《玉米种质资源精准鉴定与创新利用》

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种质资源精准鉴定是优异种质资源和基因资源发掘的基础,种质资源创新利用是链接种质资源和商业化育种的关键环节。该项目针对中国玉米品种遗传基础狭窄、玉米种质资源利用效率偏低、玉米优异种质共享机制不健全等突出问题,自2006年以来,在国家及省部级相关科研项目的支持下,开展了玉米种质资源的精准鉴定和创新利用,为玉米商业化育种提供了遗传多样性丰富、目标性状突出、基因型明确的优异种质,开发了重要目标性状的分子标记,创建了玉米骨干自交系遗传改良的技术体系,构建了河南省玉米种质资源协作网,破解了玉米优异种质交换的难题,提高了玉米种质资源的利用效率,为该省种质资源学科的科技进步注入了新动力。主要创新点如下:

1.建立了玉米种质资源精准鉴定的技术体系,鉴选出252份优异玉米种质,构建了玉米核心应用种质,为种质资源的高效利用奠定了材料基础。通过将表型鉴定、基因型鉴定和配合力测试三者技术的有机融合,建立了玉米种质资源精准鉴定的技术体系;利用该技术体系对收集到的2491份玉米种质资源进行了精准鉴定,鉴选出252份遗传多样性丰富、目标性状突出、基因型明确的玉米核心应用种质。本套核心应用种质囊括了Reid群、Lancaster群、旅大红骨群、唐四平头群、热带种质、地方品种和野生近缘种;目标性状涵盖了抗旱性、抗茎腐病、抗穗粒腐病、早熟性、籽粒脱水速率、氮高效等。

2.开发了玉米抗旱、抗茎腐病和预测杂种优势相关的分子标记,创建了玉米抗旱、抗病等多基因快速聚合的分子标记选择技术体系,创制了一批在育种实践中得到广泛应用的新种质。基于玉米核心应用种质,发掘出抗旱相关基因8个,抗茎腐病相关基因25个,杂种优势相关基因46个;开发出抗旱相关分子标记18个,抗茎腐病相关分子标记25个,杂种优势预测相关分子标记64个;研发出玉米芽苗期耐旱性评价技术体系1套、玉米茎腐病检测技术体系1套、玉米瘤黑粉检测技术体系1套、杂种优势预测技术体系1套;创建了以骨干自交系为主要遗传背景的多个目标基因快速聚合的遗传改良技术体系,创制出具有育种价值的抗旱自交系7份,抗茎腐病自交系19份,籽粒脱水速率快的自交系22份。多家育种单位利用该项目创制的抗旱自交系直接或间接选育玉米新组合10个,新品种4个;抗茎腐病自交系直接或间接选育的玉米新组合7个,新品种6个。

3.以育种群体为载体构建的河南省玉米种质资源协作网,为玉米种质资源的交流合作与利用提供了重要平台。基于基因型数据分析和配合力测定,利用核心应用种质分别构建了母本群和父本群,以育种群体为载体建立了由12家育种单位组成的河南省玉米种质资源协作网,通过协作网对育种群体进行了种质基础拓展与遗传改良,打通了优异玉米种质交流的屏障,提高了优异种质的利用效率。省内外多家育种单位利用该群体选育自交系24个,培育玉米新组合6个,新品种2个。

该项目共发表学术论文26篇,其中SCI收录论文10篇,中文核心期刊16篇,植物新品种权2项,申请发明专利3项,授权发明专利2项。

成果说明

该项目属于基础性、公益性研究。项目组收集、引进、保存的玉米种质资源属于社会公共产品,在表型鉴定、基因型鉴定和配合力测试的基础上,已经对省内外多家科研单位、高等院校和种子企业进行了发放,同时在2007年在郑州召开了全国的优异玉米种质资源现场展示会。 对于项目组创制的优异玉米种质资源,已经面向省内外20多家有需求的育种单位进行了发放,应用单位利用新创制的抗旱玉米种质累计选育自交系25个,培育优良杂交组合10个,优良玉米品种4个;利用新创制的抗茎腐病新种质累计选育自交系55个,培育优良杂交组合8个,优良玉米品

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