热带温带玉米群体产量性状遗传力及遗传方差分量的剖析
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温热带玉米种质改良系配合力分析及杂种优势群划分姚文华;黄云霄;蒋辅燕;陈秀华;汪燕芬;罗黎明;张培高;尹兴福;何羊涛【摘要】[目的]研究温热带玉米种质改良系杂种优势关系并划分杂种优势群.[方法]采用NCⅡ遗传交配设计对23个温热带玉米种质改良系和3个测验种配制69杂交组合,在云南省3种不同生态环境下对这些杂交组合进行农艺性状和产量配合力分析,评价群体的应用价值和利用潜力,再根据产量特殊配合力效应划分杂种优势群.[结果]自交系L1、L5、L6、L7、L8、L11、L16、L20产量一般配合力较高.10个强优势杂交组合T3× L20、T1× L8、T3× L21、T2× L20、T3× L1、T3× L11、T3×L5、T2×L6、T3×L12、T1×L4的SCA分别是13.69、28.14、24.08、9.02、9.97、6.09、9.02、17.75、14.40、16.94,除了T3× L11(6.09)均达到显著和极显著水平.[结论]温热玉米种质改良系L8、L11、L16、L20在育种中利用潜力较大,尤其是L11和L20是不可多得的温热玉米改良系.本研究将供试改良系划分为3大类群:L3、L5、L6、L11、L17、L19、L20、L21、L23与掖107划分为Reid群;L1、L2、L12、L13、L16、L18、L22和YML1671划分为非Reid群;L4、L7、L8、L9、L10、L14、L15和YML146划分为Suwan1群.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2019(032)004【总页数】7页(P706-712)【关键词】玉米;配合力效应;杂种优势群;温带种质;热带种质【作者】姚文华;黄云霄;蒋辅燕;陈秀华;汪燕芬;罗黎明;张培高;尹兴福;何羊涛【作者单位】云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205;云南田瑞种业有限公司,云南昆明650217;云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205;云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205;云南田瑞种业有限公司,云南昆明650217;云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205;云南田瑞种业有限公司,云南昆明650217;云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205;云南田瑞种业有限公司,云南昆明650217【正文语种】中文【中图分类】S513【研究意义】中国玉米杂交种亲本趋同化严重,所用亲本自交系主要集中在少数几个骨干自交系或其衍生系,玉米生产上存在病虫害大面积暴发的风险,改良和创新玉米种质资源迫在眉睫[1]。
玉米花期、株型、产量性状QTL定位及分析的开题报告摘要玉米作为我国的主要粮食作物之一,对于其产量、品质、农艺性状的研究一直是农业科学领域的重点之一。
本研究旨在利用简单序列重复(SSR)标记对玉米的花期、株型、产量性状进行QTL定位,探究其遗传基础和发育过程,为玉米的选育和生产提供参考。
关键词:玉米;SSR标记;花期;株型;产量性状;QTL定位一、研究背景和意义玉米(Zea mays L.)是全球重要的粮食作物之一,中国是世界最大的玉米生产国之一,对于其产量、品质、农艺性状的研究一直是农业科学领域的重点之一。
近年来,随着生物技术的发展,以分子标记为手段进行玉米遗传育种的研究不断深入,其中,QTL(Quantitative Trait Loci)定位技术为玉米分子育种提供了强有力的手段。
花期、株型、产量性状是玉米重要的农艺性状,其研究具有重要的理论和实际意义。
其中,花期是玉米的一项主要农艺性状,掌握玉米的花期对于选择最佳的栽培日期、防止不同花期的品种自交等均有重要作用;株型是指玉米植株的生长型态和特征,是影响玉米产量的重要因素之一,通过研究玉米株型的遗传机制,可以为玉米的优良品种选育提供理论指导;产量性状是玉米育种中的重要目标,研究其遗传机制、发育过程和影响因素,可以为玉米产量的提高提供科学依据。
二、研究目的和内容本研究旨在利用简单序列重复(SSR)标记对玉米的花期、株型、产量性状进行QTL定位,探究其遗传基础和发育过程,为玉米的选育和生产提供参考。
具体研究内容如下:1. 收集与整理相关基础数据,包括不同玉米品种的花期、株型、产量等信息,为选育和分析提供数据基础。
2. 通过对不同玉米品种的SSR标记分析,确定不同基因型间的遗传差异,进一步筛选与花期、株型、产量性状密切相关的SSR标记。
3. 利用QTL定位技术,对不同功能性状的相关SSR标记进行定位,分析其遗传距离和遗传力度,并进一步筛选与不同性状相关的显著QTL。
玉米自交系性状遗传力及遗传方差分量剖析朱正梅;赵军华;楼肖成;吕学高【摘要】用混合线性(AD)模型和MINQUE(1)法对各性状遗传力、遗传方差分量及其占总表型变异的比率进行剖析。
结果显示:各性状的大多数遗传效应值都达到显著(p≤0.05)或极显著水平(p≤0.01);各遗传方差分量的效应对表型方差贡献率大小不同;各性状狭义遗传力大小为总叶片数〉抽雄期〉散粉期=雄穗分枝〉吐丝期〉生物产量〉果穗鲜重〉穗位高〉秸秆鲜重〉果穗干重〉株高。
