利用SNP芯片进行玉米遗传多样性和群体遗传结构分析及新品种选育

以瑞德群、兰卡斯特群、旅大红骨群、塘四平头群、PA、PB群、热带血缘群7个类群205份自交系为材料,利用6 973个高质量SNP标记,进行群体遗传结构、遗传多样性和类群间遗传关系分析.结果表明,205份材料可分为7个类群,主等位基因频率平均值为0.726,基因多样性为平均值为0.344,杂合度观测值平均值为0.274,...     

利用SNP芯片对部分黄淮海玉米自交系遗传多样性分析

利用4 434个SNP标记对47份玉米自交系进行种质遗传多样性和杂种优势类群研究。采用Admixture软件对自交系的遗传结构进行分析,采用Treebest软件对自交系进行聚类分析和类群划分。结果表明,47份自交系分为6个类群,分别为瑞德群、兰卡斯特群、塘四平头群、PB群、旅大红骨群和自330亚群。10个自选系组配的杂交种主要利用的杂种优势模式为PB×塘四平头和瑞德×塘四平头,均为近年来黄淮海地区主要利用的杂种优势模式。     

利用SSR标记划分广西骨干玉米自交系的杂种优势群

利用SSR标记对广西骨干玉米自交系进行遗传多样性分析和杂种优势类群划分,60对标准引物在33份供试材料中共检测出233个等位基因,平均多态性信息量为0.77,自交系间平均遗传相似系数为0.49。研究结果表明,这些自交系来源广泛,且具有较好的遗传基础。按照UPGMA方法进行聚类分析,可以将33份玉米自交系分为Ⅰ和Ⅱ两个类群,Ⅰ类群可进一步划分为4个亚群。杂种优势模式可被简化为"A×B"模式,A群包括Ⅰ-Ⅰ亚群、Ⅰ-Ⅱ亚群和Ⅰ-Ⅲ亚群自交系,B群包括Ⅰ-Ⅳ亚群和第Ⅱ类群自交系。     

利用核心SNP标记划分辽宁省常用玉米自交系杂种优势群的研究

利用3个密度的SNP标记对44份玉米自交系进行杂种优势群划分,包括8份对照自交系和36份辽宁省常用育种自交系。利用56k玉米芯片共筛选得到了46 899个高质量的SNP标记,作为高密度SNP标记划分杂种优势群,然后筛选1 008、101个SNP标记分别作为中密度和低密度SNP标记用于分群。结果表明,部分自交系的遗传相似度达到90%以上,不宜作为不同自交系进行育种应用。3个密度下的SNP标记都有效地将待测玉米自交系划分为4个杂种优势群,分别为瑞德群、兰卡斯特群、旅大红骨与塘四平头混合群以及类PH4CV群。对比高密度SNP标记,利用中低密度SNP标记划分的杂种优势群内部分自交系间的遗传距离发生变化,不能精确解析杂种优势群群内自交系的亲缘关系。划分杂种优势群可以采用中低密度的SNP育种芯片;群内自交系亲缘关系的区分应该采用高密度SNP芯片。     

基于SNP标记的玉米自交系遗传多样性分析

以陕A、B群体培育的23份玉米自交系和8个骨干玉米自交系为材料,利用2 846个高质量SNP标记,进行群体遗传结构、遗传多样性和类群间遗传关系分析。结果表明,陕A群体选系的多态性位点2 482个,陕B群体选系的多态性位点2 490个,说明陕A、B群自交系间遗传基础广泛。通过PCA分析,陕A、B群体培育的23份玉米自交系可分为2个部分,陕A群选育的自交系更接近于丹340、郑58、掖478、PH6WC,可归为一类杂种优势群;陕B群选育的自交系更接近于Mo17、黄早四、昌7、PH4CV,可归为另一类杂种优势群。     

利用SNP标记划分甜玉米自交系的杂种优势类群

利用1 031个SNP标记对39份甜玉米自交系进行基因型分析,结果表明,1 031个SNP标记在供试材料中的平均多态性信息含量(PIC)为0.290,最小等位基因频率(MAF)平均值为0.275。39份自交系间遗传距离变化范围为0.032~0.678,平均值为0.430。通过Neighbor-joining(NJ)聚类分析,将供试材料划分为5个类群,分别为华珍母本群、京甜糯2群、彩甜糯群、温带种质群和华珍父本群。5个类群间遗传距离变化范围较小,在0.394~0.445之间。华珍父本群与温带种质群之间的遗传距离为0.394,彩甜糯群与华珍父本群、温带种质群之间的遗传距离为0.445。     

