玉米不育系回交转育群体背景选择效果的研究

以玉米细胞质不育系cms-合344为供体亲本、辐63018为轮回亲本,构建BC_1和BC_2群体,研究利用SSR标记进行遗传背景选择加速回交转育不育系的效果。选用两亲本间多态性好的并覆盖玉米10条染色体的60个SSR标记进行轮回亲本的遗传背景分析。结果表明,对两群体遗传背景回复率分析,86株BC_1群体背景回复率平均值为74.41%,63株BC_2群体背景回复率平均值为87.36%,BC_1群体表型与分子标记辅助选择相似度均较高的株系有9株,BC_2有8株。对两群体进行不同标记数目分析,两群体中使用40个标记与总数60个标记所计算的背景回复率基本相同,相关系数分别达到0.96和0.95以上。     

玉米叶片基因组快速提取方法研究

SSR(Simple Sequence Repeat)分子标记技术已经成为玉米常规育种某些性状辅助选择的重要手段,需要对大量个体样本进行标记分析。高效、快速提取植物组织基因组DNA是关键的技术环节。本研究以高油玉米回交世代群体25～30d单株幼叶为材料,建立以EDTA、CTAB、KCl为主要试剂,结合组织研磨棒液氮研磨为主要步骤的基因组DNA快速提取方法,并探讨了将提取的DNA应用于SSR分子标记辅助选择的可行性。     

基于基因组重测序信息构建玉米第5染色体的片段代换系

利用玉米自交系齐319与郑58杂交衍生的重组自交系群体,通过筛选剩余杂合体(RHL)以达到快速构建CSSLs的目的。在接近纯合的重组自交系群体中,结合基因组重测序信息扫描玉米第5染色体上的In Del位点,定点开发分子标记,筛选剩余杂合体进行自交快速获得了多个位点的染色体片段代换系。在玉米5号染色体的19 130 718 bp~214 379 898 bp区间内,共获得41个染色体片段代换系。两个染色体片段代换系位点间的间距为0.2~26.4 Mb,平均为2.5 Mb。其中8个染色体片段代换系群体中只含有1个多态位点,为单片段代换系。本研究所建立的CSSLs可为玉米第5染色体上QTL的精细定位及功能分析提供支撑,并为玉米育种提供中间材料。     

不同供体对玉米自交系QR273的改良效应

基于田间试验统计和SSR标记的遗传多样性分析,分析4个供体对优良热带玉米自交系QR273改良效应。结果表明,不同供体间的6个性状在P=0.05水平上存在显著差异,以自交系QB572、QB576和T32为供体,改良系与QR273在穗长性状上有不同程度的减少;在穗粗和穗行数上多数改良系得以提高。不同供体大多数性状的表型变异系数变化幅度小,比对照增产10%以上的组合均由供体QB576和T32所提供。基于SSR分子标记分析结果,从146对引物中用筛选出的清晰稳定的引物42对,对33份供试材料进行同源性位点扩增,共检测到162个等位基因变异,平均每个点检测到等位基因数位3.9个,变化范围1~6个。每个位点的PIC值变幅为0.079 5~0.515 9,平均为0.283 8。通过UPGMA和主坐标分析,将供试材料被划为4个类群,第Ⅰ类群包括除QB2147、QB2188、QB1955、QB2163和QB2164外其他QR273改良系;第Ⅱ类群为QB2147;第Ⅲ类群为QB2188、T32、QB572和QB576;第Ⅳ类群为QB1955、QB2163、QB2164和QB48。     

郑58和掖478玉米自交系基因组差异性分析

采用SSR标记对我国核心种质郑58和掖478进行基因组差异性分析。结果表明:200对引物中有57对引物具有多态性,多态性标记比率达到28.5%,遗传相似度为71.5%。200对引物共计扩增出424个SSR等位性片段,其中有113个多态性等位片段,遗传杂合度为26.7%,遗传相似度为74.3%。SSR多态性标记在不同染色体上呈现不均匀性分布,在同一染色体上不同区域分布密度不同,具有多态性标记集中区域,基因组差异可能与自交系配合力变化有关。     

