中国不同时期玉米自交系聚类及杂优模式分析

以我国不同年代广泛推广玉米品种的32个自交系为材料,利用40对引物对每个自交系的单株样品进行SSR标记遗传多态性聚类分析,结果表明：32个自交系基本可以划分为6大类群,Ⅰ类为唐四平头群,包括黄早四、黄野四、昌7-2、吉444、西502、K12、掖81515和LX9801;Ⅱ类为改良Reid群,包括掖478、郑58、U8112、C8605-2和PH6WC;Ⅲ类为P类群,包括豫自87-1、沈137、齐319、X178和丹598;Ⅳ类为综合杂优群,包括矮金525、掖52106、综31和黄C,该类群与改良Reid群血缘相对较近;Ⅴ类为Lancaster群,包括本7884-7ht、C103、Mo17、Mo17ht、获唐黄、自330和PH4CV;Ⅵ类为旅大红骨群,包括E28、丹340和掖107。聚类结果与系谱来源基本一致但存在差异性,说明SSR标记技术基本可以应用于玉米自交系优势类群的划分。分析我国不同年代单交种杂种优势模式演化规律,认为Reid×唐四平头、Reid×Lancaster是今后我国玉米育种杂种优势利用的主流模式。     

利用SSR 标记研究玉米DH 系的类群划分

利用SSR标记从分子水平上对来源先玉335的100份双单倍体纯系(DH系)及其双亲(PH6WC×PH4CV)和15份国内骨干自交系进行遗传关系类群划分。UPGMA聚类分析结果表明,PH6WC划分为Reid群,PH4CV划分为Lancaster群;100份DH系划分为偏母本群、偏父本群和中间群3个类群。100份DH系与17份自交系一起进行聚类分析,117份材料聚为7大类群,先玉335的双亲及其后代DH系聚为一个新的群,类群划分的结果与17份自交系类群划分结果不一致。一定数量同一来源的DH系或新选自交系与骨干自交系放在一起进行聚类分析时,由于材料间的遗传关系相对较近,从而可能形成新的类群。     

新选优良玉米自交系SSR遗传多样性分析

利用SSR标记技术研究了59份新选玉米自交系的遗传多样性,用58对SSR引物共检测出681个等位基因变异,每对引物检测到等位基因2～25个,平均为11.7个。聚类结果表明,大部分玉米自交系聚到4大常见类群,其他少部分材料形成单独的类群。所有材料中4大类群的占78%,其中Reid类群约占51%,且在相似系数0.727处又分为2个亚类,说明这部分材料亲缘关系较近,但也有一定的遗传差异;其他类群约占22%,说明这些材料与其他材料之间遗传差异较大。从系谱的亲缘关系分析,部分已知自交系其SSR聚类结果与系谱追踪结果有较好的一致性。     

利用SSR标记分析高油玉米与普通玉米自交系间的遗传关系

利用120对SSR引物分析10个高油玉米自交系及其与21个属于不同优势类群普通玉米自交系间的遗传关系,并初步进行了种质类群划分。结果表明,供试自交系共检测到429个等位基因变异,平均每个位点的等位基因数为3.56个,多态性信息量为0.12～0.85;遗传距离为0.10～0.72,平均为0.57。聚类结果表明,两类自交系间遗传差异明显;高油玉米自交系与各普通玉米自交系以及不同优势类群普通玉米自交系间均存在较大遗传差异;普通玉米自交系聚类结果与生产上利用高优势杂交种的组配效果相吻合,高杂种优势组合的双亲自交系均属于不同类群,而在同一类群自交系间尚未组配出具有高杂种优势的组合。     

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。     

玉米自交系的星座图聚类分析

用星座图聚类的方法对28个玉米自交系进行了分析。结果表明：①计算所得的综合值可以客观地度量玉米自交系的综合性状,且玉米自交系的综合值具有相对的稳定性;②依综合值的大小,可以把28个参试玉米自交系划分为性状各异的6个类群或简单地划分为优良、一般、较差3个等级;③星座图聚类是表型性状的聚类,聚类结果与自交系间的血缘无必然的联系。     

