吉農糯系列玉米自交系遺傳基礎

王薪淇，周旭東，周德龍，鄭淑波，高 嵩，董亞琳，路 明

(1.吉林省農業科學院，吉林 長春130033； 2.吉林吉農高新技術發展股份有限公司，吉林 公主嶺136100)

0 引言

吉林省農業科學院于2000年開始，根據特用玉米市場需求及產業整體發展方向，采用“母高抗、父高質”的組配思路進行雜交組配，以“一高兩優三抗”，即產量高、商品性優、品質優、抗病蟲、抗低溫和抗藥害為篩選原則，開展了吉農糯系列玉米種質創新及新品種選育工作。創制了JNX系列(JNX6、JNX1102、BNSS、JNX1201和JNX2402等)糯玉米骨干自交系，育成吉農糯4號、吉農糯14號和吉農糯24號等加工型糯玉米品種和吉農糯7號、吉農糯8號、吉農糯16號和吉農糯26號等鮮食糯玉米品種[1-5]。

近年來，分子標記技術輔助作物種質類群劃分的研究工作取得突破進展，相比于傳統的經驗分群法，基于分子標記技術的類群劃分和遺傳基礎解析更為準確和高效[6-8]。研究通過SNP分子標記技術對吉農糯系列糯玉米自交系進行基因分型，以期明確各骨干系間遺傳基礎差異，劃分類群并建立吉農糯系列玉米自交系背景標記庫。

1 材料與方法

1.1供試材料

研究選取吉農糯系列糯玉米骨干系及京科糯2000和墾粘1號父母本在內的15份糯玉米自交系作為參試材料，名稱及來源如表1所示。

1.2基因分型

DNA提取：3～4期取樣本葉片，采用CTAB法提取基因組DNA用于基因分型[9]。

基因分型：研究應用石家莊市博瑞迪生物技術有限公司GTBS基因分型技術，采取基于GenoPlexs多重PCR手段的1K SNP進行基因分型[10]。

表1 15份糯玉米自交系名稱及血緣

1.3統計方法

PCA分析采用GAPTI軟件進行分析，聚類分析采用MEGA軟件進行分析，數據統計分析采用EXCEL軟件進行[11-12]。

2 結果與分析

2.1聚類分析

對15個糯玉米自交系進行聚類分析，如圖1所示。結果表明，京科糯2000父本BN2和吉農糯14號母本JNX1201單獨劃分為A類群；吉農糯24號母本JNX2487和吉農糯4號父本BNSS被歸類至B類群；其余自交系包含在C類群中。

2.2主成分分析

主成分分析(PCA)結果如圖2所示。結果表明，鮮食糯玉米品種吉農糯7號和吉農糯8號母本集中于A類群中；聚類分析中的A、B兩類群中的4個自交系(BN2、JNX1201、JNX2487和BNSS)被劃分至B群中；吉農糯8號母本與京科糯2000母本JN6(京糯6)及墾粘1號父本Nuo2(糯2)相對距離較近，歸為C群；墾粘1母本Nuo1、吉農糯7父本和加工型糯玉米父本系(JNX1202、JNX2402)等黃色大粒型自交系被劃分至D類群。由主成分分析結果可知，吉農糯系列鮮食糯玉米母本系衍生為一類種質，吉農糯系列加工型糯玉米自交系趨于兩個衍生方向，一類是近墾粘1號母本Nuo1的父本群，一類是趨近于BN2的母本群，兩群間遺傳距離較遠。A、B、C和D類群間除A群×B群外，其余類群組合方式均有代表品種出現，如C群×B群(京科糯2000)、A群×C群(吉農糯8)等，說明該劃分結果具有代表性和準確性。

2.3基因型差異分析

對6個糯玉米品種(吉農糯7號、吉農糯8號、吉農糯14號、吉農糯24號、京科糯2000及墾粘1號)的親本間基因型差異進行分析，如圖3所示，結果如表2所示。由表2結果可知，6個品種平均基因型差異比例為0.340，兩個加工型糯玉米品種吉農糯14號和吉農糯24號基因型差異均大于其余4個鮮食玉米品種，說明加工型糯玉米需要更大的雜種優勢來滿足其對產量的需求。相比而言，鮮食糯玉米吉農糯7號和吉農糯8號親本間基因型差異略小于京科糯2000和墾粘1號，吉農糯8號親本差異最小，為0.314。

3 結束語

當前，借助分子標記技術，糯玉米種質的遺傳基

表2 6個糯玉米品種親本間基因型差異

礎得以解析，分子標記類型也由SSR過渡至高密度SNP[13-18]。基于多重PCR的1K SNP分型技術可實現單管內2 000重以上高度均一的PCR擴增反應，適用于單樣本50～5 000位點的基因分型檢測，成本低且效率高，在種質遺傳基礎解析及類群劃分中性價比突出[9]。

研究結果表明近年來吉農糯系列糯玉米品種親本的選育方向及衍化趨勢；吉農糯鮮食母本群×墾粘1母本衍生群和吉農糯加工型母本群×墾粘1母本衍生群是吉農糯系列品種主要應用的雜優模式，進一步驗證了通過觀察田間表型和分析選育經過來判斷育種材料類群歸屬的準確性，為高效利用吉農糯系列糯玉米自交系雜種優勢規律、理清雜交選育思路提供理論支撐。此外，本研究基于SNP標記的基因分型結果可作為后期分子標記輔助選擇、群體改良、輪回選擇等育種工作的背景指紋，用以評判和界定分離后代的遺傳背景及變異幅度。