糯玉米骨干自交系的表型及SSR分类研究

论文摘要

糯玉米是一类特殊的玉米资源,作为起源中心,我国具有丰富的糯玉米种质资源。我国糯玉米育种起步较晚,但发展迅速,且已取得重大成果。尽管如此,但我国目前的糯玉米育种却存在一系列的问题,如自交系间系谱关系不清楚、用于育种的材料遗传基础比较狭窄、种质资源的利用和创新力度不够等等,这些问题已成为严重限制我国糯玉米育种工作的瓶颈。因此,研究我国糯玉米种质资源的多样性并阐清其遗传组成,探索糯玉米种质的杂优模式,对今后糯玉米种质资源的有效利用和加速我国糯玉米育种的步伐具有重要意义。本研究以15份能够代表我国普通玉米自交系几大杂种优势群的自交系种质和13份本单位进行糯玉米育种的骨干糯玉米自交系为试验材料,一方面利用DUS测试中的47个形态性状对其进行表型多样性的研究;另一方面利用分布于玉米全基因组的20对SSR引物对其进行DNA水平上的遗传多样性研究,并对其进行类群划分。主要研究结果有以下几个方面:1.利用47个表型性状对28份自交系进行了表型多样性分析。在15份普通玉米自交系中共检测到142个等位变异,平均每个性状可以检测到3.0213个等位变异,变幅介于1-5;平均有效等位变异为2.2842,变幅介于1-4.0909;Shannon-Weaver多样性指数平均为0.8738,变幅介于0-1.4848。47个表型性状在13份糯玉米自交系中共检测到128个等位变异,平均每个性状可以检测到2.7234个等位变异,变幅介于1-5;平均有效等位变异为2.0295,变幅介于1-3.3137;Shannon-Weaver多样性指数平均为0.7432,变幅介于0-1.5247。从3个多样性统计参数看,普通玉米自交系比糯玉米自交系的表型变异更丰富。对两类自交系而言,不同性状的多样性水平均存在较大差异。2.基于47个表型性状间的差异,28份玉米自交系可以划分为2个大组群。第一组群包括4份普通玉米自交系,即黄早四、X178、昌7-2和京89;其它普通玉米自交系则被划分到第二组群,该组群又分为两个亚群,一个亚群是由所有的糯玉米自交系构成,另一个亚群则由除第一组群所包含的4个自交系外的另11个普通玉米自交系所构成。在本研究所研究的47个表型性状中,糯玉米种质与普通玉米种质存在较大的形态差异,主要体现在与显色相关的表型性状上,这类性状也是对所研究的28份材料进行表型聚类分析的主要依据。3.以所研究的28份自交系所组配的不同杂交后代（F1）的产量分析结果表明,除香糯8×紫糯3、香糯8×白糯6、香糯8×黄糯6和香糯8×京糯5等4个杂交组合间的单株产量差异不显著外,其他5组不同杂交组合的单株产量间均存在显著差异。各F1单株产量方差分析结果显示,当母本相同而父本不同时,其杂种后代的产量潜力存在较大差异,即不同自交系材料的内在产量潜力和应用价值是存在一定差异的。4.利用覆盖玉米全基因组的20对SSR引物对28份研究材料进行了遗传多样性分析,共检测到119个等位变异,不同SSR位点所检测到的等位变异为2-11个,平均5.95个/位点,平均基因多样性为0.6679,不同位点间的变幅为0.2041-0.8512;平均PIC为0.6324,不同位点间的变幅为0.1833-0.8334。20对SSR引物在15份普通玉米自交系中共检测到100个等位变异,变幅为2-8个,平均5.0个/位点;在13份糯玉米自交系中共检测到68个等位变异,变幅为1-6个,平均3.25个/位点。相对于糯玉米自交系而言,20对SSR引物在普通玉米自交系中检测到的平均等位变异数、基因多样性及PIC均较高。5.基于遗传距离的聚类方法以及基于等位基因频率的群体结构分析均将28份自交系划分为6个不同的类群,这6个类群包括2个糯玉米自交系亚群、旅大红骨亚群、塘四平头亚群、兰卡斯特亚群和P亚群。基于遗传距离的聚类方法所得到的划分结果与群体结构分析结果大体相同,并且与自交系本身的系谱来源基本一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 糯玉米的基本特性
• 1.2 糯玉米的用途
• 1.2.1 作为重要原料
• 1.2.2 作为营养食品
• 1.2.3 果穗鲜食或冷冻
• 1.2.4 用于酿酒
• 1.2.5 用作饲料
• 1.3 糯玉米的起源与演化
• 1.4 糯玉米糯质性的分子机理
• 1.5 糯玉米种质资源的分类研究
• 1.5.1 表型分类研究
• 1.5.2 遗传分类研究
• 1.6 国内外糯玉米育种现状
• 1.7 立题意义与技术路线
• 1.7.1 立题依据
• 1.7.2 技术路线
• 第二章 玉米自交系的表型多样性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 形态性状鉴定
• 2.1.3 糯玉米杂交组合的组配及其产量性状调查
• 2.1.4 数据统计
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 玉米自交系的形态多样性分析
• 2.2.2 不同性状Shannon-Weaver 多样性指数的分布
• 2.2.3 基于表型性状的聚类分析
• 2.2.4 主成分分析
• 2.2.5 不同糯玉米自交系杂交组合的产量表现
• 2.3 讨论
• 2.3.1 表型性状调查的准确性
• 2.3.2 基于形态性状的聚类分析
• 2.3.3 不同糯玉米自交系的应用潜力分析
• 第三章 玉米自交系的遗传多样性分析及类群划分
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 基因型鉴定
• 3.1.3 遗传多样性分析
• 3.1.4 聚类分析
• 3.1.5 群体结构分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 遗传多样性分析
• 3.2.2 聚类分析
• 3.2.3 群体结构分析
• 3.3 讨论
• 3.3.1 遗传多样性分析
• 3.3.2 遗传结构分析
• 3.3.3 SSR 标记技术在糯玉米种质资源研究中的可行性
• 第四章 结论
• 4.1 普通玉米自交系和糯玉米自交系的形态多样性分析
• 4.2 普通玉米自交系和糯玉米自交系的形态聚类分析
• 4.3 不同糯玉米自交系的应用潜力分析
• 4.4 普通玉米自交系和糯玉米自交系的遗传多样性分析
• 4.5 普通玉米自交系和糯玉米自交系的遗传结构分析
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历