吉农糯系列玉米自交系遗传基础

王薪淇，周旭东，周德龙，郑淑波，高 嵩，董亚琳，路 明

(1.吉林省农业科学院，吉林 长春130033； 2.吉林吉农高新技术发展股份有限公司，吉林 公主岭136100)

0 引言

吉林省农业科学院于2000年开始，根据特用玉米市场需求及产业整体发展方向，采用“母高抗、父高质”的组配思路进行杂交组配，以“一高两优三抗”，即产量高、商品性优、品质优、抗病虫、抗低温和抗药害为筛选原则，开展了吉农糯系列玉米种质创新及新品种选育工作。创制了JNX系列(JNX6、JNX1102、BNSS、JNX1201和JNX2402等)糯玉米骨干自交系，育成吉农糯4号、吉农糯14号和吉农糯24号等加工型糯玉米品种和吉农糯7号、吉农糯8号、吉农糯16号和吉农糯26号等鲜食糯玉米品种[1-5]。

近年来，分子标记技术辅助作物种质类群划分的研究工作取得突破进展，相比于传统的经验分群法，基于分子标记技术的类群划分和遗传基础解析更为准确和高效[6-8]。研究通过SNP分子标记技术对吉农糯系列糯玉米自交系进行基因分型，以期明确各骨干系间遗传基础差异，划分类群并建立吉农糯系列玉米自交系背景标记库。

1 材料与方法

1.1供试材料

研究选取吉农糯系列糯玉米骨干系及京科糯2000和垦粘1号父母本在内的15份糯玉米自交系作为参试材料，名称及来源如表1所示。

1.2基因分型

DNA提取：3～4期取样本叶片，采用CTAB法提取基因组DNA用于基因分型[9]。

基因分型：研究应用石家庄市博瑞迪生物技术有限公司GTBS基因分型技术，采取基于GenoPlexs多重PCR手段的1K SNP进行基因分型[10]。

表1 15份糯玉米自交系名称及血缘

1.3统计方法

PCA分析采用GAPTI软件进行分析，聚类分析采用MEGA软件进行分析，数据统计分析采用EXCEL软件进行[11-12]。

2 结果与分析

2.1聚类分析

对15个糯玉米自交系进行聚类分析，如图1所示。结果表明，京科糯2000父本BN2和吉农糯14号母本JNX1201单独划分为A类群；吉农糯24号母本JNX2487和吉农糯4号父本BNSS被归类至B类群；其余自交系包含在C类群中。

2.2主成分分析

主成分分析(PCA)结果如图2所示。结果表明，鲜食糯玉米品种吉农糯7号和吉农糯8号母本集中于A类群中；聚类分析中的A、B两类群中的4个自交系(BN2、JNX1201、JNX2487和BNSS)被划分至B群中；吉农糯8号母本与京科糯2000母本JN6(京糯6)及垦粘1号父本Nuo2(糯2)相对距离较近，归为C群；垦粘1母本Nuo1、吉农糯7父本和加工型糯玉米父本系(JNX1202、JNX2402)等黄色大粒型自交系被划分至D类群。由主成分分析结果可知，吉农糯系列鲜食糯玉米母本系衍生为一类种质，吉农糯系列加工型糯玉米自交系趋于两个衍生方向，一类是近垦粘1号母本Nuo1的父本群，一类是趋近于BN2的母本群，两群间遗传距离较远。A、B、C和D类群间除A群×B群外，其余类群组合方式均有代表品种出现，如C群×B群(京科糯2000)、A群×C群(吉农糯8)等，说明该划分结果具有代表性和准确性。

2.3基因型差异分析

对6个糯玉米品种(吉农糯7号、吉农糯8号、吉农糯14号、吉农糯24号、京科糯2000及垦粘1号)的亲本间基因型差异进行分析，如图3所示，结果如表2所示。由表2结果可知，6个品种平均基因型差异比例为0.340，两个加工型糯玉米品种吉农糯14号和吉农糯24号基因型差异均大于其余4个鲜食玉米品种，说明加工型糯玉米需要更大的杂种优势来满足其对产量的需求。相比而言，鲜食糯玉米吉农糯7号和吉农糯8号亲本间基因型差异略小于京科糯2000和垦粘1号，吉农糯8号亲本差异最小，为0.314。

3 结束语

当前，借助分子标记技术，糯玉米种质的遗传基

表2 6个糯玉米品种亲本间基因型差异

础得以解析，分子标记类型也由SSR过渡至高密度SNP[13-18]。基于多重PCR的1K SNP分型技术可实现单管内2 000重以上高度均一的PCR扩增反应，适用于单样本50～5 000位点的基因分型检测，成本低且效率高，在种质遗传基础解析及类群划分中性价比突出[9]。

研究结果表明近年来吉农糯系列糯玉米品种亲本的选育方向及衍化趋势；吉农糯鲜食母本群×垦粘1母本衍生群和吉农糯加工型母本群×垦粘1母本衍生群是吉农糯系列品种主要应用的杂优模式，进一步验证了通过观察田间表型和分析选育经过来判断育种材料类群归属的准确性，为高效利用吉农糯系列糯玉米自交系杂种优势规律、理清杂交选育思路提供理论支撑。此外，本研究基于SNP标记的基因分型结果可作为后期分子标记辅助选择、群体改良、轮回选择等育种工作的背景指纹，用以评判和界定分离后代的遗传背景及变异幅度。