不同生态条件下玉米籽粒蛋白和赖氨酸含量及主要农艺性状的遗传研究

论文摘要

对包括自选系在内的192份自交系的籽粒品质进行分析,从常用自交系的5个杂优类群中共选10个籽粒蛋白质含量差异相对较明显的自交系按Griffing双列杂交设计;从自选系的5个不同类群中共选15个材料作母本,5个常用系作父本按NCⅡ设计进行组合配制。分别在河南3个不同的生态条下种植F1代杂交种。对不同世代籽粒蛋白质和赖氨酸含量以及F1代植株主要农艺性状和生育时期进行测定;分析了种质、F1及F2代蛋白质及赖氨含量;不同世代的杂种优势及其与亲本的相关性;蛋白质和赖氨酸含量的遗传效应以及与其他主要营养成分的相关性;不同基因型、不同地点及其互作效应对玉米籽粒蛋白质和赖氨酸含量及主要农艺性状的影响以及农艺性状的遗传效应。结果表明:1)本研究所用材料蛋白质和赖氨酸平均含量分别为11.42%和0.37%,变幅分别为8.03%～15.31%和0.27%～0.49%;不同血统的选系,营养品质含量有所不同,群体Z508和Z512的蛋白质、赖氨酸含量较低,而粗淀粉含量较高,宜作为高淀粉品种选育的亲本材料;群体M和8822的蛋白质及赖氨酸含量较高,适合作为高蛋白优质玉米品种选育的亲本材料;从变异广泛的基础群体中选育符合不同品质育种目标要求的种质材料,是完全有可能的。2)玉米籽粒营养成分中蛋白质、赖氨酸含量与淀粉的含量呈显著负相关,而随着蛋白质含量的增加,与营养品质密切相关的赖氨酸含量随之增加。3)蛋白质和赖氨酸的遗传以加性效应为主;蛋白质的广义遗传力和狭义遗传力分别是40%和34%左右,而赖氨酸的分别为14%和13%左右,两性状遗传力都不高,受环境条件的影响较大,但蛋白质含量受环境条件的影响比赖氨酸小;同一性状在不同的遗传背景组合当中,由于基因表型效应和方差的不同而表现的遗传力不同。4)蛋白质和赖氨酸含量的一般配合力以自交系2、3、P13、P4和P9较高,自交系10和P3表现最低,组合以3×9,1×7,1×10和2×4等的特殊配合力效应值较高,特别是组合3×9两品质性状的特殊配合力效应值均最高。5)蛋白质和赖氨酸含量在F1当代表现出一定的正向优势,赖氨酸含量在F1当代表现的优势更明显些;在F2代倾向于超低亲优势,与F1当代相比明显下降,蛋白质含量的杂种优势下降的程度比赖氨酸含量的大。6)F1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量与母本的相关程度最大,其次是中亲值,而与父本的相关程度最小;F2代籽粒的蛋白质和赖氨酸含量与父本和母本的相关程度相差不大,蛋白质含量与中亲值相关程度最大,赖氨酸含量与中亲值和低亲值的相关程度相当。7)蛋白质及赖氨酸含量在不同基因型间、不同年份之间均存在极显著的差异;互作效应对其也有一定的影响,在河南省内蛋白质及赖氨酸含量整体呈现由南向北升高的趋势,这与当地生态因素和栽培条件有密切关系。8)主要农艺性状不仅受基因型的控制,与环境的互作效应对其也有一定的影响。除干穗重的加性和非加性效应同等重要外,其余性状的的遗传效应均以加性效应为主;出籽率、千粒重、抽雄期、吐丝期和散粉期主要受母本的加性效应影响,而其余性状的加性效应主要来自父本。遗传力以穗行数最高。9)籽粒产量以自交系3、8、7、P13、P6和P9的一般配合力较高,组合10×9、3×5、8×10、3×9、P15×Pa、P13×Pd和P6×Pd等的特殊配合力较高。以3和9为亲本的组合不仅籽粒产量表现较高,而且籽粒蛋白质及赖氨酸含量也较高,是比较理想的组合。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 玉米概况
• 1.2 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸的分布
• 1.3 高蛋白玉米与优质蛋白玉米概念的理解
• 1.3.1 高蛋白玉米
• 1.3.2 高赖氨酸玉米（优质蛋白玉米）
• 1.3.3 高蛋白玉米与优质蛋白玉米的区别
• 1.3.4 优质高蛋白玉米的特点
• 1.3.5 高蛋白玉米的经济效益
• 1.3.6 发展高蛋白玉米的重要性
• 1.3.7 发展优质高蛋白玉米的意义
• 1.4 玉米籽粒蛋白质研究概况
• 1.4.1 国外玉米籽粒蛋白的研究
• 1.4.2 国内玉米籽粒蛋白的研究
• 1.4.3 我国玉米籽粒蛋白质含量的现状
• 1.4.4 我国高蛋白玉米与国外的差距
• 1.5 玉米籽粒蛋白及赖氨酸含量的变异性
• 1.6 玉米籽粒蛋白在后代中的表现
• 1.7 优质高蛋白玉米的杂种优势
• 1.8 玉米籽粒蛋白及赖氨酸的遗传效应
• 1.9 玉米籽粒蛋白的分子生物学研究
• 1.9.1 控制玉米籽粒蛋白的基因数目
• 1.9.2 基因的作用方式
• 1.9.3 籽粒蛋白品质与胚乳基因的相关性
• 1.9.4 分子标记与基因定位
• 1.10 玉米籽粒蛋白与环境
• 1.11 肥料成分对玉米籽粒蛋白的影响
• 1.11.1 氮肥的影响
• 1.11.2 磷肥的影响
• 1.11.3 钾肥及微量元素的影响
• 1.12 相关性分析
• 1.12.1 玉米籽粒蛋白与产量相关分析
• 1.12.2 蛋白质与其他营养成分间的相关分析
• 1.13 谷类作物胚乳遗传模型分析
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 材料
• 3.2 试验设计
• 3.3 品质测定
• 3.4 田间调查及考种项目
• 3.5 分析方法
• 3.5.1 杂种优势的计算方法
• 3.5.2 配合力分析
• 3.5.3 分析软件
• 4 结果与分析Ⅰ（双列杂交部分）
• 4.1 玉米基础材料的籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析