基于玉米87-1综3单片段代换系的穗长QTL分析

以优良玉米自交系综3为供体、87-1为受体,利用回交和SSR标记辅助选择相结合的方法,获得了51份纯合的染色体单片段代换系(Single Segment Substitution Line,SSSL),每个SSSL内只含有一个来源于供体的染色体片段。51个代换片段不均匀分布在玉米10条染色体上,代换片段长度在1.75～172.45 cM之间,平均长度为24.44cM。覆盖玉米基因组的总长度为933.90 cM,覆盖率为40.20%。2008年在郑州利用17份SSSL材料及在三亚利用39份SSSL材料对玉米穗长进行了1年2点的表型鉴定,共检测到20个穗长QTL,加性效率百分率在-12.10%～19.18%之间。结果表明,这些单片段代换系存在较大的遗传变异,是用于玉米复杂性状的QTL鉴定、基因克隆及功能分析的理想材料。     

玉米自交系08-641不同选择方向回交改良后代主要性状的配合力

利用不完全双列杂交设计对玉米自交系08-641(R08)不同选择方向回交改良后代主要性状的配合力进行分析。结果表明,两种选择方向的回交后代均能在相当程度上保持轮回亲本R08的一般配合力(GCA),以种子形状和颜色不似R08为标准选择得到的回交后代株系GCA有所提高的性状相对略多于以种子形状和颜色似R08为标准选择得到的回交后代株系,部分回交后代部分性状GCA显著降低。改良系BCML50主要性状一般配合力高,且与测验种RP125有较高的特殊配合力,是优良的改良系。     

玉米同核异质不育系与测验系杂交不同回交后代的育性观察

本研究是以3个测交组合的不同回交世代为材料,对其育性表现进行了比较与分析。结果表明：育性表现不仅受细胞质影响,也受细胞核影响,是质核互作的结果;分离世代的育性表现不符合孟德尔式的分离比例,随不育系核组成比例的不同而不同,育性表现为一种数量性状;育性恢复可能存在有杂种优势现象和配合力效应的问题。     

基于60K芯片的玉米回交群体精准背景选择策略

利用Maize 6H-60K芯片对京724/京92/京92的BC1代群体进行分子标记辅助背景选择,结合SNP数据特征和回交群体分离特征,开发出一套精准背景选择策略(ABSS:Accurate Background Selection Strategy)及相关算法。从统计结果中选取背景回复程度最高的一批单株作为下一代回交群体的亲本材料。基于Maize 6H-60K芯片分析和筛选产生的28 910个多态性位点,可以对727个样品的背景回复程度进行精细排序,样品背景回复率大部分分布在0.30～0.75(约占样品总数的94.1%),背景回复率在0.75及以上的样品比例为1.8%。通过分析回交群体重组交换规律以及背景回复率与株高的相关性,进一步验证Maize 6H-60K芯片数据和ABSS的准确性。利用Maize 6H-60K芯片结合ABSS可以精细选择背景回复程度高、重组交换频率相对较低的单株,显著提高背景选择效率,为设计玉米回交群体规模提供参考价值。     

3个不同玉米基础群体及其改良后代遗传变异的SSR分析

基于微卫星(SSR)标记的遗传参数评估,分析了3个玉米人工合成群体GP3、GP4和GP5及其经2轮、4轮控制双亲混合选择改良后代的遗传变异。结果表明:40对SSR引物在基础群体及其改良后代中共检测到287个多态性位点,每个SSR标记的等位基因数为4～12个,平均7.18个;群体GP3及其改良后代的多态性位点数略高于GP4、GP5及其相应的改良后代,GP3、GP5群体随改良代数增加其多态性位点数呈略增趋势;群体GP3和GP4改良后代的群内遗传相似系数呈渐增趋势,而GP5则变化不大;GP3和GP4的群体基因型数随改良代数增加呈略减趋势,GP5呈略增趋势;GP3群体改良后代的遗传多样性指数变化呈下降趋势,GP4和GP5群体改良后代的变化呈上升趋势;3个群体的群内遗传变异均明显大于群间遗传变异;群体GP3的有效等位基因数为先减后增,GP5为连续略增,GP4呈略减趋势;群体GP3、GP5改良后代的实际基因杂合度和有效基因杂合度无明显变化,而GP4改良后代的变化呈略减趋势。     

用SSR标记进行玉米功能基因定位及QTL分析

回顾了近年来国内外利用SSR标记研究玉米的功能基因定位及QTL分析的一些研究进展,着重评述了SSR标记在玉米产量性状基因、干旱耐受性基因、抗病抗虫基因及育性恢复基因的定位及QTL分析的主要研究结果,并对SSR标记在玉米功能基因定位及QTL分析中的应用前景进行了展望。     