几个常用玉米自交系优势群划分的初步研究

对10个常用玉米自交系进行完全双列杂交，以杂种优势距离为指标进行聚类分析．结果表明，10个自交系可划分为5类，即818、330为一类群；Mo17、龙抗11、龙抗92为一类群；系14、龙抗31B、龙抗56A为一类群；8112和黄早四各成一类。各类群间有着不同的遗传背景，类群间平均优势值较高，类群内优势值较低．     

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。     

我国西南玉米杂种优势群及其杂优模式研究与应用的回顾

四川农业大学于上世纪80年代,提出直接从热带种质选育自交系与温带种质自交系杂交,将温、热带种质的优点结合到杂交一代的西南玉米育种新思路,从Suwan-1群体中成功选育了自交系S37(苏37),构建了"温带种质自交系×热带种质自交系"的杂优模式。在此基础上,不断总结西南玉米育种的成功经验,经过研究和发展,又提出将西南玉米育种用种质划分为Reid(瑞德)、Non-Reid(非瑞德)和Tropical(热带)3个类群,其两两组配,可构成"Reid×Non-Reid(浅丘、河谷组配模式)、Reid×Tropical和Non-Reid×Tropical(深丘、山区组配模式)"三角形杂优组配模式。本文系统回顾了我国西南玉米育种中热带种质利用、杂种优势群划分及杂优模式研究与应用的发展历程,并对今后的发展趋势进行分析。     

山东省玉米种质基础及杂种优势模式分析

对山东省的主要玉米自交系种质类群及主要玉米杂交种的杂种优势模式进行了分析,将主要亲本自交系划分为改良Reid、Lancaster、四平头、旅大红骨及其它种质5个杂种优势群,其中改良Reid和四平头杂种优势群在玉米育种中起着主导作用.杂种优势利用模式,80年代以四平头×其它种质、改良Reid×四平头和四平头×Lancaster为主,进入90年代以来,改良Reid×四平头成为主导模式.     

黄淮海地区主要玉米自交系的SSR遗传多样性分析

利用70对SSR引物研究了我国黄淮海地区63份玉米自交系的遗传多样性。共检测出277个等位基因变异,每对引物检测等位基因2～7个,平均3.96个,每个位点的多态性信息量介于0.177～0.827,平均0.581。63份自交系之间的遗传相似系数变化范围在0.62～0.91。聚类分析表明,63份自交系被划分为4个群。在黄淮海地区利用的骨干种质为PA(Reid)、塘四平头(D)和PB(non-Reid),杂种优势模式主要为PA×塘四平头。群内平均遗传相似系数高于群间的平均遗传相似系数,生产上主要推广杂交种的亲本自交系大多来自不同杂种优势群。提供27对区分能力强的SSR引物,用于供试自交系的快速聚类,结果与系谱来源及70对引物的聚类结果基本一致。     

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。     

21个玉米自交系主要性状及杂优类群分析

采用表型性状分析与分子标记方法对21个玉米自交系主要农艺、经济性状及杂优类群进行研究。结果表明,供试自交系主要性状基因型间存在真实的差异,但多数性状同时受播种季节和基因型与播种季节互作的影响较大。供试材料中,中秆中产型自交系所占比例较大,高秆高产型和中秆高产型自交系所占比例较小,矮秆自交系无一属于高产型。综合分析表明,6054、6070、48-2、6057和RP128属主要农艺、经济性状综合表现较优的自交系。SSR标记分析表明,供试自交系间的遗传距离变幅为0.51～0.91,平均遗传距离为0.71±0.0181,按UPGMA法进行聚类可将其划分为5个类群,其中自交系P14可能属于新的杂优类群。     

RAPD标记对喀斯特高海拔山区适宜玉米自交系遗传多样性的研究

利用RAPD分子标记技术研究了我国喀斯特高海拔山区适宜玉米自交系的遗传多样性,用23条引物对我国喀斯特高海拔山区适宜玉米自交系进行遗传多样性研究和杂种优势群划分。从90个随机引物中筛选出23个多态性好的引物扩增材料,产生出201条多态带,多态性位点比率为81.6%,通过UPGMA聚类分析,将我国喀斯特高海拔山区玉米地方自交系划分为7个类群。     

