10份贵州常用玉米自交系丝黑穗病抗性鉴定 及遗传多样性分析

[目的]对贵州常用玉米自交系进行丝黑穗病抗性鉴定、主要农艺性状评价及SSR遗传多样性分析,为贵州玉米的抗丝黑穗病基因挖掘及优质抗性种质资源创建提供参考依据.[方法]以10份贵州常用玉米自交系材料为研究对象,于2016—2017年分别在贵州安顺市平坝实验基地及贵阳市花溪区贵州大学鱼塘教学试验场进行丝黑穗病抗性鉴定;采用136对条带清晰、重复性好的SSR分子标记对供试材料进行PCR扩增检测,并运用POPGENE 32和NTSYS-2.10e进行遗传多样性和聚类分析.[结果]连续两年两地的玉米丝黑穗病抗性鉴定结果表明,自交系T32和齐319表现为稳定高抗,感病率为0;自交系J51和J106表现为高感,平均感病率分别为64.18%和48.62%,其余6个自交系表现为感病.10份贵州常用玉米自交系材料在贵州地区均能正常成熟,其中以T32的综合表现较突出,为贵州优势种质材料,J51、J106和双M9次之,齐319的表现相对较差.136对SSR分子标记从10份贵州常用玉米自交系材料中共检测到567个等位基因,平均为4.17个;Nei's基因多样性指数(H)为0.180~0.500,平均为0.328;多态性信息量(PIC)为0.150~0.920,平均为0.656;多态性最好的SSR分子标记为umc1795.以相似系数0.658为界,10份贵州常用玉米自交系可划分为三大类:类群Ⅰ包括苏11、T32、S37和双M9,均具有热带血缘;类群Ⅱ包括齐319、J106、HC、郑58和QL16,均具有温带血缘;类群Ⅲ为贵州地方种质J51.[结论]贵州常用玉米自交系材料具有较广泛的遗传基础,可满足玉米育种对亲本遗传差异的基本要求.尤其是自交系T32高抗玉米丝黑穗病且在贵州山区具有良好的适应性,为热带血缘Suwan选系,明显区别于改良Reid选系、先锋选系、美国杂交种选系及贵州地方种质,可优先用于贵州地区抗丝黑穗病基因发掘、杂交种改良及优良抗性种质资源创建.     

玉米第8染色体单片段代换系的构建与灰斑病抗性材料筛选

以贵州省常用玉米自交系T32为供体,J51为受体,通过连续多代回交并结合分子标记辅助选择,获得了23个玉米第8染色体单片段代换系。采用自然接种法对该群体进行灰斑病抗性鉴定,并选用在两亲本间均具明显多态性差异的65对SSR标记进行代换系的跟踪检测,通过第8染色体上的29个SSR标记对代换系供体片段进行遗传结构分析。结果表明,23个染色体单片段代换系中供体代换的位点不同,代换片段长度为10.40~129.70 cM,平均长度为36.99 cM,导入片段总长850.67 cM,对第8染色体的覆盖率为80.80%。自然接种灰斑病菌后产生了抗、中抗、感、高感4种表型,其中H3系和H17系发病程度较低,2年的病级均值分别为2.85、2.90,表现为抗病。研究筛选出的2个抗性株系可作为后续研究材料,为玉米灰斑病抗性基因挖掘与抗病育种创建基础。     

玉米株型相关性状的QTL定位

玉米株高、穗位高和雄穗分枝数是影响玉米抗倒伏性、耐密性、植株透光率及生产潜力的重要株型性状。因此,本研究以自交系T32和黄C为亲本组配了F₂和F_2:3群体,利用完备区间作图法对株高、穗位高和雄穗分枝数进行QTL检测和效应值分析。结果表明,F_2:3家系在三个环境中共检测到10个QTL位点,单一环境下单个QTL的表型贡献率介于5.84%~11.03%之间。其中,株高受部分加性效应(A)、显性效应(D)、部分显性效应(PD)和超显性效应(OD)的调控;穗位高受到部分显性效应(PD)、显性效应(D)和超显性效应(OD)的调控;雄穗分枝数受到加性效应(A)、部分显性效应(PD)和超显性效应(OD)的调控。两个环境条件下调控株高和穗位高表达的QTL,分别位于Bin3.06(bnlg1350~phi102228)和Bin4.05~Bin4.06(umc2391~umc2283)同时调控株高和穗位高。三个环境条件下调控穗位高和雄穗分枝数表达的QTL,分别位于Bin8.05(umc1121~bnlg1782)调控穗位高、Bin8.07(bnlg1065~bnlg1823)调控雄穗分枝数。通过在不同环境条件下稳定检测到的株高、穗位高和雄穗分枝数QTL位点,以期为玉米相关性状的遗传研究、精细定位及基因克隆提供有益参考。