是纯合型黄粒YY和纯合型白粒yy两种, 表现型也是白色和黄色两种。n对基因的杂合基因型, 自交后分离为3n种基因型, 连续自交下去, 如不发生混杂和突变, 最终纯合为2n种纯合基因型, 而杂合基因型则全部消失。这就是杂合基因型连续自交的全过程。
在自交纯合的过程中, 由于杂合基因型的减少、不良隐性基因的纯合, 则引起自交系生活力的衰退。一个自交系一般由原始材料自交五六代而育成。其性状, 只有极少数是由一对基因所控制, 绝大多数是由多对基因所控制。自交五六代所育成的自交系虽经选择, 也不会达到绝对的纯合, 总还有些杂合基因型存在。因此, 自交系育成以后继续自交, 残余的杂合基因必然要继续分离, 分离后纯合的基因型生活力衰退。所以, 防止自交系性状分离和生活力衰退的最好方法, 就是停止自交繁殖。
1.3 突变
就是受外界各种因素的影响, 使得遗传基因发生变化。例如温度、压力、射线、超声波等物理方面的影响;过氧化氢、芥子气、咖啡碱、甲醛、致癌剂等化学方面的影响, 使遗传物质发生偶然变化, 叫做突变。突变率虽然很小, 不过几万分之一到几百万分之一, 但在自然界却是广泛存在的, 大量繁殖自交系时难以避免。突变多是隐性的、有害的、微效的, 不可预测, 也不能预防, 只有加强鉴定, 一旦发现, 立即淘汰。
1.4“自我恢复”
自交系近交后有恢复杂合性的趋势, 这是由于残余杂合性存在的缘故。植株间在遗传组成上的微小差异, 使近交类似杂交, 会有些微优势;又因残余杂合基因型的复杂多样, 表现型也会出现多样性。这种“自我恢复”现象有防止生活力衰退的作用, 也有使典型性下降的作用。“自我恢复”得快慢, 与自交系的纯度有关, 纯度越高, 恢复越慢, 反之则较快。“自我恢复”是近交的结果, 所以减少繁殖次数可以减轻“自我恢复”现象的发生。
综上分析, 减少繁殖次数和近交繁殖方式, 都能起到延缓自交系典型性下降和生活力衰退的作用;停止繁殖则可保持其典型性不再下降, 生活力不再衰退。
2 延缓自交系退化的对策
要想延缓自交系退化, 必须采用“原种制种繁殖法”, 即只用原种一、二代亲本配制单交种的繁殖法, 这样才能延缓自交系退化, 保持单交种的优良性状和增产潜力。此外, 也解决了生产上因为原原种的数量很少, 远远不能满足生产上的需要的问题。
2.1 高倍繁殖原原种
从育种单位引进两个亲本自交系的原原种少许 (按制种时父母本行比) , 避免从其他单位引种。这种方法只用原原种繁殖亲本, 且只加代两次。高倍繁殖原原种, 以加速用于生产。套袋成对兄妹交, 繁殖原原种备用, 做到常备不缺。
2.2 大量繁殖原种
一次繁殖多次使用。原原种繁殖后暂不制种, 全部繁殖为原种一代, 妥善保存, 分次用于繁殖或制种, 即一次繁殖多次使用。这是为了获得足够的原种一、二代亲本用于制种。在最后一次繁殖原种一代的前一年, 根据生产需要, 从保存的原原种中取一部分繁殖为原种, 其中最后一次必须套袋成对兄妹交, 繁殖原原种备用。如此循环下去, 完全能够做到。
2.3 原种亲本制种
永远不用非原种亲本制种, 从根本上改变生产上制种多用非原种亲本的状况。
玉米自交系 篇8
关键词：玉米自交系,配合力,杂种优势,NCⅡ设计
优异的玉米种质是玉米杂种优势利用的基础[1]。玉米种质遗传基础狭窄是玉米主产区普遍存在的问题[2-3]。黑龙江省地处我国北方早熟春玉米区的最北端,受特殊生态条件限制,种质资源匮乏问题尤为突出。挖掘地方种质是拓宽玉米种质基础实现杂种优势最大化的有效途径[4-5]。群体改良是拓宽种质基础,创新玉米种质的重要手段[6]。地方早熟种质改良群体(以下简称地方早熟群体)构建于21世纪初,以地方优良种质长山、K10、安441、海268、东46、熊掌和克830等自交系与B73、5003、7884-7、7922双列杂交组成群体,经过4轮混合选择后,选优良单株自交选育自交系。该研究对从地方早熟群体选育出的12份自交系进行配合力测定,以期为该群体及其选育的自交系利用提供科学依据。
1 材料与方法
试验材料选择从地方早熟群体选育出的12份自交系为母本,以自交系444(黄早四改良)、郑58(选自瑞德杂优群)、Mo17(兰卡斯特杂优群)、改丹340(旅大红骨杂优群)为父本,按NCⅡ遗传交配设计组配48个杂交组合,2011年在黑龙江省哈尔滨市进行测交组合鉴定试验,对照品种为郑单958。试验采用随机区组设计,3次重复,单行区,行长4m,株距25cm,行距65cm。每小区取10株进行田间调查和室内考种。考察性状:抽丝期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单株产量。计算杂交组合的产量对照优势。对照优势(%)=(某组合产量值-对照品种产量值)/对照品种产量值×100。
2 结果与分析
2.1 杂交组合各性状的方差分析
对杂交组合F1各性状的方差分析结果见表1,杂交组合间的产量及8 个农艺性状差异均达到极显著水平,说明组合间产量及8个农艺性状存在真实差异。父本间和母本间配合力方差达到了显著以上水平,可以对自交系和测验种进行一般配合力分析。
注:*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。Note:*and**mean significant difference at 0.05and 0.01level,respectively.
