玉米籽粒灌漿特性演變規(guī)律研究與遺傳基礎(chǔ)解析.pdf

1、灌漿是籽粒形成的重要生理過程，灌漿速率的高低與灌漿持續(xù)時間的長短直接決定籽粒的最終產(chǎn)量。了解玉米籽粒灌漿特性相關(guān)性狀對籽粒形成的貢獻(xiàn)，揭示其在品種改良過程中的演變規(guī)律，開展遺傳基礎(chǔ)研究，挖掘相關(guān)遺傳位點，對于玉米種質(zhì)資源的改良以及高產(chǎn)品種的選育具有重要的理論價值與生產(chǎn)指導(dǎo)意義。本研究以50份不同年代育成的玉米單交種為試驗材料，系統(tǒng)研究了玉米生育期以及灌漿特性相關(guān)性狀的演變規(guī)律;同時利用由玉米骨干親本黃早四與旅28構(gòu)建的包含172個家系的

2、重組自交系群體，對多個灌漿特性相關(guān)性狀進(jìn)行了QTL分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1、我國不同年代玉米單交種生育期與灌漿特性相關(guān)性狀的演變規(guī)律
　　首先，利用多環(huán)境表型均值作相關(guān)性分析、回歸分析，研究灌漿特性與生育期相關(guān)性狀間相關(guān)關(guān)系及其對粒重形成的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，除緩增期灌漿持續(xù)時間、緩增期灌漿速率以及吐絲期外，其他性狀均與百粒重存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。同時發(fā)現(xiàn)，快增期灌漿速率與快增期灌漿持續(xù)時間共能解釋百粒重表型變異的97.

3、80％,表明快增期是粒重形成的關(guān)鍵時期。
　　然后，利用回歸分析研究百粒重、生育期以及灌漿特性相關(guān)性狀的演變規(guī)律，結(jié)果表明，百粒重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，平均每10年增長1.83 g·100-kernel-1。生育期相關(guān)性狀方面，吐絲期呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在1980s達(dá)到最大值(893.28℃day)。實際灌漿期表現(xiàn)為持續(xù)上升的趨勢，平均每10年增長23.41℃day，在1990s-2000s間增速最快。玉米生理成熟期呈現(xiàn)先增加后

4、減少的趨勢。灌漿特性相關(guān)性狀方面，快增期籽粒生長量與減緩期籽粒生長量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，平均每10年分別上升1.23 g·100-kernel-1，0.64 g·100-kernel-1。隨著籽粒生長量的增加，快增期與減緩期灌漿持續(xù)時間逐年上升，平均每10年分別增長18.14℃day和22.43℃day，但緩增期灌漿持續(xù)時間和各階段灌漿速率與育成年代無顯著相關(guān)關(guān)系。因此，加強對快增期與減緩期灌漿持續(xù)時間的改良，有利于產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。<

5、br>　　最后，利用2000年后中國本土育種家選育品種與美國先鋒公司選育品種為試驗材料，比較其在生育期以及灌漿特性相關(guān)性狀方面的差異，結(jié)果表明，春播環(huán)境下，美國品種在粒重形成的關(guān)鍵性狀（快增期灌漿持續(xù)時間、減緩期灌漿持續(xù)時間）均顯著長于我國品種。雖然中美品種產(chǎn)量水平相當(dāng)，但美國品種的吐絲期與生理成熟期短，能夠較快地進(jìn)入灌漿階段與籽粒成熟后脫水階段，且性狀對不同環(huán)境的適應(yīng)性增強，符合未來生產(chǎn)發(fā)展的需要。
　　2、玉米灌漿特性與生育期

6、相關(guān)性狀的QTL分析
　　多個環(huán)境下共檢測到29個灌漿特性相關(guān)的QTL及14個生育期相關(guān)QTL，分布在玉米除第7染色體外的其他染色體上，LOD值介于3.27-9.05，單個QTL貢獻(xiàn)率為5.97％-21.16％。同時，利用聯(lián)合環(huán)境分析發(fā)現(xiàn)，控制不同性狀的QTL定位在染色體相同或相近的位置，形成了分布于玉米bin1.05、bin2.03、bin4.05、bin4.06、bin7.04、bin9.04的多個QTL富集區(qū)域。其中，位于b