玉米Tuxpeno和Suwan种质改良系农艺性状的分析[1]

第五章玉米种质资源 (1)第一节玉米地方品种资源 (1)一、地方品种资源的征集 (1)二、地方品种资源的整理与类型 (1)三、地方品种的保存 (3)四、地方品种的利用 (4)第二节玉米种质资源的引进和创新 (5)一、国内玉米种质资源的征集和利用 (5)二、国外玉米种质资源的引进和利用 (6)三、玉米种质的改良创新 (9)四、玉米群体改良 (10)第三节玉米种质资源的抗性鉴定 (15)一、抗病性鉴定 (15)二、抗虫性鉴定 (17)三、耐旱性鉴定 (17)四、耐涝性鉴定 (17)五、耐寒（冷）性鉴定 (19)六、耐盐（碱）性鉴定 (22)第五章玉米种质资源第一节玉米地方品种资源一、地方品种资源的征集玉米由南美洲传入我国后，经过长期的天然杂交、自然选择和人为选择，在不同地区形成了大量特定的优良地方品种，如在我国云南等地独有环境下突变形成的糯质玉米资源。

积极搜集、研究、改良这些种质资源，可为玉米育种提供重要的基础材料。

1950年我国首次开展大规模的玉米资源收集整理工作，1978年后又进行第二次收集。

至今已建立目录并入库保存的玉米种质达1.6万余份。

编辑出版了《中国玉米品种志》、《全国玉米种质资源目录》第一、二、三集和《玉米优异种质资源—研究利用指南》，为进一步整理、鉴定和研究利用打下了坚实的基础。

二、地方品种资源的整理与类型对玉米地方品种进行归类是种质资源研究的重要工作之一。

根据植物学特征、生长发育特性及特殊用途，对征集的玉米地方品种进行归类整理，有利于更全面地掌握和了解品种的特征、特性，便于更好地加以研究、改良利用和保存。

（一）按穗部性状分类按穗部性状，玉米资源可归类划分为9个类型（亚种）。

1．硬粒型硬粒型亦称硬粒种或遂石种。

学名Zea mays L. indurata Sturt.。

该类果穗多为圆锥形。

子粒圆形或方圆形，顶部和四周的胚乳均为角质淀粉，只有居中的小部分为粉质淀粉。

子粒颜色可分为黄、白、红、紫等，其中以黄色居多，白色次之，紫色和红色较少。

西南地区糯玉米种质资源的遗传多样性──Ⅰ.农艺性状
黄玉碧;荣廷昭;刘礼超
【期刊名称】《作物杂志》
【年(卷),期】1998(0)S1
【摘要】本文采用主成分分析法研究了29份西南糯玉米种质资源（其中15份来自云南，14份来自贵州）农艺性状的遗传多样性。

结果表明，各性状的遗传差异都很大，其中穗粒重的变异系数达39．98％。

其主要因子是形态及生育期、产量和子粒。

用前两个主成分对29份种质资源进行聚类的结果与地理来源有一定的关系；在早熟矮秆高产类中，云南糯玉米种质资源较多；在中熟中秆高产类中，贵州材料较多。

【总页数】3页(P81-83)
【关键词】糯玉米;种质资源;遗传
【作者】黄玉碧;荣廷昭;刘礼超
【作者单位】四川农业大学数量遗传研究室
【正文语种】中文
【中图分类】S513.01
【相关文献】
1.新疆春小麦种质资源农艺性状和品质性状的遗传多样性分析 [J], 王小国;梁红艳;张薇
2.西藏青稞种质资源农艺性状与品质性状遗传多样性分析 [J], 原红军;曾兴权;王玉
林;徐其君;扎桑;于明寨;顿珠加布;尼玛扎西
3.236份黄瓜种质资源农艺性状的遗传多样性分析及优质种质筛选 [J], 赵陆滟;许俊强;许彬;胡安平;张应华
4.236份黄瓜种质资源农艺性状的遗传多样性分析及优质种质筛选 [J], 赵陆滟;许俊强;许彬;胡安平;张应华
5.黑龙江糜子种质资源农艺性状遗传多样性 [J], 闫锋;李清泉;董扬;季生栋;郑旭;赵蕾
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王　怡，刘守渠，郭　峰，等．山西省不同生态区玉米品种主要农艺性状遗传分析及大斑病抗性评价［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（１４）：７６－８３．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．１４．０１０山西省不同生态区玉米品种主要农艺性状遗传分析及大斑病抗性评价王　怡，刘守渠，郭　峰，任小燕（山西农业大学农学院，山西太原０３００００） 摘要：山西省不同玉米生态区的气候条件存在显著差别，这就导致这些生态区域内的玉米产量差距较大。

