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四川省玉米杂交种种质研究

杨元明  
【摘要】:为了摸清四川玉米杂交种的种质基础,正确划分杂种优势类群,建立相应的杂种优势模式,提高育种效率和水平,规范和改进玉米品种管理,本实验首先以22个来源广泛、系谱清楚的玉米自交系为供试材料,按Giffing方法4(模型Ⅰ)用其中的17个新选自交系组配出136个杂交组合进行配合力分析,并利用亲本自交系农艺经济性状、单株产量SCA、SSR标记和AFLP标记进行聚类分析,对供试的22个自交系进行遗传研究。同时,利用SSR标记对四川主要玉米杂交种的杂种优势模式及其亲本的种质基础进行研究。取得如下研究结果: 1.双列杂交配合力分析结果表明,本实验所研究的17个新选自交系中,9636、20FS207、HZ106-3、豫综15BC-2综合表现较好,不仅自身产量高、单株产量GCA高,而且单株产量SCA的方差变异幅度较大,用其组配的组合TCA也高,且出现机率大,从中筛选到高产杂交组合的可能性大;同时,9636和20FS207组配出大穗高产组合的频率较高,有较大的育种开发前景。 2.利用15个农艺经济性状计算22个自交系的欧氏遗传距离,再利用类平均法对22个玉米自交系进行聚类分析,将22个自交系分为五大类、7个亚类。1-1亚类包括18-599、9636、971-18,1-2亚类包括豫综15BC-2、20FS207、丹340,1-3亚类包括02S4172-1、975-11;第二类包括95220-4、99S2041-1-1、975-12;第三类包括698-3、99S2052-31、5003、9614、01S5205-2、B73;第四类包括02S4101-1、HZ106-3、Mo17;第五类包括478和黄早四。农艺经济性状聚类结果与系谱关系虽有一定程度的吻合,但差异较大,这可能与性状选择、基因与环境间互作有关。 3.以单株产量SCA效应值作为遗传距离,采用最短距离法进行聚类分析,可将17个自交系大致分为四大类、7个亚类。1-1亚类包括18-599、02S4172-1、9636、01S4101-1,1-2亚类包括971-18、20FS207;2-1亚类包括698-3、975-12、99S2052-31,2-2亚类包括99S2041-1-1、01S5205-2、478;3-1亚类包括豫综15BC-2,3-2亚类包括95220-4、975-11、HZ106-3;第四类包括9614。单株产量SCA聚类结果与系谱关系也有一定程度的吻合,但差异仍较大,推测其原因,可能和基因与环境间互作关系较大。 4.根据SSR扩增结果,计算22个自交系之间的遗传相似系数(GS),其范围 在0.5372一0.9149之间,平为0.6348。遗传相似系数的平均值虽较大,但其变 异幅度也较大,说明供试材料间具有一定的遗传多样性。此聚类分析可将22个 自交系划分为七大类、9个亚类:第一类包括月一340;2一1亚类包括B73、478、 5003、975一11,2一2亚类包括Mol7;第三类包括96一4、9952041一1一l、0一55205一2、 95220一4和HZIO6一3;4一l亚类包括黄早四,4一2亚类包括971一18、20FS207;第 五类包括9636;第六类包括975一12、9952052一31、698一3;第七类包括18一599、 豫综15BC一2、0254172一l、0254102一l。sSR聚类分析结果与系谱关系更为一致。 5.根据AFLP扩增结果,计算22个自交系之间的遗传相似系数(GS),遗传 相似系数变幅在0.6099一0.9725之间,平均0.7678。此聚类分析可将22个自交 系划分为八大类。第一类包括丹340;第二类包括B73、478、5003、975一12、 9952041一1一l、0155205一2、95220一4、9614、975一11、HZIO6一3、9952052一31、698一3、 0254172一l、0254101一l;第三类包括、1017、豫综15BC一2;第四类包括ZOFSZO7; 第五类包括9636;第六类包括18一599;第七类包括971一18;第八类包括黄早四。 AFLP聚类分析结果与系谱关系基本一致。 6.从农艺经济性状、单株产量SCA、SSR、AFLP四种聚类分析方法的分析结 果看,四种方法聚类结果均能在一定程度上反映供试自交系的遗传特性,但农艺 经济性状聚类分析和单株产量SCA聚类分析易受环境的影响,无论从系谱资料还 是强优势组合的组合方式看,SSR分析和AFLP分析聚类结果所划分杂种优势群 比其它两种方法更为合理和可靠,而可靠性和合理性最差的是农艺经济性状聚类 结果。因此,我们认为SSR分析和AFLP分析可以作为研究玉米种质遗传特性 和具此划分杂种优势群的基本方法。 7.将SSR和AFLP两种分析方法估算出的遗传距离与136个组合的单株产 量、对照优势和单株产量SCA进行相关分析,结果相关系数变幅分别在 0.340一0.382和0.292一0.514之间,均达极显著水平。说明遗传距离与杂种优势存 在一定的关系。但两种聚类分析方法所估算出的遗传距离与杂种优势间的相关 系数绝对值均偏小,要作为预测杂种优势的指标还有待进一步研究。 8.利用SSR标记对四川主要玉米杂交种的61个亲本自交系进行丁分析,48 对引物在供试材料中共检测出222个等位基因位点,每对引物检测到等位基因 2一7个,平均4.625个。61个自交系间的平均遗传相似系数为0.6992,变幅为 0.58n一0.9459,表明供试自交系间具有较丰富的遗传多样性。根据ssR标一记实 验结果将61个自交系分为九大类、15个亚类。分类结果与系谱基本一致,审定 推广组合的亲本大多来自不同的类或亚类,表明分类结果是合理的。 9.分析33个审定推广组合亲本间的遗传距离发现,审定推广组合亲本间的 遗传距离并不是最大的,但大多都有较大?


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