• 4.1.1 不同遗传背景材料籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析
• 4.1.2 不同遗传背景材料籽粒蛋白质及赖氨酸含量的方差分析
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析'>4.2 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析
• 1当代籽粒蛋白质含量分析'>4.2.1 F₁当代籽粒蛋白质含量分析
• 1当代籽粒赖氨酸含量分析'>4.2.2 F₁当代籽粒赖氨酸含量分析
• 4.3 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的遗传效应分析
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量配合力效应分析'>4.3.1 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量配合力效应分析
• 4.3.1.1 一般配合力效应分析
• 4.3.1.2 特殊配合力效应分析
• 4.3.2 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的遗传参数估计
• 4.4 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析'>4.4.1 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 1当代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析'>4.4.1.1 F₁当代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析
• 1当代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析'>4.4.1.2 F₁当代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析'>4.4.2 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 2代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析'>4.4.2.1 F₂代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析
• 2代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析'>4.4.2.2 F₂代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析
• 4.5 相关分析
• 4.5.1 玉米籽粒蛋白质和赖氨酸与其他成分的相关分析
• 4.5.2 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸与双亲及中亲值的相关分析
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量与其亲本的相关分析'>4.5.2.1 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量与其亲本的相关分析
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量与其亲本的相关分析'>4.5.2.2 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量与其亲本的相关分析
• 4.6 不同生态条件下玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析
• 4.6.1 基因型与环境互作的方差分析
• 4.6.2 不同基因型间蛋白质及赖氨酸含量的变异性分析
• 4.6.3 不同地点间蛋白质及赖氨酸含量的变异性分析
• 4.7 产量性状分析
• 4.7.1 籽粒产量性状的联合方差分析
• 4.7.2 籽粒产量性状的配合力分析
• 4.7.2.1 籽粒产量性状的一般配合力效应分析
• 4.7.2.2 籽粒产量性状的特殊配合力效应分析
• 4.8 穗部性状分析
• 4.8.1 穗部性状的联合方差分析
• 4.8.2 穗部性状的配合力方差分析
• 4.8.2.1 穗部性状的一般配合力效应分析
• 4.8.2.2 穗部性状的特殊配合力效应分析
• 4.8.3 穗部性状的遗传参数估计
• 4.9 生育时期、株高及穗位高分析
• 4.9.1 不同生态条件下生育时期、株高及穗位高的联合方差分析
• 4.9.2 生育时期、株高及穗位高的配合力方差分析
• 4.9.2.1 生育时期、株高及穗位高的一般配合力效应分析
• 4.9.2.2 生育时期、株高及穗位高的特殊配合力效应分析
• 4.9.3 生育时期、株高及穗位高的遗传参数估计
• 5 结果与分析Ⅱ（NCⅡ部分）
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析'>5.1 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析
• 1当代籽粒蛋白质含量分析'>5.1.1 F₁当代籽粒蛋白质含量分析
• 1当代籽粒赖氨酸含量分析'>5.1.2 F₁当代籽粒赖氨酸含量分析
• 5.2 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的遗传效应分析
