玉米自交系萌发特性的评价及SNP关联分析

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本研究通过室内重复可靠的萌发试验,筛选玉米自交系萌发期干旱胁迫和盐胁迫条件下的鉴定指标,建立快速可靠地玉米自交系萌发期抗旱性、抗盐性评价体系,对培育优良的杂交种、稳定玉米生产具有重要意义。同时,选用172份玉米自交系为材料,筛选得到均匀分布于玉米10条染色体上的SNP标记,分析玉米自交系的遗传结构和群体结构,用关联分析的方法筛选与玉米自交系萌发性状相关联的分子标记。1.根据对15%PEG干旱胁迫处理与CK的各指标分析,筛选出用于评价干旱胁迫条件下玉米自交系萌发特性指标:相对发芽率及相对活力指数在权重系数分别为0.6和0.4时,聚类结果最好,自交系可以分为高抗、抗、中抗、低抗、不抗5大类;根据聚类后各类型的特性,建立了玉米萌发期间抗旱能力评价的判别函数:Y=0.6RGR+0.4RVI,建立的判别函数可对玉米自交系萌发时期的抗旱性进行评价与筛选。2.根据对0.8%NaCl盐胁迫处理与CK的各指标分析,筛选出用于评价盐胁迫条件下玉米自交系萌发特性指标:相对发芽率及相对活力指数在权重系数分别为0.6和0.4时,聚类结果最好,自交系可以分为高抗、抗、中抗、低抗、不抗5大类;根据聚类后各类型的特性,建立了玉米萌发期间耐盐能力评价的判别函数:Y=0.6RGR+0.4RVI,建立的判别函数可对玉米自交系萌发时期的耐盐性进行评价与筛选。3.从56,110个SNP标记中筛选获得35171个具有高质量和多态性SNP标记,碱基变化涉及A/C(4231)、A/G(14138)、A/T(243)、T/A(212)、T/C(12054)、T/G(3676)、C/G(353)、G/C(264)8种,其中A/G类型最多,在所有类型中占40.20%,第1号染色体分布最多,为4926个SNP,占总标记数多的14.01%,其余染色体分布范围在6.04%-12.45%。4.利用35171个SNP标记对238个自交系连锁不平衡分析表明,关联分析群体有很高的连锁不平衡水平,但不同染色体上衰减距离差异较大。6号染色体的衰减距离最小仅为0.66Kb,1、3、4、7、9和10号染色体的衰减距离在2.139Kb至6.186Kb之间,2、5、7号染色体的衰减距离均大于10Kb,其中2号染色体的衰减距离最大达到22.384Kb。5.遗传结构分析将172个自交系可分为塘四平头群、P群、改良Reid和其它4个类群。其它群多为我国近10年引入国外新种质的改良系,对该类群种质遗传特性和种质类群特性的深入研究或将会为以后的玉米遗传育种起到重要的指导作用。6.基于MLM的关联分析表明,在考虑群体结构的情况下,在P≤0.001水平下,干旱胁迫条件下与相对发芽率、相对活力指数、综合指标关联SNP标记分别为20、53、41个;盐胁迫条件下与相对发芽率、相对活力指数、综合指标关联SNP标记分别为分别为15、8、11个;在干旱胁迫条件下有16个SNP标记同时与两个性状关联,有1个SNP标记同时与三个性状关联;在盐胁迫条件下有11个SNP标记同时与两个性状关联,有3个SNP标记同时与三个性状关联;有4个SNP标记同时与干旱和盐胁迫条件下的性状关联。
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