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作者胜痕衅:未知

  摘要瘦:利用SSR标记对144份玉米自交系遗传多样性进行研究闹堵浑,初步进行了杂种优势群划分尝饯。从224对SSR引物中筛选出90对扩增带型稳定且具有多态性的引物就,从供试材料中共检测到424个多态性位点兼,每个SSR标记的等位基因数为2~10??沙,平均为4.71个;多态性信息量为0.11~0.82呢胎步,平均为0.53拒窟婚。利用UPGMA方法将144份自交系划分为2大类相,5个亚群肖眷,分析结果与系谱分析基本一致姐尚。
  关键词刹缄:玉米自交系;SSR标记;遗传多样性;杂种优势群
  中图分类号蒜档:S513.03 文献标识号横:A 文章编号彼:1001-4942(2018)09-0001-06
  Abstract Genetic diversity of 144 maize inbred lines was studied by SSR markers川圈裴, and the heterotic groups were preliminarily classified. Ninety pairs of primers with stable and polymorphic bands were screened from 224 pairs of SSR primers. A total of 424 alleles were detected out from the tested materials. Two to ten alleles per SSR marker were detected out夕杏蒙, and the mean was 4.71. The polymorphism information content (PIC) for the SSR loci varied from 0.11 to 0.82 with the mean of 0.53. The 144 inbred lines were divided into 2 groups and 5 subgroups by UPGMA method. The analysis results were consistent with the pedigree analysis.
  Keywords Maize inbred line; SSR marker; Genetic diversity; Heterotic group
  玉米杂种优势类群划分和杂种优势模式构建是玉米自交系选育和杂交组合组配的重要依据棠,对提高玉米育种效率具有重要意义特汰权。20世纪80年代以来霓炼烘,育种家利用形态标记刮、细胞学标记丛扛、配合力表现[1]以及系谱分析等方法[2]进行了类群划分传,但由于人工选择和遗传漂移的作用及系谱资料的不完整性等原因杰,这些方法在进行遗传变异分析时均表现出了一定的局限性[3]川淮。近年来记,分子标记技术快速发展簇棘,为自交系杂交优势群的划分提供了一定的分子学依据腑栋劣,使划分结果更准确奢杆。国内外学者利用RFLP伐凶奉、RAPD倦版、SSR丸、AFLP等分子标记分别对亲缘关系明确的玉米材料进行杂种优势群划分氓锑,所得结果与系谱资料基本吻合[4-7]酷。
  SSR标记是建立在PCR反应基础之上的一种遗传标记朗窃,以多态性丰富羞睡、共显性遗传了史、重复性高蔑酪、稳定可靠秘、操作简单等优点事栏豪,被广泛应用于玉米种质的遗传多样性研究[8]翟庙叼。李新海[9]和袁力行[10]等均将SSR标记应用于玉米自交系的遗传变异研究暴,划群结果与其系谱关系基本一致虚讲。本研究利用90对SSR引物研究了144份玉米自交系的遗传多样性挟驮,旨在对新选目淌沙、引育的优良自交系进行杂种优势群划分混称,为种质改良沧韩、扩增和创新及杂交组合的亲本选配提供理论依据和技术支持硅肋徘。
  1 材料与方法
  1.1 供试材料
  所选用的144份玉米自交系由山东省农业科学院玉米研究所提供内隙蠢,该自交系均为连续多代自交脖饥,性状稳定(表1)境。
  1.2 SSR标记分析
  1.2.1 DNA提取 采用混合取样法从每份玉米自交系的植株上剪取幼嫩叶片诵,采用CTAB法[11]提取基因组DNA静亨,用NaNoDRop 2000分光光度计检测DNA质量和浓度谓,并把浓度调至50 ng/μL娥,-20℃保存备用伙。
  1.2.2 SSR引物筛选 从MaizeGDB和文献中选择均匀分布在玉米10条染色体上的224对SSR引物棺弯,由上海生工生物工程技术服务有限公司合成担摄眉,再通过电泳从中筛选出带型稳定鲍瘫、多态性高的引物用于试验量。
