玉米自交系遺傳距離及其與雜種優勢關系的相關研究

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1 引言

玉米是我國的重要農業作物，在保證糧食安全等方面有積極意義。而其品種的培育是推動玉米種職業發展的關鍵。但在實際的育種過程中，并沒有有效的親本選配方式，只能通過傳統的雜交配合育種方式對優勢組合進行篩選，費時費力。隨著科學技術的不斷發展，我們可以利用SSR分子標記方式對雜種優勢方面進行分析和預測。

2 資料與方法

2.1 考察植株 本試驗主要以公司的FQ919、J3247等8個玉米自交系為材料。為了更好說明遺傳距離與雜種優勢的關系，先對上述植株材料進行聚類分析，將遺傳差異的植株進行區分說明。按照隨機區組進行設計，將8組材料分別進行完全雙列雜交，試驗田內隨機取5株玉米親本植株和不同雜交的F1植株進行考察。另外，選用10對多態性高的SSR引物，利用分子標記對親本和F1代進行聚類分析，以研究雜種優勢相關內容。

2.2 試驗方法 將待考察的植株播種在試驗田內，試驗田按照區組進行試驗設計，行長為3.5m，行距0.6m，株距0.3m，單株種植，密度3703株/畝。根據玉米種植的常規方法進行撫育管理。

考察性狀：株高、有效穗數及穗位高、莖粗、穗重、行粒數、百粒重等。

選用10對多態性高的SSR引物，根據電泳圖對DNA進行點賦值，有帶者為1，否則為0。

3 結果

8個親代植株的性狀考察的結果見表1所示。通過表1數據可以看出，各性狀的變化幅度較大，其中P4和P5兩個親代的植株性狀綜合農藝性能最好。

28個子代材料的差異也較為明顯，特別是穗部性狀、玉米籽粒變化較大。

4 討論

4.1 聚類分析 以遺傳距離閥值設定為25，可將親代和子代分為兩個類群，其中第一類群中包含7個親代，第二類群中包含一個親代和F1代。在第一類群內可以細分兩個亞類群，第一壓類群為2、4、6、8四個親本；第二壓類群為1、3、7三個親本。第二大類群包含P5親本和F1代。綜上，P5親本和以上其他親本存在顯著遺傳差異。

4.2 遺傳多態性分析 根據SSR分子標記可以看出，全部的玉米種質遺傳距離在0.57到0.9之間，以0.65的相似性為標準，可將36個植株分為六個類群，其中第六類群分為四個亞類群。其中包含5個親代的類群，該類群的親代分別為P1、P4、P5、P6、P7，該類群中1和7之間不存在遺傳距離，親代5和其他4個親代之間的遺傳距離較大。另外一個類群只含有親代8，說明親代8和其他的植株之間的遺傳距離大。子代的差異性較大，其中13和16差異性最小，16是親代1和7產生的子代。子代35的差異性最大，該親代是3和8。通過分析，可以得到親代的遺傳距離大對最終的子代產生正相關影響，差異較大的親代能夠產生差異大的子代。

通過分析，可看出親代5和8之間的遺傳距離最大，但產生的后代平均優勢中存在10個優勢的性狀；親代2和7之間的遺傳距離小，但產生的后代農藝性狀呈現負平均優勢，說明分子標記和聚類分析可以在很大程度上對子代的優勢進行預測。

5 結語

(1)根據遺傳性狀差異性，可以將親代、子代分為兩個類群。親本2、親本4、親本6、親本8具有比較相近的遺傳距離，可劃分為一個類群；親本1、親本3、親本7具有比較相近的遺傳距離，可劃分為一個類群；因親代5具有不同的遺傳特性，單獨劃分為一個類群。

(2)通過將SSR分子標記技術對共計26個植株進行擴增，共得到54個位點，且均為多態性的性能特點，表明考察的植株均具有遺傳的多態性。聚類分析將材料分為六類群。其中，第一類群為1、4、5、6、7五個親本，1和7親本之間不存在遺傳差異，5和4親本之間的遺傳差異性較大。第二類群只有兩個親本，即2和3。兩個親本之間的遺傳差異性較小，但與其他的親本差異性較大。第五個類群為8親本，說明該植株與其他親本存在較大遺傳差異性。另外，子代間的遺傳性差別較大。26和35之間的差異性最大，13和16之間的差異性最小。

(3)通過對26個植株進行性狀分析，可以得出除莖粗外，其他的農藝性狀子代均優于親代。通過對子代的平均優勢和超親優勢及雜種優勢進行分析對比，可以看出幾個參數的正向優勢多于負向優勢。雜種優勢大小分別為：單穗鮮重、行粒數、穗位高、株高、穗長、百粒干重、單穗干重、穗行數、百粒鮮重。說明：單穗鮮重、行粒數、穗位高具有更多的育種選擇，而穗行數、百粒鮮重及莖粗選擇的范圍小。