吉林省玉米骨干亲本的亲缘系数分析

对吉林省1978～2012年获奖的71个普通玉米品种亲本自交系中的93个自交系进行亲缘系数分析,探讨其遗传多样性。结果表明,供试材料COP值变异范围为0～0.937 5,平均值为0.028 5。利用自交系间遗传距离,采用兰氏距离类平均法进行聚类分析,将供试材料聚为6个类群,A类群包括黄早四、自330、428等20个自交系;B 类群包括81162、四273、丹340 等8 个自交系;C 类群包括Mo17、吉846、吉63 等15 个自交系;D 类群包括U8112、铁7922、沈5003、K10、7884-7Ht等21个自交系,除长3和英64外,均含有国外玉米种质的血缘;E类群只有1个自交系丹599-20-1单独聚类;F类群共有28个自交系,包括国外杂交种选系14个,地方品种选系4个,未知来源自交系2个,综合种选系1个。     

玉米不同种质对粗缩病的抗性鉴定和分析

研究玉米不同种质类群内和类群间选系对玉米粗缩病的抗性。结果表明,不同种质自选自交系对玉米粗缩病抗性有明显差异,初步认为塘四平头群和P群总体最好;Reid群较差;旅大红骨和Lancaster群抗感病表现相差不大,说明玉米种质(遗传基础)对粗缩病的抗性起重要作用。     

外引青贮玉米自交系的遗传关系分析

为提高对引进青贮玉米种质资源的利用效率，使用48K的液相基因芯片技术，对38份青贮玉米种质进行全基因组鉴定并开展群体遗传结构分析。结果表明，自交系间的遗传相似度在0.431 4～0.982 8，在遗传结构上可以分为4个亚群，各亚群间遗传关系较远，具有较好的育种潜力。综合分群结果表明，其中有10个自交系属于欧洲硬粒血缘，属于PB群的有8个自交系，属于Reid群的有5个自交系，属于旅大红骨群的有2个自交系，属于SS群的有1个自交系，属于SPT群的有1个自交系。11份材料血缘关系较为复杂，未检测出主导血缘。     

应用清蛋白PAGE技术进行玉米自交系类群划分的初步研究

利用改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对12个玉米自交系子粒清蛋白进行分析,结果共分离出24条谱带,其中公共谱带4条,占16.7%,多态性谱带20条,占83.3%,平均每个自交系分离出1.7条多态性谱带.通过电泳谱带进行聚类,可将12个自交系分为4大类:第Ⅰ类为478、8112、冀815和冀53;第Ⅱ类为黄早4、502、冀35、京404、81515和52106;第Ⅲ类为丹340;第Ⅳ类为Mo17.聚类结果与已知系谱来源基本吻合,表明改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术在玉米自交系类群划分上的应用是基本可行的.     

玉米抗锈病自交系种质的发掘与评价

选用遗传育种上较为常用的184份玉米自交系(包括121份普通玉米和63份糯玉米),在两个环境下对锈病抗性进行鉴定,共筛选出K22、齐319、T2等18份高抗系和农大1145、中128、R-8等18份抗病系,普通玉米自交系中高抗和抗病的占26%,糯玉米自交系中只占6%。基于SNP标记基因频率的系统聚类将184份自交系划分为9个类群,从血缘类群上来看,普通玉米自交系中P类群最抗,塘四平头类群锈病抗性最差;糯玉米自交系中热带类群抗性稍好,所有类群间病情指数差异均达到极显著水平。     

利用SSR标记研究85个玉米自交系的遗传多样性

利用均匀分布在玉米基因组上的70对SSR引物研究了73个国内外早熟类群玉米自交系、6份CIMMYT标准测验种和6份国内标准测验种的遗传多样性。研究结果表明，70对引物在供试材料中共检测出286个等位基因变异，每对引物检测出2～8个等位基因，平均4.1个。每个位点的多态性信息量(PIC)变化为0.18～0.81，平均为0.58。85个自交系之间的遗传相似系数变化范围在0.43～0.93之间，平均为0.66。UPGMA聚类分析表明，85份供试自交系划分为6个亚群合并后为A、B两大类群，主坐标分析结果与聚类分析结果相似，均与自交系系谱来源关系基本一致。外来种质和未知自交系被划分到相应的杂种优势类群。