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基于产量相关性状解析Suwan种质改良的遗传基础
基于产量相关性状解析Suwan种质改良的遗传基础
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中文摘要:
本研究以温、热带玉米种质群体Suwan1、苏兰1号、墨瑞1号的不同改良世代、优良自交系(PHB1M、QB446、QB408、QB1013、PH6WC、5311)及其杂交组合为试验材料,基于13个主要农艺性状的多点评价和基因型鉴定结果,分析Suwan种质及其衍生群体(苏兰1号)的配合力、杂种优势及轮回选择效果,得出如下结论: 1. 玉米Suwan1和苏兰1号群体在改良过程中表现为:随着改良世代的增加,株高、穗位高和行粒数呈现出增长的趋势,百粒重和秃尖长呈现出降低趋势;将Lancaster导入Suwan种质后,株高、穗位高显著降低,穗长和行粒数显著增加,抽雄期和吐丝期显著缩短。 2. 一般配合力(GCA)分析结果表明,随着选择轮次的增加,Suwan1群体的抽雄期、散粉期、吐丝期、株高、穗上叶片数、穗长、穗行数、小区产量的GCA明显提高;自交系PHB1M和人工合成群体苏兰1号的抽雄期、吐丝期、株高、穗位GCA效应值则显著低于Suwan1群体,穗长、行粒数的GCA表现为正效应值,说明Lancaster种质对改良Suwan种质的晚熟、降低株高和穗位、增加果穗出籽率具有较好的效果。 3. 半同胞相互轮回选择结果表明,苏兰1号、墨瑞1号群体随着改良世代的增加,其杂交组合的穗长、穗行数、行粒数的平均杂种优势得到显著提高;百粒重、秃尖长的平均杂种优势显著降低,特别是秃尖长的平均杂种优势降低成为籽粒产量增加的重要原因之一。在改良过程中,苏兰1号群体本身的秃尖长从C0的2.36 cm降到C3的1.71 cm,墨瑞1号群体本身的秃尖长从C0的1.5cm降到C3的1.08cm,群体间杂交组合的秃尖长也从苏兰1C0×墨瑞1C0的2.64cm降到苏兰1C3×墨瑞1C3的1.56cm,平均每穗降低1.08cm,降低了40.91%;苏兰1号群体的籽粒产量从C0的478.64kg/亩增长到C3的520.69kg/亩,提高了8.79%;墨瑞1号群体的籽粒产量变化不显著;而群体间杂交组合的籽粒产量也从苏兰1C0×墨瑞1C0的545.46kg/亩增加到苏兰1C3×墨瑞1C3的620.7kg/亩,增量为75.24kg/亩,遗传增益达到了13.79%。 4. 群体间遗传距离分析表明,随着改良世代的增加,Suwan1、苏兰1号和墨瑞1号群体每两轮改良世代间的遗传距离呈现出逐渐减小的趋势。主成分分析结果显示,本研究所用的19份供试材料被划分为7类,第Ⅰ类群主要包括Suwan1C10、Suwan1C11、Suwan1C12、Suwan1C13、Suwan1C15、QB446、QB408,为Suwan种群;第II类群主要包括苏兰1号C0、苏兰1号C1、苏兰1号C2、苏兰1号C3四个群体,属于Suwan-Lancaster种群;第Ⅲ类群只有5311,属于地方种质群;第Ⅳ类群包括墨瑞1号C0、墨瑞1号C1、墨瑞1号C2、墨瑞1号C3,属于Reid-Tuxpeno种群;第Ⅴ类群为PH6WC,属于Ried种群;第Ⅵ类群为QB1013为先锋二环系;第Ⅶ类群为PHB1M,属于Lancaster类群,聚类分析的结果与系谱来源基本一致。 5. 利用包含5.6万个SNP标记的MaizeSNP50芯片对Suwan1、苏兰1号、墨瑞1号群体的不同改良世代进行鉴定。结果表明,群体内的交换重组片段较少,而群体间发生交换重组的频率相对较高。其中,在Suwan1群体不同改良世代中共筛选出12428个稳定遗传的SNP标记,其中存在12个特异性SNP标记,分别位于第1、3、6、8染色体上;在苏兰1号群体不同改良世代中筛选出9387个稳定遗传标记,有21个特异性SNP标记,分布于第1、2、3、4、5、6、7、9 染色体,以第 2 染色体上的多态性最高,发生交换重组频率最大;在墨瑞1号群体不同改良世代中筛选出12456个稳定遗传标记,有24个特异性SNP标记,分布在第1、2、3、10染色体上。另外,基于SuwanC11群体的SNP标记,筛选出在苏兰1号群体各世代间稳定遗传的标记6364个,有60个特异性SNP标记。 6. 通过混合线性模型(mmscore)对MAF>0.05的43980个SNP标记与产量相关性状进行关联分析。结果表明,在Suwan1及其衍生群体不同改良世代产量相关性状中,共发掘出13个与穗长性状显著相关联的SNP位点,分别位于第1、2、5、7、8、9染色体上,其中有 1个位于Suwan-Lancaster群体的特异性遗传区段内;发掘出16个与穗行数显著关联的SNP位点,分别位于第2、3、5、6、7、8、9染色体上,其中有2个位于Suwan-Lancaster群体的特异性遗传区段内。
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作者:
李秀诗
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关键词:
玉米
群体改良
产量相关性状
杂种优势
配合力
遗传特征
授予学位:
硕士
学科专业:
作物学
导师:
陈泽辉、彭忠华
学位年度:
2018
学位授予单位:
贵州大学
语种:
中文
中图分类号:
S5