基于ssr標(biāo)記的鄭58和掖478遺傳多樣性分析

基于ssr標(biāo)記的鄭58和掖478遺傳多樣性分析

鄭58和葉478是中國的中心自交系，也是玉米育種的起始材料。掖478為母本、昌7-2為父本選育出的安玉5號(hào)是河南省玉米雜種優(yōu)勢利用的具有代表性的雜種優(yōu)勢組合模式,提高了玉米產(chǎn)量,促進(jìn)玉米育種的提高,初步奠定了“瑞德群×黃早四群”,成為我國黃淮海主要育種模式。鄭58是掖478為母本進(jìn)行雜交選育出的新的骨干自交系,以鄭58為母本、昌7-2為父本選育出的鄭單958目前年推廣面積達(dá)到400萬hm2,成為我國的第一大作物品種。鄭58比掖478在耐密性、抗病性、容重、出籽率都有明顯的遺傳改進(jìn)。本研究采用SSR標(biāo)記研究兩個(gè)自交系之間的基因組差異,對(duì)玉米育種提供參考。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料供試自交系為鄭58和掖478,由河南省農(nóng)科院糧食作物研究所提供。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1提取各組dna采用郭景倫等的玉米單粒種子DNA快速提取法并加以改進(jìn),提取基因組DNA。1.2.2sr索引1.2.3變性2in,cPCR反應(yīng)過程:94℃預(yù)變性5min,1個(gè)循環(huán);94℃變性1min,60℃退火90s,每循環(huán)降低0.5℃,72℃延伸2min,20個(gè)循環(huán);94℃變性1min,56℃退火90s,72℃延伸2min,20個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。反應(yīng)終止后在45W功率條件下,取5μL擴(kuò)增產(chǎn)物在制備好的6%的聚丙烯酰胺凝膠板上電泳約90min。1.2.4銀染色結(jié)合Bassam和Sanguinetti的方法并加以改進(jìn)進(jìn)行銀染和顯影。1.3ssr位點(diǎn)的多態(tài)性信息聚合酶pic根據(jù)篩選出的具有多態(tài)性引物的擴(kuò)增結(jié)果,將相同遷移率位置上的SSR擴(kuò)增引物,有帶的記為1,無帶記為0,缺失記為9。根據(jù)Smith方法,計(jì)算SSR位點(diǎn)的多態(tài)性信息量(Polymorphisminformationcontent,PIC)按照公式PIC=1-Σfi2計(jì)算,fi2表示i位點(diǎn)的基因頻率。按照Nei等方法,計(jì)算自交系間的遺傳相似系數(shù)(GS),GS=m/(m+n),其中m為基因型間共有帶數(shù)目,n為差異帶數(shù)目。2結(jié)果與分析2.1引物的遺傳相似性鄭58和掖478擴(kuò)增和電泳分析(表1、圖1)表明,200對(duì)SSR引物中有57對(duì)引物具有多態(tài)性,多態(tài)性標(biāo)記比率達(dá)到28.5%,遺傳相似度為71.5%。200對(duì)引物共計(jì)擴(kuò)增出424個(gè)SSR等位性片段,其中有113個(gè)多態(tài)性等位片段,遺傳雜合度為26.7%,遺傳相似度為74.3%。說明鄭58和掖478之間具有一定差異。2.2多態(tài)性引物的出現(xiàn)57個(gè)多態(tài)性標(biāo)記分布于(除第5條染色體之外)基因組的其他9條染色體上,其中第1條染色體上有8個(gè)多態(tài)性引物;第2條有3個(gè);第3條有27個(gè),多態(tài)性引物出現(xiàn)最多;在第4條有2個(gè);第6條有6個(gè);第7條有7個(gè);第8條有2個(gè);第9條有1個(gè);第10條有2個(gè),說明多態(tài)性標(biāo)記的不均勻分布。SSR多態(tài)性標(biāo)記在不同染色體上呈現(xiàn)不均勻性分布,每對(duì)引物可檢測到2~4個(gè)等位基因,平均為2.4個(gè),PIC分布范圍為0.422~0.625。2.3第3條染色體多態(tài)性引物SSR多態(tài)性標(biāo)記在同一染色體上不同區(qū)域的分布密度不同,第1條染色體上共有8個(gè)多態(tài)性引物,在1.08區(qū)出現(xiàn)4個(gè)多態(tài)性引物,是引物出現(xiàn)的集中區(qū);第3條染色體上出現(xiàn)27條多態(tài)性引物,在3.09區(qū)出現(xiàn)11個(gè)多態(tài)性引物,該區(qū)對(duì)于鄭58和掖478來說是一個(gè)多態(tài)性引物集中區(qū),分布密度最大;第6條染色體上共有6個(gè)多態(tài)性引物,其中在6.00區(qū)出現(xiàn)3條多態(tài)性引物;第7條染色體上共有5個(gè)多態(tài)性引物,其中7.01區(qū)出現(xiàn)3條多態(tài)性引物。表明這些染色體區(qū)域?yàn)橐装l(fā)生遺傳變異,可能是性狀改變的遺傳基礎(chǔ)。3ssr多態(tài)性標(biāo)記與產(chǎn)量等性狀的相關(guān)性鄭58和掖478是既有差異又有較高遺傳相似度的遺傳材料。這兩個(gè)自交系是我國重要的骨干自交系。采用昌7-2為父本,分別組配出我國兩個(gè)主栽品種安玉5號(hào)和鄭單958。鄭單958產(chǎn)量比安玉5號(hào)高15.2%。親本自交系基因組差異是雜交種產(chǎn)量差異的遺傳基礎(chǔ)。研究基因組DNA分子標(biāo)記水平上的遺傳差異與產(chǎn)量等性狀之間的相關(guān)性,有助于挖掘與產(chǎn)量相關(guān)的基因標(biāo)記和染色體區(qū)域。在不同染色體上SSR多態(tài)性標(biāo)記的數(shù)量不同,可能揭示出特定的染色體易于發(fā)生遺傳重組和變異,這些變異有可能與產(chǎn)量配合力有關(guān)。因此,研究多態(tài)性標(biāo)記較多的染色體與產(chǎn)量的關(guān)系對(duì)育種具有指導(dǎo)意義。在同一染色體不同區(qū)段多態(tài)性標(biāo)記分布密度不同。研究多態(tài)性標(biāo)記集中區(qū)與產(chǎn)量等性狀之間的相關(guān)性,從而找出該區(qū)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)份額。在本研究的基礎(chǔ)上,通過分子標(biāo)記輔助選擇建立系列近等基因系,且與昌7-2雜交進(jìn)行配合力測試,能夠找到與產(chǎn)量配合力有關(guān)的染色體和染色體區(qū)域。PCR反應(yīng)體系:反應(yīng)總體系為20μL,其中12.35μL