利用SSR标记研究云南玉米骨干自交系的亲缘关系

用SSR标记对云南常用的72个玉米骨干自交系进行亲缘关系的研究。结果表明:①用国内外确定的63对玉米SSR核心引物中筛选的20对核心引物,共扩增出228个等位基因,平均PIC值为0.7099、MI值8.09、I为0.5535、h为0.3745,72个玉米自交系存在丰富的遗传多样性。②选择的云南玉米骨干自交系与五大优势群标准测验种之间的遗传距离表现为四平头群(黄早四(B4))>PN种质(掖478(B20))>Reid群(B73(D19))>Lancaster群(Mo17(B2))>旅大红骨群(丹340(B6))。23.88%～61.19%的云南玉米骨干自交系分别与5大优势群标准测验种间的遗传距离大于平均值0.5431,CX2和CX6与5个标准测验种的遗传距离均大于0.7。③SSR标记结果将72个云南玉米骨干自交系被划分为11个遗传类群,第Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ6个类群共22个自交系没有与已知的优势群标准测验种聚在一起,可能是新的优势类群,对于开发新的玉米杂优利用模式具有重要作用。     

不同来源大麦材料的农艺性状和籽粒蛋白质含量及群体遗传结构分析

为了解大麦农艺性状间的相关性及群体结构,对57份大麦的农艺性状及籽粒蛋白质含量进行测定与分析,并利用SSR标记进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,大麦的穗长与芒长、穗粒数和千粒重显著相关,被测农艺性状均与籽粒蛋白质含量之间无显著相关性。41对SSR引物共检测出171个等位变异,变幅为2~7,平均每个标记4.17个,多样性平均值为0.582;多态信息含量（PIC）介于0.147~0.795之间,平均值为0.530,每个标记遗传多样性组成中获得有效性的平均值为98.29%,Shannon指数变幅为0.297~1.789;遗传相似性指数（GS）变幅为0.566~0.920,平均值为0.696;在GS值为0.667处可将57份大麦材料分为3个类群,每个类群分别包含1、11和45份材料,群体遗传结构分析显示,57份材料被分为3个亚群,每个亚群分别包含21、18、18份材料。     

玉米自交系的保绿性鉴定及其遗传多样性的SSR分析

通过对我国30份常用玉米自交系叶片的保绿性鉴定表明,大部分自交系保绿性一般或较差,筛选出4份保绿性较强的玉米自交系沈3195、沈137、齐319和178。采用40对玉米的SSR引物对30份玉米常用自交系种质进行遗传多样性分析,将30份自交系划分为6个类群,其中,4份保绿性自交系分布在旅大红骨和PB种质群,可用于改良类群内其他材料的保绿性;保绿型自交系沈137、齐319、178来自PB种质,可用来组建保绿群体。     

玉米自交系盐溶蛋白聚类分析

利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶时87份玉米自交系种子的盐溶蛋白进行电泳，将多态性条带作了聚类分析。研究表明，材料间蛋白谱带差异明显，具有良好的遗传多样性。聚类结果显示，87个玉米自交系总体上可划分为两大类群：Reid／非Reid，其中Reid群中又可分为2个亚群。各类群代表自交系的聚类结果与前人研究基本相符，而自选材料的类群划分，为今后进行类群间杂交组配，提供了初步依据。     

玉米自交系耐密性的SNP标记发掘

以238份玉米自交系为试验材料,设置两个种植密度水平,研究不同密度对农艺性状的影响,筛选用于评价玉米自交系耐密性的指标并建立耐密性评价体系。结合关联分析找到相应的SNP标记,将标准化值变异系数较大的指标作为耐密性指标。结果表明,单株产量降幅、秃尖长差值、ASI差值可作为玉米自交系耐密性评价指标。利用建立的评价体系从本试验材料中筛选10个耐密性材料,包括B283-1、良玉S122、丹黄212、L201、D25-2-1-1-1、pr07007-1、pr07438-2-2-1、黄早四、SN7135和Y32-1-1-1-1-1。两个环境条件下,共检测到单株产量相关联的4个较重要的（-Log p>3.0） SNP标记,位于第3、4、5和9染色体上;检测到秃尖长相关联的13个较重要的（-Log p>4.5） SNP标记,位于第1、4、7和10染色体上;检测到ASI相关联的12个较重要的（-Log p>4.5） SNP标记,位于第1、4和8染色体上。     

