13份o2玉米自交系的SSR标记遗传多样性分析
玉米品种选育中的遗传多样性分析
玉米品种选育中的遗传多样性分析随着人类生产力的不断提高和科技的不断进步，农业生产的规模和产量也在不断提高。
作为世界上最主要的粮食作物之一，玉米的品种选育显得尤为重要。
玉米品种选育的过程可以分为多个环节，而其中遗传多样性分析则是其中最为重要的一个环节之一。
什么是遗传多样性分析？遗传多样性分析是一种用于研究物种遗传多样性的手段。
通过对同种物种个体进行基因分析和测序，可以研究不同个体之间的遗传差异以及基因型的分布特征。
遗传多样性分析是现代遗传学和分子生物学研究领域中的重要手段，对于各种生物种群的进化历程和生态适应机制的研究都具有重要的意义。
玉米品种选育中的遗传多样性分析在玉米品种选育中，遗传多样性分析的目的是通过对不同玉米品种个体的基因信息进行分析，研究玉米个体之间的遗传差异以及基因型分布规律，为育种者提供更全面的遗传信息，从而研发出更加优质高产、适应环境更广泛的新品种。
对于遗传多样性分析的新型技术，如基于SNP、SSR和RAPD等技术的多样性分析有助于区分不同设施样本，并估计育种家育种程序中克隆选择，通过分析配合基因型和表现型组成的高密度遗传地图以及基因组数据，对某一特定品种的遗传基础和遗传资源进行评估和分析，从而为玉米育种提供更为精确、准确的数据信息。
同时，对于玉米遗传多样性数据的分析还可以为我们了解其遗传机理提供帮助，为筛选优良品质、适应性强、抗逆能力高的玉米品种提供参考，进一步推动玉米育种的高效、可持续发展。
需要注意的是，虽然遗传多样性分析对玉米育种和品种选育有着重要的意义，但是在进行遗传多样性分析的同时也需要注重保护物种的多样性和遗传资源。
在进行玉米遗传多样性分析的过程中，我们应该充分尊重和保护物种的自然遗传资本，同时也应该探索新的玉米品种选育途径和技术手段，为全球粮食生产的可持续性发展做出贡献。
结论总之，遗传多样性分析在玉米品种选育中具有不可或缺的重要作用。
科学家通过对玉米遗传数据的分析，为玉米育种和品种选育提供了更加丰富和全面的遗传信息，从而推动了玉米育种的高效、可持续发展。
玉米常用的分子标记
玉米常用的分子标记
玉米是世界上最重要的粮食作物之一，因此对其进行研究至关重要。
分子标记是一种重要的研究工具，可以用于识别不同品种之间的遗传差异。
下面介绍几种常用的玉米分子标记。
1. SSR（简单序列重复）标记：SSR标记是通过检测DNA中特定序列的重复次数来识别遗传差异的。
它们通常可以用PCR扩增并通过凝胶电泳进行测定。
SSR标记在玉米遗传学和品种鉴定中被广泛使用。
2. SNP（单核苷酸多态性）标记：SNP标记是通过检测DNA中单个核苷酸的变异来识别遗传差异的。
它们通常可以通过基因芯片技术进行分析，是分子标记中最常用的。
3. RAPD（随机扩增多态性DNA）标记：RAPD标记是通过随机扩
增DNA片段来识别遗传差异的。
它们通常可以用PCR扩增并通过凝胶电泳进行测定。
RAPD标记在玉米遗传学和种质资源研究中被广泛使用。
总之，分子标记技术为玉米遗传学和育种研究提供了重要的工具，有助于识别品种之间的遗传差异和进行基因组分析。
- 1 -。
中国主要玉米自交系遗传多样性分析
中国主要玉米自交系遗传多样性分析（文献综述）玉米育种的首选技术路线是利用杂种优势（张世煌，2001）。
因此系统研究种质的遗传多样性，进而划分杂种优势群、构建杂种优势模式，一直是国内外玉米育种研究的热点。
这一研究不但有利于克服组配杂交组合的盲目性、提高育种效率，同时对于拓宽种质资源和克服种质的遗传脆弱性也十分重要。
在全面了解种质间遗传关系的基础上，合理准确地划分杂种优势群和构建杂种优势模式，可以为自交系选育 (尤其是二环选系 )、群体合成与改良、杂交种选配及育种研究管理等工作提供理论基础（谢俊贤，2001）。
1 国内外玉米种质研究现状1.1 杂种优势群和杂种优势模式杂种优势群（Heterosis group）是指遗传基础广阔，遗传变异丰富，具有较多的有利基因，较高的一般配合力（GCA），种性优良的育种基础群体。
是在自然选择和人工选择作用下经过反复重组种质互渗而形成的活基因库。
