玉米自交系遺傳多樣性與表型性狀關(guān)聯(lián)分析及分子ID構(gòu)建.pdf

1、研究玉米自交系遺傳多樣性、劃分玉米雜種優(yōu)勢類群及雜種優(yōu)勢模式,應(yīng)用于玉米自交系的選育、改良、創(chuàng)新及優(yōu)異種質(zhì)資源挖掘、利用,可提高組配玉米雜交種的效率、縮短育種年限,是玉米育種工作中的重要基礎(chǔ)性研究;玉米重要性狀QTL定位是利用分子標(biāo)記輔助選擇的前提條件,對于提高育種準確性和預(yù)見性有重要意義。
　　 本論文研究目的是以我國部分重要玉米自交系、大面積推廣雜交種的親本、自選自交系等為研究對象,基于遺傳距離劃分優(yōu)良玉米種質(zhì)雜種優(yōu)勢群,探

2、討雜種優(yōu)勢模式。利用257份玉米自交系構(gòu)成的自然群體為供試材料,選取64對核心SSR標(biāo)記進行遺傳多樣性分析,應(yīng)用STRUCTRE軟件對257份玉米自交系構(gòu)成的自然群體進行基于數(shù)學(xué)模型的類群劃分,并計算材料相應(yīng)的Q值(第I材料其基因組變異源于第k群體的概率),利用TASSEL軟件中的GLM(General Linear Mode)程序,各個體的Q值作為協(xié)變量,將農(nóng)藝性狀表型數(shù)據(jù)對標(biāo)記逐一進行回歸分析,確認各性狀關(guān)聯(lián)位點并計算位點對表型的解

3、釋率,采用資源特征分析軟件(IDAnalysis1.0,軟件登記號:2007SR11870)建立品種分子ID,以最少的引物來區(qū)分品種。本論文主要結(jié)論如下:
　　 (1)目前,選育高產(chǎn)玉米自交系應(yīng)以盡量延長生育期為主,增加穗長及百粒重,以其他性狀適中為選擇目標(biāo)。選育品質(zhì)優(yōu)良的玉米自交系應(yīng)定向選擇穗粗與株高較佳的種質(zhì),其次為生育期、行粒數(shù)與穗粗,平衡其他農(nóng)藝性狀的選擇,根據(jù)品質(zhì)性狀及與其相關(guān)性狀之間的關(guān)系選用適宜的種質(zhì),協(xié)調(diào)所有影響

4、因素,加快選育優(yōu)良玉米自交系的進程。
　　 (2)基于SSR標(biāo)記的遺傳距離,將供試材料劃分為PA、BSSS、旅大紅骨、塘四平頭、Lancaster、PB六個類群。聚類結(jié)果與自交系系譜關(guān)系基本一致。本研究中Lancaster可定為A群,塘四平頭與旅大紅骨可歸為B群,PA、PB可歸為C群即PN類群,而BSSS類群由于與其他類群差異較大歸為D類群,這樣可將供試材料歸為4大類群,共6個亞群。我國玉米種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)相對狹窄,因此簡化類群

5、劃分數(shù)目,有利于探索雜種優(yōu)勢模式。核心SSR標(biāo)記對于劃分雜種優(yōu)勢群有顯著的鑒別能力。
　　 (3)64個SSR位點中,有43個標(biāo)記位點與24個性狀相關(guān)聯(lián),其中19個位點的變異分別與14個表型性狀在P＜0.01水平上呈極顯著相關(guān),其它標(biāo)記與各性狀均顯著相關(guān)(P＜0.05);與農(nóng)藝、品質(zhì)性狀相關(guān)聯(lián)的位點(次)累計有80個,與品質(zhì)性狀相關(guān)聯(lián)的位點(次)累計有7個,關(guān)聯(lián)位點數(shù)目上品質(zhì)性狀遠少于其他農(nóng)藝性狀;關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)的主要性狀SSR位

6、點數(shù)目遠多于相同大小家系群體定位所得位點數(shù),同一性狀的關(guān)聯(lián)位點在連鎖群上分布較集中,如與生育期關(guān)聯(lián)的位點多分布在Ch7群體上,這可能與此連鎖群上使用標(biāo)記較多有關(guān);同一個位點與多個性狀關(guān)聯(lián)很普遍,這些性狀一般為同一類性狀,如umc1741與株高、全株葉數(shù)、穗位及穗長關(guān)聯(lián),Ch7連鎖群上的umc2160、umc1545與生育期關(guān)聯(lián)同時也與穗行數(shù)相關(guān)聯(lián),這說明玉米表型性狀相關(guān)有其內(nèi)在遺傳因素。綜合分析表明:與株高、穗位、穗長、穗行數(shù)等性狀相關(guān)

7、聯(lián)的標(biāo)記較多,與脂肪含量、蛋白質(zhì)含量等性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記較少,應(yīng)該在試驗群體內(nèi)增加品質(zhì)性狀變異程度較大的試驗材料,同一條染色體上存在一個或多個與農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點,不同染色體上存在與同一性狀關(guān)聯(lián)的標(biāo)記,這與玉米數(shù)量性狀的QTL定位大體一致。
　　 (4)通過SSR分子標(biāo)記技術(shù),采用資源特征分析軟件(IDAnalysis1.0)對257份玉米自交系進行分析表明,僅需10對引物可將供試品種完全區(qū)分開,用這10對引物共同擴增同一品種