为了能够选育出适合不同区域生长的玉米品种，以１２７个玉米品种为试验材料，在山西省的４个生态区进行为期３年的种植试验，通过使用分析软件ＳＰＳＳ２２．０对山西省４个玉米生态区品种的产量及多个主要农艺性状进行回归分析与通径分析，并对不同生态区内玉米品种对大斑病的抗性结果进行了分析。

结果表明，根据不同生态区气候条件、地理位置以及积温情况，山西省南部复播生态区在选择玉米品种方面应当考虑穗行数多、长穗、百粒质量高且行粒数多的品种，且百粒质量与产量间的相关系数最高，能够达到０．６８０１；穗行数与产量间的相关系数最小，其数值为０．４３６３；山西省春播特早熟玉米区在品种选育上应着重选择穗位较低，生育期偏长、穗行数偏多的品种，且穗行数与产量间的相关系数最高，能够达到０．８２００；穗位高与产量间的相关系数最低，能够达到－０．５３０６；山西省春播早熟玉米区在品种选育上应着重选择高株，适当增加生育期、穗行数、封顶性好的品种，其中株高与产量间的相关系数最高，能够达到０．７４６８；秃尖长与产量间的相关系数最低，能够达到－０．０７２３；山西省春播中晚熟玉米区在品种选育上应着重选择穗位低、生育期长、穗行数多的品种，且穗长与产量间的相关系数最高，能够达到０．７２７１；穗行数与产量间的相关系数最低，能够达到０．３１９１。

系统分析了２０２０—２０２２年１２７个玉米品种的主要农艺性状与生物产量间的联系，以期能够为未来山西省玉米产业发展和品种选育提供依据和参考。

美国商业种质对我国玉米育种的影响石雷（中国农科院作物科学研究所）[摘要] 美国商业种质对我国玉米育种作出了不可磨灭的贡献。

我国育种者从美国商业杂交种分离了许多二环系，逐渐形成了PA（Reid）和PB（non-Reid）两大种质群，并利用这些二环系改良国内种质，取得明显成效。

PA种质是目前我国玉米育种利用的主要A类种质，在很大程度上稳定了我国玉米育种的杂种优势模式。

而PB种质在引入抗病、耐逆基因的同时，倾向于破坏我国玉米杂种优势模式的稳定性和集中性，趋向于瓦解我国的玉米杂种优势模式，同时也造成对热带种质的盲目利用，使得玉米育种的技术路线和杂种优势模式变得复杂化。

目前直接对商业杂交种的分离选系，在很大程度上造成育种思路与杂种优势模式的混乱。

正确利用国外商业杂交种选育二环系和改良种质，对于制定今后玉米育种的技术路线和指导产品创新，具有重要的实践意义。

1、美国商业种质的引进与利用外来种质对我国玉米生产的贡献率已经接近60%。

引进和利用外来优良种质，是我国近代玉米育种的基本策略之一。

研究表明，美国种质利用率每增加一个百分点，全国玉米平均产量增益约10kg/ha，CGIAR种质利用率每增加一个百分点，产量增益约25kg/ha[1]。

我国近代引入美国玉米杂交种，大致分为以下三次过程[2]。

上世纪80年代，从美国引入杂交种，并以其为基础分离二环系组配杂交种，成效显著。

如沈阳市农科所从P3147选育出沈5003，铁岭农科所从P3382选育出铁7922，莱州市农科所从美国商品玉米选育出U8112等。

这些材料大多表现Reid类群的配合力反应，且株型紧凑、茎秆坚硬、子粒偏马齿，故有人推测并称之为改良Reid。

在此基础上，进一步用这些自交系杂交，培育出以掖478为代表的一批优秀自交系，如掖107、掖832、DH3189、DH4866、DH872、郑58、郑29、郑32、冀815、鲁原92和独321等。

