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《中国农业大学》 2003年
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普通玉米籽粒品质性状的遗传及其近红外测定方法的研究

魏良明  
【摘要】: 品质性状的遗传机制和快速测定方法的研究,是玉米品质遗传改良的基础。本试验(1)以89份国内普通玉米常用自交系及其杂交种为材料,研究应用近红外反射光谱测定完整籽粒品质性状的可行性和方法。(2)采用包括基因型和基因型×环境互作的种子性状遗传模型,分析以10个亲本、按10×10完全双列杂交设计的90个F_1、F_2杂交组合在两地点试验资料,研究普通玉米籽粒品质性状的遗传控制、遗传效应、基因型×环境互作效应、在杂交后代的表现、亲子关系及其与产量的关系等。(3)分析、评价我国目前玉米生产上常用普通自交系的品质状况。结果表明: 1.不同光谱数据预处理方法和谱区范围,影响建立定量分析模型的质量。本试验根据偏最小二乘(Partial Least Square,PLS)分析法,在国内首次建立了近红外反射光谱测定完整籽粒的粗蛋白、粗淀粉和粗脂肪含量的定量分析模型,并对模型进行交叉验证和外部验证。模型的外部验证决定系数(R_(val)~2)可达0.87(粗淀粉含量)~0.96(粗蛋白含量);预测均方差(RMSEP)仅为0.31%(粗蛋白含量)国~0.88%(粗淀粉含量)。此外,还利用40个玉米杂交后代材料对上述三个模型的实际预测效果进行验证。结果表明,预测值与化学值之间的相关系数(R)分别达0.98(粗蛋白含量)、0.93(粗淀粉含量)和0.97(粗脂肪含量),最大相对误差为2.46%(粗淀粉含量)~7%(粗脂肪含量),模型的准确性与化学方法相当。 2.遗传模型分析结果表明,蛋白质、淀粉和油分含量都不同程度地受控于种子、母体和细胞质以及基因型与环境的互作效应,不同性状的遗传机制不同。 蛋白质含量的种子(胚乳)直接方差、母体方差和细胞质方差分别占总遗传方差的52.49%、46.96%和0.55%,表明在蛋白质含量的遗传中,种子(胚乳)直接效应、母体效应都起重要作用,而细胞质效应相对较小。进一步分析发现,基因的显性作用大于加性作用。蛋白质含量存在显著的负向母体优势。互作遗传率h_(GE)~2大于普通遗传率。 淀粉含量的母体方差、种子直接方差和细胞质方差分别占总遗传方差的65.48%、27.61%和6.91%,表明淀粉含量主要受控于母体效应,种子直接效应是次要的,细胞质方差相对较小。以基因的加性(母体加性和直接加性)作用为主。存在显著的正向母体杂种优势。普通遗传率大于其互作遗传率。 在油分含量的遗传中,种子(胚)直接效应(40.87%)和母体效应(44.05%)几乎同等重要;细胞质方差占总遗传方差的15.08%,细胞质效应对含油量的影响不应忽略。在基因的主效应中,以加性作用(包括母体加性、直接加性)为主,显性效应所占比重较小;其普通遗传率大于互作遗传率。存在不显著的正向杂种优势。 3.品质性状在F_2中表现复杂,因性状、组合和种植地点的不同而存在较大差异。其中,蛋白质含量的平均中亲优势、超高亲优势和超低亲优势均为负值,故蛋白质含量主要表现低亲遗传、负向杂种优势。淀粉含量的平均中亲优势、超高亲优势和超低亲优势均为正值,因此,淀粉含量主要表现正向杂种优势。对于油分含量,只有超低亲优势在两地点间一致地表现为正值,故油分含量几乎不表现较大的优势,杂种的含油量多介于双亲之间。 4.杂种的蛋白质、淀粉和油分含量与母本、父本和中亲值之间都存在显著正相关。因此,通过合 理选择亲本,提高杂交种的品质是可能的。3个品质性状与单株粒重、百粒重之间存在较弱的正 或负的相关,在一定程度上,可以兼顾品质与产量的共同提高。 5.品质测定结果表明,我国89份普通玉米常用自交系的平均粗蛋白含量为11.67%,变幅8.29 一15.52%;粗淀粉含量为68.82%,变幅62.38一73.53%:平均油分含量4.38%,变幅2.35一5.89 %。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S513

【引证文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段焰青;;烟样水分含量对其常规化学成分近红外测定的影响[A];中国烟草学会2004年学术年会论文集[C];2004年
2 杜亚平;徐冰;付涛;蔡苗;李峰;张燕;王强斌;;单分散近红外Ag_2S量子点的制备[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