【期刊名称】《农业科技通讯》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P33-35)【关键词】遗传方差;混合线性模型(AD);生物产量【作者】朱正梅;赵军华;楼肖成;吕学高【作者单位】浙江省东阳玉米研究所,东阳322100;浙江省东阳玉米研究所,东阳322100;浙江省东阳玉米研究所,东阳322100;浙江省东阳玉米研究所,东阳322100【正文语种】中文【中图分类】S562.035.1玉米是饲料之王。
世界上70%~75%的玉米用作饲料,我国玉米总需求量的78%用作畜禽饲料。
但是在我国目前的玉米生产模式中主要是按粮食作物方式生产,仅以收获籽实为目的,而研究证明,按饲料要求生产的玉米单位面积总营养(全株)远比收获后的玉米籽粒加上秸秆利用效率高(宋锡章,2003)。
Hunter研究认为,提高整株产量最有效的方法是对整株产量进行直接选择而不是对籽粒产量进行间接的选择。
本研究对生物产量及相关性状的遗传方差分量和遗传力进行剖析,旨在指导青贮玉米的育种。
1.1 试验材料与试验方法试验选用37个自交系,其中7个自交系来源于热带,10个自交系来源于亚热带,20个自交系来源于温带,按部分双列杂交方法配成69个杂交组合,自交系和组合同时种植进行田间鉴定,并设置11 h(自然光照)和16 h(40 w的白炽灯作为光源,每4m2面积使用一盏灯,照光时间为上午6:00至晚上10:00)两个光照处理,试验采用随机区组设计,3个重复,行株距为50 cm×30 cm。
玉米种质资源遗传多样性分析与评价玉米是世界上最重要的粮食作物之一。
在中国,玉米种植面积和产量均居全国农作物之首。
玉米的种质资源遗传多样性对于农业生产和食品安全具有重要意义。
随着生物技术和遗传学的发展,人们对玉米种质资源遗传多样性的分析与评价越来越重视。
本文将围绕这个主题展开。
一、玉米种质资源遗传多样性的概念和意义种质资源是指用于生产、育种和研究的动植物物种和品种的各种遗传资源,包括自然资源和人工培育资源。
而遗传多样性则指一个物种内部个体之间、群体之间和种间之间基因型和表型的变异程度。
玉米种质资源遗传多样性即指玉米的遗传表现在品种水平、族群水平和种间水平上的多样性。
玉米种质资源的遗传多样性具有重要的农业和经济意义。
首先,玉米是我国重要的粮食作物之一,其种质资源丰富程度直接关系到粮食生产水平和食品安全。
其次,玉米的遗传多样性与抗病性、适应性和耐旱性等重要农业性状密切相关,对于玉米的育种和生产具有重要的指导和参考作用。
最后,玉米是我国的战略性产业之一,玉米种业的发展也直接关系到经济和社会的发展。
二、玉米种质资源遗传多样性的评价方法玉米种质资源遗传多样性的评价方法有很多种,常用的有形态学性状分析、生物化学性状分析、分子标记分析等。
这些方法均有其自身的优缺点,应根据研究目的和具体情况综合应用。
1. 形态学性状分析形态学性状是指生物个体的形态特征,如株型、叶形、花形、果实形态等。
这些性状可以通过对实验材料的观察和测量进行分析。
形态学性状分析是一种简单易行、直观直觉、经济实用的评估方法,其缺点是测量的精度受外部因素的影响较大,而且无法反映种间和基因水平上的分化。
2. 生物化学性状分析生物化学性状是指生物体内的化学成分和代谢产物,如蛋白质、酶、糖类、维生素、花色素等。
这些性状可以通过生化分析技术进行测定。
生物化学性状分析可以反映品种间和基因水平上的差异,但其缺点是分析过程需要较高的技术水平和耗时较长的实验周期。
玉米主要数量性状遗传相关分析玉米的产量、数量、性状是多个数量性状综合作用的结果,而玉米各主要农艺数量性状对产量存在不同程度的影响,因此需要充分了解目标数量性状对产量形成的影响程度,明确各主要农艺数量性状对产量构成的相对重要性,从而有根据、有重点地进行自交系的选择和杂交组合的选配。
同时将产量与各数量性状之间的相关系数分解为直接作用和间接作用,进一步剖析各自变量之间的相互作用。
本研究采用完全双列杂交遗传设计对11个玉米自交系及其组配的杂交组合进行遗传相关分析,为玉米育种提供一定的理论指导。
1材料与方法1.1供试材料供试的11个玉米杂交系由新疆农业大学农学院作物遗传育种系提供,并对其编号:1、47×90,2、39×44,3、99×13,4、99×61,5、45×60,6、99×44,7、新玉米9号(CK),8、45×44,9、61×06,10、99×15,11、37×44等11个组合。
1.2试验设计配置的11个杂交组合采用随机区组设计,3次重复,小区面积为3.5m×0.9m=3.15m2。
地膜覆盖,膜宽为70cm。
人工播种,一区两行,株行距为25cm×50cm,试验地面积为24m×6m=144m2,每小区行距为50cm,株距为25m,播种深度为5-7cm,每小区种植28株,试验地总株数为924株。
抽雄期,每小区随机选择10株,测其株高、穗位;收获时,每小区随机选择10个果穗进行室内考种,测其穗长、穗粗、百粒重等。
玉米各农艺数量性状数据如下表1。
2结果与分析作物杂交优势是各个数量性状相互作用的综合表现,各数量性状间存在着不同程度的相关,因而对一个数量性状的选择势必影响到另一个数量性状的遗传效果。
一般所观察到的是表现型的相关,包含环境的影响,不能真实地反映出各数量性状间相关的遗传效应。