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量遗传效应分析'>5.2.1 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量遗传效应分析
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的配合力方差分析'>5.2.1.1 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的配合力方差分析
• 1当代籽粒蛋白质含量的配合力效应分析'>5.2.1.2 F₁当代籽粒蛋白质含量的配合力效应分析
• 1当代籽粒赖氨酸含量的配合力效应分析'>5.2.1.3 F₁当代籽粒赖氨酸含量的配合力效应分析
• 1当代蛋白质及赖氨酸含量的遗传参数估计'>5.2.1.4 F₁当代蛋白质及赖氨酸含量的遗传参数估计
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量遗传效应分析'>5.2.2 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量遗传效应分析
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的配合力方差分析'>5.2.2.1 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的配合力方差分析
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的一般配合力效应分析'>5.2.2.2 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的一般配合力效应分析
• 2蛋白质及赖氨酸含量的遗传参数估计'>5.2.2.3 F₂蛋白质及赖氨酸含量的遗传参数估计
• 5.3 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 1当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析'>5.3.1 F₁当代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 1当代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析'>5.3.1.1 F₁当代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析
• 1当代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析'>5.3.1.2 F₁当代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析
• 2代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析'>5.3.2 F₂代籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 2代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析'>5.3.2.1 F₂代籽粒蛋白质含量的杂种优势分析
• 2代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析'>5.3.2.2 F₂代籽粒赖氨酸含量的杂种优势分析
• 5.4 相关分析
• 5.4.1 玉米籽粒蛋白质和赖氨酸与其他成分的相关分析
• 5.4.2 籽粒蛋白及赖氨酸含量与其亲本的相关分析
• 5.5 不同生态条件下玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量分析
• 5.5.1 基因型与环境互作的方差分析
• 5.5.2 不同基因型间蛋白质和赖氨酸含量的比较
• 5.5.3 不同基因型间蛋白质及赖氨酸含量的变异性分析
• 5.5.4 不同地点间蛋白质及赖氨酸含量的变异性分析
• 5.6 产量性状分析
• 5.6.1 籽粒产量性状的联合方差分析
• 5.6.2 不同基因型的产量性状分析
• 5.6.3 籽粒产量性状的配合力分析
• 5.6.4 籽粒产量性状的一般配合力效应分析
• 5.7 穗部性状分析
• 5.7.1 穗部性状的联合方差分析
• 5.7.2 穗部性状的配合力方差分析
• 5.7.3 穗部性状的一般配合力效应分析
• 5.7.4 穗部性状的特殊配合力效应分析
• 5.7.5 穗部性状的遗传参数估计
• 5.8 生育时期、株高及穗位高分析
• 5.8.1 不同生态条件下生育时期、株高及穗位高的联合方差分析
• 5.8.2 生育时期、株高及穗位高的配合力方差分析
• 5.8.3 生育时期、株高及穗位高的一般配合力效应分析
• 5.8.4 株高及穗位高的特殊配合力效应分析
• 5.8.5 生育时期、株高及穗位高的遗传参数估计
• 6 结论与讨论
• 6.1 关于玉米种质资源中籽粒蛋白及赖氨酸含量及利用评价
• 6.2 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的遗传分析
• 6.3 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的杂种优势分析
• 6.4 玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量与其亲本的相关性分析
• 6.5 不同环境条件对玉米籽粒蛋白质及赖氨酸含量的影响
• 6.6 玉米农艺性状的遗传
• 参考文献:
• ABSTRACT