从中可不断分离筛选出高配合力的优良自交系（李竞雄，1983；刘纪麟，1991）。
杂种优势模式（Heterosis pattern）是指两个不同杂种优势群之间具有较高的基因互作效应，具有较高的特殊配合力（SCA），相互配对成为产生强优势的模式。
从配对的两个优势群分别选出的优良自交系之间，出现强优势杂交种的几率也相应较高（李竞雄，1983；刘纪麟，1991）。
划分杂种优势群和构建杂种优势模式是玉米种质分析的主要内容，也是玉米育种中关键性的基础工作。
1.2 国外的研究现状杂种优势理论应用于玉米生产始于20世纪30年代，美国最早根据远缘优势的原理划分出两个杂种优势群，并据此构建出第一对杂种优势模式Lancaster×Reid，这已成为经典模式被广泛应用于玉米育种工作中（刘纪麟，1991）。
随着研究的深入，美国的种质基础清晰地分为依阿华坚杆综合种（BSSS）、Reid黄马牙（Reid-YD）和Lancaster（LCS）三个种质系统（Melchinger et al，1991）。
13个玉米自交系配合力及遗传参数分析
2
6. 7063 3 194. 2353 3 0. 095 11. 1173 3 0. 946 28. 8003 3 5. 7353 3
2. 424
2. 9053
39
32. 8733 3 6. 4223 3 6. 5783 3 2. 1563 3 8. 5603 3 16. 1823 3 8. 9433 3 11. 3843 3 6. 7483 3
×DF22、DY27 ×DF21、DY27 ×昌 722;穗长 、穗粗 、穗行数 、百粒重 、株高 、穗位等性状可以进行早 代选择 。产量 、出籽率 、行粒数 ,不宜早代选择 。 关键词 :玉米 ;自交系 ;配合力 ;遗传参数 中图分类号 : S513. 032 文献标识码 : A
玉米种质是玉米育种的物质基础 ,而育种工 作对种质的利用最终归结为对性状配合力的选 择 。为了有效利用种质资源 ,组配出优良的杂交 组合 ,提高育种工作效率 ,本文对 13个不同类群 的骨干自交系进行配合力分析 ,以期掌握其主要 性状的遗传规律和 F1 的表现 ,为自交系的利用和 强优组合的选配提供依据 。
9. 847 - 3. 555
8. 737 - 0. 810 - 9. 579
8. 123
1. 785
3. 534
- 3. 867 - 3. 597
- 1. 466
0. 079
6. 513
0. 425
- 4. 529
3. 600
- 11. 125
4. 352
- 6. 930 - 3. 477
2. 682
自由度 df
产量 Yield
出籽率 Shelling p e rcen tage
穗长 Ear length
糯玉米自交系SSR标记遗传多样性及群体遗传结构分析
1 材料与方法
1.1 试验材料 87 份糯玉米自交系(N1~N87)和 4 份糯玉米杂交
种(N88~N91)分别于 2016 年春、2016 年秋和 2017
年春种植于上海市农业科学院庄行综合试验站(附
表 1), 行长 4.0 m, 行距 0.6 m, 株距 0.25 m, 田间管
玉米品种鉴定技术规程 ssr标记法
玉米品种鉴定技术规程 ssr标记法SSR（Simple Sequence Repeat）标记法是一种用于玉米品种鉴定的技术规程。
以下是关于玉米品种鉴定技术规程 SSR 标记法的一些基本信息：1. SSR 标记的原理：SSR 标记是基于短小简单重复序列的分子标记技术。
这些重复序列在基因组中广泛存在且具有高度多态性。
通过设计特定的引物，可以扩增并检测这些 SSR 标记，从而识别不同品种之间的差异。
2. DNA 提取：从待鉴定的玉米样本中提取高质量的 DNA 是进行 SSR 分析的重要步骤。
通常使用适当的 DNA 提取方法，如 CTAB 法或商业试剂盒。
3. SSR 引物设计：针对玉米基因组中的 SSR 位点，设计特异性的引物对。
这些引物可以根据已发表的玉米 SSR 数据库或通过自行开发来获得。
4. PCR 扩增：使用设计的 SSR 引物对，对提取的 DNA 进行 PCR 扩增。
PCR 反应条件可以根据引物的特性和设备要求进行优化。