SSR标记在玉米遗传育种中的应用

微卫星标记(SSR)是一种共显性标记,具有重复性好、可靠性高和多态性丰富等优点,在玉米的遗传育种中具有重要的作用。阐述了SSR标记的原理与方法,概括了其在玉米种质资源多态性、遗传图谱构建及基因定位、品种纯度检测方面的应用。     

利用SSR标记划分黑龙江省中早熟玉米自交系杂种优势群的研究

利用SSR标记研究了25个玉米自交系的遗传变异,初步进行了杂种优势群划分。从100对SSR引物中筛选出80对扩增产物具有稳定多态性的引物,80对引物在供试材料中共检测出361个等位基因变异,平均每对引物检测到等位基因数位4.513个,变化范围在2～8个,多态性信息含量变化范围为0.298～0.827,平均多态性信息量为0.615。25个自交系之间的遗传相似系数变化范围为0.554～0.939。UPGMA聚类分析结果表明,供试自交系可分为4大类群(6个亚群),分类结果与系谱基本一致。     

利用SSR标记分析玉米P-162近缘系的遗传多样性

利用SSR标记技术分析47个玉米P-162近缘系的亲缘关系及遗传多样性,研究P-162自交系的亲缘关系。结果表明,22对多态性较好的随机引物中共检测到154个等基因变异,每对引物检测到等位基因3~12个,平均7.48个。利用UPGMA聚类分析法将供试自交系划分为7类,47个玉米P-162近缘系材料之间具有一定的遗传差异,总体供试材料遗传基础相对较狭窄。     

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。     

玉米分子遗传图谱的构建

以R15(抗)和Ye478(感)为亲本配制F2分离群体并以该群体为作图群体。利用778对SSR引物对亲本R15、Ye478之间的多态性进行了检测,筛选出159对多态性SSR引物用于F2群体分析。利用这159对(20.4%)多态性标记构建玉米的遗传连锁图谱,其中有9个SSR标记没连锁上。其余150个标记分布于玉米的10条染色体上,覆盖玉米基因组1775.7cM,标记间平均距离为11.8cM。     

基于SSR标记的玉米丝黑穗病抗性的关联分析

选取玉米染色体上的2.09、3.04、3.05 3个区段的55个SSR标记对16份抗感玉米丝黑穗病的玉米自交系基因组DNA进行扩增,并对SSR分子标记基因型与丝黑穗发病率进行关联分析。结果表明,40对SSR引物多态性较好,检测出的等位基因数为2～5个,平均为3个,多态性信息量(PIC)为0.180～0.765,平均为0.562。初步确定与玉米丝黑穗病相关程度达显著以上的标记14个,占多态性标记的35%。其中,标记umc2077和umc1525与玉米丝黑穗抗性相关呈极显著水平,可进行辅助选择研究。     

玉米花期性状的主效SSR标记筛选

根据国内外已发表的与玉米花期相关性状主效QTL(贡献率10%)连锁的SSR标记中,选取30对SSR标记引物,筛选玉米花期性状的主效SSR标记。选用花期不同的玉米自交系P014、P037、E1312为亲本,分别组配得到两个杂交后代F1(P014×E1312)和F1(P037×E1312),F1经自交获得两个F2(P014×E1312)、F2(P037×E1312)群体为试验材料。利用亲本、F1代对30对引物进行筛选,获得的特异性引物再通过F2群体单株花期性状与单株SSR标记的符合度和准确率验证,筛选出符合率大于50%的主效标记。结果表明,bnlg1505、bnlg1666、umc1663、bnlg128为玉米花期性状的主效SSR标记,其中,标记bnlg1505适用于筛选抽雄期晚、散粉期晚、吐丝期晚的材料,筛选准确率分别为56.5%、65%、60%;标记bnlg1666适宜用于筛选散粉期早、吐丝期早的材料,筛选准确率分别为65%、57.5%;标记umc1663和bnlg128适用于筛选散粉期早的材料,筛选准确率为68%和61.5%。     

利用SSR标记划分玉米自交系杂种优势群的研究

利用SSR标记对64个玉米自交系进行了杂种优势群的划分。20对SSR引物在供试材料中共检测出96个等位基因的变异,每对引物检测出等位基因数2～9个,平均4.36个。多态信息量变化范围为0.22～0.86,平均多态信息量为0.61。UPGMA聚类分析结果表明,供试自交系可分为8大类群,分类的结果与系谱关系基本一致。