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玉米自交系低磷耐性遗传分析

岳辉  
【摘要】:玉米是我国的第一大粮食作物,玉米的产量关系到国家粮食安全。磷素短缺严重限制了玉米产量的提高。我国土壤普遍存在有效磷含量不高的问题,并且世界上的土壤也都有这方面的不足。通过筛选耐低磷自交系来组配耐低磷杂交种,是解决有效磷含量低的有效措施,对于农业生产具有意义重大。在作物生产中解决磷缺乏的根本途径是利用作物本身对低磷耐性的基因差异,通过遗传育种改良方法,使其磷素营养循环改善,其目的是为了今后更好地应用玉米耐低磷种质资源,使耐低磷玉米自交系及新品种的选择方法和育种策略有据可依,并有实际可操作性。研究结果如下:1玉米自交系地上部性状的低磷耐性遗传分析缺磷症状叶片数量的遗传率以多基因遗传率为主。筛选磷高效品系在F2世代几率最大。每一个群体中环境的变异较大,能达到表型变异的22.87%~50.65%,遗传变异相对较少,能达到表型变异的49.35%~77.13%,环境对低磷症状叶的影响较大,单纯依赖症状叶选择耐低磷材料并不准确。利用株高作为选择标准,在B2选择几率最大,环境对低磷条件下株高的影响较小。在株高的遗传上看,两对主基因加性效应的互作要小于两对主基因显性效应的互作,它是由两对加性-显性-上位性主基因+加性显性多基因来控制。每一个群体的遗传变异较大,能达到表型变异的78.42%~84.32%;环境变异较少,能达到表型变异的15.78%~21.58%,根据叶面积选择耐低磷材料几率最大的世代是B2。叶面积的遗传是由两对加性-显性-上位性主基因+加性显性多基因来控制,每一个群体遗传变异所占比例较大,能达到表型变异的82.90%~84.45%;环境对低磷条件下叶面积的影响较小,环境变异只达到表型变异的5.55%~7.10%。主基因加性效应对耐低磷是正效应。2玉米自交系根系性状的低磷耐性遗传分析总根长受加性-显性-上位性多基因控制。环境对植物总根长的影响较大,环境变异平均达到表型变异的69.02%。最佳的选择世代是在F2,遗传变异平均达到表型变异的30.98%。依据根体积选择耐低磷材料效率最高的世代在B2。两对主基因加性效应的互作要明显小于两对主基因显性效应的互作。根体积是由两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制。环境对低磷条件下根体积的影响较小。根表面积在F2选择效率最高,由两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制。显性效应起负向作用,主基因加性效应是正向效应。环境对低磷条件下根表面积的影响较小。根干重受两对加性-显性-上位性主基因+多基因控制。低磷材料筛选在B2选择效率最高,环境对根干重的影响较小。根部磷含量的遗传受两对加性-显性-上位性主基因十多基因控制。主基因加性效应对根部磷含量的遗传起正向效应,显性效应对根部磷含量的遗传起负向效应。在B2选择效率最高,环境对低磷条件下根部磷含量的影响较小。3玉米自交系干物重及磷素吸收利用的低磷耐性遗传分析地上部干重的遗传受两对加性-显性-上位性主基因+多基因控制,主基因加性效应起正向效应,显性效应起负向效应。主基因+多基因的遗传率分别为79.90%、87.76%和82.17%。每一个群体的环境变异能达到表型变异的13.78%~25.82%,环境对低磷条件下地上部干重的影响较小。选择几率最高的世代是B2。每一群体的遗传变异能达到表型变异的74.18%-86.22%。地上部磷含量在低磷条件下对环境比较迟钝,环境变异只达到表型变异的13.66%-30.32%。地上部磷含量的遗传由两对加性-显性-上位性主基因+加性显性多基因控制,最佳选择世代是F2。两对主基因加性效应的互作要显著小于两对主基因显性效应的互作效应,群体的遗传变异能达到表型变异的69.68%-86.34%。多基因对磷利用效率起正向作用,显性效应作用比加性效应的作用要大。1对加性主基因+加性-显性多基因模型控制着磷利用效率的遗传。磷利用效率的主基因遗传率以F2为最高,多基因遗传率以B2最高,为41.86。环境变异能达到表型变异的59.49%~79.50%,所以环境对磷利用效率的影响较大。各群体的遗传变异所占比例较小,只达到表型变异的20.50%~44.56%。4玉米自交系产量性状的低磷耐性遗传分析穗粒重的两对主基因由多种效应,有加性×显性、加性、加性×加性、显性、显性×显性效应。环境对低磷条件下穗粒重的影响较大,环境变异达到了表型变异的35.53%~69.55%,遗传变异占表型变异的23.61%-65.22%。主基因+多基因的遗传率分别为43.87%、66.07%和26.29%。对于百粒重的遗传特性分析,没有找到合适的遗传模型,这可能与检测方法不能检测3对以上主基因的存在有关。


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