此外，还有东北地区选育的C8605-2、丹446、辽2345、辽5114等。

不同玉米品种相关农艺性状与产量的通径分析
白向历;高洪敏;王秀凤
【期刊名称】《辽宁农业科学》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】采用随机区组试验设计,以30个不同产量水平玉米品种为试材,将产量与11个主要农艺性状进行相关分析和通径分析.相关分析表明:产量与穗粗、穗行数、出籽率呈极显著正相关；与株高呈显著正相关；与空秆率和倒伏率呈极显著负相关.通径分析结果表明:主要农艺性状对产量的直接绝对作用大小依次为倒伏率＞空秆率＞出籽率＞株高＞穗位高＞穗行数＞穗粗＞百粒重＞秃尖长＞生育期＞穗长,其中出籽率、株高、穗粗、百粒重、生育期为正向作用,倒伏率、空秆率、秃尖长、穗行数、穗位高和穗长为负向作用.在高产玉米品种选育中应增强抗倒性、降低空秆率、提高出籽率.适当增加百粒重和穗粗,降低穗位高.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】白向历;高洪敏;王秀凤
【作者单位】丹东农业科学院,辽宁凤城118109;丹东农业科学院,辽宁凤城118109;丹东农业科学院,辽宁凤城118109
【正文语种】中文
【中图分类】S513.01
【相关文献】
1.玉米品种产量和农艺性状的相关和通径分析 [J], 高振环
2.14个青贮玉米品种主要农艺性状与生物产量的r相关及通径分析 [J], 鲁珊;毛彩云;岳金生;陆建章;肖荷霞
3.不同玉米品种不同时期农艺性状和产量相关的分析 [J], 范富;张宁;张庆国;邰继承;代建伟;雷凤燕;卢立平
4.黄淮海部分优良玉米品种产量及主要农艺性状相关和通径分析 [J], 洪德峰;张学舜;马毅;魏峰;刘俊恒;刘小片;刘瑞
5.不同玉米品种主要农艺性状与产量的相关和通径分析 [J], 李彦丽;马亚怀;胡晓航因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

文章编号:1001-4829(2003)03-0098-04 收稿日期:2003-01-13 基金项目:贵州省“十五”重大科技攻关项目作者简介:高　翔(1968-　),男,助理研究员,贵州大学作物遗传育种研究生班结业,主要从事玉米遗传育种研究。

我国玉米育种中美国改良Reid 和78599种质的作用及其再利用高　翔,陈泽辉,祝云芳(贵州省农业科学院旱粮研究所,贵州贵阳　550006)摘　要:通过对美国改良Reid 和78599种质历年在我国玉米育种和生产上的研究与应用分析表明,随着美国杂交种的引进以及5003和U8112等含Reid 种质选系及其衍生系的问世,育成的一批优良杂交种,历年来对我国玉米育种和生产产生了巨大影响。

但近年来,我国华北区主要应用的骨干系掖478和掖107等,因某些抗性丧失使其直接利用受到一定限制。

因而我国玉米育种家引进美国改良Reid 种质中含热带血缘的优质高抗高产杂交种78599和3382等成功地选育出高配高抗自交系铁7922和7859923等,已育出大批优良杂交种正广泛应用于我国玉米生产。

因此,如何及时有效利用上述两类近缘杂交广基重组种质,然后本着优中选优、优劣互补和不断更新的原则再人工创建近缘广基综合群体进行群体改良和自交选系,让其优良特性得到再利用,应引起我国玉米育种家的高度重视。

关键词:美国(改良)Reid 和78599种质;中国玉米;育种和生产;研究与应用中图分类号:S5131022 文献标识码:AR esearch and utilization of R eid and 78599germplasms in ChinaG AO Xiang ,CHEN Ze 2hui ,ZHU Yun 2fang(Institute of Upland Crops ,Guizhou Academy of Agricultural Sciences ,Guiyang 550006,China )Abstract :After introduction of Reid germplasms ,a lot of hybrids were bred in China.But such germplasm was susceptible to diseases re 2cently.The 78599,which belonged to tropical germplasms ,was introduced.The new hybrids developed from 78599performed high yield potential and disease resistance.The syntheses and improvement of the population Reid and 78599were also discussed in this paper.K ey w ords :Reid and 78599germplasms ;maize in China ;breed and production ;research and utilization 玉米是世界主要粮食作物之一,全世界玉米收获面积近1133亿hm 2,次于小麦、水稻居第三位;总产419亿t ,仅次于小麦,居第二位;单产4437kg/hm 2,居粮食作物之首。

