瀘州金土地種業(yè)有限公司 四川 瀘州 646300
玉米是我國的重要農業(yè)作物,在保證糧食安全等方面有積極意義。而其品種的培育是推動玉米種職業(yè)發(fā)展的關鍵。但在實際的育種過程中,并沒有有效的親本選配方式,只能通過傳統(tǒng)的雜交配合育種方式對優(yōu)勢組合進行篩選,費時費力。隨著科學技術的不斷發(fā)展,我們可以利用SSR分子標記方式對雜種優(yōu)勢方面進行分析和預測。
2.1 考察植株 本試驗主要以公司的FQ919、J3247等8個玉米自交系為材料。為了更好說明遺傳距離與雜種優(yōu)勢的關系,先對上述植株材料進行聚類分析,將遺傳差異的植株進行區(qū)分說明。按照隨機區(qū)組進行設計,將8組材料分別進行完全雙列雜交,試驗田內隨機取5株玉米親本植株和不同雜交的F1植株進行考察。另外,選用10對多態(tài)性高的SSR引物,利用分子標記對親本和F1代進行聚類分析,以研究雜種優(yōu)勢相關內容。
2.2 試驗方法 將待考察的植株播種在試驗田內,試驗田按照區(qū)組進行試驗設計,行長為3.5m,行距0.6m,株距0.3m,單株種植,密度3703株/畝。根據(jù)玉米種植的常規(guī)方法進行撫育管理。
考察性狀:株高、有效穗數(shù)及穗位高、莖粗、穗重、行粒數(shù)、百粒重等。
選用10對多態(tài)性高的SSR引物,根據(jù)電泳圖對DNA進行點賦值,有帶者為1,否則為0。
8個親代植株的性狀考察的結果見表1所示。通過表1數(shù)據(jù)可以看出,各性狀的變化幅度較大,其中P4和P5兩個親代的植株性狀綜合農藝性能最好。
28個子代材料的差異也較為明顯,特別是穗部性狀、玉米籽粒變化較大。
4.1 聚類分析 以遺傳距離閥值設定為25,可將親代和子代分為兩個類群,其中第一類群中包含7個親代,第二類群中包含一個親代和F1代。在第一類群內可以細分兩個亞類群,第一壓類群為2、4、6、8四個親本;第二壓類群為1、3、7三個親本。第二大類群包含P5親本和F1代。綜上,P5親本和以上其他親本存在顯著遺傳差異。
4.2 遺傳多態(tài)性分析 根據(jù)SSR分子標記可以看出,全部的玉米種質遺傳距離在0.57到0.9之間,以0.65的相似性為標準,可將36個植株分為六個類群,其中第六類群分為四個亞類群。其中包含5個親代的類群,該類群的親代分別為P1、P4、P5、P6、P7,該類群中1和7之間不存在遺傳距離,親代5和其他4個親代之間的遺傳距離較大。另外一個類群只含有親代8,說明親代8和其他的植株之間的遺傳距離大。子代的差異性較大,其中13和16差異性最小,16是親代1和7產生的子代。子代35的差異性最大,該親代是3和8。通過分析,可以得到親代的遺傳距離大對最終的子代產生正相關影響,差異較大的親代能夠產生差異大的子代。
通過分析,可看出親代5和8之間的遺傳距離最大,但產生的后代平均優(yōu)勢中存在10個優(yōu)勢的性狀;親代2和7之間的遺傳距離小,但產生的后代農藝性狀呈現(xiàn)負平均優(yōu)勢,說明分子標記和聚類分析可以在很大程度上對子代的優(yōu)勢進行預測。
(1)根據(jù)遺傳性狀差異性,可以將親代、子代分為兩個類群。親本2、親本4、親本6、親本8具有比較相近的遺傳距離,可劃分為一個類群;親本1、親本3、親本7具有比較相近的遺傳距離,可劃分為一個類群;因親代5具有不同的遺傳特性,單獨劃分為一個類群。
(2)通過將SSR分子標記技術對共計26個植株進行擴增,共得到54個位點,且均為多態(tài)性的性能特點,表明考察的植株均具有遺傳的多態(tài)性。聚類分析將材料分為六類群。其中,第一類群為1、4、5、6、7五個親本,1和7親本之間不存在遺傳差異,5和4親本之間的遺傳差異性較大。第二類群只有兩個親本,即2和3。兩個親本之間的遺傳差異性較小,但與其他的親本差異性較大。第五個類群為8親本,說明該植株與其他親本存在較大遺傳差異性。另外,子代間的遺傳性差別較大。26和35之間的差異性最大,13和16之間的差異性最小。
(3)通過對26個植株進行性狀分析,可以得出除莖粗外,其他的農藝性狀子代均優(yōu)于親代。通過對子代的平均優(yōu)勢和超親優(yōu)勢及雜種優(yōu)勢進行分析對比,可以看出幾個參數(shù)的正向優(yōu)勢多于負向優(yōu)勢。雜種優(yōu)勢大小分別為:單穗鮮重、行粒數(shù)、穗位高、株高、穗長、百粒干重、單穗干重、穗行數(shù)、百粒鮮重。說明:單穗鮮重、行粒數(shù)、穗位高具有更多的育種選擇,而穗行數(shù)、百粒鮮重及莖粗選擇的范圍小。