玉米自交系遗传距离及其与杂种优势关系的相关研究

泸州金土地种业有限公司 四川 泸州 646300

1 引言

玉米是我国的重要农业作物，在保证粮食安全等方面有积极意义。而其品种的培育是推动玉米种职业发展的关键。但在实际的育种过程中，并没有有效的亲本选配方式，只能通过传统的杂交配合育种方式对优势组合进行筛选，费时费力。随着科学技术的不断发展，我们可以利用SSR分子标记方式对杂种优势方面进行分析和预测。

2 资料与方法

2.1 考察植株 本试验主要以公司的FQ919、J3247等8个玉米自交系为材料。为了更好说明遗传距离与杂种优势的关系，先对上述植株材料进行聚类分析，将遗传差异的植株进行区分说明。按照随机区组进行设计，将8组材料分别进行完全双列杂交，试验田内随机取5株玉米亲本植株和不同杂交的F1植株进行考察。另外，选用10对多态性高的SSR引物，利用分子标记对亲本和F1代进行聚类分析，以研究杂种优势相关内容。

2.2 试验方法 将待考察的植株播种在试验田内，试验田按照区组进行试验设计，行长为3.5m，行距0.6m，株距0.3m，单株种植，密度3703株/亩。根据玉米种植的常规方法进行抚育管理。

考察性状：株高、有效穗数及穗位高、茎粗、穗重、行粒数、百粒重等。

选用10对多态性高的SSR引物，根据电泳图对DNA进行点赋值，有带者为1，否则为0。

3 结果

8个亲代植株的性状考察的结果见表1所示。通过表1数据可以看出，各性状的变化幅度较大，其中P4和P5两个亲代的植株性状综合农艺性能最好。

28个子代材料的差异也较为明显，特别是穗部性状、玉米籽粒变化较大。

4 讨论

4.1 聚类分析 以遗传距离阀值设定为25，可将亲代和子代分为两个类群，其中第一类群中包含7个亲代，第二类群中包含一个亲代和F1代。在第一类群内可以细分两个亚类群，第一压类群为2、4、6、8四个亲本；第二压类群为1、3、7三个亲本。第二大类群包含P5亲本和F1代。综上，P5亲本和以上其他亲本存在显著遗传差异。

4.2 遗传多态性分析 根据SSR分子标记可以看出，全部的玉米种质遗传距离在0.57到0.9之间，以0.65的相似性为标准，可将36个植株分为六个类群，其中第六类群分为四个亚类群。其中包含5个亲代的类群，该类群的亲代分别为P1、P4、P5、P6、P7，该类群中1和7之间不存在遗传距离，亲代5和其他4个亲代之间的遗传距离较大。另外一个类群只含有亲代8，说明亲代8和其他的植株之间的遗传距离大。子代的差异性较大，其中13和16差异性最小，16是亲代1和7产生的子代。子代35的差异性最大，该亲代是3和8。通过分析，可以得到亲代的遗传距离大对最终的子代产生正相关影响，差异较大的亲代能够产生差异大的子代。

通过分析，可看出亲代5和8之间的遗传距离最大，但产生的后代平均优势中存在10个优势的性状；亲代2和7之间的遗传距离小，但产生的后代农艺性状呈现负平均优势，说明分子标记和聚类分析可以在很大程度上对子代的优势进行预测。

5 结语

(1)根据遗传性状差异性，可以将亲代、子代分为两个类群。亲本2、亲本4、亲本6、亲本8具有比较相近的遗传距离，可划分为一个类群；亲本1、亲本3、亲本7具有比较相近的遗传距离，可划分为一个类群；因亲代5具有不同的遗传特性，单独划分为一个类群。

(2)通过将SSR分子标记技术对共计26个植株进行扩增，共得到54个位点，且均为多态性的性能特点，表明考察的植株均具有遗传的多态性。聚类分析将材料分为六类群。其中，第一类群为1、4、5、6、7五个亲本，1和7亲本之间不存在遗传差异，5和4亲本之间的遗传差异性较大。第二类群只有两个亲本，即2和3。两个亲本之间的遗传差异性较小，但与其他的亲本差异性较大。第五个类群为8亲本，说明该植株与其他亲本存在较大遗传差异性。另外，子代间的遗传性差别较大。26和35之间的差异性最大，13和16之间的差异性最小。

(3)通过对26个植株进行性状分析，可以得出除茎粗外，其他的农艺性状子代均优于亲代。通过对子代的平均优势和超亲优势及杂种优势进行分析对比，可以看出几个参数的正向优势多于负向优势。杂种优势大小分别为：单穗鲜重、行粒数、穗位高、株高、穗长、百粒干重、单穗干重、穗行数、百粒鲜重。说明：单穗鲜重、行粒数、穗位高具有更多的育种选择，而穗行数、百粒鲜重及茎粗选择的范围小。