  1.2.3 PCR和电泳检测 采用10.0 μL反应体系婚们愧,包括Mix 5.0 μL镀堕,10 ng/μL引物各0.2 μL口傻沧,模板DNA 1.0 μL舵便淬,ddH2O 3.6 μL驳糕。
  PCR反应程序为挎颅类:94℃预变性5 min;94℃变性30 s铝,55℃退火30 s逼,72℃延伸30 s挤,30个循环;72℃延伸10 min钢光,4℃保存贰。PCR扩增产物用8.0%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳诉,恒电压120 V景潞称,电泳4 h左右搐,银染检测收疚钾。
  1.3 数据统计分析
  SSR扩增产物以0眯故、1统计建立数据库纯诉。在相同迁移率位置上玲,有带者记为1览,无带者记为0械。按Smith等[12]提供的公式计算SSR位点的多态性信息量(polymorphism information content烯碘,PIC)猩扮,即PIC =1-Σf2i韶缺形,其中fi为i位点的基因频率茶恒。按UPGMA (unweight pair group method arithmetic averages)方法进行聚类分析适磷侣。所有数据处理均由NTSYS-PC2.10e和Microsoft Excel软件完成轮容。
  2 结果与分析
  2.1 SSR标记分析结果
  首先利用224对SSR引物对8份自交系进行同源位点扩增剐,从中选取扩增条带清晰且有多态性的90对引物对144份自交系进行扩增警。在供试自交系中料,多数仅扩增出1条片段轿,也有些引物能在几个自交系中扩增出2条片段藏患点,如引物umc1186(图1)在第8磨惶、17和24泳道中均扩增出2条带祟俩刚,这可能是由于此引物与玉米基因组存在2个结合位点等因素有关弊。这90对引物均匀分布于玉米的10条染色体募锋,在供试材料中共检测出424个等位基因咀辫背,每对引物检测出2~10个等位基因勃携,平均每个位点的等位基因数为4.71个道釜,其中phi233376引物变异程度最高忱钠,检测出10个等位变异诡哦墓,而umc2240爆、nc133起袄、phi058诫贫、umc2197蚕豹、phi121引物多态性最差谷,仅有2个变异位点(表2)逻。表明这些SSR标记具有较为丰富的遗传多样性界。   多态性信息含量(PIC)与等位基因变异数目相互对应烹,等位基因变异较多的SSR引物具有较高的PIC值才串。由表2可知洛庆,90对引物位点的平均PIC值为0.53激,其中umc1034位点的PIC最大0.82陵倘零,而umc2137位点最小0.11搬莲。说明SSR标记具有高度的变异性栋翠。
  2.2 144个自交系的类聚划分
  利用424个多态性SSR标记计算144份自交系之间的遗传相似系数(GS)孺芍廉,按UPGMA 方法对供试自交系进行聚类迪。由图2可知怖,以遗传距离0.75为阈值乱卞介,可以将144份材料划分为2个类群扦。
  第一大类包括20个自交系错:CML499量彪、CML176嫁布、CML321汕滑栏、CML491法节定、CML444氢堡、CML405互翻翻、CML448耐垒哥、TG001-2娠彩朵、CML161逞阜挝、齐3925吨极翰、齐319疮税殿、CML453拇炕黔、CML445第赣、鲁原92陪、CML412德、CML408武慰胎、CML496户、CML426柯慰挂、Y011兑、Y022廷。该类自交系遗传背景较复杂典桐玫,普遍含有国外种质资源遗传背景龄噶,如含字母“CML”的自交系均引自墨西哥国际小麦玉米改良中心醋嗡,齐319为国外杂交种78599选系郸艰,齐3925为齐319衍生系丹让。
  第二大类主要是国内种质喜郝,可归类为4个玉米杂种优势群肃甲,结合自交系已知系谱来源科豌熔、生物学性状宏、配合力测定及SSR标记分析可分析出代表性自交系米肉娜:
  第1群包括21个自交系随攀:Y001揩、Y072惶柔秒、M54Z讲氖妊、M54我码瓜、Y021鸿、Y108感、鲁系4507宏奖、鲁系4502廓示、Lz3123-1埃炮涎、鲁系4508繁歧黑、Lz3123-2刷嘲馅、Lx4201旁、鲁自1510-2哩、PH4CV敌、鲁自1510蒲砂踩、JH721勘妥、Y024泞、Y16-12螺、Y030堕搞、Y078帝、Y034发喘该,同属Lancaster杂种优势群粒陋,以自交系PH4CV为代表性自交系徊借。
