若干玉米自交系杂种优势群的划分与热带种质的利用

论文摘要

玉米杂种优势群及其模式的研究对于提高育种准确性和预见性具有重要意义。本研究用我国主要玉米杂交种的亲本为材料,利用SSR标记的遗传距离划分了优良玉米自交系的杂种优势群;从不同杂种优势群中选择代表性玉米自交系与热带玉米自交系进行杂交,通过分析其杂种优势,评价热带种质在改良温带玉米种质上的利用价值;以上述代表性温带自交系与热带群体为测验种进行杂交,分析了不同种质的配合力。本研究结果有利于指导玉米自交系的选育和提高玉米杂交种的组配效率。本论文的主要结论如下:选用的110对SSR引物对30份温带玉米自交系进行分析,共检测到546条带,说明在分子标记的水平上,30份自交系具有很丰富的遗传变异,其PIC变异范围在0.1115到0.91之间,平均为0.652,大部分集中在0.5～0.8之间。根据SSR分析结果计算30个自交系之间遗传距离进行聚类分析,可将30份自交系划分为7个杂种优势群:第一类是P类群,有P007、齐319、丹599、沈137、178、P138、87-1共7个自交系;第二类是以黄早四等为代表的塘四平头群。共6个系,它们是K12、Q1261、黄野四-3、黄早四、冀35、昌7-2;第三类是Reid群有478、B73、K14、黄C、沈5003共5个自交系;第四类是以自330等为代表的自330群。共有4个自交系,包括中综3、中综31、自330、340;第五类是E28群,包括E28以其二环系——郑22;第六类是Lancaster群,包括Mo17、获唐黄17、齐205共3个自交系;此外,鲁原92、吉63、旅28被单独划为一群,为其它群。利用CML27、CML40、CML92、CML107、CML116这5个热带自交系与上述玉米杂种优势群中的丹340、1373、Mo17、黄早四这4个温带自交系（标准测验种）进行杂交,通过分析其杂种优势,结果表明:热带玉米种质和温带玉米种质间杂交,在单株产量、百粒重、籽粒容重上可以产生明显的超亲或超标优势,但在行粒数上并不能明显超出生产上应用的温带组合。热带玉米种质可以改善温带玉米种质的产量和穗部性状,一些CIMMYT自交系×丹340杂种优势模式在温带育种中具有重要的应用价值。从上述温带自交系中选择丹340、87-1、178、K12、Mo17、P138、黄早四、鲁原92、齐319、自330共10个温带优良自交系,以4个热带群体Poo125、Pop66、Pob21、Suwan1为测验种,分析了它们之间的配合力:对单株产量、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重这6个性状做一般配合力分析表明,单株产量上,丹340、黄早4、Pob21、Suwan1具有较高的GCA正效应值,分别为11、6.5、24、25,而178、Mo17、P138、Poo125、Pop66具有较大的GCA负效应值;穗长上,鲁原92、齐319、自330、Pob21、Suwan1具有较高的GCA效应值,穗粗和穗行数上,丹340的GCA效应值最高,87-1,K12 GCA效应值较高;而行粒数上,只有Pop66具有较高的GCA效应值,为3.36,其它自交系的GCA效应值较低,或者是负效应。百粒重上,87-1、K12、齐319、Poo125、Suwan1具有较高的GCA正效应值。进一步对单株产量特殊配合力分析表明,在40个测交组合中,共有23个组合特殊配合力为正值,其中丹340×Poo125（7.84）、鲁原92×Poo125（9.22）、Mo17×Pop66（8.38）、87-1×Pob21（11.39）、K12×Pob21（9.99）、鲁原92×Pob21（15.48）、Mo17×Suwan1（7.41）自330×Suwan1（7.28）的SCA效应值较高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 玉米杂种优势利用研究的重要意义
• 1.2 作物杂种优势利用研究进展
• 1.2.1 作物杂种优势的发现
• 1.2.2 杂种优势产生的机制
• 1.3 玉米自交系的选育与杂种优势的利用
• 1.3.1 玉米育种中自交系的选育
• 1.3.2 玉米杂交种组配中亲本选配的原则
• 1.3.3 玉米杂种优势利用的途径
• 1.4 杂种优势群的划分方法和杂种优势模式的构建
• 1.4.1 玉米自交系杂种优势群的传统划分方法
• 1.4.2 利用遗传标记进行类群划分
• 1.5 玉米的杂种优势群与杂种优势模式
• 1.5.1 我国玉米育种和生产的种质基础
• 1.5.2 玉米的杂种优势群与杂种优势模式
• 1.6 分子标记方法及其在玉米杂种优势研究中的应用
• 1.6.1 RFLP在玉米自交系类群划分中的应用
• 1.6.2 RAPD在玉米自交系类群划分中的应用
• 1.6.3 SSR在玉米自交系类群划分中的应用
• 1.6.4 AFLP在玉米优势群划分中的应用
• 1.6.5 其它分子标记方法的发展
• 1.7 本研究的目的及意义
• 1.8 本研究的思路
• 第二章 主要温带玉米自交系杂种优势群的划分
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 SSR标记多态性分析
• 2.2.2 温带玉米自交系杂种优势群的划分
• 2.3 讨论
• 2.3.1 SSR标记的多态性
• 2.3.2 SSR标记在玉米自交系类群划分中的应用
• 2.3.3 SSR标记遗传距离与杂种优势预测
• 2.3.4 常用玉米自交系杂种优势群分析及利用途径
• 2.4 小结
• 第三章 热带及亚热带玉米自交系的杂种优势表现
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 田间试验方法
• 3.1.3 测定方法
• 3.1.4 分析方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 单株产量
• 3.2.2 穗长
• 3.2.3 穗粗
• 3.2.4 穗行数
• 3.2.5 行粒数
• 3.2.6 籽粒长度
• 3.2.7 籽粒宽度
• 3.2.8 百粒重
• 3.2.9 籽粒容重
• 3.3 结论与讨论
• 第四章 温带玉米自交系与热带群体间配合力分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.2 田间试验方法
• 4.1.3 测定方法
• 4.1.4 分析方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 联合方差分析
• 4.2.2 配合力分析
• 4.3 讨论
• 4.3.1 配合力和杂种优势
• 4.3.2 热带种质的利用
• 第五章 综合讨论
• 5.1 分子标记划分玉米杂种优势群对育种的指导意义
• 5.2 热带种质的配合力和杂种优势
• 5.3 含热带血缘杂种优势群的利用
• 5.4 热带种质的利用方法
• 5.5 关于热带种质改良与利用的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文目录