河南农业科学,2021,50(1):27-34Journal of Henan Agricultural Sciencesdoi :10.15933/ki.1004-3268.2021.01.004收稿日期:2020-06-23基金项目:河南省农业科学院自主创新专项基金(2020ZC05);河南省财政预算项目(2020CY01)作者简介:李晶晶(1983-),女,河南洛阳人,助理研究员,博士,主要从事玉米种质资源评价研究㊂E -mail:jingjingli206725@我国主推玉米品种亲本的遗传结构解析李晶晶1,张文洋2,王利锋1,王㊀浩1,李会勇1(1.河南省农业科学院粮食作物研究所,河南郑州450002;2.河南农业大学生命科学学院,河南郑州450002)摘要:基于56K 玉米基因芯片对我国常用玉米骨干亲本自交系进行遗传结构解析,并对我国主推玉米品种的亲本进行杂种优势模式分析,以期为玉米育种提供指导和参考㊂结果表明,从56000个单核苷酸多态性(SNP )位点中共筛选到35261个高质量SNP 标记,所检测到的最小等位基因频率(MAF )平均值为0.28,有12.56%的SNP 位点处于0.45ɤMAFɤ0.50,具有较高的多态性水平;多态信息含量(PIC )为0.10~0.50,平均值为0.37㊂聚类分析结果表明,71份玉米自交系共划分为5个类群,其中,Ⅰ类群是以PH6WC 为代表的坚秆综合种(BSSS )类种质;Ⅱ类群以PH4CV ㊁迪卡517父本和登海505父本等父本自交系为主;Ⅲ类群以Reid ㊁P 群及欧洲父本自交系为主;Ⅳ类群以综3和综31为代表的国内种质为主;Ⅴ类群以SPT ㊁Suwan 及CIMMYT 热带种质为主㊂同时,针对我国16个主推玉米品种的亲本自交系SNP 差异,共筛选出7615个多态位点和7592个保守位点㊂关键词:玉米杂交种亲本;自交系;单核苷酸多态性;遗传相似度;聚类分析;杂种优势中图分类号:S513㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1004-3268(2021)01-0027-08Genetic Structure Analysis of Parental Inbred Lines ofMain Maize Hybrid Varieties in ChinaLI Jingjing 1,ZHANG Wenyang 2,WANG Lifeng 1,WANG Hao 1,LI Huiyong 1(1.Cereal Crop Research Institute,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China;2.College of Life Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)Abstract :Genetic structure of parental inbred lines of the common maize varieties was analyzed using56K maize gene chip,and heterosis modes of parental inbred lines of the main maize varieties wereanalyzed,so as to provide guidance and reference for maize breeding.The results showed that a total of 35261high-quality single nucleotide polymorphism(SNP)markers were obtained from 56000SNPs,theaverage of minimum allele frequency (MAF)was 0.28,the MAF of 12.56%of the SNP markers were0.45 0.50,the polymorphism level was high.Polymorphic information content(PIC)was 0.10 0.50,with an average of 0.37.The results of cluster analysis showed that,five groups were divided,of which,group Ⅰwas mainly BSSS germplasm,which was represented by PH6WC;group Ⅱmainly containedPH4CV,male parents of hybrid DK517and