5. 电泳和凝胶分析：扩增产物通过电泳在琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶上进行分离。
根据 SSR 标记的大小差异，可以观察到不同的电泳条带。
6. 数据分析：对电泳结果进行分析，记录每个品种的 SSR 标记图谱。
通过比较不同品种之间的图谱差异，可以鉴定出品种的独特特征。
7. 品种鉴定：根据 SSR 标记的多态性和品种特有的图谱模式，可以对玉米品种进行准确的鉴定和区分。
需要注意的是，SSR 标记法需要专业的实验室设备和技术操作，同时也需要对玉米基因组和 SSR 标记的相关知识有一定的了解。
在进行品种鉴定时，建议遵循相关的标准操作程序和实验室安全规范。
利用SSR标记对贵州主要玉米种质进行遗传多样性分析
ｐ ｉ ｉｆｒ ｔ ｎｃ ｎｅ ｔ（ Ｉ ｈｃ ｎｏｍａｉ ｏ ｔｎ Ｐ Ｃ）ｗａ ． ５ ｆｒｅｃ ｒ ｒ ｅｔｄｍａｅｉｌ ｃｕｄ ｂ ｌｓｉｅ ｎｏ５ｇｏ ｐ ｃ ｏｄ ｏ ｓ３ ２ ｏ ａ ｈ ｐｉ ．Ｔ ｓｅ ｔｒａｓ ｏ ｌ ｅｃａｓｆ ｄｉｔ ｒｕ ｓａ ｃ ｒ— ｍｅ ｉ
０ ０ ％ ］ ０ ２ｍｍ ｌ・ ， ８ ，． ｏ Ｌ～ ｄ Ｔ ｓ １Ｕ Ｔ ｑＤ Ａ 聚 Ｎ Ｐ ， ａ Ｎ 合 酶 ，． ｍ ｌ・ Ｓ Ｒ引 物 ，０～５ ｇ模 板 ０４ ｏ Ｌ Ｓ ２ Ｏｎ Ｄ Ａ； ｄ Ｈ： Ｎ 加 ｄ Ｏ至终 体 积 ２ 。Ｐ Ｒ反 应 程序 ０ Ｃ 为 ：４ 预 变 性 ３ ｍ ｎ ９ ９ ｉ； ４℃ １ｍ ｎ ５ ～６ ℃ ｉ ，５ ０
注： 为简便起见 ， 以编号代 替玉米 自交系。
１ ６份 自交 系进 行 系统聚 类 。
１２ 分子 标记分 析 ．
—
６７１ ．
利 用 Ｓ Ｒ 标 记 对 贵 州 主 要 玉 米 种 质 进 行 遗 传 多 样 性 分 析 Ｓ
邱红波 ， 戴保 威 ， 忠 华 彭
（ 州大学 农学院玉米研究所 ， 州 贵 阳 ５０２ 贵 贵 ５０ ５）
摘
要 ： 用 １ 贵 州 主 要 玉 米 白交 系 ， 筛 选 得 到 的 ２ 选 ６个 用 ０对 引 物 进 行 Ｓ Ｒ分 析 。 结 果 检 测 到 ６ Ｓ ５个 等 位 基
１ １ 供试 材料 ．
扩增 反应 溶液 体 积 为 ２ Ｌ 其 中 １×ｂｆｒ ０ ， ｕｅ ｆ
［ ０ｍ ｌ・ １ ｍｏ Ｌ～ Ｔ ． Ｃ ｐ ８ ８ ，０ ｍ ０ ・ ｉ ｆ Ｈ １（ Ｈ ． ） ５ ｍ １ Ｌ
ＫＣ１ ２ ０ ｍ ｍｏ ， ． ｌ ・ Ｌ～ Ｍ ｇ ２， Ｎｏ ｉ ｅ Ｐ ０ Ｃ１ ｎｄ ｔ ４
SSR分子标记技术及其在构建玉米DNA指纹库上的应用
SSR分子标记技术及其在构建玉米DNA指纹库上的应用摘要SSR分子标记技术是在PCR基础上发展起来的一种DNA多态性检测技术，已广泛应用于植物基因组研究的各个领域。
概述了SSR标记的原理、类型、功能及其引物的来源，利用SSR构建玉米DNA指纹库的进展，玉米DNA指纹库在品种鉴定、品种保护及品种监测等方面的应用等，以为玉米品种的研究提供参考。
关键词SSR分子标记;玉米;DNA指纹库;应用AbstractSimple sequence repeat(SSR)markers on the basis of PCR as a technology of detection DNA polymorphism have been widely used in the studies of plant genome research in some fields. In the paper，the theories，types，functions and sources of primers by SSR marker were clarified. Then the processes of maize DNA fingerprinting pool construction by SSR were elaborated. Finally the application of maize DNA fingerprinting pool on cultivar identification，cultivar protection，cultivar detection et al was pointed to take references for maize varieties research.Key wordsSSR molecular marker;maize;DNA fingerprintingdatabase;application玉米是一种重要的饲用、粮用和工业加工作物，在国民经济中占有重要的地位。
