加拿大玉米群体杂交选系性状评价、遗传多样性及杂种优势研究

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:lyfwgc2005
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玉米种质资源匮乏、遗传基础狭窄已经成为玉米育种发展的“瓶颈”。加强引进外来种质是我国玉米种质资源拓展与创新的主要途径之一。我国玉米遗传育种工作者已开展了大量热带、亚热带玉米种质引进、改良工作,初步拓宽了我国玉米种质遗传基础,但早熟种质引进改良利用较少,极大限制了突破性优良杂交种的选育。外来种质利用的前提是明确其特征特性、材料的遗传多样性及与本地主要种质的杂种优势关系,这对提高育种效率具有重要指导意义。本试验以引进的21个加拿大早熟玉米群体经过改良而获得的151份杂交选系和7个黑龙江省早熟骨干玉米自交系为试验材料,在田间人工接种条件下评价了151个加拿大玉米群体杂交选系对黑龙江省主要玉米病害丝黑穗病和大斑病的抗性;通过综合农艺性状的评价明确其主要特征特性;采用SSR标记技术了解其遗传多样性;同时采用NCⅡ设计分析了部分加拿大玉米群体杂交选系的配合力及与黑龙江省早熟骨干玉米自交系间的杂种优势关系,确定杂种优势模式,拟对其在我国早熟玉米产区的有效利用提供理论依据。主要研究结果如下:1、玉米丝黑穗病人工接种鉴定结果表明,鉴定的151份加拿大玉米群体杂交选系中抗病材料有23个,中抗材料有31个,感病材料有66个,高感材料有31个,抗病和中抗材料二者之和占全部材料的35.8%。加拿大玉米群体杂交选系抗性与供体双亲抗性呈显著正相关(0.32>0.2080.01,149)。玉米大斑病人工接种鉴定结果表明,151份加拿大玉米群体杂交选系中有18份高抗材料,抗病材料有25份,中抗材料有82份,感病材料有19份,高感材料有7份,其中高抗、抗病和中抗材料之和占总体的82%。2、151个加拿大玉米群体杂交选系存在丰富的遗传变异,主成分分析结果共评选出40份综合性状优良的杂交选系,如SW1137(龙抗11×EP21)、SW1064(龙抗11×EP15)等。3、65对SSR引物在151个加拿大玉米群体中共检测到336个等位基因,每个SSR标记的等位基因数为2~12个,平均每个位点检测到的等位基因数为5.17个,平均多态性信息量PIC值为0.64;平均基因多样性为0.64;说明供试的151个杂交选系遗传多样性丰富。分子变异分析(AMOVA)结果表明,供试材料的遗传多样主要是由群体间差异造成的。4、采用SSR分子标记将151份杂交选系划分为6个大类群,即Reid群,如SW1183(B73×EP8)等;Lancaster群,如SW1084(MO17×EP3);PA群,如SW1249(东237×EP9);甸11A群,如SW1236(甸11A×EP3);大黄类群,如SW1202(东46×EP7);四平头群,如SW1289(黄早四×EP7)。5、加拿大玉米群体杂交选系13个农艺和产量相关性状一般配合力效应表现突出的杂交选系包括SW1183(B73×EP8)、SW1030(8112×EP7)等7个;单株产量特殊配合力效应值较高的组合是京七×SW1030(8112×EP7)、东46×SW1183(B73×EP8)等10个。6、49个加拿大玉米群体杂交选系与黑龙江省部分早熟骨干自交系有较强的单株产量优势。单株产量超过对照克单10的组合数占全部组合数的24.5%;超过绥玉米7的组合数占全部组合数的19.6%;超过德美亚1号的组合数占全部组合数的14.5%。杂交组合单株产量对照优势位于前十位的杂交组合有:东46×SW1183(B73×EP8)、甸11A×SW1052(丹340×EP15)、合344×SW1052(丹340×EP15)、京七×SW1030(8112×EP7)、合344×SW1289(黄早四×EP7)、K10×SW1271(黄早四×EP14)、甸11A×SW1175(黄早四×EP1)、KL298×SW1289(黄早四×EP7)、甸11A×SW1072(MO17×EP6)、K10×SW1064(龙抗11×EP15)。7、依据两点平均单株产量的SCA效应值,将49个加拿大玉米群体杂交选系划分为七个类群,即Lancaster群,如SW1084(MO17×EP3)等8个选系;Reid群,如SW1030(8112×EP7)等9个选系;四平头群,如SW1289(黄早四×EP7)等6个选系;旅大红骨群,如SW1052(丹340×EP15)等5个选系;PA群,如SW1210(东237×EP23)等9个选系;甸11A群,如SW1236(甸11A×EP3)等5个选系;大黄类群,如SW1156(东46×EP11)等7个选系,划分结果与杂交选系自身的系谱来源基本一致。。8、通过杂种优势关系分析,加拿大玉米群体杂交选系的主要杂种优势利用途径有:甸11A群×SW1052(丹340×EP15)、SW1175(黄早四×EP1)、SW1072(MO17×EP6),Reid群×SW1271(黄早四×EP14)、SW1064(龙抗11×EP15),Lancaster群×SW1289(黄早四×EP7)、SW1052(丹340×EP15)。9、本论文的创新性在于在我国首次采用人工接种鉴定评价了151份加拿大玉米群体杂交选系对玉米丝黑穗病和大斑病的抗性;综合评价了151份杂交选系的主要农艺及产量相关性状,并评选出40份农艺和产量性状综合表现优良的杂交选系;明确了未知血缘的151份杂交选系的类群;研究了其中49份杂交选系的配合力和杂种优势利用途径,并从151份加拿大玉米群体杂交选系中鉴定出2个同时抗丝黑穗病、大斑病、农艺性状优良且配合力较高的杂交选系SW1084(MO17×EP3)和SW1064(龙抗11×EP15)。
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