2.2 自交系各性状配合力效应分析
2.2.1 自交系籽粒产量配合力分析从表2中可以看出,12 份自交系的一般配合力有8 个正值,从高到低依次是自交系9、8、7、4、2、1、6、5,配合力效应值为19.3~1.0;有4个负值,从低到高依次是自交系10、3、12、11,效应值从-24.4~-3.4。由此说明选自同一群体的自交系间配合力有较大差异。一般配合力高,即表示有利基因的频率高,它既是产生杂种优势的基础,也是选择的重要指标。自交系9、8、7有较高的增产效应,用以配出高产杂交组合。自交系10、3、12与4个测验种间的杂种优势较弱。测验种的一般配合力最高的是Mo17,为16.0;其次是改丹340,为2.6;其它2个测验种的一般配合力为负值,其中郑58为-9.1,444为-9.6。如果每个测验种可以代表其所属杂优类群,那么该群体选系与兰卡斯特类群和旅大红骨类群有较强优势,而与塘四平头类群和瑞德类群优势较弱。
2.2.2 自交系主要性状的一般配合力分析由表3可知,自交系各性状一般配合力的正负效应值有较大差异。就产量一般配合力较高的3份自交系来说,自交系9、8有抽丝期延后、自交系7抽丝期提早的效应;3个自交系均有增加株高、穗位高、穗粗、穗行数效应和减少行粒数效应;自交系8穗长、自交系7、9百粒重正向效应明显。自交系每个性状的一般配合力的相对效应值存在较大变异幅度,说明选自同一群体的自交系间有丰富的遗传变异。
2.3 杂交组合的产量表现
由表4可知,单株产量变化范围为167.6~242.6g,产量对照优势平均为-4.8%,变化范围为-23.9%~10.2%,有4个组合增产5%以上,有18个组合对照优势为正值。产量高于对照的18个组合中,自交系与Mo17 的组合有7 个,自交系与改丹340的组合有8个、自交系与郑58的组合有2个,自交系与444的组合有1个。自交系产量的一般配合力前3 位的自交系9、8、7 在18个组合中均出现2~3次,说明一般配合力较高的自交系可选育出较高产量的杂交种。其中自交系9× Mo17 比对照增产10.2%,自交系7×Mo17比对照增产7.3%。从杂交组合的产量和对照优势看,不仅选自同一群体的自交系与不同的测验种间的产量有较大差异,而且与同一个测验种的产量也有较大差异。说明群体的遗传变异较大,从中可选出有较大差异的自交系。该群体选系与Mo17及改丹340杂种优势较强,有较高的利用价值。
3结论与讨论
玉米自交系 篇9
1 是铁岭市农业科学院利用外引杂交种自交分离的群体, 按系谱法选育出的二环系。
本文对铁98033-1的杂种优势进行了研究, 为进一步的研究和利用提供理论依据。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
选用9个属于不同类群的常用玉米自交系作为试验材料, 即唐四平头系统的昌7-2, Lancaster系统的Mo17, 旅大红骨系统的丹340、0233, Reid系统的478、郑58, PN78599系统的沈137、599-2, 自选系铁98033-1。
1.2 试验方法
用上述9个自交系, 2007年冬在海南按Griffing双列杂交方法4组配成36个杂交组合, 2008年春播种在铁岭市农业科学院玉米试验地。采用简单格子方排列, 4次重复, 4 m行长, 双行区, 每行15株, 行距66.7 cm, 株距27.0 cm。田间调查株高、穗位高、抽雄期、散粉期、抗病性等农艺性状和生理性状。每区行内选收10穗进行室内考种。根据田间调查和室内考种结果, 用Griffing双列杂交方法4配合力估算方法[2], 对株高、穗位高、穗轴粗、秃尖、抗病性、成熟期等农艺性状进行配合力分析及杂种优势分析。
2 结果与分析
2.1 铁98033-1自交系株高、穗位高的配合力分析
