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我国主要玉米自交系遗传多样性研究摘要为了解我国玉米自交系之间以及我国玉米自交系与CIMMYT自交系之间的遗传关系,本研究应用SSR分子标记技术,以6个国内和6个CIMMYT典型自交系为标准测验种,对我国目前生产上常用的174份自交系进行遗传多样性分析。在分子标记的基础上从各类群中选择若干代表性自交系,采用NC-Ⅱ设计,对SSR分子标记的聚类结果进行验证,同时对用SSR标记建立玉米遗传多样性研究技术平台的有关问题进行了探讨。主要研究结果有:1.利用70对均匀分布在玉米10条染色体上的SSR引物对186(12份标准测验种和174份自交系)份玉米自交系进行遗传多样性研究,在186份自交系间共检测出292个等位基因变异,每对引物检测到2-8个等位基因,平均每对引物检测到4.17个等位基因,遗传相似系数变化范围0.56~0.93。每个位点的多态性信息量(PIC)介于0.189~0.826之间,平均PIC为0.596。利用SSR分子标记将我国主要玉米自交系划分为9个初级类群(cluter),即热带、Lancaster、四平头、PA、自330、BSSS、PB、旅大红骨和农家品种种质。其中热带种质可合并到PB亚群中,自330种质可合并到Lancaster亚群,农家品种还不能合并到六个主要的杂种优势亚群中。计算群内和群间平均遗传相似系数,可以看出群内的平均遗传相似系数(在0.736-0.766之间)高于群间的遗传相似系数(在0.683-0.726之间)。
2.CIMMYT种质与PB种质的遗传相似性比与我国其它几类种质的遗传相似性更高,可以用来改良PB种质,也可能与我国其它几类种质形成新的杂种优势模式。CIMMYT种质属于热带或亚热带种质,在我国西南亚热带地区可以直接利用,而在温带地区只能用来改良温带自交系或经过驯化才能利用。
3.在东北地区利用的主要种质有PA、PB、旅大红骨、四平头和Lancaster。利用的杂种优势模式在晚熟区以PA×旅大红骨、PA×PB及四平头×PB为主。在中早熟区则以Lan×黄早四为主。在黄淮海地区利用的种质主要有PA、四平头、PB,利用的杂种优势模式以PA×四平头、PB×四平头为主。
4.利用SSR分子标记研究玉米自交系遗传多样性需要的最少等位基因数为200-250之间,即至少需要大约50-55对SSR引物。
5.比较NC-Ⅱ划分的杂种优势群与SSR分子标记的聚类结果,对于Lancaster、四平头、PA、旅大红骨4类种质分子标记聚类结果与田间试验的结果基本一致。