DH605and so on;group Ⅲcontained Reid,P groupgermplasm and European male parents;group Ⅳcontained domestic lines,such as Zong 3and Zong 31;group Ⅴcontained classic SPT germplasm,Suwan and CIMMYT tropical germplasm.At the same time,the parental SNP differences of 16maize hybrids were analyzed,and a total of 7615polymorphic sites and7592conserved sites were selected.Key words :Maize hybrid parent;Inbred line;Single nucleotide polymorphism;Genetic similarity;Cluster analysis;Heterosis河南农业科学第50卷㊀㊀玉米是重要的粮食作物㊁饲料作物和工业原料,是商业化程度最高和杂种优势利用最成功的作物㊂目前,我国玉米育种中应用的种质资源主要来源于瑞德(Reid)种质㊁兰卡斯特(LAN)种质㊁唐四平头(SPT)种质㊁旅大红骨(LRC)种质㊁P群种质㊁欧洲种质㊁热带种质等[1]㊂Reid种质与LAN种质是美国玉米杂交种最常用的种质来源[2]㊂我国的Reid种质主要来源于M14㊁W24㊁W59E㊁B73等自交系,育成了掖107㊁U8112㊁掖478㊁铁7922㊁郑58等一批优良的国内玉米自交系[3]㊂LAN种质主要来自Mo17㊁A619Ht㊁Va35等自交系,培育了自330㊁PHB1M等一批国内常用的骨干自交系,选育了中单2号等主要杂交种㊂SPT种质和LRC种质是我国玉米杂交种最常用的自交系,其中,LRC种质分别与Reid种质以及Mo17等自交系组配了大量的玉米杂交种,如丹玉13㊁东单60等;SPT种质具有配合力高㊁适应性强等特点,其衍生的玉米自交系组配了郑单958㊁安玉5号等杂交种㊂P群种质是从先锋杂交种P7859或其相似杂交种中培育出来的自交系,又称为温热带种质,其衍生的自交系87-1组配的玉米杂交种豫玉22,自交系齐319组配的玉米杂交种鲁单981,在我国玉米生产中发挥了巨大的作用㊂P 群种质具有产量潜力高㊁抗逆性强㊁根系发达㊁持绿性好等特点,代表性材料包括Tuxpeno㊁Suwan㊁ETO 等种质[4-6]㊂欧洲种质具有早熟㊁耐密㊁抗倒等适宜机械化收获的特点㊂近些年,德国KWS种业公司培育的德美亚系列在我国东北地区大面积推广,推进了欧洲种质在我国玉米育种中的应用㊂玉米是一种典型的异交作物,表现极端的杂种优势,有效利用杂种优势对提高玉米单产具有重大意义,划分合理的杂种优势群,建立相应的杂种优势模式,可有效提高选配杂交组合的效率[7]㊂研究者对我国玉米种质的遗传评价从未停止㊂比较前人的研究结果发现,由于所用材料的差异㊁分子标记类型和数量的差异,对不同玉米种质的遗传评价和聚类分析结果存在稍微差异[8-10],一般都会有LRC种质㊁Reid种质㊁LAN种质等,还有一些研究划分出P 群种质㊁改良Reid种质等㊂目前,我国玉米生产上推广的杂交种数量繁多㊁杂种优势模式错综复杂,在玉米育种实践过程中,多种杂种优势模式并存㊁不同来源的玉米种质没有融合成核心应用种质,不能形成有效的竞争力㊂随着玉米育种实践的不断推进,大量优异玉米种质被不断培育㊁释放和应用㊂因此,对目前主推玉米品种亲本自交系的血缘关系进行遗传解析,对已有杂种优势模式和创新杂种优势模式的各类群玉米自交系进行系统分析,可促进玉米优异种质资源利用效率的提高,加快玉米遗传改良进程;同时对主要杂交种的亲本自交系相关单核苷酸多态性(SNP)位点进行分析,可促进预测玉米杂种优势的分子标记的开发与利用㊂1㊀材料和方法1.1㊀试验材料本试验共收集国内外常用玉米骨干自交系71份(表1),包括我国主推玉米品种的亲本自交系和欧美热带自交系,涵盖我国目前主要玉米自交系的杂种优势群㊂表1㊀71份玉米自交系基本信息Tab.1㊀The basic information of71maize inbred lines82㊀第1期李晶晶等:我国主推玉米品种亲本的遗传结构解析续表1㊀71份玉米自交系基本信息1.2㊀DNA 提取及基因分型用CTAB 法提取71份玉米自交系幼嫩叶片的DNA 并进行质量检测㊂采用中玉金标记(北京)生物技术股份有限公司开发的玉米56K SNP 芯片进行基因型分析,依据质量评估值DQC >0.82和标记检出率CR>0.97对样品质控,使用Axiom AnalysisSuite 软件进行SNP 