周 玲,熊 威,胡俏强,等.基于温带和热带玉米群体全基因组选择和杂种优势候选位点的鉴定[J].江苏农业科学,2021,49(4):19-26.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.04.004基于温带和热带玉米群体全基因组选择和杂种优势候选位点的鉴定周 玲1,熊 威1,胡俏强2,戴惠学2,赵 涵1(1.江苏省农业科学院/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014;2.南京市蔬菜科学研究所,江苏南京210042) 摘要:基于187份种质资源材料的全基因组重测序数据开发了120583个高质量SNP变异位点,通过这些位点可以将具有不同遗传背景的187份玉米种质划分为两大类群,分别为包含100份材料的温带亚群和包含87份材料的热带亚群。
通过对温带和热带玉米群体选择信号的遗传分化分析,检测到3664个受到选择的位点。
选取187份材料中已报道能在温/热亚群形成杂种优势的135份代表性自交系,其中75份来自温带玉米自交系,60份为热带玉米系,基于两大杂种优势群进行杂种优势性状的全基因组关联分析(GWAS),结果鉴定出2407个杂种优势候选位点不均匀分布在玉米10条染色体上。
整合选择信号检测和GWAS分析结果,共识别出1153个受到选择的杂种优势相关位点,其中,619个位点与26个已报道的杂种优势相关QTLs一致。
功能注释发现与候选位点紧密连锁的324个候选基因大部分都具有功能,其中包含61个重要的转录因子。
根据GO富集分析发现这些候选基因主要参与了很多对杂种优势形成有贡献的关键生化代谢途径,包括氮化合物代谢、叶酸代谢、糖酵解、发育过程的负调控及转录调控等重要生物学途径。
关键词:温热带玉米;全基因组选择;杂种优势;关联分析;候选位点 中图分类号:S513.032 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2021)04-0019-07收稿日期:2020-12-01基金项目:国家重点研发计划(编号:2017YFD0102005);江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(20)1002]。
利用玉米骨干系进行产量及相关性状的QTL分析【摘要】玉米重要性状QTL定位是分子标记辅助选择的前提条件,对于提高育种效率有重要意义。
本研究以当前大面积推广的一个优良玉米杂交种郑单958的两个亲本(郑58x昌7.2)构建含有225个家系的F2:3群体为基础材料,构建了SSR分子标记遗传连锁图谱,并对产量和相关性状进行了QTL作图。
【关键词】玉米;产量性状;微卫星标记;数量性状基因座位;上位性1 玉米遗传改良对玉米产量的贡献玉米(Zea mays L.)是重要的粮食作物、饲料作物和工业原料作物,涉及到食品、化工、医学等多个领域,并且还是多种商业产品的成分,例如胶、肥皂、油漆、杀虫剂、牙膏、橡胶轮胎、模压塑料等(Fussell,1999)。
玉米生产对维护粮食安全、促进畜牧业发展、满足工业原料需求具有举足轻重的作用。
随着我国人口的增加和人民生活水平的不断提高,对玉米需求量急剧增加。
因此,提高单株生产力和增加单位面积种植密度是提高玉米产量的根本所在。
玉米单株生产力的提高一般从提高栽培管理技术和品种的遗传改良或更新换代两方面着手(Duvick,2001,2004)。
截至目前我国玉米杂交种至少经历了六次大面积的更新换代,从早期的综合品种到双交种以及现在的单交种。
过去几十年,玉米一直也是普通遗传学研究的模式植物,随着遗传学研究向分子水平深入,数量遗传学和分子遗传学的结合与发展提供了新技术和方法.因此,无论从当前还是长远考虑,玉米的遗传改良和遗传基础研究都显得十分必要,尤其是加强高产、稳产、多抗等强优势品种的选育(戴景瑞,2000)。
2 产量及相关性状的QTL分析方法产量相关性状是复杂的数量性状,以往经典遗传学基于多基因假说,从加性、显性、上河南农业大学硕士学位论文位性等方面分析产量数量性状遗传规律,但是不能将影响某一性状的单个基因效应分开。
随着数量遗传学和现代生物技术的发展,借助先进的QTL作图方法和软件,将控制复杂的数量性状遗传组分分解为若干离散的盂德尔因子(QTL),进而确定其在染色体上的位置、效应大小及其与其他基因的关系(梅德圣,等,2003)。
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2024, 50(2): 363 372 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail:***************DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.33022玉米杂交群体产量性状及其特殊配合力全基因组关联分析马娟*曹言勇河南省农业科学院粮食作物研究所, 河南郑州450002摘要: 提高产量是玉米育种的长期目标, 解析产量相关性状及其配合力的遗传基础对选育高产玉米新品种具有重要意义。
本研究选用123份玉米自交系和8份测验种作为亲本, 根据NCII (North Carolina design II)获得540份杂交种为材料, 在新乡和周口试验田调查F1杂交种的单穗粒重、单穗重、百粒重、行粒数等8个产量及构成性状, 利用玉米 5.5K液相育种芯片检测亲本基因型, 推断F1杂交种的基因型, 利用BLINK (Bayesian information and link-age-disequilibrium iteratively nested keyway)加性和显性模型开展F1杂交种表型与其特殊配合力(special combiningability, SCA)的全基因组关联分析。