我国北方部分玉米自交系的遗传多样性分析

利用SSR分子标记技术,分析我国北方部分玉米自交系的遗传多样性。从79对SSR核心引物目录中,选出43对引物对52份玉米自交系进行遗传多样性研究,共检测到174个等位基因位点,每对引物检测到2～8个等位基因,平均每个位点的等位基因数4.35个,平均多态性信息量为0.593。UPGMA聚类分析结果表明,52份自交系划分为兰卡斯特群、瑞德群、旅大红骨群、塘四平头群和综合种群5个类群。生产上主要推广杂交种的亲本大多来自不同的类群。     

高淀粉玉米自交系SSR标记遗传多样性分析

利用70对扩增产物稳定的SSR引物对23份高淀粉玉米自交系的遗传多样性进行研究。结果表明,23份高淀粉自交系被划分为4个类群,高淀粉玉米自交系中含Reid种质的数量12份,含国内种质6份,含有Lancaster种质和PB种质的高淀粉玉米自交系最少。在聚类分析的基础上对高淀粉玉米育种进行初步探讨。     

Genetic analysis of early-maturing maize (Zea Mays L.) inbred lines under stress and nonstress conditions

Early-maturing maize (Zea Mays L.) germplasm developed from diverse sources has the potential for use in developing maize hybrids suitable for increasing maize production in the dry ecologies of eastern Africa. A diallel study was conducted to estimate general combining ability (GCA) of 12 early-maturing maize inbred lines, identify potential single-cross hybrids for use as parents, assess genetic diversity among the inbred lines, and relate genetic distance to specific combining ability (SCA) and hybrid performance. Sixty-six F₁ diallel hybrids were evaluated under optimal and drought stress conditions at four locations in Kenya and Uganda. The parental inbred lines were genotyped using 94 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Additive gene action was more important than nonadditive gene action for inheritance of grain yield (GY) under optimal conditions. However, nonadditive gene effects were more important in the inheritance of GY under drought and across all environments. Inbred lines CKL0722, VL058014, and CZL0724 were among the best with positive GCA effects for GY across both optimal and drought stress conditions. The correlation between SCA and both genetic distance and F₁ GY was significant under both drought stress and across all environments. Inbred lines with desirable GCA effects for GY and other agronomic traits and hybrids with good performance under both optimal and drought stress conditions are potential parents for development of various types of high-yielding, stress-tolerant, and early-maturing hybrids.     

温热带玉米株高的全基因组关联分析

以365份遗传背景丰富的玉米自交系为材料,采用自主研发的55K芯片,在海南三亚、河南新乡和北京顺义3个环境下对玉米自交系株高进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)。结果表明,株高在3个环境下变异非常丰富,有从低纬度到高纬度逐渐增加的趋势,株高在基因型、环境、基因型与环境互作方面均达极显著差异水平。全基因组关联分析表明,不同环境下均检测到与株高显著关联的位点,在第1、3、5、6、7、8号染色体上均发现了显著关联的SNP。新乡和顺义环境下,在bin5.05区段发现了显著关联的SNP;三亚和顺义环境下,在bin6.05区段发现了显著关联的SNP。对关联分析显著的SNP位点比对到B73参考基因组上,在maizeGDB网站上得到22个最可能的候选基因,为探索玉米株高遗传机制提供参考。     

基于SSR标记的148份玉米自交系亲缘关系分析

利用40对核心SSR标记分析148份玉米自交系的遗传多样性与亲缘关系。结果表明,40对核心SSR标记在148份玉米自交系中共检测出136个等位变异,每个SSR标记得出的等位变异总数为2~6个,平均3.4个;有效等位基因数(Ne)变幅为1.232 3~5.005 0,平均2.393 9;基因多样性变幅为0.188 5~0.800 2,平均为0.525 2;引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.178 1~0.770 5,平均0.461 7。利用UPGMA聚类法将148份玉米自交系划分为Reid、旅大红骨、PB、Lancaster、塘四平头、中间类群,共6个类群,其中,主要以Reid、旅大红骨、PB、Lancaster和塘四平头这5个类群为主,种群的划分与系谱基本吻合。