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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

卢宝红  
【摘要】:玉米是我国和世界上重要的谷类作物,是饲料和加工业原料的重要来源。提高或改善籽粒的营养、加工、食用以及其它品质性状,可提高玉米在粮食、饲料和加工业上的利用价值,有利于促进玉米转化增值及其产业化发展、增加农民收入,这对发展畜牧业、玉米加工业和优质高效农业都具有重要意义。现代近红外(NIR)光谱分析技术,只有分析速度快、非破坏性、无污染、低消耗、可实现多组分指标同时分析和远程在线分析等优点,研究其测定方法对谷物品质分析和遗传改良具有理论意义和应用价值。 本研究目的:(1)针对本实验室已经建立的NIR模型的局限性,改进完整混合籽粒玉米品质含量近红外分析模型,并建立玉米完整单粒含油量近红外模型,为玉米品质分析和改良服务。(2)利用年均种植面积较大杂交种的亲本自交系共计74份材料,用改进的模型评价品质性状的遗传变异及相关分析。同时根据本实验室SSR分子标记划分杂种优势群的结果,对我国五大主要杂种优势群的品质进行分析利评价。(3)利用已经建立的模型,开展高淀粉玉米群体改良,评价HS-1群体淀粉含量轮回选择效果。主要研究结果如下: 1.我国74份普通玉米常用自交系两年的平均粗蛋白、粗淀粉和粗脂肪含量分别为12.15%、66.19%、3.28%;范围分别是9.62%-14.66%,62.34%-70.67%,1.83-4.77%。相关分析表明,玉米的淀粉和蛋白质极显著负相关,淀粉和油分负相关,但不显著。蛋白质与油分基本呈现正相关,也不显著。自330杂种优势群蛋白质含量相对较高,为12.71%;温热Ⅰ群含油量、胚含油量和粒容重较高,为3.69%,45.49%和1.24g/ml;淀粉含量、50粒重、50粒体积、50粒胚重和胚乳重都是RYD群表现较高,分别为66.75%,12.98g,11.10ml,1.05g,11.16g。塘四平头,兰卡斯特两个杂种优势群蛋白质、油分和淀粉含量分别为12.32%,12.20%;3.08%,3.33%:66.51%,65.02%。 2.本研究用近红外漫反射光谱技术,运用化学计量学方法,对本实验室已建立的完整混合籽粒模型进行优化,优化后蛋白质预测决定系数达0.9559,预测均方根差约0.304;油分预测决定系数达0.9359,预测均方根差约0.42;淀粉预测决定系数达0.887,预测均方根差约0.95;而且优化后的模型各品质含量分布范围更广,更均匀,使模型有更好的预测性。建立的完整单粒玉米油份的预测方程,测量的预测决定系数达0.9667,预测均方根差约0.429,说明该方法可以满足育种需要。 3.在对HS-1群体选择时,采用了近红外高淀粉和核磁单粒低油的综合高淀粉选择方法。经两轮选择后淀粉含量由基础群体的68.15%上升为69.27%,选择响应为1.12%,实际增益1.64%,平均每轮为0.82%。说明利用近红外和核磁技术对HS-1群体进行提高淀粉含量的选择是有效的。


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