作物学报 ›› 2014, Vol. 40 ›› Issue (11): 1895-1904.doi: 10.3724/SP.J.1006.2014.01895
李芦江,兰海,潘光堂,杨克诚*
LI Lu-Jiang,LAN Hai,PAN Guang-Tang,YANG Ke-Cheng*
摘要:
利用轮回选择进行群体改良,是玉米种质扩增与改良的有效方法,能为选育优良自交系提供基本素材,进而提高选育自交系及杂交种的效率。本研究以玉米窄基群体P4C0及其经过不同轮回选择方法改良的10个群体为材料,通过多点田间表型鉴定和配合力测定,研究不同轮回选择方法对玉米窄基群体的改良效果,利用SSR分子标记分析不同轮回选择方法对群体遗传多样性的影响。结果表明,几种轮回选择方法都能有效改良群体的主要性状及其一般配合力(GCA)。以时间计算,控制双亲混合选择(MS)对群体P4C0主要性状及其GCA改良效果优于半同胞-S2:3(HS-S2:3)轮回选择,但在株高和穗位高的改良上,HS-S2:3选择效果较好。以轮次计算,开放改良对群体P4HSC1主要性状及其GCA的改良效果优于MS,但开放改良后,群体株高和穗位高有较大幅度的增加。不同轮回选择方法对群体遗传多样性和遗传结构的影响不尽一致。P4C0经过5轮MS后,在群体改良的低代,群体遗传多样性得到了较好的保持,而多代的改良导致群体遗传多样性下降;P4C0经过1轮HS-S2:3选择后,遗传多样性比P4C0有较大幅度的下降。P4HSC1经过1轮开放改良后,遗传多样性有较大幅度的增加。P4HSC1经过3轮MS改良后,群体遗传多样性呈增大的趋势,但每轮增加的幅度均较小。
[1]哈洛威 A R. 玉米轮回选择的理论与实践. 北京: 农业出版社, 1989. pp 47–120Hallauer A R. Theory and Practice for Recurrent Selection in Maize Population. Beijing: Agriculture Press, 1989. pp 47–120 (in Chinese)[2]张德贵, 李新海, 李明顺, 谢传晓, 郝转芳, 白丽, 张世煌, 潘光堂. 四个热带亚热带玉米群体开花期性状对混合选择的直接选择响应. 作物学报, 2010, 36: 28–35Zhang D G, Li X H, Li M S, Xie C X, Hao Z F, Bai L, Zhang S H, Pan G T. Direct selection response for flowering traits in four tropical and subtropical maize populations by mass selection. Acta Agron Sin, 2010, 36: 28–35 (in Chinese with English abstract)[3]Lamkey K R, Dudley J W. Mass selection and inbreeding depression in three autotetraploid maize synthetics. Crop Sci, 1984, 24: 802–806[4]Weyhrich R A, Lamkey K R, Hallauer A R. Response of seven methods of recurrent selection in the BS11 maize population. Crop Sci, 1998, 38: 308–321[5]Leon T N, Coors J G. Twenty-four cycles of mass selection for prolificacy in the Golden Glow maize population. Crop Sci, 2002, 42: 325–333[6]彭泽斌, 刘新芝, 孙福来. 中综3号玉米群体格子混合选择效果分析. 作物学报, 2000, 26: 618–622Peng Z B, Liu X Z, Sun F L. Effects of grid mass selection in ZZ3 maize population. Acta Agron Sin, 2000, 26: 618–622 (in Chinese with English abstract)[7]魏昕, 荣廷昭, 潘光堂. 墨白964群体5轮混合选择遗传变异的分子生物学研究. 中国农业科学, 2006, 39(2): 237–245Wei X, Rong T Z, Pan G T. The genetic diversiy variation revealed by ssr markers in the tropical maize population Pob32 after 5 cycles of mass selection. Sci Agric Sin, 2006, 39(2): 237–245 (in Chinese with English abstract)[8]谢振江, 张锦芬, Lazar K. 中国和南斯拉夫异地育种对南斯拉夫玉米群体改良的效果. 南京农业大学学报, 2001, 24 (3): 6–10Xie Z J, Zhang J F, Lazar K. The effect of Yugoslavia maize population improvement through different locational breeding between China and Yugoslavia. J Nanjing Agric Univ, 2001, 24 (3): 6–10 (in Chinese with English abstract)[9]Holthaus J F, Lamkey K R. Population means and genetic variances in selected and unselected Iowa Stiff Stalk Synthetic maize populations . Crop Sci, 1995, 35: 1581–1589[10]Weyhrich R A, Lamkey K R, Hallauer A R. Response of seven methods of recurrent selection in the BS11 maize population. Crop Sci, 1998, 38: 308–321[11]刘仁东. 