聚类的基因分型㊂1.3㊀SNP 数据分析用Tassel 5.0对基因型进行基本统计,包括每个样品的缺失率(Missing rate )㊁杂合率(Hybridrate)以及SNP 的最小等位基因频率(Minor allele frequency,MAF)[11]㊂以缺失率<10%和MAF >0.05的标准筛选高质量的SNP 标记用于后续分析㊂利用Power Marker 3.25软件对上述SNP 位点进行遗传多样性分析,包括位点多态性信息含量(Polymorphism information content,PIC)[12],用UPGMA 算法计算两两自交系之间的遗传距离,采用R 软件里的hclust 进行聚类分析,并利用Figtree 软件进行聚类图的美化与显示[13]㊂1.4㊀主推玉米品种亲本的多态位点和保守位点分析针对16个主推玉米品种(表2),选取其对应亲本的基因型数据进行杂种优势位点分析,即多态位点和保守位点㊂多态位点分析主要是通过分析双亲间的多态位点,然后确立这些多态位点在整个玉米基因组上的明显富集;保守位点是指双亲同态标记,并确立这些保守位点在整个玉米基因组上的富集区域㊂表2㊀我国16个主推玉米品种及其杂种优势模式Tab.2㊀Sixteen main maize varieties and their heterotic patterns in China杂种优势模式Heterotic patterns品种Cultivar坚秆综合种ˑLAN BSSS ˑLAN迪卡517㊁迪卡516㊁先玉045㊁先玉047㊁先玉335㊁先玉1111㊁华美1号SPT ˑ其他SPT ˑOther郑单958㊁登海605㊁宇玉30㊁吉单27欧洲母本ˑ欧洲父本EUROM ˑEUROF德美亚1号㊁德美亚2号㊁德美亚3号㊁KWS9384㊁KWS33762㊀结果与分析2.1㊀玉米自交系SNP 分析利用玉米56K SNP 芯片对71份玉米自交系进行了全基因组扫描,共筛选出35261个高质量的SNP 标记㊂检测结果(表3)显示,SNP 标记缺失率为0~9.52%,平均值为0.52%㊂SNP 的缺失率低,芯片获得的SNP 质量较好㊂SNP 标记杂合率变幅为0~20.00%,平均为2.60%㊂这表明本研究所选用的玉米自交系均高度纯合㊂MAF 平均值为0.28,92河南农业科学第50卷其中0.45ɤMAFɤ0.50的SNP位点(4430个)占12.56%,具有较高的多态性水平(图1)㊂PIC为0.10~0.50,平均值为0.37㊂其中,PIC< 0.25的SNP位点为7892个,占22.38%;0.45<PIC< 0.50的SNP位点为12820个,占36.36%(图1)㊂依据BOTSTEIN等[14]的PIC标注,PICȡ0.5时为高度多态性,0.25ɤPIC<0.5时为中度多态性,PIC< 0.25时为低度多态性,绝大多数SNP标记都为中度多态性㊂从多态性位点在各染色体上的分布情况来看(图2),第1染色体上位于基因或非基因区域的多态性SNP位点较多,其次是第3㊁4㊁5染色体;第2染色体上的多态性SNP位点相对较少,其中位于基因区域的多态性位点有870个,而非基因区的有1172个;其余染色体上多态性SNP位点均在2700个以上,位于基因区域的多态性SNP位点均在1100个以上㊂表3㊀71份玉米自交系SNP标记基本信息Tab.3㊀Basic information of SNPs in71maize inbred lines 参数Parameter平均值Average value范围Range 缺失率/%Missing rate0.520.00~9.52杂合率/%Hybrid rate 2.600.00~20.00最小等位基因频率MAF0.280.05~0.50图1㊀71份玉米自交系基于56K芯片的MAF和PICFig.1㊀MAF and PIC among71maize inbred lines based on56Kchip图2㊀多态性SNP位点在玉米染色体上的分布Fig.2㊀Distribution of polymorphic SNP locuson maize