结果表明, 利用加性和显性模型对F1杂交种分别检测到10个和31个显著关联位点。
利用显性模型检测到8个SNPs (single nucleotide polymorphisms)与SCA显著关联。
不同性状和模型间共定位位点有7个, 其中1个为单穗重与其SCA同时关联位点。
通过对主效和共定位SNPs的扫描, 共鉴定到26个候选基因,其中转录因子MYBR85、NLP9、PHD3、生长素上调小RNA (SAUR11和SAUR12)、FCS-like锌指蛋白基因FLZ16等可能是控制F1杂交种产量性状与其SCA的重要候选基因。
中国农业科学 2006,39(11):2178-2185Scientia Agricultura Sinica热带温带玉米群体产量性状遗传力及遗传方差分量的剖析 梁文科1,2,张世煌4,戚廷香2,邱法展1,庹洪章3,刘永忠1,郑用琏1,徐尚忠1(1华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室,武汉430070;2中国农业科学院棉花研究所,安阳455112;3湖北省十堰市农业科学院,十堰 442000;4中国农业科学院作物科学研究所,北京 100081)摘要:【目的】评估2个热带群体和7个温带群体的育种价值,并在这些群体之间寻找新的杂种优势模式,为利用这些种质提供有用的科学信息。
【方法】采用9个群体的双列杂交设计,得到36个杂交组合;2002~2003年分别在河南省安阳和湖北省十堰进行田间鉴定,获取产量相关性状的试验数据,用混合线性(AD)模型和MINQUE (1)法(minimum norm quadratic unbiased estimation,最小范数二阶无偏估算法)对各性状遗传力、遗传方差分量及其占总表型变异的比率、群体的加性遗传效应和显性遗传效应进行剖析。
【结果】联合分析结果显示:各性状的大多数遗传效应值都达到显著(P≤0.05)或极显著水平(P≤0.01)。
各遗传方差分量的效应对小区产量贡献大小是显性>显性与环境互作>加性与环境互作>加性;各性状狭义遗传力大小为穗行数>行粒数>穗长>出籽率>百粒重>小区产量,加性效应最好的4个群体是Suwan1(31.69)、Stay green c4(25.44),WBM C4(14.15)和中综4号(10.29);而显性效应比较好的4个组合为3×6(883.65)、1×3(572.20)、1×2(404.2376)和6×7(384.59)。
【结论】在温带玉米育种中Suwan1和Stay green c4是最有利用价值的外来种质,它们都与BSSS C9构成杂种优势模式。
在育种实践中,可以把Suwan1和Stay green c4杂交重组,并与BSSS C9构成一对温带和热带种质的杂种优势模式,可以进一步进行相互轮回选择。
关键词:玉米;遗传力;遗传方差分量;加性遗传效应;显性遗传效应;混合线性(AD)模型 Dissection of Heritability and Genetic Variance Components for Yield Traits in Tropical and Temperate Maize Populations LIANG Wen-ke1, 2, ZHANG Shi-huang4, QI Ting-xiang2, QIU Fa-zhan1, TUO Hong-zhang3,LIU Yong-zhong1, ZHENG Yong-lian1, XU Shang-zhong1(1National Key Laboratory of Crop Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070; 2Cotton Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Anyang 455112; 3Shiyan Academy of Agricultural Science, Shiyan 442000;4Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081)Abstract: 【Objective】The objectives of this study were: 1) to assess the breeding potential of maize populations including 2 of tropical origin and 7 of temperate origin; 2) to find a new heterotic pattern among the 9 populations. 