玉米开放的S1或S2轮回选择系统与优良自交系种质的循环利用. 作物杂志, 1994, (1): 12–14Liu R D. The open S1 or S2 recurrent selection system and cyclic utilization of superior inbred lines in maize. Crops, 1994, (1): 12–14 (in Chinese)[12]彭泽斌, 张世煌. 玉米群体改良的问题与对策. 中国农业科学, 2000, 33(增刊): 16–20Peng Z B, Zhang S H. Problems and strategies in maize population improvement. Sci Agric Sin, 2000, 33(Suppl): 16–20 (in Chinese with English abstract)[13]张建辉, 荣廷昭, 潘光堂, 杨克诚. 5个玉米人工合成群体主要性状育种潜势分析. 作物学报, 2006, 32: 273–277Zhang J H, Rong T Z, Pan G T, Yang K C. Breeding potentiality of major traits for five corn synthesized corn populations. Acta Agron Sin, 2006, 32: 273–277 (in Chinese with English abstract)[14]孔繁玲. 植物数量遗传学. 北京: 中国农业大学出版社, 2006. pp 282–284Kong F L. Quantitative Genetic in Plant. Beijing: China Agricultural University Press, 2006. pp 282–284 (in Chinese)[15]唐启义, 冯明光. DPS数据处理系统—试验设计、统计分析及模型优化. 北京: 科学出版社, 2006. pp 171–174Tang Q Y, Feng M G. DPS Data Processing System Experiment Design, Statistical Analysis and Modeling. Beijing: Science Press, 2006. pp 171–174 (in Chinese)[16]Kotchoni S O, Gachomo E W. A rapid and hazardous reagent free protocol for genomic DNA extraction suitable for genetic studies in plants. Mol Biol Rep, 2009, 36: 1633–1636[17]王凤格, 赵久然, 郭景轮, 佘华姊, 刘龙渊. 一种改进的玉米的SSR标记PAGE/快速银染检测新方法. 农业生物技术学报, 2004, 12: 606–607Wang F G. Zhao J R, Guo J L, Shen H Z, Liu L Y. An improved PAGE rapid silver stain method used in maize SSR markers. J Agric Biol, 2004, 12(5): 606–607 (in Chinese with English abstract)[18]Rolf J F. NTSYS—pc2 Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System (CP). Version 2.0. New York: Exeter Software, 1998. pp 6–30[19]Peakall R, Smouse P E. GENALEX 6: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Mol Ecol Notes, 2006, 6: 288–295[20]Francis C Y, Yang R C, Boyle T. POPGENE VERSION 1.31—Microsoft Window-Based Freeware for Population Genetic Analysis Quick User Guide. Alberta: University of Alberta, 1999. pp 2–29[21]Hallauer A R, Miranda J B. Quantitative Genetics in Maize Breeding. New York: Iowa State University Press, 1981. pp 111–124[22]赖仲铭, 杨克诚. 全姊妹轮回选择与混合选择对玉米群体改良效果的初步研究. 作物学报, 1983, 9: 7–16Lai Z M, Yang K C. Study on the improvement effect of full-sib recurrent selection and mass selection on maize population. Acta Agron Sin, 1983, 9: 7–16 (in Chinese with English abstract)[23]Thanda D, Kevin V P. Divergent selection for resistance to maize weevil in six maize populations. Crop Sci, 2003, 43: 2043–2049[24]Wardyn B M, Edwards J W, Lamkey K R. Inbred-progeny selection is predicted to be inferior to half-sib selection for three maize populations. Crop Sci, 2009, 49: 443–450[25]库丽霞, 孟庆雷, 侯本军, 李家富, 刘海静, 陈彦惠. 