chromosomes2.2㊀玉米自交系聚类分析聚类分析(图3)结果表明,71份玉米自交系间遗传距离为0.302~0.998,平均值为0.525㊂其中,自交系B73与Mo17之间遗传距离最大,自交系KWS9384父本与KWS3376父本之间遗传距离最小㊂71份玉米自交系被划为5个类群㊂Ⅰ类群中,PH6WC和先玉987母本㊁先玉047母本㊁先玉111母本㊁PHB47的遗传相似度很高,迪卡517母本与迪卡516母本的遗传相似度很高,华美1号母本与PHB47的遗传相似度很高,U8112和铁7922遗传相似度很高㊂该类群主要是坚秆综合种(BSSS)类种质㊂Ⅱ类群中,主要有PH4CV㊁迪卡517父本和登海505父本等自交系及其改良系,以及德美亚系列母本自交系㊂Ⅲ类群中,掖478㊁沈5003㊁铁C8605-2㊁丹9046遗传相似度很高,属于经典Reid种质;豫自87-1㊁齐319,X178㊁沈137㊁P138遗传相似度很高,属于经典的P群种质;另外,德美亚3号父本㊁KWS3376父本㊁KWS9384父本等欧洲父本群自交系的遗传相似度较高,也被聚于该类群中㊂Ⅳ类群中,综31㊁综3㊁自330㊁OH43遗传相似度很高,郑58㊁吉853㊁丹340㊁C052遗传相似度很高㊂Ⅴ类群中,黄早四㊁黄野四㊁昌7-2㊁鲁单818父本遗传相似度很高,属于经典SPT种质;另外,还包括Suwan1611种质以及来源国际玉米小麦改良中心CIMMYT的CML539㊁CML52等种质㊂2.3㊀主推玉米品种亲本自交系的多态位点和杂合位点分析由表4可知,在BSSSˑLAN的杂种优势模式中筛选出8809个多态位点和8665个保守位点;在SPTˑOther的杂种优势模式中筛选出8216个多态位点和8290个保守位点;在EUROMˑEUROF的杂种优势模式中筛选出8334个多态位点和8383个保守位点㊂这些多态位点和保守位点在玉米10条03㊀第1期李晶晶等:我国主推玉米品种亲本的遗传结构解析染色体上分布不均匀,主要分布在第1 5染色体上,SNP位点数为853~1397个;第6 10染色体上多态位点和保守位点较少,SNP位点数为517~783个,其中第10染色体上分布最少㊂针对16个主推玉米品种亲本间多态位点和保守位点进行染色体区域富集(图4),共得到多态位点7615个㊁保守位点7592个,其中第1染色体上最多,其次是第5染色体,第9和第10染色体上较少㊂同时,未发现16个主推玉米品种亲本间存在共同的多态位点,但有8个多态位点是在15个主推玉图3㊀71份玉米自交系的聚类分析Fig.3㊀Cluster analysis of71maize inbred lines表4㊀主推玉米品种的杂种优势模式的多态性位点和保守位点的染色体分布情况Tab.4㊀The chromosome distribution of polymorphic locus and conserved locus of differentheterotic modes of main maize varieties染色体Chromosome坚秆综合种ˑ兰卡斯特BSSSˑLAN多态位点Ploy locus保守位点Mono locus唐四平头ˑ其他SPTˑOther多态位点Ploy locus保守位点Mono locus欧洲母本ˑ欧洲父本EUROMˑEUROF多态位点Ploy locus保守位点Mono locus 1139713761305133113171300 2979961949926962963 3977933922926923939 4934921879853894869 510361029961978997994 6778783749747722724 7736734646686686710 8754745711694722723 9637614577606539594 10581569517543572567总计Total88098665821682908334838313河南农业科学第50卷米品种亲本间筛选到的,集中分布在第1染色体(6个)和第3染色体(2个)上(表5)㊂在第1染色体上的多态位点,涉及GRMZM2G005844和GRMZM2G158446基因,其中GRMZM2G005844编码甲基转移酶MT-A70家族蛋白㊂第1染色体上,除AX-86323755和AX-86310392以外的其余5个SNP位点均在吉单27的双亲(四287和四144)中没有多态性,而在其余14个主推玉米品种的双亲中具有多态性㊂同时,在16个主推玉米品种亲本间也未筛选到共同存在的保守位点,但有3个保守位点在15个主推玉米品种亲本间筛选到,涉及基因GRMZM2G006763和GRMZM2G030877,它们分别编码PPR(Pentatricopeptide repeat)超家族蛋白㊁bZIP (Basic leucine zipper)转录因子超家族蛋白(表6)㊂A:多态位点分布;B:保守位点分布A:Polymorphic loci distribution;B:Conserved loci distribution图4㊀3种玉米杂种优势模式的多态位点和保守位点分布Fig4㊀Distribution of polymorphic loci and conserved loci on genome under three heterosis modes表5㊀15个主推玉米品种亲本间多态位点分析Tab.5㊀Polymorphic sites