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13份o2玉米自交系的SSR标记遗传多样性分析杨留启;杨文鹏;王伟;王明春【摘要】为探究SSR标记位点的等位变异情况和自交系间的渊缘关系,采用SSR 标记法,对13份o2o2基因型玉米(o2玉米)自交系的遗传多样性进行了分析.结果表明:共检测出92个等位基因变异,每个标记可检测出2～7个等位基因,平均3.54个;平均多态性信息量为0.59,变化范围0.14～0.83,显示了较高的多态性.通过聚类分析,将13个o2玉米自交系分为3个类群.含有CIMMYT优质蛋白玉米种质的8个自交系CA335、CA339、CA344、CA375、CA091、CML171、C171和黄C 以及自育的QCL3028和种质来源不详的717/o2聚为一个类群;自育的o2玉米QCL3001和QCL3002聚在一个类群;前南斯拉夫来源的ZPL33/o2独成一个类群.聚类结果与系谱来源基本一致,表明聚类分析的结果基本上是正确的.%The genetic diversity of 13 high-lysine o2 maize lines were analyzed using SSR markers and cluster analysis to explore the relationship between allele variation and inbred lines. The results showed that 92 alleles were detected, with a mean of 3. 54 ranged from 2 to 7 among the 13 lines, and polymorphism information content was 0. 59 on average ranged from 0. 14 ～ 0. 83, showing high polymorphism. The clustering result showed that the 13 lines were classified into three groups. The first group included eight QPM lines(CA335, CA339, CA344, CA375, CA091, CML171, C171 and Huang C) and another two lines(QCL3028 bred by GIUFC and 717/o2 introduced by GIUFC); the second group included two lines, QCL3001 and QCL3002, bred by GIUFC; the ZPL33, originated from former Jugoslavia ,made the third group.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】5页(P5-8,13)【关键词】玉米;opaque-2(o2);SSR;等位变异;遗传多样性【作者】杨留启;杨文鹏;王伟;王明春【作者单位】贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006;贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006;贵州省农业生物技术重点实验室,贵州,贵阳,550006;贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006;贵州省旱粮研究所,贵州,贵阳,550006【正文语种】中文【中图分类】S513普通玉米胚乳蛋白质的氨基酸组成不平衡，缺少赖氨酸和色氨酸，存在营养缺陷。
