吉单系列玉米品种的遗传基础及演变规律分析

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1、分类号：S332.1单位代码：10193密级：无学号：2011774博士学位论文吉单系列玉米品种的遗传基础及演变规律分析AnalysisofGeneticBasisandTrendsofYieldRelatedTraitsinJidanMaizeCultivars学位授予单位及代码：吉林农业大学（10193）学科专业名称及代码：种子科学与工程（090107）作者姓名：刘文国指导教师：杨伟光研究方向：玉米遗传育种学位类别：农学博士2015年11月吉单系列玉米品种的遗传基础及演变规律分析AnalysisofGe

2、neticBasisandTrendsofYieldRelatedTraitsinJidanMaizeCultivars作者姓名：刘文国指导教师：杨伟光论文答辩日期：2015.11.29授予学位日期：答辩委员会主席：原亚萍论文评阅人：2015年11月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同

3、工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日摘要吉林省是我国重要的玉米主产区，过去的几十年里，吉单系列玉米品种为吉林省粮食生产做出了巨大贡献。深入系统研究吉单系列玉米品种的遗传基础及演变对于进一步培育新品种的遗传产量潜力具有重要意义。本研究通过分子标记技术解析不同年代吉单系列玉米品种的遗传基础，基于NCII设计分析黄改系主要性状遗传改良，在不同密度水平下，评价吉单系列玉米品种产量

4、及相关性状的演变规律，为今后自交系的改良和利用及育种技术路线的确立提供理论基础。主要研究结果如下：利用49对SSR荧光标记对2000年-2010年间审定的吉单系列品种亲本自交系进行了分析，65份自交系划分为Reid、Lancaster、四平头、PB、Volga、旅大红骨和其他等7个类群。其中，以Reid、Lancaster、四平头、PB和Volga这五个类群为主。主要应用的杂种优势模式有Reid×四平头、Lancaster×四平头、Reid×Volga、Lancaster×PB、Reid×Lancaster

5、和Reid×PB等6种，尤其以Reid×四平头、Lancaster×四平头和Reid×Volga这3种杂种优势模式占优势。确定了以吉V022、吉V993为代表的欧洲Volag种质与我国的Reid、Lancaster、四平头等类群存在距离，并独立成群，建立了Reid×Volga和四平头×Volga两个新的杂种优势模式。利用3KSNP芯片技术对1978年-2012年间主推吉单系列品种亲本自交系进行了分析，依据遗传距离将129份自交系划分为Reid、Lancaster、地方种质、四平头和PB等5个类群，所占比例分

6、别为25.58%、27.91%、29.46%、10.08%和6.98%。依据主成分分析和模型聚类可进一步简化为A群（Reid)、B群（Lancaster）和D群（四平头、旅大红骨及地方群体选系），所占比例分别为16.28%、11.63%和38.76%，有33.33%的自交系为混合群。按NCII试验设计组配5×6不完全双列杂交组合，研究了5份吉林省不同历史时期主要应用的黄改系主要性状遗传改良。结果表明，对黄早四的遗传改良因性状而异。单株产量、行粒数、籽粒含水量和出籽率这四个性状上没有显著进展，保持了黄早四原有

7、的配合力。而散粉期、吐丝期、穗重、穗长、穗粗、穗行数、百粒重这7个性状则进行了显著改良。改良性状呈现的趋势包括：在四-444之后选育的黄改系延迟了散粉、吐丝期，推迟了生育期；向缩短穗粗的方向改良；在穗重、穗长、穗行数、百粒重性状上向增加或减少两个方向同时进行改良。综合各性状一般配合力表现，吉853的一般配合力综合表现最好。设置3个密度梯度，分别为D1（45000株/公顷）、D2（60000株/公顷）和D3（75000株/公顷），将吉单系列玉米品种划分为中熟和中晚熟2种类型。对1970年-2010年代的53个

8、吉单系列玉米品种进行了耐密性分析。1970年-2010年间，中熟和中晚熟吉单系列I-1-1-1-1玉米品种的产量遗传增益速率分别为110.55kg公顷年和107.25kg公顷年。中熟品种产量演变趋势呈前期快速增加、后期平缓的趋势，中晚熟则呈前期快速增加、中期趋于平缓、后期继续增加的趋势。产量的遗传增益主要是由单株产量贡献的，品种耐密性改良进展虽不显著，但耐密性呈逐步提高的趋势。中熟与中晚熟品种在穗长、穗行数、穗粗