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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

姜海鹰  
【摘要】: 为探讨高油玉米种质的高效利用和当代杂种优势利用模式,本研究开展了以下几方面的工作:1)以分属我国5个不同杂种优势群的代表性自交系为测验种,以来自于BHO、ALEXHO、RYD HO、SYN DO等4个不同高油群体的20个自交系为被测系,利用不完全双列杂交设计分析了被测系的配合力、杂种优势群、杂种优势模式及其在生产中的应用价值;2)利用10个含油量不同的高油玉米杂交种与20个生产上面积较大的普通玉米杂交种对杂交当代籽粒性状优势和油分花粉直感效应进行了研究;3)对高油化普通玉米种子跨代利用的可行性进行了研究;4)系统研究了环境对高油玉米杂交种及杂交种再杂交当代的产量与品质的影响:5)对利用近红外漫反射光谱仪(NIRS)测定玉米完整单籽粒的淀粉、蛋白质和油分的定量分析方法进行了研究。主要结果如下: 1.根据产量特殊配合力,对被测高油自交系进行聚类分析,可将20个被测系分为2个杂种优势群、4个亚群。第一群的2个亚群主要来源于ALEXHO和BHO群体,第二群的2个亚群主要来源于RYD HO和SYN DO群体。 2.根据杂种优势群划分和杂种优势利用模式结果,总结出高油玉米种质与普通玉米种质间杂种优势利用的9种模式:ALEXHO×外引种质、ALEXHO×Reid、ALEXHO×旅大红骨、BHO×外引种质、BHO×Reid、RYD HO×Lancaster、RYD HO×塘四平头、SYN DO×外引种质、SYN DO×旅大红骨,其中ALEXHO×外引种质、ALEXHO×Reid、ALEXHO×旅大红骨、BHO×外引种质和BHO×Reid为5种主要模式。ALEXHO和BHO为高油自交系选育的主要群体。 3.普通玉米×高油玉米杂交当代籽粒的油分含量、蛋白质含量、胚重、胚油分和胚乳油分含量显著提高;淀粉含量则显著低于母本自交的淀粉含量。花粉直感当代籽粒油分每提高1%,淀粉含量降低0.52%,蛋白质含量增加0.11%。而百粒重、籽粒密度、籽粒体积、穗行数、行粒数、穗粒重在杂交种再杂交当代和母本自交间差异不显著。高油花粉直感当代对产量无显著影响,因此可以在不降低产量的前提下明显改良玉米的品质。 4.普通玉米×高油玉米杂交种再杂交当代在百粒重和油分性状上无明显的杂种优势,父母本杂交种间在这两个性状上无明显互作效应。在授粉者含油量较低时,杂交当代籽粒含油量趋近于双亲油分的中亲值,个别组合存在较弱的超中亲优势;在授粉者含油量较高时则低于中亲值。高油授粉者油分的花粉直感效应值随着父本油分含量的增加而逐渐降低,高油授粉者的杂交组合方式对花粉直感效应无显著影响。 5.优秀高油双交种组合在产量上可超过对应的普通玉米单交种,籽粒油分可达到高油玉米的标准,与对应的普通玉米单交种母本相比在籽粒产量、生物产量和油分含量上均具有较高的优势,高油双交种个体间整齐度低于亲本单交种。 6.环境效应对高油玉米杂交种和花粉直感当代的品质性状表现具有显著的影响,环境效应及基因型×环境互作效应对品质性状表现的影响小于遗传效应的影响,遗传因素的影响更大并起主要作用。 7.建立了玉米完整单籽粒的淀粉、蛋白质和油分的近红外定量分析模型并可用于测定玉米单籽粒的品质性状和玉米育种的单粒轮回选择。


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