自Mertz等[1]于1964年首次发现在隐性突变基因opaque-2(o2)能显著提高玉米籽粒胚乳中的赖氨酸和色氨酸含量以来，世界上许多国家开展了利用o2基因改进玉米蛋白品质的研究。
我国于20世纪70年代初引进o2o2基因型玉米(o2玉米)，进行玉米品质改良研究。
中国农业科学院、北京农业大学和山东省农业科学院等单位均先后开展了这方面的研究，育成了一些籽粒赖氨酸含量在0.40%以上的高赖玉米杂交种。
普通玉米胚乳的赖氨酸含量一般为0.20%～0.30%，高赖氨酸玉米胚乳赖氨酸含量一般为0.4%左右。
玉米基因组中的高赖氨酸含量突变基因o2、o6[2]、o7[3]、o9[4]和o11[5]等均起到上调玉米籽粒赖氨酸含量的作用。
Vasal[6]利用o2修饰因子把粉质胚乳改变为硬质胚乳，克服o2突变体的生理缺陷，把硬质胚乳高赖氨酸玉米定名为优质蛋白玉米(Quality Protein Maize，简写QPM)。
Paez等[7]发现，胚乳修饰基因可以把o2玉米的软质胚乳变成不同程度的硬质胚乳，在o2o2纯合体隐性遗传背景下引入修饰基因，可以改善胚乳物理性状，增加籽粒硬质度、粒重和透明度，只对胚乳物理性状有修饰作用，并不改变胚乳蛋白质品质，胚乳赖氨酸含量几乎不降低。
当今的QPM一般是由显性o2基因突变为隐性o2并由修饰基因修饰后所致。
研究发现，o2基因是一个高赖氨酸调控基因，它编码一种能激活醇溶蛋白表达的转录因子。
由于o2基因翻译的蛋白结构发生改变，致使其不能正常结合到醇溶蛋白基因上，不能激活该基因表达，从而减少醇溶蛋白的合成[8-9]。
前人已对o2玉米或玉米o2基因进行了研究。
李学渊和刘纪麟[10]研究表明，o2基因与su1、sh2和bt2基因互作可显著降低百粒重及淀粉含量，增加蛋白质、赖氨酸、可溶性糖、蔗糖和还原糖含量。
曾孟潜等[11]的研究表明，QPM玉米o2基因为隐性的单基因遗传，它控制着胚乳、雄穗和幼苗期叶片中赖氨酸的超量积累，—些修饰因子和遗传背景对胚乳物理性状产生影响，并发现QPM玉米、普通玉米的胚较之胚乳，或者QPM玉米胚乳较之普通玉米胚乳都含有较多的天门冬氨酸、甘氨酸、赖氨酸和精氨酸，含有较少的脯氨酸、谷氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸。
高树仁[12]的研究认为，以普通玉米与o2玉米自交系组配杂交种是一种值得探讨的高赖氮酸玉米选育方法。
前人已对优质蛋白玉米遗传多样性和杂种优势群的划分进行了研究。
番兴明等[13]利用SSR标记技术对18个QPM自交系和4个代表国内主要杂种优势群的普通玉米标准测验种进行杂种优势群划分，并通过聚类分析将供试的QPM自交系分为5大类群。
吴健聪等[14]根据产量配合力及杂种优势表现对24个QPM自交系与4个测验种之间的遗传关系进行了研究，将24个QPM自交系分别归入Lancaster、旅大红骨、四平头和Reid种群。
目前，尚未发现对贵州省使用的o2玉米的等位变异情况进行研究的报道。
笔者等主要选用贵州省旱粮研究所部分自育及外引的o2玉米自交系为材料，分析o2玉米基因组中SSR标记位点的等位变异情况，同时将这些自交系进行分子分类，以期为贵州o2玉米遗传育种提供参考依据。
1 材料与方法1.1 试验材料贵州省旱粮研究所自育和引进的o2玉米自交系13份，来源见表1。
1.2 试验方法1.2.1 DNA提取分别取13份材料的幼苗叶片，采用适用于分子标记辅助选择的玉米微量DNA分离提取的CTAB法[15]提取基因组DNA，用紫外分光光度计检测DNA浓度和质量，将DNA样品浓度稀释至50ng/μL，-20℃下保存备用。
1.2.2 SSR标记分析根据MaizeGDB网站公布的序列，由上海捷瑞生物工程有限公司合成SSR标记对应的引物。
PCR扩增反应体系为20μL，其中1×Buffer，25mmol/L Mg2+，150μmol/L dNTP，0.3μmol/L SSR引物，0.75单位Taq DNA聚合酶，50 ng DNA模板。
