19份玉米EMS诱变系的遗传分析与应用潜力评价

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peper127
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前人研究和实践证明,EMS化学诱变技术作为创造作物新种质、改良植物农艺性状的常用方法,能有效的诱导玉米突变体的产生;加强玉米EMS诱变育种的利用研究具有十分重要的实践意义,由此有可能突破玉米育种的瓶颈,选育出更加优良的自交系和杂交种,供玉米生产应用,对新选的诱变系进行遗传评价和应用潜力探讨是对其展开利用研究的前提。为此,本研究以19份玉米EMS诱变系及其按照不完全双列杂交配制的测交组合为研究对象,利用表型与SSR标记分析各诱变系与相应基础材料间的遗传差异,研究主要农艺经济性状的配合力和产量杂种优势表现,另对比研究诱变系与基础材料的抗旱性差异,进而综合评价这些诱变系的育种利用价值,其研究结果如下:1.诱变系与基础材料遗传差异表现(1)形态差异分析表明:诱变系K305Y1403、K305Y140、K305Y1411和K305Y1415与基础材料K305在考察的20个性状中均有9个性状达到显著或极显著差异,差异较大;诱变系R08Y1425、R08Y1423、R08Y1429与基础材料R08分别有17、13、12个性状达到显著或极显著差异,差异较大。(2)SSR分子标记结果表明,40对SSR引物平均每对引物在来源于K305与R08的诱变系中,检测出的等位基因个数平均分别为3.8和4.2个,扩增出的基因型个数平均分别为1.9和2.15个;每个位点的多态性信息量(PIC)分别在0-0.76和0-0.88,平均PIC分别为0.20和0.28;其诱变系与基础材料间的遗传相似系数分别在0.790-0.918和0.707-0.884之间,平均分别为0.862和0.809。根据玉米品种鉴定技术规程SSR标记法(中华人民共和国农业行业标准NY/T1432-2014),各诱变系与相应基础材料K305和R08的遗传差异位点数均在2个或2个以上。说明新选诱变系与相应基础材料间存在真实的遗传差异,扩充了种质资源。2.诱变系的应用潜力(1)诱变系抗旱性评价,采用20%PEG-6000室内模拟干旱胁迫,选用相对发芽率、可溶性糖胁迫指数、离体叶片失水率等5个抗旱性指标,运用模糊隶属函数法进行综合评价,筛选出R08Y1427、K305Y1413、R08Y1421和K305Y1403等4个抗旱性较好的诱变系,为玉米的抗旱育种提供了物质基础。同时也证明EMS化学诱变可改良玉米自交系的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供了一条有效途径。(2)诱变系主要性状配合力表现,不同诱变系在不同农艺性状上的配合力效应与基础材料存在差异的大小不同。从单株产量GCA来看:诱变系K305Y1405和K305Y1407表现为正向极显著高于自交系K305;诱变系R08Y1435和R08Y1439正向极显著高于自交系R08,表现较好。表明这4个诱变系容易配置高产组合,经过EMS诱变后可选育出单株产量GCA更高的自交系。从产量SCA来看:K389×K305Y1403、K318×K305Y1413、K318xK305Y1409、 21-ES×R08Y1439、21-ES×R081431的单株产量SCA效应值较高,同时绝对产量较高,是表现较好的组合,这5个组合中有可能选育出新的玉米品种。(3)产量杂种优势表现,EMS诱变系配制的杂交组合产量杂种优势产生了较大的变化。K305诱变系中分别有30个和24个组合分类对照优势和统一对照优势差异正向显著,诱变系K305Y1405和K305Y1407表现较好,与测验种间的产量杂种优势较强。R08诱变系中分别有20个组合和5个组合的分类对照优势和统一对照优势正向显著,诱变系R08Y1435表现较好,与测验种之间杂种优势较强。组合HN231×K305Y1405、K389×K305Y1403、HN231×R08Y1435、 HN231×R08Y1439、K389xR08Y1439等自身产量较好,杂种优势较强,利用价值较高。综合分析表明,诱变系R08Y1435与R08有5个SSR遗传位点差异,在分子水平上与R08存在较大的遗传差异,单株产量GCA效应值极显著高于自交系R08,抗旱性与R08一致,均为中等抗旱材料;诱变系K305Y1405和K305Y1407分别有5个和3个SSR位点存在差异,单株产量GCA效应均极显著高于K305,抗旱性与K305相当,表明它们是改良效果较好的诱变系,应用潜力高于相应基础材料,在实践中可加强应用。诱变系组合K389×K305Y1403、R08×K305Y1405和21-ES×R08Y1431的单株产量较好,单株产量SCA效应值为正值,与相应基础材料组合间存在显著或极显著差异,分类对照优势正向显著或极显著,统一对照优势均大于6%或显著增高,是优良的组合,在育种实践中应加强选择,有可能选育出较高产的玉米新品种。
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