轮回选择对豫综5号玉米群体产量性状配合力的改良效果. 作物学报, 2012, 38: 215–222Ku L X, Meng Q L, Hou B J, Li J F, Liu H J, Chen Y H. Improvement efficiency of recurrent selection for the combining ability of yield trait in maize population Yuzong 5. Acta Agron Sin, 2012, 38: 215–222 (in Chinese with English abstract)[26]黄素华, 滕文涛, 王玉娟, 戴景瑞. 利用SSR标记分析玉米轮回选择群体的遗传多样性. 遗传学报, 2004, 31: 73–80Huang S H, Teng W T, Wang Y J, Dai J R. Genetic diversity analysis of m aize recurrent selection populations by SSR marker. Acta Gen Sin, 2004, 31: 73–80 (in Chinese with English abstract)[27]Hinze L L, Kresovich S, Nason J D, Lamkey K R. Population genetic diversity in a maize reciprocal recurrent selection program. Crop Sci, 2005, 45: 2435–2442 |
[1] | 肖颖妮, 于永涛, 谢利华, 祁喜涛, 李春艳, 文天祥, 李高科, 胡建广. 基于SNP标记揭示中国鲜食玉米品种的遗传多样性[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1301-1311. |
[2] | 崔连花, 詹为民, 杨陆浩, 王少瓷, 马文奇, 姜良良, 张艳培, 杨建平, 杨青华. 2个玉米ZmCOP1基因的克隆及其转录丰度对不同光质处理的响应[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1312-1324. |
[3] | 胡文静, 李东升, 裔新, 张春梅, 张勇. 小麦穗部性状和株高的QTL定位及育种标记开发和验证[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1346-1356. |
[4] | 王靖天, 张亚雯, 杜应雯, 任文龙, 李宏福, 孙文献, 葛超, 章元明. 数量性状主基因+多基因混合遗传分析R软件包SEA v2.0[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1416-1424. |
[5] | 王丹, 周宝元, 马玮, 葛均筑, 丁在松, 李从锋, 赵明. 长江中游双季玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1437-1450. |
[6] | 杨欢, 周颖, 陈平, 杜青, 郑本川, 蒲甜, 温晶, 杨文钰, 雍太文. 玉米-豆科作物带状间套作对养分吸收利用及产量优势的影响[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1476-1487. |
[7] | 陈静, 任佰朝, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺. 叶面喷施甜菜碱对不同播期夏玉米产量形成及抗氧化能力的调控[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1502-1515. |
[8] | 徐田军, 张勇, 赵久然, 王荣焕, 吕天放, 刘月娥, 蔡万涛, 刘宏伟, 陈传永, 王元东. 宜机收籽粒玉米品种冠层结构、光合及灌浆脱水特性[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1526-1536. |
[9] | 单露英, 李俊, 李亮, 张丽, 王颢潜, 高佳琪, 吴刚, 武玉花, 张秀杰. 转基因玉米NK603基体标准物质研制[J]. 作物学报, 2022, 48(5): 1059-1070. |
[10] | 王小雷, 李炜星, 欧阳林娟, 徐杰, 陈小荣, 边建民, 胡丽芳, 彭小松, 贺晓鹏, 傅军如, 周大虎, 贺浩华, 孙晓棠, 朱昌兰. 基于染色体片段置换系群体检测水稻株型性状QTL[J]. 作物学报, 2022, 48(5): 1141-1151. |
[11] | 柯健, 陈婷婷, 吴周, 朱铁忠, 孙杰, 何海兵, 尤翠翠, 朱德泉, 武立权. 沿江双季稻北缘区晚稻适宜品种类型及高产群体特征[J]. 作物学报, 2022, 48(4): 1005-1016. |
[12] | 刘嘉欣, 兰玉, 徐倩玉, 李红叶, 周新宇, 赵璇, 甘毅, 刘宏波, 郑月萍, 詹仪花, 张刚, 郑志富. 耐三唑并嘧啶类除草剂花生种质创制与鉴定[J]. 作物学报, 2022, 48(4): 1027-1034. |
[13] | 许静, 高景阳, 李程成, 宋云霞, 董朝沛, 王昭, 李云梦, 栾一凡, 陈甲法, 周子键, 吴建宇. 过表达ZmCIPKHT基因增强植物耐热性[J]. 作物学报, 2022, 48(4): 851-859. |
[14] | 刘磊, 詹为民, 丁武思, 刘通, 崔连花, 姜良良, 张艳培, 杨建平. 玉米矮化突变体gad39的遗传分析与分子鉴定[J]. 作物学报, 2022, 48(4): 886-895. |
[15] | 闫宇婷, 宋秋来, 闫超, 刘爽, 张宇辉, 田静芬, 邓钰璇, 马春梅. 连作秸秆还田下玉米氮素积累与氮肥替代效应研究[J]. 作物学报, 2022, 48(4): 962-974. |
|