among parents of15main maize varietiesSNP位点SNP locus染色体Chromosome位置/bpPosition基因Gene注释信息AnnotationAX-86323755123604591GRMZM2G005844甲基转移酶MT-A70家族蛋白AX-862406361167815008AX-863072941167815161AX-862655581168088320GRMZM2G158446AX-863072991168091438GRMZM2G158446AX-862857171168091513GRMZM2G158446AX-86310392310537552AX-863009183196852736GRMZM2G049654表6㊀15个主推玉米品种亲本间保守位点分析Tab.6㊀Conservative sites among parents of15main maize varietiesSNP位点SNP locus染色体Chromosome位置/bpPosition基因Gene注释信息AnnotationAX-862452623184419019GRMZM2G006763PPR超家族蛋白AX-862897533184420146GRMZM2G006763PPR超家族蛋白AX-862709174192662031GRMZM2G030877bZIP转录因子超家族蛋白3㊀结论与讨论种质资源是玉米育种的物质基础,而玉米骨干亲本更是种质资源中最优良的一类,具有极其重要的育种价值[3]㊂追溯玉米骨干亲本自交系的形成历史,解析其遗传特征,对指导新型种质创新具有重要借鉴意义㊂近年来,随着分子标记技术的快速发展,在分子水平上研究玉米遗传的多样性越来越方便㊂已有诸多学者利用SSR标记对玉米的遗传多样性进行分析并划分类群[15-16]㊂相比于SSR标记,SNP标记拥有更高的质量和数量,利用其对种质资源划分杂种优势群,特别是对于系谱不清的自交系, 23㊀第1期李晶晶等:我国主推玉米品种亲本的遗传结构解析为还原骨干亲本形成提供了重要遗传信息[17-18]㊂本研究通过玉米56K基因芯片对71份玉米骨干自交系进行聚类分析,划分结果同其他研究者的类群划分结果整体一致[19-21],但略有不同㊂郑58选自掖478的田间杂株,掖478被认为是其一个亲本,但在本研究中郑58与吉853㊁丹340㊁C052等遗传相似度较高,与掖478遗传相似度较低,可能是由于郑58中来源掖478的染色体片段相对较少造成的㊂本研究在聚类分析中还发现,以PH4CV㊁Mo17和先玉047父本为代表的美系自交系,与德美亚系列母本以及KWS9384母本等欧洲血缘自交系的遗传关系较近,在育种实践中可将这2类血缘进行融合从而对自交系进行改良㊂滕文涛等[22]依据84个玉米自交系杂种优势群划分结果,以及不同杂种优势群自交系组配杂交种的配对关系,将我国广泛利用的玉米杂交种归纳出15个主要杂种优势模式,其中Reid群ˑ温热种质㊁Reid群ˑ自330系㊁Reid群ˑSPT群㊁自330系ˑ温热种质和LAN群ˑSPT群等为我国主要的杂种优势模式㊂特别是Reidˑ温热种质和自330ˑ温热种质已成为全国主要的杂种优势模式[23]㊂获2007年国家科技进步一等奖的郑单958(郑58ˑ昌7-2),作为我国种植最广泛的品种,其杂种优势模式为改良Reid群ˑSPT群,目前仍是黄淮海主产区最重要的杂种优势模式之一㊂此外,获1984年国家发明一等奖的中单2号(Mo17ˑ自330)㊁2004年国家发明二等奖的豫玉22(综3ˑ87-1)以及获2009年国家科技进步二等奖的鲁单981(齐319ˑLx9801),上述3个杂交种的杂种优势模式分别属LAN群ˑ自330系㊁自330系ˑP群㊁P群ˑSPT群,均是利用国内群ˑ国外群杂种优势模式组配的优良杂交种㊂利用SNP标记对种质资源的杂种优势群进行划分,可以指导杂交种组配,避免大量的盲目测配,从而提高新自交系利用效率[12,21]㊂对3种杂种优势模式的主推品种的亲本进行多态位点和保守位点筛选,发现在BSSSˑLAN杂种优势模式筛选出的多态位点和保守位点最多,且多态位点数目高于保守位点,而SPTˑOther和EUROMˑEUROF杂种优势模式的多态位点和保守位点略少,且多态位点与保守位点的数目接近,这可能是因为BSSSˑLAN杂种优势模式的遗传基础来源更广,使其比另外2种杂种优势模式的玉米品种具有更丰富的多样性位点㊂参考文献:[1]㊀王建军,雍洪军,张晓聪,等.12个外来玉米群体与我国主要种质配合力效应和杂种优势分析[J].作物学报,2012,38(12):2170-2177.WANG 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