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文檔簡(jiǎn)介
1、玉米是中國(guó)重要糧食作物,在國(guó)家糧食安全中起著舉足輕重的作用。隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)和飼料需求的逐年增加,中國(guó)玉米產(chǎn)量已不能滿足自身的需求,進(jìn)口量迅速增加。提高玉米產(chǎn)量迫在眉睫,但玉米在生長(zhǎng)季節(jié),易遭受非生物災(zāi)害,如陰雨寡照、高溫、干旱、大風(fēng)等自然災(zāi)害,給玉米的產(chǎn)量造成很大的損失。伴隨著全球氣候變劣,自然災(zāi)害發(fā)生的頻率也呈現(xiàn)逐年加重的趨勢(shì)。自然災(zāi)害中陰雨寡照發(fā)生的概率較大,在中國(guó)的三大玉米主產(chǎn)區(qū)中,黃淮海夏播玉米區(qū)和西南山地丘陵玉米區(qū)尤為嚴(yán)重。這兩
2、大區(qū)的玉米產(chǎn)量占中國(guó)玉米產(chǎn)量的1/2左右,因而保證兩大區(qū)玉米的產(chǎn)量對(duì)國(guó)家糧食安全有戰(zhàn)略意義。在陰雨寡照多發(fā)地區(qū),篩選耐陰性強(qiáng)的玉米種質(zhì)資源,明確玉米自交系耐陰性鑒定的最佳時(shí)期以及評(píng)價(jià)指標(biāo),建立一套科學(xué)的玉米自交系耐陰性鑒定體系;明確玉米自交系的耐陰性遺傳規(guī)律;從分子水平上闡明玉米的耐陰機(jī)理,可以為選育耐陰雨寡照的玉米新品種提供依據(jù)。
本研究建立了玉米自交系耐陰性評(píng)價(jià)體系,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)40份骨干玉米自交系和美國(guó)158份玉米自交系進(jìn)
3、行耐陰性鑒定,篩選出一批耐陰種質(zhì)資源,明確了玉米自交系耐陰性遺傳規(guī)律;分析了耐陰性強(qiáng)的自交系中72和耐陰性弱的自交系502在遮陰條件和自然光照下玉米自交系雌穗中miRNAs的差異表達(dá),明確了關(guān)鍵miRNAs和靶基因在遮陰條件的功能及作用,為玉米的耐陰育種提供了理論指導(dǎo)。本文的研究結(jié)果如下:
1、建立了玉米自交系的耐陰性評(píng)價(jià)體系,在開花期進(jìn)行人工模擬遮陰,遮陰時(shí)期為大喇叭口期至散粉后10d結(jié)束,以雌雄間隔期和吐絲天數(shù)為鑒定指標(biāo),
4、以其平均隸屬函數(shù)值為依據(jù)進(jìn)行耐陰性評(píng)價(jià),該評(píng)價(jià)體系具有準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用等特點(diǎn),可以進(jìn)行大規(guī)模耐陰性鑒定。
2、對(duì)國(guó)內(nèi)骨干玉米自交系類群進(jìn)行了耐陰性劃分,塘四平頭(SPT)、PB類群耐陰性較好,PA、BSSS類群為中等耐陰,蘭卡斯特(Lanc)、旅大紅骨(LRC)類群耐陰性較差;將158份美國(guó)自交系分為耐陰性強(qiáng)、中等耐陰和耐陰性弱3類,耐陰性強(qiáng)的自交系24份,中等耐陰的自交系37份,耐陰性弱的自交系97份,為玉米
5、耐陰育種提供了耐陰種質(zhì)資源。
3、選擇9個(gè)耐陰性不同的玉米自交系進(jìn)行完全雙列雜交,在花期采用人工模擬弱光脅迫,遮陰時(shí)間為大喇叭口期至吐絲后10d,利用GriffingⅠ方法對(duì)抽雄天數(shù)、吐絲天數(shù)、雌雄間隔期、雄穗長(zhǎng)、雄穗分支及產(chǎn)量等性狀進(jìn)行一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)遺傳分析。結(jié)果表明,昌7-2、齊319、中72的一般配合力效應(yīng)值較高,能提高后代的耐陰能力。除了雄穗分支,其余性狀的一般配合力均達(dá)到極顯著水平;特殊配
6、合力除了產(chǎn)量外,其余均達(dá)到顯著水平,雄穗分支由非加性效應(yīng)控制,產(chǎn)量由加性效應(yīng)控制,其余性狀均有加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同控制。在選育自交系時(shí),雌雄間隔和雄穗分支數(shù)性狀應(yīng)在高世代進(jìn)行選擇;抽雄天數(shù)、吐絲天數(shù)、雄穗長(zhǎng)、產(chǎn)量這4個(gè)性狀應(yīng)在低代進(jìn)行選擇。根據(jù)特殊配合力效應(yīng)值可以得出,在組配玉米單交種時(shí)應(yīng)遵循以下規(guī)律:(1)雙親的耐陰性都強(qiáng),其組合的耐陰性特殊配合力高,組合耐陰性強(qiáng);(2)雙親中一個(gè)耐陰性強(qiáng),另一個(gè)耐陰性中等,其組合耐陰性特殊配合力
7、相對(duì)較高,組合的耐陰性中等,應(yīng)選擇耐陰性強(qiáng)的自交系作為父本;(3)一個(gè)耐陰性強(qiáng)的親本和耐陰性弱的親本配組合時(shí),耐陰性強(qiáng)的親本應(yīng)做父本,可以提高組合耐陰性的特殊配合力,即提高組合的耐陰性。
4、以耐陰性敏感自交系502和耐陰性遲鈍自交系中72為試驗(yàn)材料,利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)遮陰10天的雌穗為樣品進(jìn)行測(cè)序,在自交系502文庫(kù)中共發(fā)現(xiàn)隸屬于21個(gè)家族的130個(gè)保守的miRNA,在自交系中72文庫(kù)中共發(fā)現(xiàn)隸屬于21個(gè)家族的128個(gè)保守
8、的miRNA,在對(duì)于中72和502雌穗中的大部分miRNA遮陰條件的表達(dá)量高于自然光照,其中僅在中72雌穗中表達(dá)的有12個(gè)miRNA,僅在502雌穗中表達(dá)的有13個(gè)miRNA,成熟miRNA在耐陰性敏感材料502和耐陰遲鈍材料中72雌穗中的表達(dá)量大部分呈相反趨勢(shì);自交系502在遮陰下94個(gè)miRNA上調(diào),48個(gè)miRNA下調(diào);自交系中72在遮陰下33個(gè)miRNA上調(diào),95個(gè)miRNA下調(diào),在中72和502自然光照和遮陰條件下4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中
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