3 王丽;王小如;;泽泻与窄叶泽泻样本近红外光谱聚类分析[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
4 周宁;尹球;张凤丽;朱迅;;服装面料光谱特征初探[A];成像光谱技术与应用研讨会论文集[C];2002年
5 丁东;赵振武;崔继承;唐玉国;;葡萄糖粉末近红外光谱的测量[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
6 段民孝;王元东;郭景伦;邢锦丰;滕海涛;赵久然;;近红外分析技术在玉米品质育种中的应用研究[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
7 沈珍;徐海军;吴迪;薛兆历;;卟啉衍生物的结构修饰与光谱性质[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
8 史素青;聂俊;;温度对可见光齿科光固化树脂转化率的影响[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
9 束茹欣;张建平;;应用近红外技术进行卷烟真伪鉴别的研究[A];上海烟草系统2001年度学术论文选编[C];2001年
10 赖燕华;倪永年;;小波变换近红外光谱结合LS-SVM用于中药产地鉴别[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 华淑蕊;莽卡乡因地制宜种好“四块田”[N];长春日报;2006年
2 记者 任荃赵涛;“黑玉米”出世[N];文汇报;2008年
3 石家庄市井陉县农业局 王淑芳;介绍8类特用玉米[N];河北农民报;2006年
4 谢雪芳;专用玉米发展前景看好[N];农民日报;2007年
5 胡楠;短期虽有调整 中期仍可冲高[N];期货日报;2007年
6 王一民;普通玉米呈现过剩 特用品种亟待开发[N];中华合作时报;2000年
7 陈继慧 穆巍;哈市首创“三合一”农业综合开发模式[N];黑龙江经济报;2007年
8 兰展;普通玉米呈现过剩 特用品种亟待开发[N];中国乡镇企业报;2000年
9 邢台市农业局 路随增;玉米新品种冀玉12号粮饲兼用前景广[N];河北农民报;2008年
10 本报记者 孟刚;基因测天赋可信吗?[N];中国消费者报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏良明;普通玉米籽粒品质性状的遗传及其近红外测定方法的研究[D];中国农业大学;2003年
2 白琪林;青贮玉米秸秆品质性状遗传及其近红外测定方法的研究[D];中国农业大学;2005年
3 姜海鹰;高油玉米种质的杂种优势群划分与花粉直感效应利用研究[D];中国农业大学;2004年
4 黄岚;近红外组织氧绝对量检测的研究及应用[D];清华大学;2004年
5 芦永军;近红外光谱分析技术及其在人参成份分析中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 李庆波;近红外光谱分析中若干关键技术的研究[D];天津大学;2003年
7 丁东;近红外光谱技术及其在生物医学中的应用研究[D];吉林大学;2004年
8 刘应良;一些光电功能聚合物的合成及其性能表征[D];郑州大学;2006年
9 王延召;玉米籽粒品质性状QTL定位及其遗传相关研究[D];河南农业大学;2007年
10 孔源;肉鸡粪便主要肥料成分含量快速预测方法研究[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢宝红;普通玉米品质性状的遗传变异与相关及近红外测定方法的研究[D];中国农业大学;2005年
2 李君霞;水稻蛋白质近红外模型的建立及其在育种中的应用研究[D];中国农业大学;2005年
3 谢新华;稻米中直链淀粉和蛋白质含量的近红外透射光谱预测研究[D];西北农林科技大学;2004年
4 李延升;反射近红外辐射涂料的研究[D];中南大学;2004年
5 谢锦春;近红外单籽粒稻谷品质无损测定研究[D];中国农业大学;2004年
6 江益;声光可调滤波器光谱成像的研究[D];武汉大学;2005年
7 伍昌;图像处理、识别技术在乳腺近红外图像诊断分析系统中的应用研究[D];南京理工大学;2004年
8 陈民森;近红外光谱扣除背景误差的研究[D];天津大学;2005年
9 王民生;硅基锗量子点近红外探测器的研究和改进[D];清华大学;2005年
10 赵洪涛;高产普通玉米高油化的研究[D];山东农业大学;2002年
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