玉米育种复习提纲.docx

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玉米育种复习提纲

1.玉米起源和分类学地位

玉米属于禾本科（Gramineae）玉蜀黍族的玉蜀黍属。

玉米的起源地大致在从美国南部经墨西哥直到秘鲁、智利、沿安第斯山麓的狭长地带。

起源假说：

①有稃玉米理论（法国人Saint-Hilaire）

②共同祖先理论

Montgomery认为玉米与大刍草起源于同一共同的野生祖先

Weatherwax认为玉米、大刍草、摩擦禾起源于一共同的野生祖先,是一野生祖先趋异

进化的产物。

③“三成分”理论（Reeves＆Mangelsdorf）

有稃玉米可能是祖先类型，有稃玉米突变产生野生玉米和其他变种。

有稃性状是单个遗孑的野生基因迭印在高度驯化的现代玉米品种上的结果。

玉米驯化过程中，大刍草对玉米的进化至少起了非常重要的作用。

④野生玉米与多年生大刍草杂种理论

该理论认为，现代玉米祖先有2个：

野生有稃玉米和多年生大刍草。

⑤大刍草理论

Ascherson提出玉米起源于大刍草

Harshberger提出两个假设:

玉米由大刍草与一个已灭绝的物种杂交起源

玉米由野生大刍草与大刍草的一个栽培宗杂交

2.玉米化学成分含量

营养成分：

普通玉米籽粒含淀粉约70％，蛋白质10％，脂肪4.5％

◆淀粉：

直链淀粉23％，支链淀粉77％

3.我国玉米主产区划分及栽培制度

三大玉米带

气候耕作制度

育种目标

东北玉米带

无霜期短、一年一季

高产、耐旱、抗玉米螟、丝黑穗、

叶斑、茎腐病

黄淮海春夏玉米区

一年两熟

高产、耐旱、抗叶斑、茎腐、

病毒病、矮花叶、粗缩病

西南春夏秋春玉米区

一年两熟、三熟

高产、耐旱、抗丝黑穗、叶斑、

矮花叶、粗缩病

4.玉米品种类型

玉米类型

特点

硬粒型

籽粒近圆形,坚硬,饱满有光泽,籽粒四周和顶部为角质胚乳，中间少量粉质

马齿型

籽粒扁平,中间和顶部为粉质,两侧为角质胚乳。

籽粒脱水后顶部凹陷，呈马齿状。

 甜质型

籽粒几乎全部为角质透明胚乳，含糖量高，品质优良，脱水后皱缩。

 爆裂型

籽粒小，坚硬，光滑，顶部尖或圆形。

胚乳几乎全部由角质淀粉组成，加热后有爆裂性,分为米粒型＆珍珠型

粉质型

果穗和子粒形状与硬粒型相似，胚乳全由粉质淀粉组成，质地较软，外表无光泽

有稃型

每个子粒由长大的稃片包住，是一种原始的类型。

甜粉型

籽粒上部为甜质型角质胚乳,下部为粉质胚乳

糯质型

（蜡质型）

又名蜡质种。

果穗较小。

子粒不透明，无光泽，胚乳粘性,全为支链淀粉,碘液检验呈褐红色。

半马齿型

是硬粒型和马齿型玉米的中间类型，角质胚乳比硬粒型少，比马齿型多，顶部凹陷程度小。

5.配合力测定及方法

配合力：

又称组合力，是衡量亲本系在其所配的F1中某些性状（如产量或性状）的好坏或强弱的指标。

通常将配合力分为一般配合力和特殊配合力两种。

通常先测定一般配合力。

多用顶交法。

如早代测交,测验种作母本,被测验材料作父本,可以一边自交,一边测交,根据测交鉴定结果,进行选择与淘汰。

如晚代测定,被测系已稳定,可作为母本和测验种进行测交。

测定一般配合力之后,再将高配合力的自交系进行特殊配合力测定。

自交系彼此一一相交（轮交法）

测交种产量比较试验结果,既表示这些系特殊配合力的高低,又可获得新的优良杂交种。

如晚代测定,被测系已稳定,可作为母本和测验种进行测交。

6.杂种优势群概念及类别

杂种优势群（Heterosisgroup）：

--遗传基础广阔、遗传变异丰富、具有较多的有利基因、较高一般配合力（GCA）、种性优良的一类育种基础群体。

是在自然选择和人工选择作用下经过反复重组种质互渗而形成的活基因库。

从中可不断分离筛选出高配合力的优良自交系。

玉米优势类群：

1.兰卡斯特Lancaster：

Mo17

2.黄马牙Reid：

掖478、沈5003、郑58、铁7922

3.旅大红骨：

丹340、E28

4.塘四平头：

黄早4、昌7-2

5.Suwan（苏湾）

6.墨西哥地方品种群体Tuxpeno

7.哥伦比亚的合成群体ETO（爱托）

7.适应机械化育种的育种目标

适应机械化作业整体育种目标：

株型紧凑，叶片窄且斜上冲，着生间距大，茎秆节间长，透光性好

抗倒性茎秆韧性强，不易倒伏和倒折，小于5%

耐密性好，叶片稀疏，茎秆坚韧，空秆率低

生育期生育期适中偏短，籽粒成熟时脱水快，收获时含水量较低，一般低于18%

果穗果穗大小适中偏小，下垂率小于5%

出籽率轴细粒深，果穗出籽率高

籽粒品质籽粒商品性好，整齐一致

抗逆性多抗、稳产性好、适应性广

适应机械化作业要求的玉米育种目标：

齐:

农艺性状整齐度高

精:

精量播种、芽率高

强:

抗倒折性、抗逆性强

密:

耐密植

早:

成熟早

快:

成熟时籽粒脱水快、含水量低

8.自交系的选育原始材料和保持方法

●地方品种＆品种间杂交种

用地方品种选系可以得到对当地生态,生产条件有特殊适应性的自交系。

但是地方品种耐自交性差、配合力较低，出现优良自交系的机率低,应从大群体中进行选择。

一环系

●自交系间杂交种

以选系为目的组配的，亲本是自交系，经过了农艺性状和配合力的选择集中了较多的有利等位基因。

选育出的自交系株型,农艺性状配合力较好。

二环系以选系为目标组配的自交系间杂交种包括:

双交、单交、亲缘系、单回交、双回交组合

按计划组配的自交系间杂交种是目前选育自交系使用最多的原始材料。

影响自交系遗传稳定性的因素:

1）突变

2）自交系本身的残余杂合位点在世代推进过程中分离

保持自交系遗传稳定性的方法：

当某一自交系开始发放用于生产商品种子时,将该系的原原种保存于冷库。

当需要繁殖原种时，从冷库中取出部分原原种用于繁殖。

经多次取用后冷库中的原原种数量太少时，取出部分原原种繁殖一次，作为补充，以保持一定的数量。

9.常用自交系选育方法、原理和要点

1.系谱选择法

基本方法：

以具有遗传变异的群体作为原始材料,5-7代

连续人工自交,在自交后代中进行系统间＆系统

内的选择育成稳定的自交系。

重点:

性状的遗传力；

育种者的经验；

各世代群体样本的大小

理想的保存后代数及选择强度为:

S1-500系-63%

S2-180系-56%

S3-80系-50%

2、回交法

多种

取决于被转移的性状的特性（单基因,多基因及表达的水平（遗传力）

3、配子选择法---改良特定组合的某一亲本

理论依据：

在天然授粉品种群体中，优良配子的频率总大大高于优良合子。

植株（每个合子）由配子群中任何两个雌雄配子随机结合产生。

植株的表现可以理解为由两个亲本配子的潜在能力提供。

每个配子的潜在产量能力不同。

配子选择法的运用需要的三个群体:

（1）原始群体V提供优良配子，优良基因频率高,遗传变异大

（2）优良自交系B接受配子，被改良的对象

（3）测验种A产生测交种‘

步骤

优良自交系B与原始群体V的植株花粉随机样本杂交

↓

F1自交株和优系B分别与共同测验种A测交

↓

进行重复的产量试验

4、单倍体---纯合二倍体选系法

优点：

（1）纯合速度快

（2）无显隐关系、基因型与环境互作小，选择准确性高；DH与分子标记相结合应用于分子育种，更方便

（3）配子选择中选频率大

单倍体产生机制:

（1）一个精核与极核结合，另一个丢失,未受精的卵细胞发育成胚

（2）花粉管进入胚囊时摧毁卵细胞，一个精子与极核结合,另一个精核发育成单倍体胚

（3）染色体有选择性的消失

●孤雌生殖利用异种花粉授粉，刺激未受精卵发育引起孤雌生殖产生单倍体。

●温度处理、射线照射、药物处理等诱导

●化学药剂处理未授粉果穗，诱导产生单倍体。

玉米单倍体的鉴定：

形态学鉴定植株细弱，二倍体植株高度的70%，叶面积约为后者的35%

生活力不一定弱。

把“较弱的植物”作为单倍体的特征是误解。

细胞学和解剖学鉴定

染色体倍性鉴定：

根尖压片法计数染色体数和观察开花结实情况。

遗传标记鉴定最有效

Stock6导入了籽粒Navajo标记的R-nj基因和紫色叶鞘标记的ABPl基因。

玉米单倍体的加倍：

自然加倍玉米单倍体自然加倍率5%～10%，许多材料低于5%，也有不加倍的。

人工加倍秋水仙素处理单倍体的根尖或茎尖生长点。

浸种法、浸根法、注射法和培养基掺入

注射法-----幼苗盾片叶、6叶期和拔节期注射玉米单倍体幼苗茎尖生长点。

10.特用玉米育种利用的基因及育种基本程序

优质蛋白玉米育种：

主基因：

o2,o6,o7完全隐性,fl2半显性，De*-30显性

甜玉米：

普通甜玉米：

纯合su的还原糖和蔗糖含量增加

超甜玉米:

sh2sh2/sh2sh2sh2,是由Sh基因发生隐性突变为sh。

准超甜玉米：

含有su和sh双隐性基因控制的甜玉米与超甜玉米杂交后得到的杂交种一定是

糯玉米育种：

纯合wx基因型～100%的支链淀粉

Wx除了显著影响支链淀粉和直链淀粉的比值，

对其他性状不存在任何负效应→回交育种

11.群体改良的意义、提出背景、一般策略方法

背景：

群体改良意义：

●创造优良种质的重要方法

改良群体自身性状，将不同种质的有利基因集中于一些个体内，提高有利基因和基因型频率。

●改变群体间的配合力和杂种优势

●改良外来种质的适应性适应当地的环境条件，成为新的种质资源。

群体改良的轮回选择法：

●群体内遗传改良方法

●群体间遗传改良方法

轮回选择特点：

●原始群体C0，改良的是多基因控制的数量性状，单个基因的作用微弱

●数量性状成正态分布，选择群体中超过平均数的部分单株→选择成功与否取决于目标性状的遗传力

●每次一个轮回的完成，就形成一个新的群体；群体内有利基因频率逐渐增加

●第一个周期选择所形成的群体称为周期1群体，简称C1，依次类推C2、C3…