【Method】A 9-parent diallel was formed by Griffing IV and 36 crosses were obtained. The populations per se and crosses were evaluated in two different environments (Anyang of Henan Province and Shiyan of Hubei Province) during 2002-2003. Data for ear length (EL), number of rows per ear (RPE), number kernels per row (KPR), a hundred- kernels weight (HKW), ratio of kernels weight to the ear weight (RKW) and plot-kernels weight (PKW) were analyzed using a mixed (AD) model and MINQUE(1) methods; The heritability and genetic variance components for EL, RPE, KPR, HKW, RKW and PKW were estimated. The additive genetic effects for the populations and dominance genetic effects for the crosses were calculated. 【Result】The parameters for almost all the traits concerned across the environments showed significant (P≤0.05) or highly significant (P≤0.01). Considering PKW that the ratio of genetic variance components to total variances are ranked as dominance > dominance × environment > additive × environment >收稿日期:2005-03-10;接受日期:2006-05-12基金项目:农业部引进国际先进农业科学技术计划重大国际合作项目(2003-Q03)资助作者简介:梁文科(1960-),男,辽宁大连人,副研究员,博士研究生,研究方向为玉米遗传育种。
E-mail: liangwk@。
通讯作者徐尚忠(1944-),男,湖北黄梅人,教授,硕士,研究方向为玉米遗传育种。
E-mail:maizexushangzhong@11期梁文科等:热带温带玉米群体产量性状遗传力及遗传方差分量的剖析 2179additive; The estimated of narrow sense heritability are sequenced as RPE > KPR > EL> RKW > HKW > PKW. Concerning the additive and dominance effects for PKW that the top 4 populations are 1 (Suwan1), 6 (Stay green c4), 5 (WBM C4) and 9 (Zhongzong4), while the best 4 crosses are graded as 3×6 (BSSS C9×Stay green C4) >1×3(Suwan1×BSSS C9) >1×2(Suwan1 ×BS16)> 6×7(Stay green C4×Liaolü population). 【Conclusion】This study provided helpful information for utilizing exotic germplasm in temperate breeding program, Suwan1 and Stay green c4 are very promising exotic germplasm, which with BSSS C9 must be performing a powerful heterotic pattern. Furthermore, it is useful in practical breeding to make a combination between Suwan1 and Stay green c4, which performs a new heterotic pattern with BSSS C9 between tropical and temperate maize germplasm. Reciprocal recurrent selection (RRS) scheme should be used in the future.Key words: Maize (Zea mays L.); Heritability; Genetic variance components; Additive genetic effect; Dominance genetic effect; Mixed (AD) model0 引言【本研究的重要意义】玉米是杂种优势利用最为成功的作物之一,经历了双交种,三交种和单交种的演变过程,使中国玉米的总产量由1952年的0.1685亿公斤提升到1992年的1.0082亿公斤,增长了4.98倍。
其中品种改良的贡献大约为40%[1],说明优良品种在玉米生产中占有重要位置。
优良品种的出现依赖于丰富的种质资源。
对种质进行遗传研究,特别是对其产量构成因素的遗传力、遗传方差组成成分以及基因作用方式开展研究具有实际意义,不但可以提高育种工作的预见性、减少盲目性,而且能为选择适当的育种策略提供科学依据。