5个玉米合成群体选系的配合力及杂优类群分析

论文摘要

本研究以西南地区常用的8个玉米骨干自交系为测验种,采用不完全双列杂交设计,对5个玉米人工合成群体新选的15个自交系的配合力、杂种优势以及主要性状遗传参数进行了分析,并以代表我国玉米核心种质的Mo17、黄早四、丹340和478为标准测验种,利用SSR标记,进行了杂优类群和杂优模式研究。结果表明:1.15个性状在各杂交组合间遗传差异真实存在。用不完全双列杂交法对配合力的分析表明,除粒深特殊配合力、测验种单株产量一般配合力未达显著水平外,其余各性状的一般配合力和特殊配合力均达显著或极显著水平。被测系单株产量GCA表现最突出的是GP2-1,其次是GP5-2和GP5-5,且构成产量因子性状的GCA表现均较好,遗传整齐度高;测验种ES40和48-2均有6个性状具有较高的正向配合力效应值,表明与被测系组配具有较大的利用潜势。2.48-2×GP3-3在单株产量、穗重上SCA效应值最大,ES40×GP1-2在穗长、穗粗上SCA效应值最大,且单株产量的SCA值居第2位,18-599×GP5-4在单株产量、穗重上SCA效应最小,而单株产量最高的组合是ES40×GP2-1,其次是48-2×GP3-3,最差的组合是RP128×GP4-4。表明,一个杂交组合杂种优势的高低是由亲本GCA效应和SCA效应共同作用的结果,同时用GCA、SCA效应来评估自交系的应用潜力,更能反映出自交系的利用价值。3.从一般配合力排序上看,GP5群体选育出的5个自交系GP5-2、GP5-5、GP5-1、GP5-4和GP5-3的单株产量GCA在供试的15个新选系中分别位于第2、4、5、6、11位;从特殊配合力排序上看,GP5群体选育出的5个自交系有4个分别出现在前15位组合中,概率为80%;从杂种优势上看,GP5群体选育出的5个自交系全部出现在对照优势大于12%的前15位组合中,且共达7次,每个选系出现1.40次。由此可见,GP5群体选系产量性状GCA的正向效应值普遍较高,与测验种特殊配合力较好,每个选系出现在超对照高产组合中的概率相对较大,且每个选系出现的次数也较高,因而可以反推认为GP5属于较优群体,具有较大改良利用潜势。4.本试验中,穗粗、轴径、穗行数、行粒数、轴重、出籽率、容重的广义遗传力和狭义遗传力都较高,且加性效应明显大于非加性效应,受环境影响较小,利用群体自交选系时,可在早代进行选择;穗重、单株产量的广义遗传力和狭义遗传力均较低,且非加性效应明显大于加性效应,受环境影响较大,宜晚代进行选择;穗长、秃尖长、百粒重、株高、穗位高的广义遗传力较高,但狭义遗传力较低,易受环境的影响,不宜过早进行选择。5.SSR分析结果可以看出,15个新选系间的遗传距离平均值为0.561,变幅为0.23-0.70,平均值较大,且变幅也较大,表明5个群体遗传基础丰富,在解决种质资源狭窄问题上取得了一定的成效。引入代表不同杂优类群的4个标准测验种及西南地区常用的8个骨干自交系进行聚类分析,27个自交系间的遗传距离变幅为0.15-0.74,平均值为0.595。按UPGMA法进行聚类,当遗传距离以0.589为阈值,27个自交系可分为5个大类,当遗传距离以0.513为阈值,第Ⅱ大类又可分为4个亚类。从聚类结构看,5个群体新选的15个自交系多数聚在含有标准测验种丹340的第Ⅱ大类,少数聚在含有标准测验种478的第Ⅳ大类和无标准测验种的第Ⅲ大类,说明它们主要含有国内旅大红骨血缘,仅少数含有Reid及其它种质血缘;从聚类分布情况来看,各群体选系聚类有交叉现象,特别是GP4与GP5有2个选系聚在同一亚类,表明GP4与GP5遗传背景相似,但又不完全相同。6.考察单株产量超对照品种12%组合的组配方式可以看出,前15位组合的组配方式虽较多,但都为不同类、亚类间的组配,且多数组合双亲的遗传距离较大,在一定程度上印证了本文SSR聚类结果的可靠性。其中,Lancaster群×旅大红骨群可产生较强的杂种优势,特别是Lancaster群×旅大红骨Ⅰ亚群和Lancaster群×旅大红骨Ⅳ亚群获得强优势组合可能性更高。因此,在西南地区以18-599和R08为代表的Lancaster群与旅大红骨群组配,容易选育出优良的杂交种。考察高产组合双亲遗传距离可知,双亲遗传距离大于平均遗传距离（0.595）的高产组合有10个,小于平均遗传距离的有5个,说明杂种优势大小与分子标记的遗传距离有一定关系,但又不完全是由分子标记遗传距离的大小所决定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 玉米种质资源拓展、创新的必要性
• 1.1.1 我国玉米种质资源研究利用现状
• 1.1.2 世界玉米种质资源拓展、改良、创新的发展趋势
• 1.2 配合力研究取得的成就
• 1.2.1 配合力概念
• 1.2.2 配合力测定方法
• 1.2.3 配合力研究进展
• 1.3 杂种优势群及杂优模式研究进展
• 1.3.1 各国主要杂种优势群与杂种优势模式
• 1.3.2 划分杂种优势群的方法
• 1.3.2.1 数量遗传学方法
• 1.3.2.2 同工酶酶谱分析法
• 1.3.2.3 分子标记法
• 2 本研究的目的与意义
• 3 材料与方法
• 3.1 田间试验
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 田间试验设计
• 3.1.3 田间调查及室内考种性状
• 3.2 室内试验
• 3.2.1 供试材料
• 3.2.2 DNA的提取与检测
• 3.2.2.1 试剂与溶液
• 3.2.2.2 DNA的提取
• 3.2.2.3 微卫星DNA的扩增
• 3.2.2.4 PCR扩增产物的电泳检测
• 3.3 统计分析
• 3.3.1 田间试验资料统计分析
• 3.3.1.1 组合配合力分析
• 3.3.1.2 杂种优势分析
• 3.3.2 室内实验资料统计分析
• 4 结果分析
• 4.1 基因型差异显著性检验
• 4.2 配合力分析
• 4.2.1 配合力方差分析
• 4.2.2 一般配合力分析
• 4.2.2.1 被测系一般配合力分析
• 4.2.2.2 测验种一般配合力分析
• 4.2.3 特殊配合力分析
• 4.3 杂种优势分析
• 4.4 性状遗传参数分析
• 4.5 SSR标记分析
• 4.5.1 SSR标记检测结果
• 4.5.2 遗传变异分析
• 4.5.3 聚类分析
• 4.5.4 各群体选系聚类分布情况
• 4.5.5 杂优模式分析
• 5 讨论与结论
• 5.1 供试新选系的配合力评价
• 5.1.1 主要性状一般配合力评价及利用方案
• 5.1.2 产量性状特殊配合力评价
• 5.1.3 配合力育种的意义
• 5.2 SSR标记结果评述
• 5.2.1 遗传多样性评价
• 5.2.2 杂优类群及杂优模式探讨
• 5.2.3 遗传距离与杂种优势的相关性评述
• 5.3 群体合成与改良及选系探讨
• 5.3.1 群体合成与改良利用探讨
• 5.3.2 群体选系策略探讨
• 附表
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况