  第2群包括39个自交系祭推: Lz1140-01履法、Lz1140-02佛、Y015喘篓、Y012糯驼、Y014檬、Y013擅擞、Lz08-11 碑、Y027匡、Lzd01-1舷、835遣寒、Y075梢赴、Y119舒、Y117先踢葡、Y118嘿、Lz11彻剑桑、Y033娠、Y035怒、Y042马、Y055盾、Y059察烙辑、Y052抡、PH6WC冬、Y079惶、Y062培场棉、Y114梯、Y106缆揭、Y105水菜妒、Y107晾奈械、Lz438-12棚、Y080抹霖漓、Lzd01-2俊痞、Y086玛帘、Lz960-11管、Lz3111女入膜、WYS胖、Lz964-11鹊、Lz956-31臣谐豁、Lz044-12昏雄、Lz047-13唐钠散,??Reid杂种优势群护吐,以PH6WC为代表性自交系操补。
  第3群包括32个自交系涣彻:Y002劳、9648华鲤滴、WK858娇戮叭、Lz8558门、Y081憾、郑58搪、Y123搂、CT03陌卸、Y124惧、Y087酮、Y088颂文赂、E003僧、Y046报篡、Y054釜、Y064偏擦夯、Y025弛锯须、Y103躺拍瑰、Y112始、Y048钵、858鹅其、Y053晃黄虑、Y121钞、L239疾勃、Lx6949-2弊、Lx6949-1酣、Y066缓沸、Lz58p1猫昂痴、Lx6958瞎矛、鲁系4958稳俄馈、Y067豆杠蛾、Y006唾耸、Y026鼎类朵,属改良Reid杂种优势群女,以郑58为代表性自交系皆。
  第4群包括32个自交系堪品单:Y005爬皮慧、Y010寐论、Y028匙恳朔、昌7-2斤搪古、LP1201扦敞、浚92-8赐、Y061毁颗捷、Y029臂讣刹、Y082迁、798-1迁溺让、Y127殊椿锋、Y077护忍马、Lz9892抬、Lx03-2藉、Lx9801磁虎、Lz2192风、Lz9321邻雇领、Lx2111辰、Qxh0121氯、Lz2193热烦彪、Lz7211且、Lx2318妹堂、Y125苗喝、Lx2311菩、Lx2314饭豹瞧、Lx2316彪、鲁系9311词拒、Lx2317俏、Y008彼朗蹲、Y050盆独、京24崇财、K12腥透凤,同属SPT杂种优势群暴咐,以昌7-2与Lx9801为代表性自交系遁冯。
  3 讨论与结论
  我国作为玉米生产大国吴,有着丰富的玉米种质资源蓖。研究现有种质资源的遗传多样性齿,对正确认识我国玉米种质资源基葱住,提高其利用效率具有重要的意义骸顾返。本研究通过将SSR分子标记数据与自交系已知系谱来源厕跺、生物学性状潍济水、配合力测定等相结合祁,对育种实践工作有如下指导意义刨登:一是可对国外自交系和遗传背景不详的自交系进行归类;二是对以杂交种为基础育成的自交系箱忿泵,可确定其与父母本的遗传距离远近;三是分析种质资源的遗传多样性骗筛,探寻拓展遗传基础的方向与途径忍夕。分析试验材料和试验结果可知帮,以郑58为代表的改良Reid群和以昌7-2与Lx9801为代表的SPT群仍是黄淮海夏玉米区的主导种质;近年来随着先玉335等美系杂交种的大面积推广佳敲惧,以PH4CV为代表的Lancaster群和以PH6WC为代表的Reid群也上升为主导种质;以郑58为代表的改良Reid群自交系和以PH6WC为代表的Reid群自交系进行比较躺,其遗传距离和表观性状存在着明显差异;PB群种质因为生育期偏晚驴口价、出籽率低饶沮静、脱水慢等缺陷上,应用的数量和影响力呈现明显的下降趋势猫附冯,但随着高温愤烯仍、病害等生态逆境的高频发生颧,仍有必要选择优良的PB群种质来改良主导种质的抗逆性;持续引进和鉴定出与当前主导种质遗传距离较远的优良新种质爬鞠定,是拓展种质基础和创新种质的重要渠道簇,而如何高效利用这些新种质也是育种者需要攻克的重要研究课题泡。
  PIC是衡量DNA标记位点变异程度高低的重要指标盖斥食,群体的平均PIC 值越高痰,DNA 标记位点变异程度越高鳞揣,群体的遗传多样性就越丰富[13]辣陀缄。Warburton等[14]利用85对SSR引物研究7个CIMMYT群体和57个自交系的遗传多样性瞳,57个自交系平均每个位点的等位基因是4.9个汐钦,在群体中每个位点是6.3个虹,也就是说用250个等位基因就足以揭示这些复杂群体的遗传变异荒。在本研究中痴,所选用的90对SSR引物均匀地分布于玉米10条染色体上弦床东,在144份自交系间共检测出424个等位基因变异悔守吻,每对引物检测出2~10个等位基因淋姬飞,平均为4.71个;多态性信息量为0.11~0.82凤,平均为0.53勒赫。这主要是由于本研究中所选引物数量较多虚钢,均匀分布于玉米各条染色体上聊抛虑,且应用的聚丙烯酰胺凝胶分辨率较高凉阜,这样更好地揭示了不同自交系间的遗传差异对,从而提高了多态性信息量[15]尚颓。