普通玉米种质及选系方法对爆裂玉米种质改良的研究

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1、河南农业大学硕士学位论文普通玉米种质及选系方法对爆裂玉米种质改良的研究姓名：吴锁伟申请学位级别：硕士专业：作物遗传育种指导教师：李玉玲20030601捅要爆裂玉米种质资源存在产量低、抗倒性差、对病虫害及环境胁迫缺乏抗耐性等缺点，从而严重制约着其育种水平和效率的进一步提高。因此，迫切需要拓宽爆裂玉米的种质基础，并探索适宜的高效育种途径。前人初步研究表明，可以利用普通玉米改良爆裂玉米种质。但对两类材料的种质关系、爆裂玉米种质的优势类群划分及普通玉米种质的高效利用尚缺乏系统研究。本研究利用代表两类种质的四套NcII

2、遗传交配设计较为系统地探讨了爆裂与普通玉米的种质关系、正反交效应、选系方法对普×爆后代的选择效果、(爆X普)自交高代选系的组配利用价值和效果，同时对爆裂玉米自交系进行优势类群划分，为高效利用两类种质、组配适宜的普X爆选系基础材料以及确定后代选育方法提供理论依据。利用按照NCII遗传交配设计组配而成的60个普×爆(10X6)F。组合，通过两个地点15个性状的配合力分析，研究爆裂与普通玉米的种质关系，并根据SCA对爆裂玉米自交系进行了聚类分析与优势类群划分；以45个普×爆正反交F。组合为材料，分析了15个性状的正

3、反交效应；以20个普×爆(5×4)组合的8个世代(P-．P2．F-．Fz．BCmBCmBC。BC：。)为材料，分析了不同爆裂、普通玉米种质及自交、回交一代、回交二代主要性状的表现特点；以24个(爆X普)自交高代选系的168个(24×7)测交组合为材料，分析了自交高代选系的配合力、聚类结果与其亲本种质的关系、组配效果及进一步利用价值。结果表明：1．爆裂玉米自交系的GCA存在显著差异，N09具有较高的组配利用价值。膨化倍数的SCA仅濮阳点的374XN09为极显著正值，穗粒重仅长葛点的改3×N04、豫87-1XNl

4、4和濮阳点的昌7—2×N14为(极)显著正值。爆×普F。组合的穗粒重均有很大提高，但膨化倍数较差，无直接利用价值。6个爆裂自交系分为4类，分类结果与育种实际完全相符。各性状不存在正反交效应。2．普×爆F：代膨爆特性较差，从中连续自交选育出优良爆裂玉米自交系的可能性较小；回交可以快速恢复爆裂亲本的优良膨爆特性，11个组合经过一代回交、9个组合经过两代回交即可基本上达到爆裂亲本的水平，而且穗粒和植株性状也有明显改进。但回交二代(BC：。、BC。)较F。、回交一代(BC。。、BC，：)的穗粒和植株性状均有不同程度的

5、变劣。因此，具体回交代数要根据不同组合回交一代的效果和回交两代的穗粒和植株性状表现来确定。3．不同普×爆组合后代的膨爆特性、穗粒和植株性状差异显著，但与普通玉米自交系所属的优势类群并无明显相关。F。与F：的各主要性状及回交世代的膨爆特性存在极显著相关，可以根据F，的性状表现进行早代选择，从而重点对优良组合实施选择。各穗粒和植株性状与3个膨爆特性指标间均呈极显著负相关，在普X爆组合后代的选择过程中，协调各穗粒和植株性状与膨爆特性之间的关系尤其重要。4．24个(爆×普)高代自交选系的GCA存在显著差异，BP02、

6、BP03、BP04、BPl2、BPl4可进行广泛测交、组配利用。24个选系分成4个优势类群和10个亚群，聚类结果与其双亲的系谱差异并不存在必然联系。各测交组合作为普通型品种的直接利用价值不大。本文还对爆裂玉米自交系的种质基础和优势类群划分、利用普通玉米种质改良爆裂玉米的可行性及其高效利用、普×爆后代的选系方法、膨爆特性的遗传及性状相关等问题进行了讨论。关键词：爆裂玉米；普通玉米；自交；回交；配合力；杂种优势类群1文献综述爆裂玉米(ZeamaysL，evertasturt)是玉米的八大类型之一，具有独特的膨爆特

7、性。据L．L．BurnhamLarish和J．L．Brewbaker(1999)报道，爆裂玉米原是一种起源于热带原始硬粒型玉米的热带作物，但直到传入处于温带的北美之后，才得到了迅速的发展，并逐步推向国际市场。此外，Beadle发现多年生玉米具有很好的爆裂性与爆裂玉米无区别，并由此推断最早的栽培玉米可能就是爆裂玉米。在研究上，美国早在20世纪20年代就对爆裂玉米的膨爆机制、遗传机理、加工方法及品种选育进行了研究，在玉米杂交不亲和性的利用上居世界领先地位。1934年，H．K．Hays和I．J．Johnson以爆裂

8、玉米自由授粉品种7apHulless的选系为亲本，培育出了世界上第一个优良的爆裂玉米单交种，从而揭开了爆裂玉米育种的序幕。进入20世纪80年代以后，爆裂玉米遗传育种研究取得了飞速发展，主要集中在爆裂玉米膨爆特性、遗传机理、种质分类与创新及杂交种选育等方面。近年来，在诱变育种、远缘杂交及分子标记辅助选择等方面，也有不少研究报道。在生产上，80年代初，美国每年种植爆裂玉米150万公顷，产量350多万吨，