反应液上加盖1滴矿物油。
PCR反应过程包括：93℃ 1min，1个循环；93℃ 1min，58℃2min，72℃2min，共30个循环；最后于72℃ 5min。
DNA样品的PCR扩增和扩增产物的电泳检测，参照Yang等[15-16]的方法进行，PCR扩增反应在2720Thermal Cycler(manufactured by Applied Biosystems)和DNA Engine Peltier Thermal Cycler(美国Bio-Rad)上完成，扩增产物用Sequi-Gen®GT(美国Bio-Rad)核酸电泳系统进行分离。
CR扩增产物经6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，硝酸银染色显带。
表 1 供试o2玉米材料Table 1 The o2 maize lines used in the study编号No.名称Name来源Origin1CML171Pool 25 QPM2黄C(黄小162×自330/o2)×Tuxpeno 3717/o2不详4CA091(505/o2×7091)×70915ZPL-33/o2前南斯拉夫6C171Pool 25 QPM7QCL3002POP 66-2 QPM,自育一环系8CA375改良的Pool 33选系9CA344Pool 33选系10CA339改良的Pool 33选系11QCL3028自育二环系12CA335Pool 33选系13QCL3001POP 66-2 QPM,自育一环系1.2.3 数据统计分析SSR扩增以0、1、9统计建立数据库。
在相同迁移率位置上，有带记为1，无带记为0，缺失记为9。
每个SSR位点的多态性信息量(Polymorphism Information Content，简称PIC值)，按Smith等[17]提供的公式计算多态性信息量(PIC)，即其中f为i位点的基因频率。
利用SYSTAT10.2软件，采用欧氏距离进行聚类分析。
2 结果与分析2.1 SSR标记的遗传多态性从玉米基因组的47个SSR标记中筛选出多态性较好的23个，加上o2基因内的SSR标记umc1066、phi057和phi112共26个标记，在13份高赖氨酸玉米自交系中共检测出92个等位基因，每个标记可以检测到的等位基因不尽相同，范围在1～7个，平均为3.54个；多态性信息量0.14～0.83，平均为0.59(表2)。
其中，SSR标记umc1413的变异程度最高(表2和图1)，共检测出7个等位变异。
较高的多态性显示了SSR标记位点的高度变异性，同时也反映了供试材料在该位点存在较大的遗传差异。
表2 226个SSR标记位点的遗传多态性Table 2 The genetic diversity of 26 SSR marker loci编号Code标记Markers染色体位置Genomic position等位基因数/个Number of alleles多态信息量Polymorphism informationcontent1phi0561.0130.652umc1622240.73umc14222.0230.594bnlg15202.0 950.735umc20483.140.836umc12944.0230.637umc20274.0630.668umc153 24.130.599nc0075.0130.6510phi0855.0620.3611bnlg18855.0750.8112bnlg161650.7713umc18876.0340.6614umc14136.0570.815umc11597.0120.1416 umc12137.0220.517bnlg18087.0240.8518umc11308.0520.2619bnlg2408.06 60.7920bnlg21229.0140.6921umc23389.0320.3622umc12319.0560.8323um c21349.0520.524umc10667.0120.1425phi0577.0130.4726phi1127.0130.49 注：图中横1～13为玉米自交系编号(与表1相对应)；竖排1～7为等位基因数(下同)。