由表1可以看出, 铁98033-1株高的GCA效应值居第8位。由它所组配的杂交组合, 平均株高为239.9 cm, 低于整个试验杂交组合的平均值 (245.2 cm) 。由表2可以看出, 铁98033-1穗位高的GCA效应值在9个自交系中居第7位。植株高大是温热杂交组合最显著的特点之一, 如含有热带种质的自交系沈137和599-2与其他自交系所组配的杂交组合的平均株高分别为244.8 cm和238.7 cm, 平均穗位高分别为107.9 cm和107.7 cm, 不仅高于铁98033-1所组配的杂交组合的平均株高和穗位高, 而且其穗位高还高于整个试验的平均值。
2.2 抽雄期与吐丝期分析
经田间调查显示 (见表3) , 铁98033-1所组配的杂交组合播种到抽雄、播种到吐丝的天数比热带亚热带玉米种质599-2所组配的杂交组合少4～5天, 成熟期相应也要早些。铁98033-1的组合则表现生育期适中, 后期籽粒降水快, 持绿性好, 是晚熟区品种更替的优良种质。
作者简介:孙冠中 (1977-) , 男, 辽宁铁岭人。农学硕士, 农艺师。
主要从事玉米良种推广工作。
2.3 铁98033-1和599-2所组配的杂交组合的抗病性
599-2含有热带种质, 对叶病具有很好的抗性。从表4可以看出, 铁98033-1组配的组合在大小斑病的抗性上与599-2的组合具有相似的抗性表现。
2.4 铁98033-1轴粗、秃尖的配合力分析
在9个自交系中, 昌7-2是目前生产上应用非常广泛的骨干自交系, 出籽率高, 结实性好。铁98033-1和昌7-2轴粗的GCA效应值位居第8位和第7位 (见表5) , 而两者穗粗GCA效应在9个自交系中位第1位和第5位 (见表6) , 表明铁98033-1的籽粒深度GCA效应值较高, 优于昌7-2。铁98033-1和昌7-2秃尖的GCA位居第8和第9位 (见表7) , 表明铁98033-1所配组合的结实性表现与昌7-2相似。
2.5 自交系间杂种优势
从表8可以看出, 铁98033-1与0233、丹340、昌7-2、599-2等组合具有正向优势值, 尤其是与0233、丹340组合产量表现突出。铁98033-1与Mo17、郑58、478、沈137等的组合表现负向优势值, 说明与这些种质间杂种优势较小, 亲源关系较近。
3 结论与讨论
3.1 铁98033-1自交系的杂种优势类群分析
铁98033-1是以引自美国印第安纳一个玉米杂交种质为选系基础材料, 连续自交选育而成的。根据美国生产上的杂优模式推断, 其可能含有瑞得种质和兰卡斯特种质。自交系育成后根据田间表现及测配结果推测, 其可能含有少量热带种质, 而本论文的试验也证实了这一推断。铁98033-1的种质基础较为广泛, 它与旅大红骨种质和唐四平头种质之间具有很强的杂种优势, 而与瑞得种质、兰卡斯特种质及PN种质之间优势不大, 可用来进行种质改良和创新。
3.2 铁98033-1自交系具有较强的抗病、抗倒伏和适应性
由铁98033-1自交系所配的组合与热带、亚热带种质所配的组合相比, 株高、穗位高显著降低, 生长期缩短;而与温带种质所配的组合相比, 又具有较强的抗大、小斑病的特性。因此, 铁98033-1自交系是集抗病、抗倒于一体, 同时具有广泛适应性的优良自交系。
摘要：本文以自选系铁98033-1和其他8个国内常用的优良玉米自交系为亲本, 按griffing4双列杂交模式设计, 对其杂种优势进行研究。结果表明:铁98033-1具有明显的降低杂交组合株高的作用, 所配组合具有较强的抗倒伏性和抗病性 (大斑病、小斑病、丝黑穗病) 。铁98033-1与旅大红骨种质和唐四平头种质之间具有很强的杂种优势, 而与瑞得种质、兰卡斯特种质及PN种质之间优势不大, 可用来进行种质改良和创新。
关键词：玉米,品种,自交系,种质资源,配合力,杂种优势,遗传基础
参考文献
[1]吴景锋.我国玉米杂交种种质基础评述[J].中国农业科学, 1993, (16) ;1~8.
[2]高之仁.数量遗传学[M].成都:四川大学出版社, 1986.