玉米温热杂交种光周期敏感性及杂种优势研究

论文摘要

以8份南方优良玉米自交系和9份北方优良玉米自交系，按NCII设计组配的72个温热杂交种为试验材料，分别在北京和雅安进行田间试验，研究温热杂交种的光周期敏感特性及相关性状的遗传特点，并分析供试自交系光周期敏感相关性状的配合力表现和它们杂交组合的产量杂种优势，获如下主要研究结果：1．温热杂交种光周期敏感特性有以下几个特点：①整体上有较强的光敏感性。即随着光照长度增长，其生育期延长、雌雄花期不协调，植株、穗位增高，叶片数增多，果穗略有变长、变细，秃尖增长，单株产量降低。总体上，该类杂交种能较好地适应我国南方日照较短的光周期环境，对北方长日照的光周期环境适应性则差。②不同性状的光周期敏感程度不一样。生育期性状：ASI＞抽雄-散粉间隔天数＞吐丝期＞抽雄期；植株性状：穗位高＞叶片数＞株高；果穗性状：秃尖＞穗长＞穗粗＞出籽率；产量性状：行粒数＞单株产量＞穗行数＞百粒重。总体上，生育期和植株性状的敏感性明显强于果穗、产量性状。③不同温热杂交种的光周期敏感程度以及不同类型性状的敏感程度变化形式不一样。生育期和植株性状的光周期敏感敏程度均呈“弱敏感”向“强烈敏感”的单向变化形式，而大多数果穗、产量性状由“不敏感”向“负向强烈敏感”和“正向强烈敏感”的双向变化形式。④光周期敏感相关性状主要有ASI、抽雄-散粉间隔天数、吐丝期、抽雄期，穗位高、叶片数、株高，秃尖、穗长、行粒数、单株产量等11个性状。⑤南方选系和北方选系均存在有光周期敏感和不敏感的类型，自交系的光周期敏感性不取决于选育地区，而取决于自交系所含的种质成分。⑥光周期敏感性自交系（种质）具有各自特异的敏感性状和光周期敏感性效应，并决定其杂交种后代的光周期敏感性类型和光周期敏感程度。2．温热杂交种光敏感相关性状有以下3个主要遗传特点：①各光敏感相关性状间的遗传模型不尽一致，多数性状符合加性—显性遗传模型，少数性状符合加性—显性—上位性遗传模型；在长光照环境下，符合加性—显性—上位性遗传模型的性状数量呈减少趋势。②虽同属加性—显性遗传模型，但不同性状的基因效应分量也有差异。尽管大多数性状以加性效应为主，显性效应较小，但个别性状的显性效应较大，并表现为超显性，如单株产量等。③同一性状在两种光周期条件下，其遗传方式也存在一定的差异。随着光照长度变长，多数性状的显性基因数量及效应减小；一些性状的上位性基因效应减小或消失，平均显性度降低，加性效应的主导地位更加突出。因此，改良及利用热带种质应十分注重对加性基因效应的利用。3．温热杂交种光周期敏感相关性状无论在长、短光周期条件下，GCA都较SCA更为重要；随着光照变长，GCA的重要性进一步增强，SCA的重要性有所降低，狭义遗传力增大。光照长度的变化导致GCA和SCA具有不稳定性。北方温带种质自交系黄早四和金黄44具有较强的早熟性，478和郑58具有较强的矮杆性，易于组配优良的温热杂交种，并能在温带改良晚熟、高大的热带、亚热带玉米种质材料；3个南方选系YA8201、18599、YA3729和3个北方选系178、7922、郑58均具有较高产量GCA相对效应值。4．在我国应采用复合杂种优势模式选育商用温热杂交种，热带种质在温热杂交种中的适宜比例因所利用热带种质的光周期敏感性强弱和选育目标不同而异。当热带种质对光周期不敏感或较弱时，比例可大可小，没有一定的限制；当热带种质的光周期敏感性强，在选育适应我国南方玉米区的温热杂交种时，应以含25～50％热带种质为宜；在选育适应我国北方玉米区的温热杂交种时，应以含25％左右的热带种质为宜。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 热带、亚热带玉米种质的类型
• 1.1.1 主要代表种群（族）
• 1.1.2 其他热带、亚热带群体
• 1.2 热带、亚热带玉米种质光周期敏感性研究
• 1.2.1 玉米光周期临界日长及感光阶段
• 1.2.2 玉米周期敏感程度的评价指标
• 1.2.3 热带、亚热带玉米种质光周期敏感特性
• 1.2.4 玉米光周期敏感相关性状的遗传特性
• 1.2.5 玉米光周期敏感相关基因的定位与克隆研究
• 1.3 热带、亚热带玉米种质资源在温带的利用
• 1.3.1 热带、亚热带种质在温带利用的发展情况及现状
• 1.3.2 热带、亚热带玉米种质资源在温带育种中的改良和利用方法
• 1.4 玉米杂种优势、杂种优势群、杂种优势模式
• 1.4.1 杂种优势、杂种优势群、杂种优势模式的概念
• 1.4.2 玉米杂种优势、杂种优势模式研究方法和进展
• 1.4.3 热带、亚热带种质同温带种质的配合力及杂优模式研究
• 1.5 热带、亚热带玉米种质在温带育种利用中亟待解决的问题
• 1.5.1 光周期敏感性
• 1.5.2 缺少被鉴定、改良的热带、亚热带育种材料的性状信息
• 1.5.3 热带、亚热带种质导入温带种质的比例问题
• 1.5.4 缺少温、热种质间杂种优势的研究
• 2 本研究的目的和意义
• 3 材料和方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 田间试验设计
• 3.2.2 统计分析方法
• 4 结果与分析
• 4.1 方差分析结果
• 4.2 温热杂交种光周期敏感特性分析
• 4.2.1 各性状在不同光周期环境下的表现情况
• 4.2.2 不同亲本类型组配的杂交种的各性状表现
• 4.2.3 温热杂交种的光周期敏感特性
• 4.2.4 温热杂交种光周期敏感相关性状遗传模型分析
• 4.3 温热杂交种光周期敏感相关性状配合力分析
• 4.3.1 配合力方差分析
• 4.3.2 配合力效应分析
• 4.3.3 群体配合力方差及遗传力分析
• 4.4 温热杂交种产量杂种优势分析
• 4.4.1 温热杂交种的单株产量表现
• 4.4.2 单株产量配合力分析
• 4.4.3 杂种优势分析
• 5 讨论
• 5.1 温热杂交种的光周期敏感性特点、适应性及利用潜力
• 5.2 温热杂交种的光周期敏感性相关性状遗传特点及改良利用方法
• 5.3 温热杂交种的热带种质遗传成分比例及杂种优势利用模式
• 5.4 本研究的主要问题和今后的工作
• 参考文献
• 致谢